一乙醇胺催化胺化一步法合成哌嗪催化劑的制備方法技術

本發明專利技術公開了本發明專利技術涉及一種一乙醇胺合成哌嗪催化劑的制備方法，該催化劑以含γ-Al2O3和θ-Al2O3混合物為母體，其比表面積為200～300m2/g，孔容為0.45～0.65cm3/g，粒徑為1.0～3.0mm的球形顆粒。催化劑主要組成為：含Ni0～15%，含Co0～10%,含Mo0～5%,含Fe0～10%，含La0～5%。制備方法為：載體經浸漬4.0～12.0小時后經脫水；噴淋、脫水；干燥；焙燒；活化后制備得到球形顆粒狀催化劑。本發明專利技術的優點在于制備了一種一乙醇胺催化胺化一步法合成哌嗪的固體催化劑，該催化劑的制備方法采用浸漬和噴淋結合的工藝，操作簡單方便；催化介質無需添加貴金屬成份，使得催化劑制備成本明顯降低。使用該催化劑在一乙醇胺一步法催化胺化合成哌嗪時，同時具備反應選擇性和反應收率高的特點。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了本專利技術涉及一種一乙醇胺合成哌嗪催化劑的制備方法，該催化劑以含γ-Al2O3和θ-Al2O3混合物為母體，其比表面積為200～300m2/g，孔容為0.45～0.65cm3/g，粒徑為1.0～3.0mm的球形顆粒。催化劑主要組成為：含Ni0～15%，含Co0～10%,含Mo0～5%,含Fe0～10%，含La0～5%。制備方法為：載體經浸漬4.0～12.0小時后經脫水；噴淋、脫水；干燥；焙燒；活化后制備得到球形顆粒狀催化劑。本專利技術的優點在于制備了一種一乙醇胺催化胺化一步法合成哌嗪的固體催化劑，該催化劑的制備方法采用浸漬和噴淋結合的工藝，操作簡單方便；催化介質無需添加貴金屬成份，使得催化劑制備成本明顯降低。使用該催化劑在一乙醇胺一步法催化胺化合成哌嗪時，同時具備反應選擇性和反應收率高的特點?！緦＠f明】
本專利技術涉及一種。
技術介紹
哌嗪(別名六氫吡嗪哌、哌吡嗪、胡椒嗪、雙二甲胺、四甲二胺、對二氮己環)。它是 一種無色透明針狀或葉狀結晶體.分子式C4NltlO2分子量86.14。它是一種重要的醫藥中 間體和精細化工原料。在醫藥方面的用途是用作醫藥中間體，用于生產氟哌嗪，吡嗪酸，驅 蟲藥磷哌酸，以及氟奮乃靜，強痛定，利福平等藥物。在精細化工方面:哌嗪可以作為橡膠硫 化劑，抗氧化劑，防腐劑，表面活性劑，合成樹脂，合成纖維，合成皮革等。美國專利US3112318公開了一種以乙醇胺生成哌嗪的方法，一乙醇胺和液氨為原 料，采用雷尼鎳為催化劑，其組成含鉬鈀等貴金屬。在氫氣中進行反應，該工藝條件較為 苛刻反應最高壓力達到24.8MPa，運用該催化劑合成哌嗪，哌嗪的選擇性為35.8%，收率為 17.8%。國內由浙江大學申請專利CN1106000A公開了一種連續從一乙醇胺生成哌嗪的方 法，其催化劑組成為Ni，Fe，Cu，Mg，Ca，Al，Co，Cr，Zn的催化劑，運用該催化劑合成哌嗪的 條件為:一乙醇胺和NH3投料摩爾比為1.0:1.0?1.0:10，溫度為200?400°C，壓力小于 IOatm0 一乙醇胺的轉化率達51.07%,哌嗪的選擇性達到87.72%。上述制備哌嗪的方法存在以下缺陷:操作繁瑣；催化介質有添加貴金屬成份；反 應溫度和反應壓力都比較高；一乙醇胺的轉化率低，哌嗪和乙二胺的選擇性也低，哌嗪和乙 二胺的收率偏低，副產物較多；使得設備制造成本和配套設施的投資都比較高，不易于實現 工業化生產。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供了， 本專利技術在保證一乙醇胺具有較高轉化率、實現目標產物哌嗪具備選擇性高、收率高的同時， 很好的解決了以往合成哌嗪工藝中需要高溫高壓等苛刻的技術難題。該催化劑制備工藝簡 單方便，制備成本相對低廉，催化性能優異，對提升產品市場競爭力有著積極的意義。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是:一種，包括如下步驟:1)載 體的制作:以Y -Al2O3和9 -Al2O3混合物為載體；2)配制含N1、CO、Mo、Fe、La元素的硝酸 鹽溶液，其中該溶液中上述元素的含量(g/g)為:Ni為0?15%, Co為0?10%, Mo為0? 5%，Fe為0?10%，La為0?10% ；3)使用步驟2)制備的溶液對步驟I)制作的載體，進行 浸潰;浸漬4.0-12.0h后成為浸潰完全的催化劑；4)利用步驟2)配制的溶液對經過步驟3) 浸潰完全的催化劑進行噴淋，然后經過脫水、干燥、焙燒、活化后即為哌嗪催化劑。所述的步驟I)中混合物載體的比表面積為200?300m2/g，孔容為0.45? 