一种固体超强酸为载体的钴基催化剂及其制备方法和应用技术

本申请提供了一种固体超强酸为载体的钴基催化剂及其制备方法与应用，属于化工催化技术领域。该催化剂是以钴为活性组分，固体超强酸SO

【技术实现步骤摘要】
一种固体超强酸为载体的钴基催化剂及其制备方法和应用


[0001]本申请属于化工催化
，具体涉及一种固体超强酸为载体的钴基催化剂及其制备方法和在低级脂肪醇、丙酮临氢胺化制备低级脂肪胺中的应用。

技术介绍

[0002]低级脂肪胺是氨分子的氢原子被烷基取代而生成的衍生物，主要包括乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺等各大类有机胺化合物，它们均是重要的精细化工中间体，可与多种化合物反应形成衍生物，广泛用于医药、农药、橡胶助剂、金属选矿及其它行业。
[0003]中国专利技术专利申请公开说明书CN101869836A提供了一种低级脂肪胺催化剂、制备方法及其应用，该催化剂以氧化铝为载体，活性组分包括：(1)Co，10％～50％；(2)Ce、Nd、Pr和Gd中的至少一种，0.01％～5％；(3)Cr、没G、Ba、Ag、Mn、Ti、Ge和Zr中的至少一种，0.01％～10％。该催化剂在较高的反应温度下(170℃)表现出了较好的乙醇胺化反应性能，但低温活性和稳定性有待提高，也不利于乙基胺的选择性。
[0004]中国专利技术专利申请公开说明书CN1785514A公开了一种制备正丙胺的催化剂，该催化剂以氧化铝为载体，Ni、Cu、W为活性组分。该催化剂用于正丙醇临氢胺化制正丙胺，具有很好的活性和二正丙胺选择性。在反应温度175℃，反应压力1.6MPa，空速0.38h
‑1，正丙醇转化率99％，二正丙胺选择性90％。该催化剂同样需要在较高反应温度下进行，存在低温活性不足的问题。
[0005]黄凤兴等【石油化工，2001，30(12)，908
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911】采用浸渍法制备Cu
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Ni
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Zn
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Mg/A12O3催化剂，用于异丙醇氨化制异丙胺反应。研究了催化剂中铜，镍加入量及反应压力、温度、空速、氨与异丙醇摩尔比等对氨化反应的影响。在适宜的催化剂组成及操作条件下.异丙醇单程转化率达到70％，异丙胺选择性达到95％。
[0006]杨克勇等【石油炼制与化工，2001，32(8)，11
‑
14】采用石油化工科学研究院研究开发的以铜、镍为活性组元的催化剂，在实验室进行了异丙醇氨化合成异丙胺工艺条件的考察和优化，并在吴江科达石油化工厂改建的500t/a工业装置上进行了工业应用。工业运转结果表明，该工艺具有操作条件缓和、产品选择性好、物耗低、催化剂寿命长等特点，在压力1.8MPa、温度170～215℃、氨醇摩尔比5～7、异丙醇空速不大于0.7h
‑1的条件下，异丙胺摩尔选择性不小于97％，异丙醇单耗不大于1.06t/t，液氨单耗不大于0.31t/t，催化剂寿命可达5个月以上，产品纯度98％～99.5％。
[0007]中国专利技术专利申请公开说明书CN101816938A公开了一种丙酮胺化制异丙胺的催化剂，该催化剂为镍基氧化铝催化剂，在常压、反应温度110℃，丙酮液时体积空速0.5h
‑1，n(丙酮):n(氨气):n(氢气)＝1:3:3的反应条件下，丙酮转化率99％左右，异丙胺选择性78％左右。
[0008]中国专利技术专利申请公开说明书CN101880236A公开了一种以氧化铝、二氧化硅、活性炭、二氧化钛或分子筛为载体，10％～40％的Ni为活性组分的催化剂。该催化剂采用氨水和水为溶剂，溶解硝酸镍配成溶液，以等体积浸渍或喷淋的方式制备催化剂。在150℃，常
压，丙酮液时空速0.5h
‑1和丙酮:氨:氢气的摩尔比为1:3:3条件下，丙酮转化率99.12％，异丙胺选择性86.76％。
[0009]董玉涛等[工业催化,2015,23(4):320
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325]考察了氧化铝负载镍催化剂用于丙酮胺化反应制异丙胺。在反应压力0.3～0.4MPa，反应温度(110～120)℃，n(丙酮):n(氨气):n(氢气)＝1:3:(3～4)，空速(0.30～0.35)h
‑1，在最佳条件下，丙酮转化率97.2％，异丙胺选择性100％，催化剂连续使用4个月仍保持较好的催化活性。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供了一种用于合成正丙胺和异丙胺的催化剂，该催化剂不仅可用于正丙醇制正丙基胺，还可以用丙酮和异丙醇临氢胺化制异丙胺。
[0011]本专利技术提供了一种钴基催化剂，包含活性组分与载体，所述载体为固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2，所述活性组分中的活性元素为钴元素；
