[发明专利]利用金属碳化物催化剂生产甲胺的方法

权利要求书

1.一种利用金属碳化物催化剂生产甲胺的方法，其特征在于，包括在甲胺生成条件下，将甲醇和氨在金属碳化物催化剂的存在下进行接触反应；

其中，所述金属碳化物催化剂包括载体和负载在所述载体上的金属元素碳化物，以质量百分数计，该催化剂含有0.1％-25％的金属元素碳化物和75％-99.9％的载体；其中，所述金属元素为过渡金属元素。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属元素选自ⅣB、ⅤB和ⅥB族元素中的至少一种；优选为Mo、W、V、Nb、Ta、Ti和Zr中至少一种；

进一步优选为W、Mo、Ti、Nb和Zr中的至少两种；

进一步优选为W、Mo、Nb和Ti中的至少三种。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、蒙脱土、高岭土和碳载体中的至少一种；

优选地，所述碳载体选自活性炭、石墨烯和氧化石墨中的至少一种。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其中，以质量百分数计，该催化剂中，金属元素碳化物的含量为0.1％-15％，优选为1％-11％；所述载体的含量为85％-99.9％，优选为89％-99％。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，以质量百分数计，该催化剂中金属元素的含量为0.1％-14％，优选为0.9％-10％。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述金属碳化物催化剂通过以下方法制备得到：

(1)包括将载体在含有金属元素源的溶液中浸渍、任选地除去溶剂、焙烧，得到催化剂的前驱体；

(2)将所述催化剂的前驱体在含碳气氛中碳化，之后进行钝化，得到金属碳化物催化剂；

优选地，所述金属元素源选自对应金属元素的可溶性酸或盐；

进一步优选地，所述金属元素源选自对应金属元素的硝酸盐、氯化盐、草酸盐、硫酸盐和对应的金属酸盐中的至少一种。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中焙烧的条件包括：温度为573-823K；和/或，时间为3-5h；

优选地，步骤(2)中，所述含碳气氛含有碳源和还原气；所述碳源选自甲烷、乙烷、丙烷和丁烷和异丁烷中的至少一种；还原气选自氢气和/或氨气；

优选地，以体积百分数计，含碳气氛中碳源的体积含量为5％-15％；

优选地，所述碳化的条件包括：温度为500-1050K，和/或，时间为4-10h；

进一步优选地，所述碳化的条件包括：先以8-12K/min的速度升温至523-623K，再以55-65K/h的速度升温至983K-1083K后在该温度条件下保温50-70min；

优选地，所述钝化的条件包括：在含有氧气和稀释气的混合气氛中进行；优选以体积百分数计，含有氧气和稀释气的混合气氛中氧气的体积含量为0.5％-1.5％；和/或，钝化温度为：273-373K，钝化时间为3-5h。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，所述氨与甲醇的摩尔比为0.8-7：1，优选为0.8-3.5：1。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述反应在保护气氛下进行，优选地，所述保护气选自氢气、氮气、氦气、氩气和二氧化碳中的至少一种。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述甲胺生成条件包括：

温度为300-500℃；和/或，压力为0.1-5MPa；和/或，甲醇和氨的液时空速为1-35h^-1；

优选地，温度为350-450℃；和/或，压力为0.1-3.0MPa；和/或，甲醇和氨的液时空速为1-20h^-1。