[发明专利]利用金属碳化物催化剂生产甲胺的方法

说明书

本发明涉及甲胺生产领域，公开了一种利用金属碳化物催化剂生产甲胺的方法，该方法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％‑15％的金属元素碳化物和85％‑99.9％的载体；其中，所述金属元素为过渡金属元素。相对于一般的分子筛催化剂，本发明的催化剂无需使用价格较高的分子筛催化剂即可实现甲胺的生成，具有降低催化剂成本，能够提升整个甲胺合成过程的经济性。因此，在本发明的催化剂成本低的基础之上，本发明的生产甲胺的方法具有成本更低，更经济的优势。

技术领域

本发明涉及甲胺生产领域，具体涉及一种利用金属碳化物催化剂生产甲胺的方法。

背景技术

甲胺产品主要包括一甲胺、二甲胺、三甲胺，为重要的有机化工原料。甲胺有广泛的工业用途，例如二甲胺可用于生产高质量的化纤溶剂和聚氨酯溶剂——N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)。三甲胺主要用于周边的饲料添加剂和试剂消毒剂。

目前，多种催化材料可以用作甲胺催化剂，如分子筛和稀土金属氧化物。现有报道中以分子筛作为主催化剂成分来合成甲胺催化剂报道较多，典型的如美国专利文献US4082805中，Kaeding公开了将ZSM-5、ZSM-11或ZSM-21沸石催化剂用于氨与C1-C5醇进行反应制造胺的方法；在美国专利文献US4254061中，Weiget公开了一种用Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Ce、Cr改性的丝光沸石，镁碱沸石，毛沸石矿石以及斜发沸石矿石催化剂，将甲醇与氨反应以提高一甲胺产率的甲胺制造方法。以上的现有技术均采用分子筛生产甲胺，但是，以分子筛为主的催化剂的成本较高，有的现有技术还需要在分子筛的基础上，采用稀土金属进行改性，在一定程度上进一步提高了以该类催化剂制备甲胺的生成成本。

因此，如何提供一种采用成本更为低廉的催化剂的甲胺生产方法，以降低甲胺的生产成本，将对进一步提高甲胺生产的经济性，具有较大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂的成本高的技术问题，而提供一种利用金属碳化物催化剂生产甲胺的方法，该金属碳化物催化剂成本更低，不仅如此，该催化剂在催化甲胺合成方面，具有较高的甲醇转化率和稳定性。相对于一般的分子筛催化剂，本发明的催化剂无需使用价格较高的分子筛催化剂即可实现甲胺的生成，具有降低催化剂成本，能够提升整个甲胺合成过程的经济性。

为了实现上述目的，本发明提供一种利用金属碳化物催化剂生产甲胺的方法，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。

通过上述技术方案，本发明提供的金属碳化物催化剂不必使用较高的分子筛，而可以采用成本更低的载体和负载在常规的载体上的过渡金属元素的碳化物即可得到，成本更低，不仅如此，该催化剂在催化甲胺合成方面，具有较高的甲醇转化率、稳定性。相对于一般的分子筛催化剂，本发明的催化剂无需使用价格较高的分子筛催化剂即可实现甲胺的生成，具有降低催化剂成本，能够提升整个甲胺合成过程的经济性。之所以具有上述效果，本发明的发明人通过研究推测：本发明的金属碳化物催化剂是由金属元素和C元素形成的金属间隙化合物，体积较小的碳原子占据金属元素紧密堆积的空隙，提高了原金属元素的催化活性，从而可以促进甲醇原料中的C-O键的断裂，提升甲醇活化的效率，进而提高甲醇的转化率，促进甲胺产物的合成。本发明的催化剂不再拘泥于采用分子筛或对分子筛进行改性，为甲胺的合成提供了新的研究方向，在科研方面，也具有较高的价值。通过上述技术方案可知，本发明的生产甲胺的方法对工艺和设备均没有更高的要求，因此，在本发明的催化剂成本低的基础之上，本发明的生产甲胺的方法具有成本更低，更经济的优势。

具体实施方式