專利名稱：一種嗎啉合成催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)工程與工藝中的催化劑制備技術(shù)、精細化工領(lǐng)域，特別是涉及一種二甘醇低壓催化氨解環(huán)化法合成嗎啉的催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
嗎琳又稱I，4_氧氣雜環(huán)己燒,是生廣許多精細化工廣品的原料,在農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、橡膠和涂料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。對現(xiàn)有技術(shù)進行改進，制備出性能優(yōu)良的催化劑，可以降低嗎啉生產(chǎn)過程中的能耗與成本。二甘醇催化氨解環(huán)化法是國內(nèi)外主要的嗎啉合成工藝路線，該法采用加氫催化劑，在一定壓力和溫度范圍內(nèi)二甘醇可與氨水或液氨反應(yīng)得到嗎啉，其中催化劑的開發(fā)是合成嗎啉的關(guān)鍵。中國專利申請(專利)號ZL200610038728.6公開的一種二甘醇氨化合成嗎啉的催化劑及工藝是以Al2O3.3H20為載體，負(fù)載Cu、N1、Zn活性組份，具體制備方法是先把Al2O3.3H20高溫焙燒得到預(yù)活化載體；然后銅:鎳:鋅按一定濃度配制硝酸鹽混合溶液，再與碳酸鈉溶液進行沉淀反應(yīng)；反應(yīng)物過濾洗滌后，加入預(yù)活化載體負(fù)載，最后洗滌過濾、干燥及焙燒，得到嗎啉催化劑，制得的催化劑經(jīng)評價，二甘醇轉(zhuǎn)化率大于98.5%，嗎啉選擇性大于97.7%，后續(xù)產(chǎn)物分離及提純較為容易。該發(fā)明的催化劑優(yōu)勢是采用非貴重金屬為活性組分及傳統(tǒng)的共沉淀制備方法，制備成本低，但是其操作壓力為L O 2.4MPa，使用壓力條件較高
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人經(jīng)過研究和試驗，在目前以N1、Cu和Zn為活性組分的合成嗎啉的催化劑中加入稀土元素La作為助劑，制備出一種活性更高的合成嗎啉的催化劑，以降低催化劑的使用壓力。本發(fā)明合成嗎啉的催化劑是以Al2O3為載體，以N1、Cu和Zn為活性組份，La為助齊U，其制備方法是把60 200目的Al2O3于600 900°C下焙燒3 6小時，冷卻到室溫得到預(yù)活化載體；按銅:鎳:鋅:鑭=I: 1.1 2.0: 1.2 2.5: 0.006 0.12摩爾配比配制濃度為I 3mol/L的硝酸鹽混合溶液，于40 80°C下加入1.5 2.5mol/L的碳酸鈉溶液使pH = 8 10,反應(yīng)I 3小時得到反應(yīng)沉淀物；反應(yīng)沉淀物過濾洗漆后,加入占催化劑總量20 40%預(yù)活化載體負(fù)載化15 40分鐘，然后洗滌過濾出濾餅；將濾餅于110 130°C下干燥，然后在350 500°C焙燒3 5小時，自然冷卻至室溫得到合成嗎啉的催化劑。本發(fā)明制備得到的合成嗎啉催化劑經(jīng)氫氣還原活化后，在溫度為180 230°C，壓力為0.3 1.0MPa下使用時，二甘醇轉(zhuǎn)化率為99.0% 100%，嗎啉的選擇性為98.5% 99.5%。與目前的合成嗎啉催化劑相比較，少量鑭的加入，可使催化劑的比表面大大增加，從而降低了使用壓力。
具體實施方式
