一种2-氨甲基环戊基胺的制备方法与流程

文档序号:34319111发布日期:2023-06-01 00:52阅读:117来源:国知局

本发明涉及2-氨甲基环戊基胺的制备方法,具体涉及一种以1-氨基-2-氰基环戊烯为原料制备2-氨甲基环戊基胺的方法。


背景技术:

1、2-氨甲基环戊基胺是一种有价值的胺,可用于配制环氧基-固化剂,用于聚氨酯交联剂、聚酰胺改性剂、金属螯合剂和许多其他应用。

2、目前,2-氨甲基环戊基胺主要通过1-氨基-2-氰基环戊烯催化加氢法制备得到。专利us2292949公开了一种2-氨甲基环戊基胺的制备方法,专利采用氧化铝负载镍或者细分散的、未负载的钴催化剂,在2000-3000psi,120℃下将1-氨基-2-氰基环戊烯氢化来制备该二胺。使用镍时的产率为36%而使用钴时为59%,对于在viii族金属催化剂存在下的反应,使用了1500psi的氢气压力,该专利存在反应压力高,产品收率低的问题。

3、专利gb1397576公开了在粉末雷尼镍催化剂存在下1-氨基-2-氰基环戊烯的催化氢化方法,该催化剂包含22-43%的镍、0.2-1.8%的铬、1.5-5%的铁,其余为铝和次要的杂质。该反应在含水氢氧化钠和乙醇中,在93℃和1160-1305psi的氢气压力下进行,产品收率仅有54%。

4、专利us20040249214a1公开了一种低压下2-氨甲基环戊基胺的制备方法,该专利采用镍与碳负载钯的混合催化剂体系或者单一钯掺杂雷尼镍型催化剂,在反应温度50-150℃,反应压力500-1500psi下,在二氧六环/水溶液中,加入氨和含水无机碱下反应1-12h得到粗产品,在经过分离纯化得到合格产品。该方法存在催化剂用量大,反应时间长,生产效率低,液氨大大过量,二氧六环溶剂污染环境等问题。


技术实现思路

1、本发明的目的针对现有技术中2-氨甲基环戊基胺制备过程中存在的诸多问题,提供一种2-氨甲基环戊基胺的制备方法,该方法采用连续法固定床工艺,以1-氨基-2-氰基环戊烯为原料,在加氢催化剂下进行反应得到2-氨甲基环戊基胺。该方法制备的加氢催化剂与特殊活化方法的组合,使加氢催化剂的催化性能发挥到极致,具有活性、选择性高和稳定性好的优点,具有很好的工业化前景。

2、为实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案:

3、一种2-氨甲基环戊基胺的制备方法,包括以1-氨基-2-氰基环戊烯为原料,在以ysio3为载体,以ag2o、v5o2和gd2o3为活性组分的加氢催化剂下进行反应得到2-氨甲基环戊基胺的步骤。

4、在一个具体的实施方案中,所述加氢催化剂的活性组分负载在载体上;以载体重量计,各活性组分的质量含量为:

5、ag2o 2-15wt%,优选5-10wt%;

6、v5o2 0.1-2wt%,优选0.5-1.5wt%;

7、gd2o3 0.05-1wt%,优选0.1-0.5wt%。

8、在一个具体的实施方案中,载体ysio3中,si与y元素的摩尔比为1:0.01-1:

9、0.05,优选为1:0.02-1:0.04。

10、在一个具体的实施方案中,所述载体的比表面积为100m2/g-400m2/g,优选为200m2/g-300m2/g;孔容为0.3ml/g-0.8ml/g,优选为0.5ml/g-0.6ml/g;平均孔径为50-200nm,优选为100-150nm。

11、在一个具体的实施方案中,所述加氢催化剂的制备方法,包括如下步骤:

12、a)制备ysio3载体:将含钇化合物与二氧化硅混合均匀,研磨,筛分,干燥,焙烧,成型得到载体;

13、b)制备催化剂:将步骤a)得到的载体浸渍在含有可溶性银盐、钒盐和钆盐的水溶液中,待吸附平衡后干燥,焙烧得到催化剂前体。

14、在一个具体的实施方案中,所述步骤a)中,干燥温度为100-200℃,优选为120-150℃;干燥时间为4-12h,优选为6-10h;焙烧温度为600-1000℃,优选为750-850℃,焙烧时间为4-10h,优选为6-8h。

15、在一个具体的实施方案中,所述步骤b)中,浸渍为等体积浸渍。

16、在一个具体的实施方案中,所述步骤b)中,干燥温度为100-200℃,优选为120-150℃;干燥时间为4-12h,优选为6-10h;焙烧温度为300-600℃,优选为400-500℃,焙烧时间为2-8h,优选为4-6h。

17、在一个具体的实施方案中,所述加氢催化剂还包括采用含ppm级co的氢气进行活化的步骤;优选地,在固定床反应器中加入100ml加氢催化剂,活化温度为50-150℃,优选为70-130℃,更优选为90-110℃;活化时间为5-15h,优选为7-12h,更优选为8-10h。

18、在一个优选的实施方案中,活化步骤co含量为50-200ppm,优选为80-180ppm,更优选为120-150ppm;活化压力为1-10mpa,优选为3-8mpa,更优选为5-7mpa;气体的体积空速为0.1-1l/h/l cat,优选为0.3-0.8l/h/l cat,更优选为0.4-0.6l/h/l cat。

19、在一个具体的实施方案中,反应温度为150-220℃,优选为170-200℃,更优选为180-190℃;反应压力为0.5-5mpa,优选为1-4mpa,更优选为2-3mpa。

20、在一个优选的实施方案中,1-氨基-2-氰基环戊烯的空速为0.5-2l/h/l cat,优选为0.8-1.8l/h/l cat,更优选为1.2-1.6l/h/l cat;氢气和1-氨基-2-氰基环戊烯的摩尔比为3:1-10:1,优选为4:1-8:1,更优选为5:1-6:1。

21、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

22、本发明制备的加氢催化剂与特殊活化方法的组合,使加氢催化剂的催化性能发挥到了极致,具有活性、选择性高和稳定性好的优点,具有很好的工业化前景。原料转化率100%,选择性99%以上,催化剂连续稳定运行2000h以上。

23、本发明采用固态反应制备得到的ysio3载体中y2o3的引入,一方面,增强了载体的碱性,降低了载体的酸性,提高了催化剂的选择性;另一方面,增强载体对于氢气的吸附能力,使腈基加氢反应更容易进行,提高了催化剂的活性;最后,能够抑制造成催化剂失活的金属氮化物的形成,进一步提高了加氢催化剂的稳定性。

24、本发明加氢催化剂中ag2o、v5o2和gd2o3活性组分的协同作用,大大提高了催化剂的活性和选择性,gd2o3的引入,增加了催化剂中ag2o和v5o2的分散度和活性表面积,从而提高了催化剂的活性和选择性;v5o2的引入抑制了脱氨缩合副反应的发生,增强了催化剂的抗烧结性能。

25、本发明意外地发现,本发明加氢催化剂采用含ppm级co的氢气活化后,催化剂的活性、选择性和稳定性进一步提高。研究发现,co含量在50-200ppm范围内,催化剂的催化性能最佳,当co含量低于50ppm时,催化剂的选择性下降;当co含量高于200ppm时,催化剂的活性下降。

26、本发明采用连续固定床工艺,不需要添加任何有机溶剂,大大简化了后处理流程,具有反应流程简单,绿色环保,生产效率高和适合大规模生产等优点。

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