0.65cm3/g,粒徑為1.0?3.0mm的球形顆粒。所述的步驟2)中含N1、Co、Mo、Fe、La元素的硝酸鹽溶液，其元素相對應鹽的濃 度范圍:Ni 為 0.10 ?1.0moI/L, Co 為 0.10 ?0.50mol/L, Mo 為 0.01 ?0.30mol/L, Fe 為 0.10 ?0.50mol/L, La 為 0.01 ?0.15mol/L。所述的步驟(4)中噴淋速度為8?10ml/min，噴淋溫度為58?62°C。所述的步驟(4)中脫水溫度為60?70°C，脫水時真空度為0.080?0.095MPa，脫 水時間為1.0?2.0小時。所述的步驟(4)中對催化劑作干燥和焙燒處理的方法為:先將催化劑轉移至烘箱 中從60°C逐步升溫至120°C，升溫速率為1°C /min，并在120°C下真空干燥I?2小時；再 將催化劑轉移至馬弗爐中，催化劑在馬弗爐中升溫至450-500°C，升溫速率為3°C /min并在 500°C下連續焙燒I?2小時。本專利技術的有益效果是:本專利技術具有以下特點:本專利技術的一乙醇胺催化胺化一步法 合成哌嗪的催化劑，制備工藝簡單方便；催化介質無需添加貴金屬成份，使得制備成本明顯 降低，易于實現工業化生產。使用該催化劑催化胺化一步法合成哌嗪反應條件相對溫和，只 需在反應溫度120°C和反應壓力5.0MPa左右，較專利CN1106000A和US3112318中合成哌嗪 的工藝的溫度和壓力有了明顯降低，在保證哌嗪、乙二胺的選擇性和收率的同時，其他副產 物含量也得到了有效控制；一乙醇胺的轉化率高達98.20%，哌嗪和乙二胺的選擇性分別高 達75.05%和14.06%，哌嗪和乙二胺的收率分別高達65.90%和14.06%，兩者總含量可高達 79.96%，其他副產物的含量低至20.04%,可以看出副產物含量明顯得到了有效控制。使用該 催化劑催化胺化一步法合成哌嗪，不僅減少了前期設備投資，而且通過工藝的改進大大節 省能耗和三廢的排放，積極響應了國家節能減排的號召。運用該催化劑一步法催化胺化合 成哌嗪，其副產的乙二胺含量高達14.06%，其他少量的副產物諸如三乙烯二胺累積一定量 后均可通過分離、純化后以商品出售，經濟效益明顯。而反應副產乙二胺經精餾塔分離、純 化后可同樣按商品出售，經濟效益明顯?？傊褂迷摯呋瘎┐呋坊徊椒ê铣蛇哙海?有良好的產業化前景，其社會經濟效益明顯?！揪唧w實施方式】實施例1本實施例的包括如下步驟: I)載體的制作:以Y-Al2O3和0 -Al2O3混合物為載體；制作成比表面積為250m2/g，孔容為 0.55cm3/g，粒徑為2.0mm的球形顆粒的載體。2)稱取 Ni (NO3)2.6H2029.1g (0.1mol) , Co (NO3) 2.6H2017.50g (0.06mol), MO(NO3)3.5H206.65g (0.015mol),Fe (NO3)3.9H2020.2g (0.05mol)，其元素相對應鹽的濃度 為:Ni 為 0.22mol/L，Co 為 0.13mol/L，Mo 為 0.033mol/L，Fe 為 0.llmol/L。加入去離子水 在水浴60 ±2 °C充分攪拌溶解后配置成450ml的溶液。3)取步驟2)中的300ml配好的溶液將稱取的IOOg含、-Al2O3和0 -Al2O3載體 放入其中浸潰6.0小時。4)浸潰完畢后在真空度0.09MPa、溫度65±2°C、轉速為80rpm的條件下脫水I小 時。取上述真空脫水后的催化劑用步驟2)中剩余的150ml溶液對其進行噴淋，噴淋速度為 9ml/min,噴淋溫度為60°C，噴淋結束后在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一乙醇胺催化胺化一步法合成哌嗪催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：1）載體的制作：以γ?Al2O3和θ?Al2O3混合物為載體；2）配制含Ni、CO、Mo、Fe、La元素的硝酸鹽溶液，其中該溶液中上述元素的含量（g/g）為：Ni為0～15%，Co為0～10%，?Mo為0～5%，?Fe為0～10%，La為0～10%；3）使用步驟2）制備的溶液對步驟1）制作的載體，進行浸漬；浸漬4.0?12.0h后成為浸漬完全的催化劑；4）利用步驟2）配制的溶液對經過步驟3）浸漬完全的催化劑進行噴淋，然后經過脫水、干燥、焙燒、活化后即為哌嗪催化劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：顏吉校，金一豐，宋明貴，郭玉峰，王洪娟，
申請(專利權)人：浙江綠科安化學有限公司，
類型：發明
國別省市：