一种乙撑胺催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于催化剂领域，具体涉及一种催化乙二胺合成乙撑胺的催化剂及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 乙撑胺是乙撑胺类产品的总称，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。乙撑胺及其衍生物是重要的有机化工原 料，在石油、农药、医药、轻纺、化纤、造纸、冶金等领域有着广泛的应用。
[0003] 在现有技术中，采用直链有机胺为原料在催化剂的作用下催化合成乙撑胺类产品 选择性高，所用催化剂种类较多。其中分子筛类催化剂因其具有大的比表面积、独特的择形 性、灵活的酸碱调变性等优异特性而备受关注和使用。如US6084096采用含硅化合物通过 液相硅烷化处理ZSM-5分子筛，然后焙烧、成型制得胺化催化剂；CN201010533098. 9采用液 相浸渍法制得Pb/Zr/Cd/P负载1102及HZSM-5胺化催化剂；CN201210476389. 8采用液相二 次合成法制得丝光沸石/SAPO-34复合分子筛胺化催化剂。
[0004] 上述催化剂的组成相对复杂，且制备中都引入了溶剂，涉及液相反应，步骤多，工 艺繁琐，在催化剂的后处理如抽滤、洗涤等过程中容易造成环境污染，这不能满足工业化生 产对降低生产成本、节能降耗及绿色环保的要求。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足和缺陷，提供一种组成相对简单 的乙撑胺催化剂及一种步骤少、工艺简单、环境友好的乙撑胺催化剂制备方法。
[0006] 本发明所提供的乙撑胺催化剂，其特征在于该催化剂由氟化铝及HZSM-5分子筛 组成，其中氟化铝为HZSM-5分子筛质量的1% -10%。
[0007] 本发明所提供的乙撑胺催化剂制备方法，包括如下步骤：
[0008] (1)将氟化铝及HZSM-5分子筛，按氟化铝为HZSM-5分子筛质量的1% -10%，混合 后充分研磨，研磨时间0. 5h-12h ;
[0009] (2)将步骤（1)所得混合物加入粘结剂捏合、成型，再于马弗炉中350-550°C下焙 烧 l-6h。
[0010] 本发明所提供的乙撑胺催化剂，主要用于催化乙二胺分子间缩合制乙撑胺类化合 物，如 PIP、TEDA、DETA、AEP 等。
[0011] 所提供的乙撑胺催化剂制备方法，可以采用球磨机、研钵或其他混合方式进行，对 使用此方法来制备以其它脂肪胺或芳香胺为原料合成乙撑胺类产品的催化剂也是可以的。
[0012] 本发明的优点：与现有乙撑胺催化剂相比，本发明的催化剂组成相对简单，且本发 明的催化剂制备方法不使用任何溶剂，相较于现有技术中采用溶剂参与下的液相法制备催 化剂具有步骤少、工艺简单及环境友好的特点，这对于降低生产成本、节能降耗及绿色环保 具有明显的优势。
【具体实施方式】
[0013] 以下通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明不受下列实施例的限制。
[0014] 催化剂的评价装置采用固定床反应器，反应器尺寸为700mmX?40mmX6mm。反应 在常压下进行，催化剂装填30mL，乙二胺的水溶液或氨水溶液为反应原料（乙二胺的质量 浓度为50% )，先通过平流泵，再经过预热器后进入固定床反应器。反应器采用电加热方式 加热，反应温度300°C，空速1.0 h'反应稳定5h后取样分析，分析仪器为岛津GC-2014气 相色谱，氢火焰离子检测器，DB-35色谱柱。
[0015] 实施例1
[0016] 于研钵中将2g氟化铝分批与100g HZSM-5研磨2h，加入粘结剂充分捏合、造粒、成 型，然后在马弗炉中550°C下焙烧6h，即获得乙撑胺催化剂A。
[0017] 实施例2
[0018] 于研钵中将Ig氟化铝分批与100g HZSM-5研磨4h，加入粘结剂充分捏合、造粒、成 型，然后在马弗炉中500°C下焙烧lh，即获得乙撑胺催化剂B。
[0019] 实施例3
[0020] 将3g氟化铝与100g HZSM-5装入球磨罐中研磨12h，然后取出，加入粘结剂充分捏 合、造粒、成型，然后在马弗炉中500°C下焙烧6h，即获得乙撑胺催化剂C。
[0021] 实施例4
[0022] 于研钵中将4g氟化铝分批与100g HZSM-5研磨4h，然后取出，加入粘结剂充分捏 合、造粒、成型，然后在马弗炉中450°C下焙烧2h，即获得乙撑胺催化剂D。
[0023] 实施例5
[0024] 将5g氟化铝与100g HZSM-5装入球磨罐中研磨lh，然后取出，加入粘结剂充分捏 合、造粒、成型，然后在马弗炉中450°C下焙烧5h，即获得乙撑胺催化剂E。
[0025] 实施例6
[0026] 于研钵中将8g氟化铝分批与100g HZSM-5研磨2h，然后取出，加入粘结剂充分捏 合、造粒、成型，然后在马弗炉中500°C下焙烧4h，即获得乙撑胺催化剂F。
[0027] 实施例7
[0028] 将IOg氟化铝与100g HZSM-5装入球磨罐中研磨0. 5h，然后取出，加入粘结剂充分 捏合、造粒、成型，然后在马弗炉中350°C下焙烧2h，即获得乙撑胺催化剂G。
[0029] 催化剂性能评价
[0030] 分别取实施例1-7所制备催化剂A、B、C、D、E、F、G装入固定床反应器中进行催化 剂评价。反应结果见表1。
[0031] 表1反应结果
[0032]
[0033] 本发明的催化剂应用于催化乙二胺合成乙撑胺反应中，选择性大于97%，达到工 业化应用水平。
【主权项】
1. 一种乙撑胺催化剂，其特征在于该催化剂由氟化铝及HZSM-5分子筛组成，其中氟化 铝为HZSM-5分子筛质量的1% -10%。2. -种乙撑胺催化剂的制备方法，包括以下步骤： (1) 将氟化铝及HZSM-5分子筛，按氟化铝为HZSM-5分子筛质量的1 % -10%，混合后充 分研磨，研磨时间0. 5h-12h ; (2) 将步骤（1)所得混合物加入粘结剂捏合、成型，再于马弗炉中350-550°C下焙烧 l-6h，即可获得乙撑胺催化剂。
【专利摘要】本发明涉及一种乙撑胺催化剂及其制备方法，该催化剂由氟化铝及HZSM-5分子筛组成，其中氟化铝为HZSM-5分子筛质量的1％-10％。通过将氟化铝及HZSM-5分子筛混合后充分研磨，然后成型、焙烧制得。该催化剂应用于催化合成乙撑胺反应中，具有较高的产物选择性，其制备方法具有步骤少、工艺简单、环境友好的特点。
【IPC分类】B01J29/40
【公开号】CN104941678
【申请号】CN201510305516
【发明人】张前, 杨建明, 吕剑, 王为强, 余秦伟, 赵锋伟, 惠丰, 安亭, 魏阿宝, 袁俊
【申请人】西安近代化学研究所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月4日