【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于哌嗪制备，涉及一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法。
技术介绍
1、哌嗪是含有两个对称氮原子的六元杂环化合物，其水溶液具有弱碱性，易溶于水。哌嗪的六元环中含有两个相互对立的氮原子，提供了较大的极性表面积、相对结构刚性和额外的氢键受体和给体，这些都能增强目标亲和力和特异性改善水溶性。因其独特的化学结构被广泛应用于医药领域；除此之外，哌嗪两个氮原子可发生取代连接药物的两个部分，还能作为附件调整药物理化性质。除了再医药领域的广泛应用外，哌嗪还能用来合成纺织染整助剂、防腐剂和抗氧剂等。
2、现有的哌嗪生产方法根据原料不同分为氯乙醇法、二乙烯三胺法、羟乙基乙二胺法、乙二胺法和乙醇胺法等。专利cn202011224912公开了一种由羟乙基乙二胺制备哌嗪和乙二胺的方法，该催化剂在氢气和催化剂存在下，使羟乙基与氨源接触进行反应，采用金属改性，在不同的接触条件下转化率达到95％，哌嗪选择性达到80％，但该反应受氨源接触限制，反应流程繁杂不适合大规模工业化生产。专利cn 114436993 a公开了一种哌嗪的制备方法，氢气和催化剂的存在下，以n-羟乙基哌嗪或/和n-氨乙基哌嗪与氨源接触进行反应，催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分和任选的助剂，所述活性组分包括钴和/或镍，所述助剂为vib族金属中的至少一种、ib族金属中的至少一种和iib族金属中的至少一种的组合，该方法哌嗪的选择性可达到80％，但该方法反应压力较高有一定危险性，且以n-羟乙基哌嗪或/和n-氨乙基哌嗪为反应原料生产成本较高。目前，现有的乙醇胺法制备乙二胺及哌
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，所述方法乙二胺转化率高、哌嗪选择性高、操作方法简单且能联产经济价值较高的三乙烯二胺，且副产物少，实现大规模工业化。
2、本专利技术技术方案如下：
3、一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，将催化剂填充在固定床反应器中，氮气吹扫后通入氢气活化，以乙二胺为原料，进行反应，所述催化剂包括脱铝丝光沸石载体、活性组分和助剂，所述活性组分为多酸，所述助剂为过渡金属；催化剂中活性组分的质量百分数为0.10％-0.80％，助剂的质量百分数为0.10％-5.00％。
4、所述多酸为磷钨酸、磷钼酸或磷钼钒，优选磷钼酸。
5、所述过渡金属为cu、ru、cr、ni和mn中的一种或几种。
6、所述催化剂以天然丝光沸石为母体，经离子交换、脱铝、采用浸渍法进行多酸改性、过渡金属改性得到。
7、所述催化剂的制备方法，包括如下步骤:
8、1)离子交换
9、将天然丝光沸石与0.5-5mol/l铵盐溶液加入烧瓶中，于60-90℃反应2-5h，进行过滤、洗涤、烘干，并重复上述操作2-3次得到离子交换后的丝光沸石；所述天然丝光沸石与铵盐溶液的质量比为1:2-5；
10、2)脱铝
11、将得到的离子交换后的丝光沸石用稀酸溶液在常温下处理2-8h，经烘干、焙烧得到脱铝丝光沸石；
12、3)多酸改性
13、配制多酸溶液，室温下浸渍处理脱铝丝光沸石6-10h，经过滤，烘干、焙烧得到多酸改性后的催化剂；
14、4)过渡金属改性
15、配制过渡金属盐溶液，室温下浸渍多酸改性后的催化剂6-10h，经过滤，烘干、焙烧得到过渡金属改性后的催化剂。
16、所述胺盐为nh4cl、nh4no3或nh4no3，优选为nh4cl，nh4cl溶液的浓度为2-4mol/l。
17、所述稀酸为柠檬酸、硝酸和醋酸中的一种，优选为柠檬酸，柠檬酸溶液的浓度为2mol/l。
18、所述多酸溶液的浓度为0.20％-0.50％，所述过渡金属盐溶液的浓度为0.50％-3.00％。
19、反应温度为120-380℃，压力0.2-3mpa，质量空速为0.1-3h-1。优选反应温度优选为280-350℃，压力优选为0.2-1.0mpa，质量空速优选为0.2-1.2h-1，实现高转化率、高收率、高选择性。
20、本专利技术的有益效果是，以便宜易得的天然丝光沸石沸石分子筛为母体，通过离子交换、弱酸脱铝、多酸改性和金属改性使催化剂铝原子减少，比表面积增大，酸性减弱。多酸的引入改变了原有催化剂孔道大小，有效阻止了一些大体积副产物的生成，提高了产物选择性，且多酸与过渡金属助剂之间发生协同效应生成酸性较弱的活性位点，反应活性增强。采用本专利技术制备哌嗪，同时能联产经济价值较高的三乙烯二胺，副产物少，乙二胺的转化率达97％，哌嗪的选择性达68％，三乙烯二胺选择性达25％，哌嗪与三乙烯二胺的总选择性达93％。本专利技术具有操作简单，副产物少，催化剂价格低廉等优点。
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1.一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：将催化剂填充在固定床反应器中，氮气吹扫后通入氢气活化，以乙二胺为原料，进行反应；所述催化剂包括脱铝丝光沸石载体、活性组分和助剂，所述活性组分为多酸，所述助剂为过渡金属；催化剂中活性组分的质量百分数为0.10％-0.80％，助剂的质量百分数为0.10％-5.00％。
2.如权利要求1所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述多酸为磷钨酸、磷钼酸或磷钼钒。
3.如权利要求1所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述过渡金属为Cu、Ru、Cr、Ni和Mn中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述催化剂以天然丝光沸石为母体，经离子交换、脱铝、采用浸渍法进行多酸改性、过渡金属改性得到。
5.如权利要求1所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述催化剂的制备方法，包括如下步骤:
6.如权利要求5所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述铵盐为NH4Cl、NH4NO3或NH4NO3。
7.如权利要求5所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述稀酸为柠檬酸、硝酸和醋酸中的一种。
8.如权利要求5所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述多酸溶液的浓度为0.20％-0.50％，所述过渡金属盐溶液的浓度为0.50％-3.00％。
9.如权利要求1所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：反应温度为120-380℃，压力0.2-3Mpa，质量空速为0.1-3h-1。
...【技术特征摘要】
1.一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：将催化剂填充在固定床反应器中，氮气吹扫后通入氢气活化，以乙二胺为原料，进行反应；所述催化剂包括脱铝丝光沸石载体、活性组分和助剂，所述活性组分为多酸，所述助剂为过渡金属；催化剂中活性组分的质量百分数为0.10％-0.80％，助剂的质量百分数为0.10％-5.00％。
2.如权利要求1所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述多酸为磷钨酸、磷钼酸或磷钼钒。
3.如权利要求1所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述过渡金属为cu、ru、cr、ni和mn中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种乙二胺环合高效制备哌嗪的方法，其特征在于：所述催化剂以天然丝光沸石为母体，经离子交换、脱铝、采用浸渍法进行多酸改性、...
【专利技术属性】
技术研发人员：马楠，
申请(专利权)人：格润科技大连有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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