[发明专利]一种用于合成1,3-丙二胺的催化剂、其制备方法及应用

说明书

本发明提供一种用于合成1,3‑丙二胺的催化剂、其制备方法及应用。催化剂的化学式为NiAB/C，其中,辅活组分A为为除Ni之外第四周期过渡金属中的一种或者混合物，助剂B为金属Mg、Cr和Zr中的一种或者混合物，C为载体。本发明的催化剂使得丙烯腈氨解连续制备1,3‑丙二胺,具有工艺简单、成本低的优点。

技术领域

本发明属于催化合成的领域，具体涉及一种用于合成1,3-丙二胺的催化剂、其制备方法及应用。

背景技术

1,3-丙二胺是重要的有机中间体，可用作环氧树脂固化促进剂、油品添加剂、选矿捕收剂、合成Schiff碱及其金属配合物、合成医药中间体（氨磷汀和甲锭丙二胺）等，应用于半导体制造业、化学机械抛光、印染废水处理和光催化降解等领域。由于1,3-丙二胺的合成工艺条件要求很高，目前只有国外如德国巴斯夫、美国UCC等几家公司能大规模生产。

1,3-丙二胺的合成方法包括有丙烯腈氨解法，丙烯腈氨解法主要是先将氨与丙烯腈反应制备3-氨基丙腈，再经催化加氢得到1， 3_丙二胺。丙烯腈氨解法由于具有工艺简单，原料来源广泛等优点，是目前制备1，3_丙二胺较为通用的方法。以丙烯腈为原料需要经过氨化和加氢两步反应才能得到1,3-丙二胺,而这两步反应所用催化剂不同,现有技术只能通过两步法进行1,3-丙二胺的制备。如中国专利CN101817752B公开了一种两步法合成1,3-丙二胺的方法，先以液氨和丙烯腈为原料分子筛为催化剂在固定床反应器中制得3-氨基丙腈反应液，丙烯腈转化率超过98%，再将不经分离纯化的反应液在反应釜中以雷尼镍为催化剂催化加氢合成1,3-丙二胺，其总产率可80%以上，该方法具有工艺条件温和、产物收率高、三废少的优点，但是存在两步法工艺复杂、催化剂成本高和难以大规模生产的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种用于合成1,3-丙二胺的催化剂及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于合成1,3-丙二胺的催化剂, 其特征在于，所述催化剂的化学式为NiAB/C，其中,Ni为主催化组分，辅活组分A选用除Ni之外第四周期过渡金属中的一种金属单质，两种、多种金属的混合物也可。选用金属混合物时，催化效果上和单质金属无明显差异。助剂B为金属Mg、Cr和Zr中的一种或者混合物，选用一种金属单质或者多种金属的混合物，催化效果上无明显差异；C为载体，通常负载型催化剂所用的载体如有氧化铝载体、硅胶载体、活性炭载体及某些天然产物如浮石、硅藻土等均可使用。采用本发明的催化剂,可以使得丙烯腈氨解连续制备1,3-丙二胺,工艺简单。

作为技术方案的进一步改进，为了降低催化剂成本，A选用Cu、Zn、Mn和Co中的一种金属单质、两种金属混合物或者多种金属的混合物，当A为混合物时，与单质相比，催化效果上没有明显差异。

作为技术方案的进一步改进， 为了提高催化效果，载体C为Al₂O₃、TiO₂、活性炭和HZSM-5分子筛中的一种。

作为技术方案的进一步改进，为了提高催化效果，所述催化剂中Ni：A：B：C的质量比为100:（10-80）:（0.1-5）:（1-50）。

作为技术方案的进一步改进，为了提高催化效果，所述催化剂中Ni：A：B：C的质量比为100:（10-60）:（0.1-4）:（1-40）。

一种上述催化剂的制备方法，包括通过共沉淀法制备了活性组分前驱体，烘干后将B的盐溶液均匀喷洒到前驱体中，再将载体C与前驱体混匀，经过造粒、焙烧、压制成型得催化剂，压制的形状可以为片状、粒状或者其他形状。