一種乙撐胺催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，具體涉及一種催化乙二胺合成乙撐胺的催化劑及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙撐胺是乙撐胺類產(chǎn)品的總稱，主要包括哌嗪（PIP)、三乙烯二胺（TEDA)、二乙烯 三胺（DETA)、氨乙基哌嗪（AEP)及多乙烯多胺等。乙撐胺及其衍生物是重要的有機(jī)化工原 料，在石油、農(nóng)藥、醫(yī)藥、輕紡、化纖、造紙、冶金等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，采用直鏈有機(jī)胺為原料在催化劑的作用下催化合成乙撐胺類產(chǎn)品 選擇性高，所用催化劑種類較多。其中分子篩類催化劑因其具有大的比表面積、獨(dú)特的擇形 性、靈活的酸堿調(diào)變性等優(yōu)異特性而備受關(guān)注和使用。如US6084096采用含硅化合物通過 液相硅烷化處理ZSM-5分子篩，然后焙燒、成型制得胺化催化劑；CN201010533098. 9采用液 相浸漬法制得Pb/Zr/Cd/P負(fù)載1102及HZSM-5胺化催化劑；CN201210476389. 8采用液相二 次合成法制得絲光沸石/SAPO-34復(fù)合分子篩胺化催化劑。
[0004] 上述催化劑的組成相對復(fù)雜，且制備中都引入了溶劑，涉及液相反應(yīng)，步驟多，工 藝繁瑣，在催化劑的后處理如抽濾、洗滌等過程中容易造成環(huán)境污染，這不能滿足工業(yè)化生 產(chǎn)對降低生產(chǎn)成本、節(jié)能降耗及綠色環(huán)保的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種組成相對簡單 的乙撐胺催化劑及一種步驟少、工藝簡單、環(huán)境友好的乙撐胺催化劑制備方法。
[0006] 本發(fā)明所提供的乙撐胺催化劑，其特征在于該催化劑由氟化鋁及HZSM-5分子篩 組成，其中氟化鋁為HZSM-5分子篩質(zhì)量的1% -10%。
[0007] 本發(fā)明所提供的乙撐胺催化劑制備方法，包括如下步驟：
[0008] (1)將氟化鋁及HZSM-5分子篩，按氟化鋁為HZSM-5分子篩質(zhì)量的1% -10%，混合 后充分研磨，研磨時間0. 5h-12h ;
[0009] (2)將步驟（1)所得混合物加入粘結(jié)劑捏合、成型，再于馬弗爐中350-550°C下焙 燒 l-6h。
[0010] 本發(fā)明所提供的乙撐胺催化劑，主要用于催化乙二胺分子間縮合制乙撐胺類化合 物，如 PIP、TEDA、DETA、AEP 等。
[0011] 所提供的乙撐胺催化劑制備方法，可以采用球磨機(jī)、研缽或其他混合方式進(jìn)行，對 使用此方法來制備以其它脂肪胺或芳香胺為原料合成乙撐胺類產(chǎn)品的催化劑也是可以的。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：與現(xiàn)有乙撐胺催化劑相比，本發(fā)明的催化劑組成相對簡單，且本發(fā) 明的催化劑制備方法不使用任何溶劑，相較于現(xiàn)有技術(shù)中采用溶劑參與下的液相法制備催 化劑具有步驟少、工藝簡單及環(huán)境友好的特點(diǎn)，這對于降低生產(chǎn)成本、節(jié)能降耗及綠色環(huán)保 具有明顯的優(yōu)勢。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不受下列實(shí)施例的限制。
[0014] 催化劑的評價裝置采用固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器尺寸為700mmX?40mmX6mm。反應(yīng) 在常壓下進(jìn)行，催化劑裝填30mL，乙二胺的水溶液或氨水溶液為反應(yīng)原料（乙二胺的質(zhì)量 濃度為50% )，先通過平流泵，再經(jīng)過預(yù)熱器后進(jìn)入固定床反應(yīng)器。反應(yīng)器采用電加熱方式 加熱，反應(yīng)溫度300°C，空速1.0 h'反應(yīng)穩(wěn)定5h后取樣分析，分析儀器為島津GC-2014氣 相色譜，氫火焰離子檢測器，DB-35色譜柱。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 于研缽中將2g氟化鋁分批與100g HZSM-5研磨2h，加入粘結(jié)劑充分捏合、造粒、成 型，然后在馬弗爐中550°C下焙燒6h，即獲得乙撐胺催化劑A。
