本发明属于催化剂,尤其涉及一种催化剂、其制备方法及在间甲苯二胺选择加氢制备甲基环己二胺中的应用。
背景技术:
1、二胺是重要的精细化工中间体,包括芳香族二胺、脂肪族二胺和脂环类二胺。与芳香族二胺和脂肪族二胺相比,脂环二胺具有弹性高、固化快、反应活性高、耐候性好、毒性低等优点,被认为是一类特殊胺。这些增值的二胺作为制造轻质稳定的聚氨酯树脂、固化剂、粘合剂和涂料的原料引起了广泛的关注。其中,甲基环己二胺(htda)脂环胺类固化剂扩链,是一种带侧甲基的脂环胺单体,作为新型的脂环胺类环氧树脂固化剂,该产品可单独用作固化剂,还可与其他普通环氧固化剂(如:脂肪胺,脂环胺、芳香胺、酸酐等)或通用促进剂(如:叔胺、咪唑)混合使用,适用于复合材料、涂料、胶粘剂和地坪等领域,具体的:可用于聚酰胺、聚酰亚胺等有机合成;可用于聚氨酯做胺扩链剂,与异氰酸酯基形成脉键,提高产品的综合性能。
2、目前,htda的合成催化体系主要可分为贵金属催化体系以及ni基催化体系等,配合使用釜式反应器进行间甲苯二胺(mtda)选择加氢制备甲基环己二胺。采用ru,rh,pd,pt等贵金属作为催化剂活性中心组分用在芳香胺加氢反应中是主要的一种芳香胺加氢催化体系。在芳香胺加氢反应中,贵金属催化剂表现出良好的催化活性,可以高效的实现对苯环的选择加氢。根据贵金属催化剂的研究现状,主要可以将该类催化剂分为单组分金属催化剂以及双组分金属催化剂。由于两种活性组分之间存在协同催化的作用,双组分金属催化剂可以在芳香胺氢化反应中表现出较优的催化反应活性,同时引入第二种活性组分金属也能在一定程度上提高催化剂在催化反应体系中的稳定性。
3、然而,现有间甲苯二胺加氢催化剂因脱胺缩合副反应导致催化剂活性和选择性不高,且催化剂制备较为繁琐、催化剂稳定性较差、重复使用次数较少、成本高,不利于工业化规模生产。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足之处,本发明所要解决的技术问题是克服现有间甲苯二胺加氢催化剂活性和选择性不高、制备过程复杂、稳定性差的问题,提出一种能够有效降低副反应的发生,催化剂选择性高、催化反应条件温和、使用寿命长的催化剂、其制备方法及在间甲苯二胺选择加氢制备甲基环己二胺中的应用。
2、为解决所述技术问题,本发明采用的技术方案为:
3、本发明一方面提供一种催化剂的制备方法,包括:向载体溶液中滴加前驱体溶液,每分钟向所述载体溶液中滴加的所述前驱体溶液中的前驱体的质量占载体质量的1.5-2.5%,通过浸渍法或溶胶凝胶法制备得到催化剂;所述载体溶液中的载体选自三氧化二铝;所述前驱体和所述载体中,所述前驱体的质量比为10-20%,所述载体的质量比为80-90%;所述前驱体溶液中的前驱体由主活性成分盐和辅活性成分盐组成;所述主活性成分盐选自rucl3·3h2o、coh12n2o12、co(no3)2中的至少一种;所述辅活性成分盐选自硝酸镧或硝酸镁;所述前驱体中,所述主活性成分盐的质量比为80-90%,所述辅活性成分盐的质量比为10-20%。
4、优选的,所述主活性成分盐由rucl3·3h2o组成,或所述主活性成分盐由rucl3·3h2o和coh12n2o12组成,或所述主活性成分盐由rucl3·3h2o和co(no3)2组成。
5、优选的,包括:向载体溶液中滴加前驱体溶液,每分钟向所述载体溶液中滴加的所述前驱体溶液中的前驱体的质量占载体质量的2.0%,滴加完毕后持续搅拌,搅拌降温至室温,调节ph至9-10,过滤,干燥,还原,得到所述催化剂。
6、优选的,所述干燥条件为:100-120℃的真空干燥箱中烘干5-7h;所述还原条件为:在250-350℃、1-3mpa的氢气气氛下还原。
7、本发明另一方面提供一种催化剂,由上述任一技术方案所述的催化剂的制备方法制备得到。
8、优选的,所述催化剂中所述主活性成分盐和所述辅活性成分盐的重量百分比含量为1-20%。
9、本发明还提供上述任一技术方案所述的催化剂在间甲苯二胺选择加氢制备甲基环己二胺中的应用。
