[发明专利]用于制备间苯二甲胺的催化剂

说明书

本发明涉及一种用于制备间苯二甲胺的催化剂。

间苯二甲胺(英文名m-xylylenediamine或α，α-diamine-m-xylene，分子式C₈H₁₂N₂，熔点14℃，沸点248℃)是一种无色，具有杏仁味的液体。间苯二甲胺是一种重要的有机原料中间体，主要用于制造环氧树脂固化剂，光敏塑料，橡胶助剂，以及聚氨酯树脂及涂料等。此外，还可用于农药、纤维整理剂、防锈剂、螯合剂、润滑剂、纸加工剂等方面。从间苯二甲腈催化加氢合成间苯二甲胺，已有大量文献报导。由于压力高(大于20.0MPa)、原料转化率低、催化剂寿命短等原因，至今仍存在着诸多的问题。文献昭56-63944中介绍了一种芳香腈类的还原方法。该文献中以间苯二甲腈为原料时，在二氧化碳共存下，以5％(重量)钯/Al₂O₃为催化剂，在反应温度为60～78℃条件下，加氢还原60分钟，得到产物间苯二甲胺的收率为86.6％，其催化剂/间苯二甲腈(重量比)为10％。文献US4343722中介绍了一种生产催化剂的工艺。它是以八羰基二钴为催化剂，其催化剂/间苯二甲腈(重量比)为7.6～12.5％，反应温度约为160℃，反应压力高达26.0MPa。它以间二甲苯为溶剂，液氨为抑制剂，间苯二甲胺收率约94～96％。另外该文献中未涉及催化剂的寿命问题。文献US4482741中介绍了一种二甲苯二胺的制备方法。该文献中将60％(重量)的钴和4％(重量)的钛负载于固体载体上作为催化剂。以间苯二甲胺为溶剂，在反应压力7.5MPa条件下反应8小时，其中催化剂/间苯二甲腈重量比为11.7％，第一次使用，其间苯二甲胺的收率为88％，循环第二次使用时，其间苯二甲胺的收率为94％，另外该文献中仅报道了催化剂循环使用二次的情况。

本发明的目的是为了克服以往技术中催化剂中含钴量高，造成催化剂成本高，以及催化剂负荷小，即单位催化剂在单位时间内的生产量小的缺点，提供一种用于制备间苯二甲胺的催化剂。该催化剂具有生产成本低，催化剂负荷大的特点。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：一种用于制备间苯二甲胺的催化剂，以硅胶或硅藻土为载体，在载体上负载以下活性组份，占载体重量的百分比为：

a)5～30％的钴；

b)0.1～10％的钛；

c)0.005～0.5％的钯；

d)0～2％至少一种选自钼、钡、锡、镁、钙、铬、锶、钨或铅的元素。

上述技术方案中在载体上负载的钴占载体重量的百分比优选范围为10～30％；负载的钛占载体重量的百分比优选范围为0.5～5％；负载的钯占载体重量的百分比优选范围为0.01～0.3％；负载的至少一种选自钼、钡、锡、镁、钙、铬、锶或钨的元素占载体重量的百分比优选范围为0.01～0.8％。

上述技术方案中，钴、钛同时使用，有助于降低反应的压力；在催化剂中引入钯，有利于进一步提高催化剂的活性，降低钴的用量；引入选自钼、钡、锡、镁、钙、铬、锶、钨或铅的元素有利于进一步提高目的产物间苯二甲胺的收率。

本发明的催化剂制备方法如下：

首先将所需用量氯化钯、氯化钛、氯化钴以及非强制性加入的选自钡、锡、镁、钙、铬、锶、钨或铅的氯化物及钼酸盐配成溶液后浸渍到硅胶或硅藻土上，然后用选自甲醛、水合肼或硼氢酸盐的还原剂，在常压下还原，经洗涤、干燥后得催化剂。

本发明由于在钴、钛催化体系中引入钯，提高了催化剂的活性，使催化剂在低钴含量的情况下，仍能保持间苯二甲胺的收率。由于钴元素价格昂贵，因此可大大降低生产成本。同时由于钴、钛和钯体系具有很高的活性及产物选择性，以及加入选自钼、钡、锡、镁、钙、铬、锶、钨或铅的元素后，则使催化剂的催化性能得到了更进一步的加强，使单位催化剂在单位时间内的生产量大大增加，体现了催化剂负荷大的特点，其催化剂/间苯二甲腈(重量比)可降至5％，而间苯二甲胺的收率最高也能达95.3％，此时钴含量只有30％(重量)，取得了较好的效果。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。【实施例1】