[发明专利]一种含碳担载镍合金催化剂的制备方法和使用方法

说明书

一种含碳担载镍合金催化剂，其特征在于：这种含碳担载镍合金催化剂的通式为aNi/bAl₂O₃/cCr/dFe/eC，式中a、b、c、d和e为相应组成的质量含量分数，a=60~80，b=10~33，c=1~3，d=4~6，e=2~8。其制备方法是使用含有可溶性镍盐、铬盐、铁盐和硝酸铝的混合溶液与沉淀剂反应获得黄色沉淀，所得沉淀经蒸馏水洗涤后，使用共沸蒸馏干燥获得担载型镍合金催化剂前驱体，再经焙烧和还原，即得含碳担载型镍合金加氢催化剂。本发明的一种含碳担载镍合金催化剂中引入Cr和Fe，避免仲胺和伯胺的生成，提高了收率，与四元合金催化剂相比，加碳能有效提高金属镍的还原度和分散度，以提高活性金属镍的表面积，减少镍的用量，降低成本。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，主要是指一种含碳担载镍合金催化剂的制备方法和使用方法,涉及N-( 2-氰乙基 )己内酰胺（CEC）的加氢含碳担载镍合金催化剂的制备方法和使用方法。

背景技术

DBU是一种重要的有机合成中间体，属双环脒类化合物，广泛应用于医药、香料等化工产品的合成反应。N-( 2-氰乙基 )己内酰胺（CEC）是合成DBU的中间产物。

脂肪腈加氢主要采用雷尼镍催化剂，存在催化性能较差，污染环境，废催化剂回收困难等问题，现在逐渐被担载型镍催化剂所取代。担载镍催化剂具有价格便宜，活性高等优点。专利CN101927166A中提到在担载镍催化剂的载体中加碳能有效提高金属镍的还原度和分散度，以提高活性金属镍的表面积，加氢条件更温和，选择性更高。张鹏.四元非晶态催化剂催化芳香腈加氢的研究[D].大连理工，2008中提到镍基催化剂中引入Fe、Cr元素可使腈类加氢生成伯胺而避免生成仲胺和叔胺。陶占辉等在黑龙江大学学报，2012，29( 6) :791-796公开了采用Ni-Al-Cr-Fe合金催化剂对DBU中间产物进行加氢，收率达到98%以上。

上述技术存在着金属镍的还原度和分散度较低，金属镍的用量较大，对生产成本有一定影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种含碳担载镍合金催化剂的制备方法和使用方法，上述催化剂的载体中含碳，并引入少量Cr和Fe元素，能够在较低的压力下使N-( 2-氰乙基 )己内酰胺（CEC）加氢成为 N- ( 3 -氨基丙基)- ε-己内酰胺( APC) ，有很高的活性和选择性。

本发明的技术方案是：一种含碳担载镍合金催化剂，其特征在于：这种含碳担载镍合金催化剂的通式为aNi/bAl₂O₃/cCr/dFe/eC，式中a、b、c、d和e为相应组成的质量含量分数，a=60~80，b=10~33，c=1~3，d=4~6，e=2~8。

上述一种含碳担载镍合金催化剂的制备方法，其特征在于使用含有可溶性镍盐、铬盐、铁盐和硝酸铝的混合溶液与沉淀剂反应获得黄色沉淀，所得沉淀经蒸馏水洗涤后，使用共沸蒸馏干燥获得担载型镍合金催化剂前驱体，再经焙烧和还原，即得含碳担载型镍合金加氢催化剂。

上述一种含碳担载镍合金催化剂的使用方法为：一种含碳担载镍合金催化剂在微反应器中催化N-( 2-氰乙基 )己内酰胺（CEC）加氢成为 N- ( 3 -氨基丙基)- ε-己内酰胺( APC) 的使用方法，其特征是将本发明的一种含碳担载镍合金催化剂3~5g装填于微反应器中，还原后将温度降至反应温度，反应温度60~80℃，CEC和氢气通入反应器，氢气压力1~3MPa，氢气和CEC的流速摩尔比为4~10:1，CEC的体积空速为1.0~3.0h^-1，即得N- ( 3 -氨基丙基)- ε-己内酰胺( APC)。

上述可溶性镍盐、铬盐和铁盐为含硝酸根、硫酸根、盐酸根盐中的一种。