[发明专利]一乙醇胺催化胺化一步法合成哌嗪催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一乙醇胺催化胺化一步法合成哌嗪催化剂的制备方法。

背景技术

哌嗪(别名六氢吡嗪哌、哌吡嗪、胡椒嗪、双二甲胺、四甲二胺、对二氮己环)。它是一种无色透明针状或叶状结晶体．分子式C₄N₁₀O₂分子量86．14。它是一种重要的医药中间体和精细化工原料。在医药方面的用途是用作医药中间体，用于生产氟哌嗪，吡嗪酸，驱虫药磷哌酸，以及氟奋乃静，强痛定，利福平等药物。在精细化工方面：哌嗪可以作为橡胶硫化剂，抗氧化剂，防腐剂，表面活性剂，合成树脂，合成纤维，合成皮革等。

美国专利US3112318公开了一种以乙醇胺生成哌嗪的方法，一乙醇胺和液氨为原料，采用雷尼镍为催化剂，其组成含铂钯等贵金属。在氢气中进行反应，该工艺条件较为苛刻反应最高压力达到24.8MPa，运用该催化剂合成哌嗪，哌嗪的选择性为35.8%，收率为17.8%。

国内由浙江大学申请专利CN1106000A公开了一种连续从一乙醇胺生成哌嗪的方法，其催化剂组成为Ni，Fe，Cu，Mg，Ca，Al，Co，Cr，Zn的催化剂，运用该催化剂合成哌嗪的条件为：一乙醇胺和NH₃投料摩尔比为1.0：1.0～1.0:10，温度为200～400℃，压力小于10atm。一乙醇胺的转化率达51.07%，哌嗪的选择性达到87.72%。

上述制备哌嗪的方法存在以下缺陷：操作繁琐；催化介质有添加贵金属成份；反应温度和反应压力都比较高；一乙醇胺的转化率低，哌嗪和乙二胺的选择性也低，哌嗪和乙二胺的收率偏低，副产物较多；使得设备制造成本和配套设施的投资都比较高，不易于实现工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供了一乙醇胺催化胺化一步法合成哌嗪催化剂的制备方法，本发明在保证一乙醇胺具有较高转化率、实现目标产物哌嗪具备选择性高、收率高的同时，很好的解决了以往合成哌嗪工艺中需要高温高压等苛刻的技术难题。该催化剂制备工艺简单方便，制备成本相对低廉，催化性能优异，对提升产品市场竞争力有着积极的意义。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种一乙醇胺催化胺化一步法合成哌嗪催化剂的制备方法，包括如下步骤：1）载体的制作：以γ-Al₂O₃和θ-Al₂O₃混合物为载体；2）配制含Ni、CO、Mo、Fe、La元素的硝酸盐溶液，其中该溶液中上述元素的含量（g/g）为：Ni为0～15%，Co为0～10%，Mo为0～5%，Fe为0～10%，La为0～10%；3）使用步骤2）制备的溶液对步骤1）制作的载体，进行浸渍；浸渍4.0-12.0h后成为浸渍完全的催化剂；4）利用步骤2）配制的溶液对经过步骤3）浸渍完全的催化剂进行喷淋，然后经过脱水、干燥、焙烧、活化后即为哌嗪催化剂。

所述的步骤1）中混合物载体的比表面积为200～300m²/g，孔容为0.45～0.65cm³/g，粒径为1.0～3.0mm的球形颗粒。

所述的步骤2）中含Ni、Co、Mo、Fe、La元素的硝酸盐溶液，其元素相对应盐的浓度范围：Ni为0.10～1.0mol/L，Co为0.10～0.50mol/L，Mo为0.01～0.30mol/L，Fe为0.10～0.50mol/L，La为0.01～0.15mol/L。

所述的步骤（4）中喷淋速度为8～10ml/min,喷淋温度为58～62℃。

所述的步骤（4）中脱水温度为60～70℃，脱水时真空度为0.080～0.095MPa，脱水时间为1.0～2.0小时。

所述的步骤（4）中对催化剂作干燥和焙烧处理的方法为：先将催化剂转移至烘箱中从60℃逐步升温至120℃，升温速率为1℃/min，并在120℃下真空干燥1～2小时；再将催化剂转移至马弗炉中，催化剂在马弗炉中升温至450-500℃，升温速率为3℃/min并在500℃下连续焙烧1～2小时。