10、优选的,包括:以间甲苯二胺作为原料,在所述催化剂的作用下,采用釜式加氢工艺制备得到所述甲基环己二胺,所述釜式加氢工艺的温度选自50-200℃,压力选自3-10mpa;所述间甲苯二胺的浓度为10-30%,所述催化剂的用量占所述间甲苯二胺用量的3-8wt%。
11、优选的,所述釜式加氢工艺中,溶剂包括甲醇、甲苯、乙醇、异丙醇、1,3环己二甲胺、nmp、dmf、二甲苯、乙二醇、甲酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸丁酯、丙酸丁酯、丁酸丁酯、乙二酸二乙酯中一种或多种,助剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、硝酸铯、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、三乙胺中一种或多种。
12、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
13、本发明提供一种催化剂的制备方法,通过对原料的选择,尤其是选择了碱性助剂为催化剂提供辅活性成分,同时限定了制备过程中的溶液滴加速率,制备得到的催化剂能够有效抑制间甲苯二胺选择加氢过程中副反应的发生,降低了副产物在催化剂表面的焦结,延长了催化剂的使用寿命,同时提高了催化剂的选择性。
1.一种催化剂的制备方法,其特征在于,包括:向载体溶液中滴加前驱体溶液,每分钟向所述载体溶液中滴加的所述前驱体溶液中的前驱体的质量占载体质量的1.5-2.5%,通过浸渍法或溶胶凝胶法制备得到催化剂;
2.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法,其特征在于,所述主活性成分盐由rucl3·3h2o组成,或所述主活性成分盐由rucl3·3h2o和coh12n2o12组成,或所述主活性成分盐由rucl3·3h2o和co(no3)2组成。
3.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法,其特征在于,包括:向载体溶液中滴加前驱体溶液,每分钟向所述载体溶液中滴加的所述前驱体溶液中的前驱体的质量占载体质量的2.0%,滴加完毕后持续搅拌,搅拌降温至室温,调节ph至9-10,过滤,干燥,还原,得到所述催化剂。
4.根据权利要求3所述的催化剂的制备方法,其特征在于,所述干燥条件为:100-120℃的真空干燥箱中烘干5-7h;所述还原条件为:在250-350℃、1-3mpa的氢气气氛下还原。
5.一种催化剂,其特征在于,由权利要求1-4任一项所述的催化剂的制备方法制备得到。
6.根据权利要求5所述的催化剂,其特征在于,所述催化剂中所述主活性成分盐和所述辅活性成分盐的重量百分比含量为1-20%。
7.根据权利要求5-6任一项所述的催化剂在间甲苯二胺选择加氢制备甲基环己二胺中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,包括:以间甲苯二胺作为原料,在所述催化剂的作用下,采用釜式加氢工艺制备得到所述甲基环己二胺,所述釜式加氢工艺的温度选自50-200℃,压力选自3-10mpa;
9.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述釜式加氢工艺中,溶剂包括甲醇、甲苯、乙醇、异丙醇、1,3环己二甲胺、nmp、dmf、二甲苯、乙二醇、甲酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、甲酸丁酯、乙酸丁酯、丙酸丁酯、丁酸丁酯、乙二酸二乙酯中一种或多种,助剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、硝酸铯、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、三乙胺中一种或多种。