[发明专利]连续合成高哌嗪的方法

权利要求书

1.一种通过催化一步合成高哌嗪的方法，所述方法如下进行：

将N-(β-羟基)-1,3-丙二胺溶液与氢气或者氢气与氨气的混合气混合通入装填有催化剂的连续式反应器进行反应，收集反应产物，分离得到高哌嗪产物。

2.根据权利要求1所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，所述连续式反应器包含固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、滴流床反应器、微通道反应器；优选为固定床反应器；更优选地为单管或者列管式固定床反应器。

3.根据权利要求1所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，所述N-(β-羟基)-1,3-丙二胺溶液为将N-(β-羟基)-1,3-丙二胺溶解在溶剂中并且质量百分比浓度为5wt％至30wt％的溶液，所述溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的至少一种；更优选为水、甲醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的至少一种；最优选为水。

4.根据权利要求1所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，进所述N-(β-羟基)-1,3-丙二胺溶液的质量百分比浓度为10wt％至25wt％，更优选为20wt％。

5.根据权利要求1所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，当所述反应器为固定床反应器时，所述固定床反应器中气体压力为0.1～5.0MPa，优选为0.1～2MPa。

6.根据权利要求1所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，所述氢气与氨气的混合气中氢气体积百分比含量为5％至100％，更优选为30％至100％，更优选为60％至100％，当氢气体积百分比含量为100％时表示单纯的氢气，不含氨气；

优选地，所述N-(β-羟基)-1,3-丙二胺与氢气的摩尔比优选为1:1至1:100，进一步优选为1:30至1:80，最优选为1:50。

7.根据权利要求1所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，所述一步合成高哌嗪方法中进料的空速比为0.2～30000h^-1，进一步优选为0.8～30h^-1；

优选地，所述一步合成高哌嗪方法中温度为100～400℃，进一步优选为150～350℃。

8.根据权利要求1所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，所述反应的类型是反应物料完全气化的气固两相反应，或反应原料部分气化或者未气化的气液固三相反应；优选的反应类型为气固两相反应，进一步优选为气固非均相催化反应。

9.根据权利要求1所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，所述催化剂由载体和负载在载体上的活性组分组成；

所述催化剂的活性组分由主催化剂组分和助催化剂组分组成；

所述主催化剂活性组分选自钌(Ru)、铂(Pt)、铑(Rh)、金(Au)的单质或其氧化物中的至少一种，优选为铂或钌的单质及其氧化物中的一种，最优选为钌；

所述助催化剂组分选自铬、铼、钡、铁、锰、铈、镧的单质或者其氧化物中的至少一种；优选为铬、铼、钡、铁、锰的单质及其氧化物中的至少一种，最优选为铼或锰单质及其氧化物；

优选地，以质量百分比计，所述催化剂重量组成为：主催化剂组分含量占催化剂的2～30％，助催化剂组分占催化剂的0.5～20％，载体占催化剂的50～98.5％；

优选地，所述载体为活性炭、氧化锆、氧化镁、二氧化钛、氧化铝、分子筛、硅胶、硅藻土中的一种或多种；优选地，所述载体选自氧化锆和/或二氧化钛；

优选地，所述催化剂形状为颗粒状、棒状、球状、碎片状、圆片状、圆环状、车轮状，或者蜂窝状整体式催化剂；更优选地，所述催化剂为颗粒状或棒状；

所述催化剂的制备方法可以为沉淀法、浸渍法、共混合法、溶胶-凝胶法；优选为沉淀法和浸渍法。

10.根据权利要求9所述的一步合成高哌嗪的方法，其特征在于，所述催化剂的制备方法如下进行：

1)称取载体成分于150℃真空脱气12h后备用；

2)将主催化剂组分的盐溶解在水中形成主催化剂组分前驱体溶液，加热所述主催化剂组分前驱体溶液，用碱溶液调节体系pH至酸性，加入备用的载体，搅拌浸渍；

3)将助催化剂组分的盐溶解在水中形成助催化剂组分前驱体溶液，然后加入步骤2)中得到的浆料，继续用碱调节体系pH至碱性(12)，充分搅拌打浆陈化；

4)陈化后将浆液过滤洗涤至滤液成中性，浆料加入成型助剂田菁粉后在挤条机上挤压成型，然后在80-120℃下干燥6-24小时后转入300-600℃焙烧至恒重。