[0012]以催化剂重量百分比计，钴元素含量为10％～35％。
[0013]可选地，所述钴元素含量为15％～30％。
[0014]可选地，钴元素含量为12％、18％、20％、25％、28％、32％，或上述任意两点间的任意值。
[0015]可选地，所述钴基催化剂为直径3～4mm的圆柱形或球形催化剂，比表面积120～170m2.g
‑1，孔容>0.5cm3.g
‑1，孔径>10nm。
[0016]可选地，所述固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2中，以固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2重量百分比计，SO
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含量为1％～10％，Al2O3含量为65％～95％，SiO2含量为0.1％～5％，TiO2含量为0.1％～5％。
[0017]本专利技术提供了一种上述钴基催化剂的制备方法，将固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2浸渍于含有钴源的浸渍液中，老化、烘干、焙烧、还原，得所述钴基催化剂。
[0018]可选地，所述钴源选自钴的硝酸盐或氯化物，以催化剂重量百分比计，钴源中钴元素含量为15％～30％。
[0019]可选地，钴源含量为18％、20％、23％、25％、27％、29％，或上述任意两点间的任意值。
[0020]可选地，所述钴源为硝酸钴。
[0021]可选地，所述浸渍液中含有聚乙烯吡咯烷酮和/或十六烷基三甲基溴化铵；以催化剂重量百分比计，聚乙烯吡咯烷酮含量为1％～5％，十六烷基三甲基溴化铵含量为0％～5％；
[0022]所述钴源、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵的质量比为15～30:1～5:0～5。
[0023]可选地，聚乙烯吡咯烷酮含量为1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％，或上述任意两点间的任意值。
[0024]十六烷基三甲基溴化铵含量为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％，或上述任意两点间的任意值。
[0025]可选地，所述固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2的制备方法包括：将含有氧化铝、纳米氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钴基催化剂，其特征在于，所述钴基催化剂包含活性组分与载体，所述载体为固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2，所述活性组分中的活性元素为钴元素；以催化剂重量百分比计，钴元素含量为10％～35％。2.根据权利要求1所述的钴基催化剂，其特征在于，所述钴元素含量为15％～30％；优选地，所述钴基催化剂为直径3～4mm的圆柱形或球形催化剂，比表面积120～170m2.g
‑1，孔容>0.5cm3.g
‑1，孔径>10nm。3.根据权利要求1所述的钴基催化剂，其特征在于，所述固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2中，以固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2重量百分比计，SO
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含量为1％～10％，Al2O3含量为65％～95％，SiO2含量为0.1％～5％，TiO2含量为0.1％～5％。4.一种权利要求1～3任一项所述钴基催化剂的制备方法，其特征在于，将固体超强酸SO
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/Al2O3‑
SiO2‑
TiO2浸渍于含有钴源的浸渍液中，老化、烘干、焙烧、还原，得所述钴基催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钴源选自钴的硝酸盐或氯化物，以催化剂重量百分比计，钴源中钴元素含量为15％～30％；优选地，所述钴源为硝酸钴；优选地，所述浸渍液中含有活化剂，所述活化剂选自聚乙烯吡咯烷酮和/或十六烷基三甲基溴化铵；以催化剂重量百分比计，聚乙烯吡咯烷酮含量为1％～5％，十六烷基三甲基溴化铵含量为0％～5％。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述固体超强酸SO
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/Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉忠，刘盛林，朱向学，徐龙伢，李秀杰，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：