實施例一把80目的Al2O3于750°C下焙燒6小時，冷卻到室溫得到預(yù)活化載體；按銅:鎳:鋅:鑭=1: 1.4: 1.3: 0.02摩爾配比配制濃度為2!1101/1的硝酸鹽混合溶液，于601:下加入1.8mol/L的碳酸鈉溶液使pH = 10,反應(yīng)3小時；反應(yīng)物過濾洗漆后,加入占催化劑總量25%預(yù)活化載體負(fù)載化40分鐘，然后洗滌過濾出濾餅；將濾餅于130°C下干燥，然后在450°C焙燒4小時，自然冷卻至室溫得到嗎啉催化劑。催化劑經(jīng)氫氣還原活化后，在溫度為215°C，壓力為1.0MPa下使用時，二甘醇轉(zhuǎn)化率為99.7%，嗎啉選擇性為99.5%。實施例二把100目的Al2O3于800°C下焙燒5小時，冷卻到室溫得到預(yù)活化載體；按銅:鎳:鋅:鑭=1: 1.3: 1.3: 0.04摩爾配比配制濃度為2.3!1101/1的硝酸鹽混合溶液，于701:下加入2mol/L的碳酸鈉溶液使pH = 10，反應(yīng)2小時；反應(yīng)物過濾洗滌后，加入占催化劑總量30%預(yù)活化載體負(fù)載化30分鐘，然后洗滌過濾出濾餅；將濾餅于120°C下干燥，然后在430°C焙燒5小時，自然冷卻至室溫得到嗎啉催化劑。催化劑經(jīng)氫氣還原活化后，在溫度為220°C，壓力為0.8MPa下使用時，二甘醇轉(zhuǎn)化率為99.6%，嗎啉選擇性為99.4%。實施例三把150目的Al2O3于850°C下焙燒5小時，冷卻到室溫得到預(yù)活化載體；按銅:鎳:鋅:鑭=1: 1.3: 1.4: 0.08摩爾配比配制濃度為211101/1的硝酸鹽混合溶液，于601:下加入2mol/L的碳酸鈉溶液使pH = 10，反應(yīng)3小時；反應(yīng)物過濾洗滌后，加入占催化劑總量30%預(yù)活化載體負(fù)載化30分鐘，然后洗滌過濾出濾餅；將濾餅于130°C下干燥，然后在460°C焙燒3小時，自然冷卻至室溫得到嗎啉催化劑。催化劑經(jīng)氫氣還原活化后，在溫度為210°C，壓力為0.7MPa下 使用時，二甘醇轉(zhuǎn)化率為99.1%，嗎啉選擇性為99.0%%。
權(quán)利要求
1.一種二甘醇氨化合成嗎啉催化劑的制備方法，其特征在于合成嗎啉的催化劑是以Al2O3為載體，以N1、Cu和Zn三種元素為活性組份，La元素為助劑，其制備方法如下: (1)把60 200目的Al2O3于600 900°C下焙燒3 6小時，冷卻到室溫得到預(yù)活化載體； (2)按銅:鎳:鋅:鑭=I: 1.1 2.0: 1.2 2.5: 0.006 0.12摩爾配比配制濃度為I 3mol/L的硝酸鹽混合溶液,于40 80°C下加入1.5 2.5mol/L的碳酸鈉溶液使pH = 8 10,反應(yīng)I 3小時得到反應(yīng)沉淀物； (3)反應(yīng)沉淀物經(jīng)過濾洗滌后，加入占催化劑總量20 40%預(yù)活化載體負(fù)載15 40分鐘，然后洗滌過濾出濾餅； (4)將濾餅于110 130°C下干燥，然后在350 500°C焙燒3 5小時，自然冷卻至室溫得到合 成嗎啉的催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二甘醇氨化低壓合成嗎啉的催化劑及其制備方法，該催化劑以Al2O3為載體負(fù)載Ni、Cu、Zn活性組份，并加入助劑La。具體制備方法為鎳、銅、鋅按一定濃度配制硝酸鹽混合溶液，加入占硝酸鹽物質(zhì)量0.2％～2.5％的鑭，再與碳酸鈉溶液進行沉淀反應(yīng)；反應(yīng)物過濾洗滌后，加入高溫焙燒過的預(yù)活化載體Al2O3，然后洗滌、過濾、干燥以及焙燒，制得嗎啉催化劑。經(jīng)評價，加入鑭后催化劑的使用壓力從1.0～2.3MPa降低到0.3～1.0MPa，大大降低了嗎啉的生產(chǎn)難度。
文檔編號C07D295/023GK103212420SQ20131017298
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者童張法, 閔楠, 韋藤幼, 廖丹葵, 鄧紅, 黃世勇 申請人:廣西大學(xué)