[發明專利]一種間苯二甲腈加氫還原非晶態鈷催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910030902.9
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101543782A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 秦怡生;秦旭東;陳榮福;宋洪強;張益軍;朱紅偉;張學君;向玨貽;朱德寶;段啟偉;蔣大智
• 申請（專利權）人: 德納(南京)化工有限公司;江蘇天音化工有限公司
• 主分類號: B01J23/86
• 分類號: B01J23/86;B01J23/755;B01J23/882;C07C209/48;C07C211/27
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 韓朝暉

技術領域

本發明涉及一種加氫還原催化劑，尤其是特別涉及一種用于間苯二甲腈加氫還原制備 間苯二甲胺的催化劑。

背景技術

間苯二甲胺(m-Xylylenediamine，縮寫MXDA，CAS1477-55-0)是一種含芳香環的脂肪胺， 因其優良的物理、化學特性而被廣泛應用。間苯二甲胺是一種性能優異的低毒環氧樹脂固化 劑，常溫固化性能優良，耐熱性、耐水性和耐化學腐蝕性優良；它可用于合成聚酰胺(MX 尼龍)；它還可用于合成聚氨酯原料間二甲苯二異氰酸酯(XDI)；它又是一種重要的精細化 工原料，有效地應用于橡膠交聯劑、穩定劑、塑性材料、纖維整理劑、農化(藥)及表面活 性劑等諸多領域。

現有技術中主要采用間苯二甲腈(IPN)催化加氫的生產工藝來制備間苯二甲胺，所用催 化劑一般為雷尼鎳(Raney?Ni，也稱骨架鎳)或雷尼鈷催化劑。常采用攪拌釜間歇生產， 如JP54-41804公開了一種間苯二甲胺的制備方法，該方法使用雷尼鎳或雷尼鈷催化劑， 采用低碳醇與芳烴的混合溶劑，在間歇攪拌釜中，由間苯二甲腈加氫制備間苯二甲胺，實 施例中氫壓高達11MPa。由間苯二甲腈催化加氫制備間苯二甲胺，也可采用固定床反應器。 JP2003-327563公開了一種由芳香族二腈，如間苯二甲腈連續加氫制備芳香族二甲胺 (MXDA)的方法，使用含鎳或鈷的催化劑，反應物間苯二甲腈的濃度為1-10％(重量)， 在固定床(滴流床)反應器中，連續加氫制備間苯二甲胺。USP?6,881,864公開了一種間 苯二甲胺二級加氫的制備方法，該方法采用含鎳和/或鈷的非均相催化劑，在兩個串聯的固 定床反應器中，由間苯二甲腈加氫制備間苯二甲胺。該方法的特征在于間苯二甲腈在第一 反應器中，轉化率達90％以上；然后再進入第二反應器，第二反應器的反應溫度比第一反 應器高10℃以上，進一步加氫反應至間苯二甲腈轉化率達99.5％以上。

上述方法中所用的間苯二甲腈加氫還原催化劑的活性組分一般為鎳或鈷，常用的催化 劑是雷尼鎳或雷尼鈷，這些催化劑都具有晶態結構。而非晶態合金催化材料，由于內部原 子為短程有序，長程無序排列，這使得其表面活性中心數目更多而且均勻，因此非晶態合 金具有更高的催化活性。本發明的目的是提供一種用于間苯二甲腈加氫制備間苯二甲胺的 非晶態鈷催化劑及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種間苯二甲腈加氫還原非晶態鈷催化劑，該催化劑具有非晶 態結構，催化活性高，間苯二甲腈加氫轉化率高，間苯二甲胺選擇性好。本發明還提供了 所述催化劑的制備方法。

本發明的間苯二甲腈加氫還原非晶態鈷催化劑，由60～95％(重量)的Co，0～20％(重 量)的Fe，0～10％(重量)的選自Cr、Ni或Mo中的一種或幾種金屬元素，以及0.5～30 ％(重量)的鋁所組成，其中Fe、Cr、Ni或Mo元素至少存在一種；在該催化劑的X射線 衍射圖中2θ為20～80°的范圍內只在45±1°處出現一個漫射峰。

所述非晶態鈷催化劑的活性組分鈷以非晶態鈷的形式存在，或者以非晶態鈷和微晶態鈷 共存物的形式存在。

本發明所述的非晶態鈷催化劑優選的組成為：70～90％(重量)的Co，0.1～15％(重量) 的Fe，0～8％(重量)的選自Cr、Ni或Mo中的一種或幾種金屬元素，以及1～12％(重量) 的鋁。

本發明所述的非晶態鈷催化劑更優選的組成為：75～90％(重量)的Co，0.5～10％(重 量)的Fe，0.5～5％(重量)的選自Cr、Ni或Mo中的一種或幾種金屬元素，以及2～10％ (重量)的鋁。

本發明還提供一種間苯二甲腈加氫還原非晶態鈷催化劑制備方法，包括以下步驟：

(1)母合金制備

將鈷、鋁和鐵、鉻、鎳或鉬中的一種或幾種加熱至熔融，使其合金化，用惰性氣體將合 金液體噴射并使其快速冷卻，研磨后得到母合金。

制備母合金采用現有技術中的急冷方法，在具體實施方式中采用的方法是將組成催化劑 的金屬元素按配比加入到一種耐高溫容器(如石英管或坩堝)中，將其加熱至1350℃以上熔 融，使其合金化，然后用惰性氣體將合金液體從該容器的噴嘴處噴射到一高速旋轉的帶有冷 卻裝置的金屬輥輪上，使其快速冷卻并沿輥輪切線方向甩出，形成鱗片狀條帶，鱗片狀條帶 經研磨至顆粒直徑為120微米以下作為母合金備用。

(2)活化