[0017] 實(shí)施例2
[0018] 于研缽中將Ig氟化鋁分批與100g HZSM-5研磨4h，加入粘結(jié)劑充分捏合、造粒、成 型，然后在馬弗爐中500°C下焙燒lh，即獲得乙撐胺催化劑B。
[0019] 實(shí)施例3
[0020] 將3g氟化鋁與100g HZSM-5裝入球磨罐中研磨12h，然后取出，加入粘結(jié)劑充分捏 合、造粒、成型，然后在馬弗爐中500°C下焙燒6h，即獲得乙撐胺催化劑C。
[0021] 實(shí)施例4
[0022] 于研缽中將4g氟化鋁分批與100g HZSM-5研磨4h，然后取出，加入粘結(jié)劑充分捏 合、造粒、成型，然后在馬弗爐中450°C下焙燒2h，即獲得乙撐胺催化劑D。
[0023] 實(shí)施例5
[0024] 將5g氟化鋁與100g HZSM-5裝入球磨罐中研磨lh，然后取出，加入粘結(jié)劑充分捏 合、造粒、成型，然后在馬弗爐中450°C下焙燒5h，即獲得乙撐胺催化劑E。
[0025] 實(shí)施例6
[0026] 于研缽中將8g氟化鋁分批與100g HZSM-5研磨2h，然后取出，加入粘結(jié)劑充分捏 合、造粒、成型，然后在馬弗爐中500°C下焙燒4h，即獲得乙撐胺催化劑F。
[0027] 實(shí)施例7
[0028] 將IOg氟化鋁與100g HZSM-5裝入球磨罐中研磨0. 5h，然后取出，加入粘結(jié)劑充分 捏合、造粒、成型，然后在馬弗爐中350°C下焙燒2h，即獲得乙撐胺催化劑G。
[0029] 催化劑性能評價
[0030] 分別取實(shí)施例1-7所制備催化劑A、B、C、D、E、F、G裝入固定床反應(yīng)器中進(jìn)行催化 劑評價。反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0031] 表1反應(yīng)結(jié)果
[0032]
[0033] 本發(fā)明的催化劑應(yīng)用于催化乙二胺合成乙撐胺反應(yīng)中，選擇性大于97%，達(dá)到工 業(yè)化應(yīng)用水平。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種乙撐胺催化劑，其特征在于該催化劑由氟化鋁及HZSM-5分子篩組成，其中氟化 鋁為HZSM-5分子篩質(zhì)量的1% -10%。2. -種乙撐胺催化劑的制備方法，包括以下步驟： (1) 將氟化鋁及HZSM-5分子篩，按氟化鋁為HZSM-5分子篩質(zhì)量的1 % -10%，混合后充 分研磨，研磨時間0. 5h-12h ; (2) 將步驟（1)所得混合物加入粘結(jié)劑捏合、成型，再于馬弗爐中350-550°C下焙燒 l-6h，即可獲得乙撐胺催化劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種乙撐胺催化劑及其制備方法，該催化劑由氟化鋁及HZSM-5分子篩組成，其中氟化鋁為HZSM-5分子篩質(zhì)量的1％-10％。通過將氟化鋁及HZSM-5分子篩混合后充分研磨，然后成型、焙燒制得。該催化劑應(yīng)用于催化合成乙撐胺反應(yīng)中，具有較高的產(chǎn)物選擇性，其制備方法具有步驟少、工藝簡單、環(huán)境友好的特點(diǎn)。
【IPC分類】B01J29/40
【公開號】CN104941678
【申請?zhí)枴緾N201510305516
【發(fā)明人】張前, 楊建明, 呂劍, 王為強(qiáng), 余秦偉, 趙鋒偉, 惠豐, 安亭, 魏阿寶, 袁俊
【申請人】西安近代化學(xué)研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月4日