[发明专利]一种氨化反应催化剂

说明书

本发明涉及一种氨化反应催化剂，具体地说，涉及一种关于C2～C5的脂肪醇及相应的醛、酮，在氨气和氢气存在下，合成胺所用的催化剂。

在化学工业中，许多领域都要使用含胺化合物，包括单胺、双胺和三胺化合物，这些化合物常由醇、酮或醛与氨和氢通过氢氨化反应制备，氢氨化反应机理可分为三步：第一步，原料醇脱氢生成醛或酮；第二步，醛或酮与氨加成生成亚胺；第三步，亚胺进一步加氢生成胺。上述的氢氨化反应必须在催化剂存在下才能进行。

美国专利US2,363,721提供了一种使用镍和铝的化合物为催化剂，由醇与氨、氢进行气固相催化反应合成胺的方法，但由于最终产物中含有伯、仲和叔三种胺、以及反应中间体腈和未反应的醇，因此产品的分离精制很困难。

中国专利CN1,057,831A报道了一种由碳二-碳九脂肪醇制脂肪胺的方法，该制备胺的方法分两段进行，第一段所使用的催化剂的典型方案为Cu_1.5O₃，第二段所用的催化剂的典型方案为CuZnSi_7.5O_8.5，该制备胺的方法具有较高的选择性和转化率，但由于采用了两段法，工艺路线长，需要较大的设备投资，且制备用于此法的催化剂的步骤较多，使得制备过程中会受到较多因素的影响。

中国专利CN1,031,663A报道了以Ni、Cu、Cr负载在AbO₃上的氨化反应催化剂，载体为α-Al₂O₃或θ-Al₂O₃或两者以任意比例组成的混合物，是由薄水铝石于750～920℃焙烧2～8小时而得，其中载体的重量百分含量为65-90％，其他为活性组分，各活性组分以对Ni的原子比计分别为Ni∶Cu＝1∶0.2-0.8，Ni∶Cr＝1∶0-0.5，Ni∶Re＝1∶0.001-0.01。此催化剂也可由沉淀法制得Ni、Cu、Cr、Ti的复合物；其中Al₂O₃为γ-相，在催化剂中的重量百分比为63-32％，其余活性组分为37-68，各活性组分以对Ni的原子比计分别为Ni∶Cu＝1∶1.0-2.0，Ni∶Cr＝1∶0.1-0.5，Ni∶Ti＝1∶1.0-2.0。该催化反应在5-60atm(最好是15-45atm)及160-300℃下进行，反应采用滴流床，该催化剂可用于多种氨化反应，但由于采用了高压，需要使用耐压设备，投资较大，且操作较为复杂，有一定的危险性。

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的缺点，获得一种改进的用于氨化反应的催化剂。

本发明人经过长期的研究，提出一种改进的氨化反应催化剂，由载体负载上Ni、Fe、Zn等金属或其氧化物，载体在催化剂中所占重量比为30～70％，余为活性组分，各活性组分对Ni的原子比分别为Ni∶Zn＝1∶0.05～1∶0.5，Ni∶Fe＝1∶0.0～1∶0.1。

所述的载体是由下述方法制备的：

(1)在5-25wt％的水玻璃溶液加入盐酸溶液，盐酸溶液的重量百分比浓度3.7～37wt％，反应温度控制在0-50℃，当PH＝3～6时，停止加入盐酸溶液；

(2)将步骤(1)所得的凝胶用无离子水洗涤后，将凝胶在5-15％的碳酸氢铵或碳酸铵溶液中浆化，洗涤至Na离子含量小于0.1％，过滤；

(3)将滤物在100-250℃干燥，得到粉末状固体，筛分得55～70目的用为催化剂的载体。

本发明中催化剂的载体，也可选用市售的硅胶、硅藻土、二氧化硅，或以上二者以任意比例混合所得的载体。

上述催化剂的活性组分的原子比为最好为Ni∶Zn＝1∶0.1-1∶0.2，Ni∶Fe＝1∶0.05-1∶0.1。

上述的催化剂的比表面积为50～150m²/g，堆积密度为1.05-1.20g/ml，粒度为55～70目。

上述催化剂的制备方法为：活性组分是以其相应盐的水溶液或醇溶液的任何一种，通过沉淀法或共沉淀法或浸渍法的任何一种，负载在所述的载体上，经干燥，冲压成型，在200～600℃用氢气还原后得催化剂成品。