[发明专利]一种用于乙醇胺化制乙胺的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种用于乙醇胺化制乙胺的催化剂、制备方法及其应用，该催化剂是以钴为主要活性组分，氧化硅及草酸、硝酸、硫酸和盐酸中的一种或多种改性处理的氧化铝为载体，采用常规浸渍法制备钴/氧化铝催化剂。浸渍过程中加入L‑精氨酸、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等促进金属的分散。本发明催化剂克服了现有工业催化剂低温活性低、稳定性差，而高温反应时副反应多等问题，实现了在140℃的反应条件下保持催化剂的高活性和稳定性，从而实现乙胺的高选择性。

技术领域

本发明涉及乙醇临氢胺化制备乙基胺的催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

乙基胺是氨分子的氢原子被乙基取代而生成的衍生物，主要包括一乙胺、二乙胺、三乙胺等，是一种重要的精细化工中间体，可与多种化合物反应形成衍生物，广泛用于医药、农药、橡胶助剂、金属选矿及其它行业。

美国专利US2363721提供了一种镍氧化铝催化剂，但在乙醇胺化反应中活性较低。

中国专利CN02104202.0提供了一种低级脂肪胺催化剂，由载体负载钴、钙等活性组分，其中活性组分占催化剂重量的10—50％，该催化剂制备工艺复杂，乙醇转化率偏低，选择性不理想。

中国专利CN101869836A提供了一种低级脂肪胺催化剂、制备方法及其应用，该催化剂以氧化铝为载体，活性组分包括：(1)Co，10—50％；(2)Ce、Nd、Pr和Gd中的至少一种，0.01—5％；(3)Cr、没G、Ba、Ag、Mn、Ti、Ge和Zr中的至少一种，0.01—10％。该催化剂在较高的反应温度下(170℃)表现出了较好的乙醇胺化反应性能，但低温活性和稳定性有待提高，也不利于乙基胺的选择性。

发明内容

本发明的目的是提供了一种新的用于合成乙醇临氢胺化制备乙基胺的催化剂、制备方法及其应用，该催化剂在乙醇胺化反应中，可以在较低反应温度下保持较高的活性和稳定性。

本发明提供了一种用于乙醇胺化制乙胺的催化剂，该催化剂是以钴为主要活性组分，改性处理的氧化铝为载体，采用常规浸渍法制备钴/氧化铝催化剂；以催化剂重量百分比计，钴含量为10-35％，优选钴含量为15-30％。改性氧化铝载体是经氧化硅及草酸、硝酸、硫酸和盐酸中的一种或多种改性处理后得到的。

所述浸渍法为在浸渍硝酸钴的过程中加入表面活性剂。所述表面活性剂为L-精氨酸、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。

本发明提供了一种上述催化剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)、将成型的含重量分数0.1-5.0％氧化硅的氧化铝载体，经重量分数1-5％酸溶液80℃处理后，再水洗1-2次，120℃烘干，400-800℃焙烧3-5小时得到改性氧化铝载体；所述酸溶液为草酸、硝酸、硫酸和盐酸中的一种或多种混合。

(2)、将步骤(1)中的改性氧化铝载体抽真空处理1小时；

(3)、配制硝酸钴溶液，并在溶液中加入表面活性剂，以催化剂重量百分比计，钴含量为15-30％，表面活性剂含量为1-5％，得到浸渍液；表面活性剂为L-精氨酸、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或几种。

(4)、将配制好的浸渍液吸入经真空处理的改性氧化铝载体中，80℃老化1小时，80℃烘干4-8小时，120℃烘干6-12小时，300-500℃焙烧3小时；

(5)、将焙烧后的催化剂通入氢气在200-550℃还原10-30小时，得到钴/氧化铝催化剂。

催化剂应用于乙醇临氢胺化制乙胺反应中，可实现在较低的反应温度下保持催化剂的高活性和优异的稳定性，有效降低副反应的发生，提高乙基胺的选择性。