[发明专利]加氢精制催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种加氢精制催化剂，包括活性物质外表面层和金属合金内核，所述活性物质外表面层为海绵状多孔结构，所述金属合金内核为致密结构；所述加氢精制催化剂的元素组成为Ni、Al、Nb和改性金属元素M，其中，Ni含量为40‑65wt％，Al含量为35‑60wt％，Nb含量为0.1％‑2wt％，改性金属元素M含量为0‑10wt％。本发明相对于现有技术，催化剂制备简单活性高，使用寿命长，在高浓度己内酰胺加氢精制上具有较高活性，能够降低生产能耗，显著降低生产成本，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，尤其涉及一种在固定床反应器中使用的己内酰胺的加氢精制催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

己内酰胺是一种重要的化工原料，主要用于生产尼龙-6纤维、尼龙-6工程塑料和薄膜，此外，己内酰胺还可用于生产月桂氮卓酮及抗血小板药物6-氨基己酸等，用途十分广泛。

目前，己内酰胺的传统生产方法主要有环己酮-羟胺工艺、环己烷光亚硝化工艺以及甲苯工艺，近年来虽然国内外学者开发出许多新的生产工艺，但实际工业应用的少，使用传统工艺居多。其中绝大多数的生产工艺都要经过环己酮肟贝克曼重排。不管是气相还是液相重排，所得粗己内酰胺产品中均有较多杂质，在加氢精制前需经多部纯化，如液相重排所得己内酰胺需经过苯萃、水萃等过程，气相重排所得也需经过蒸馏结晶等过程。经过这些纯化过程的己内酰胺中仍有一些化学性能与己内酰胺相似的杂质或沸点接近的杂质或副产物难以去除。这些杂质会影响己内酰胺的高锰酸钾值(简称PM值，单位秒；PM值越高，代表不饱和杂质的含量越少)，使己内酰胺的品质降低，从而影响下游产品的品质。通过加氢可以使不饱和物质加氢饱和，然后通过蒸馏去除，同时也可以使一些副产物转化为己内酰胺，提高副产物的利用率。

申请号为CN 1272490A的中国发明专利申请公布了以镍为主要活性组分的非晶态合金催化剂的己内酰胺的加氢精制效果。非晶态合金催化剂的组成为50-95wt％的Ni、0-30wt％的Al、0-25wt％的P、0-25wt％的Fe、以及0-10wt％的Co、Cr和Mo中的一种金属。在常规的加氢工艺条件下(间隙釜式反应器、固定床反应器、或者磁稳定床反应器)，含不饱和杂质的己内酰胺加氢精制后的PM值在3,000-6,000s之间。所述催化剂工艺简单，加氢精制效果得到了提高，但因存在活性金属分布不均匀，存在加氢活性低，使用寿命短，且己内酰胺加氢后水溶液蒸馏增加能耗等问题，因此，寻求一种更高效的己内酰胺的加氢精制催化剂及己内酰胺的加氢精制方法是十分重要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加氢活性高、加氢精制效果好的加氢精制催化剂及制备方法和其在己内酰胺加氢精制过程中的应用，本发明的目的是通过以下的技术手段来实现的：

本发明提供了一种加氢精制催化剂，包括活性物质外表面层和金属合金内核，所述活性物质外表面层为海绵状多孔结构，所述金属合金内核为致密结构；所述加氢精制催化剂的元素组成为Ni、Al、Nb和改性金属元素M，其中，Ni含量为40-65wt％，Al含量为35-60wt％，Nb含量为0.1％-2wt％，改性金属元素M含量为0-10wt％。

本发明的加氢精制催化剂属于雷尼镍催化剂。

优选地，所述加氢精制催化剂的Ni含量为45-60wt％，Al含量为40-55wt％，Nb含量为0.2-1.8wt％，改性金属元素M含量为0-6wt％。

进一步地，所述改性金属M选自V、Cr、Mo、W、Fe或Co元素中的一种或多种，所述改性金属元素M含量为0-6wt％。

本发明还公开了一种如上述所述的加氢精制催化剂的制备方法，包括：

步骤一：将金属合金原料加工成金属合金颗粒；

步骤二：使用碱液对所述金属合金颗粒进行活化处理；