用于加氢脱苄基催化剂的制备方法、所得催化剂及其用途

本发明涉及精细化工，具体涉及一种用于加氢脱苄基催化剂的制备方法、所得催化剂及其用途。

背景技术：

1、目前，六硝基六氮杂异伍兹烷(hniw，亦称cl-20)作为第四代含能材料，因具有优异的性能而备受瞩目。cl-20的制备过程包括缩合、氢解脱苄、硝化、转晶等步骤，其中氢解脱苄这一步骤至关重要，需要用到贵金属元素pd作为催化剂，其最终产物为四乙酰基六氮杂异伍兹烷(taiw)。

2、如cn115960107a公开了一种基于微通道反应器的连续加氢脱苄合成taiw的方法，将tadbiw溶解到有机溶剂中配置成一定浓度的溶液后,在微混合器内与氢气充分混合得到气液混合流体，气液混合流体通过装填固体催化剂的微通道反应器进行连续加氢脱苄反应，反应后的气液混合物经过气液分离和提纯后得到目标产物taiw，该方案利用了微反应器混合，效率高、传质传热性能好、延长催化剂使用寿命及工艺本质安全性好，同时有效解决了该加氢脱苄反应在釜批次间歇合成工艺中存在的严重不足，可以提高生产效率、降低生产成本，提高该反应的工艺安全性，实现对工艺条件的精准控制，保证产品质量。

3、然而当前所用催化剂仍存在催化剂催化活性低而存在原料转化率低，taiw产物收率低的缺陷及催化剂用量大的缺陷。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于加氢脱苄基催化剂的制备方法、所得催化剂及其用途，以解决催化剂催化活性低而存在原料转化率低，taiw产物收率低的缺陷及催化剂用量大的缺陷。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种用于加氢脱苄基催化剂的制备方法，所述制备方法包括：将含钯溶液滴加至分散后的载体溶液中进行混合处理，之后依次调整物料ph值为9-14和陈化，最后经固液分离得到用于加氢脱苄基催化剂。

4、本发明提供的制备方法，通过采用特定的制备过程，采用滴加的方式将钯源和载体进行混合处理，可以使得所得催化剂中钯元素的活性更高，有利于提升原料转化率，提升taiw产物的收率并降低催化剂的用量。具体地制备taiw中原料的转化率可达100％，taiw产物的收率≥91％。

5、作为本发明优选的技术方案，配置所述含钯溶液所用钯介质包括氯化钯、溴化钯、氯钯酸、氯钯酸钠、六氯钯酸铵或硝酸钯中的1种或至少2种的组合；

6、优选地，所述含钯溶液中钯元素的质量浓度为5-8g/l。

7、作为本发明优选的技术方案，所述载体溶液中的载体的质量浓度为80-150g/l。

8、优选地，所述载体溶液中所用载体包括活性炭、碳纳米管或活性炭纤维中的1种或至少2种的组合。

9、作为本发明优选的技术方案，所述含钯溶液与载体溶液的体积比为(0.15-8.5):1。

10、优选地，所述滴加中含钯溶液的滴加速度为0.05-10ml/min。

11、作为本发明优选的技术方案，所述混合处理的温度为5-90℃。

12、优选地，所述调整物料ph值为11-13。

13、优选地，所述陈化的温度为25-40℃。

14、优选地，所述陈化的时间为18-30h。

15、第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述制备方法所得加氢脱苄基催化剂，所述加氢脱苄基催化剂中钯的质量百分含量为1-30％。

16、第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述制备方法所得加氢脱苄基催化剂的用途，所述用途包括：采用所述加氢脱苄基催化剂在搅拌膜反应器中进行连续化加氢脱苄基制备四乙酰基六氮杂异伍兹烷；

17、具体包括：采用四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷溶液、加氢脱苄基催化剂及氢气进行反应，之后经气液分离得到四乙酰基六氮杂异伍兹烷。

18、本发明提供的用途为前述加氢脱苄基催化剂在搅拌膜反应器中连续加氢脱苄基合成taiw的方法，该方法能够通过低压氢气氛围保证工艺安全性，同时可以规避间歇釜批次合成工艺的不足以保证产品质量，并且还可大幅度减少贵金属pd的用量以降低成本。

19、作为本发明优选的技术方案，所述四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷溶液的质量浓度为0.1-30％。

20、优选地，所述四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷溶液中的溶剂包括乙酸和水的混合液。

21、优选地，所述混合液中乙酸和水的体积为(3-5):1。

22、优选地，所述反应中加氢脱苄基催化剂中钯的质量为四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷质量的0.05-2‰。

23、作为本发明优选的技术方案，所述反应中氢气的压力为0.01-0.5mpa。

24、作为本发明优选的技术方案，所述反应的温度为10-120℃。

25、优选地，所述反应的停留时间为1-300min。

26、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

27、该催化剂制备方法简单易行，活性优良。在搅拌膜反应器中通过低压氢气氛围保证工艺安全性，同时可以规避间歇釜批次合成工艺的不足以保证产品质量，并且还可大幅度减少贵金属pd的用量至0.05‰。

技术特征：

1.一种用于加氢脱苄基催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将含钯溶液滴加至分散后的载体溶液中进行混合处理，之后依次调整物料ph值为9-14和陈化，最后经固液分离得到用于加氢脱苄基催化剂。

2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，配置所述含钯溶液所用钯介质包括氯化钯、溴化钯、氯钯酸、氯钯酸钠、六氯钯酸铵或硝酸钯中的1种或至少2种的组合；

3.如权利要求1或2所述制备方法，其特征在于，所述载体溶液中的载体的质量浓度为80-150g/l；

4.如权利要求1-3任一项所述制备方法，其特征在于，所述含钯溶液与载体溶液的体积比为(0.15-8.5):1；

5.如权利要求1-4任一项所述制备方法，其特征在于，所述混合处理的温度为5-90℃；

6.一种如权利要求1-5任一项所述制备方法所得加氢脱苄基催化剂，其特征在于，所述加氢脱苄基催化剂中钯的质量百分含量为1-30％。

7.一种如权利要求1-5任一项所述制备方法所得加氢脱苄基催化剂的用途，其特征在于，所述用途包括：采用所述加氢脱苄基催化剂在搅拌膜反应器中进行连续化加氢脱苄基制备四乙酰基六氮杂异伍兹烷；

8.如权利要求7所述用途，其特征在于，所述四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷溶液的质量浓度为0.1-30％；

9.如权利要求7或8所述用途，其特征在于，所述反应中氢气的压力为0.01-0.5mpa。

10.如权利要求7-9任一项所述用途，其特征在于，所述反应的温度为10-120℃；

技术总结
本发明涉及一种用于加氢脱苄基催化剂的制备方法、所得催化剂及其用途，所述制备方法包括：将含钯溶液滴加至分散后的载体溶液中进行混合处理，之后依次调整物料pH值为9‑14和陈化，最后经固液分离得到用于加氢脱苄基催化剂。本发明提供的制备方法，通过采用特定的制备过程，采用滴加的方式将钯源和载体进行混合处理，可以使得所得催化剂中钯元素的活性更高，有利于提升原料转化率，提升TAIW产物的收率并降低催化剂的用量。将所得催化剂应用于搅拌膜反应器中进行连续化氢解脱苄基生产TAIW，该方法能够通过低压氢气氛围保证工艺安全性，并且可大幅度减少贵金属Pd的用量以降低成本。

技术研发人员：冯鑫,张彬,段晓霞,陈杰,王桂龙,张伟鹏,杨超
受保护的技术使用者：中国科学院过程工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17