[發明專利]一種鎳基催化劑及其在生產空間位阻胺叔丁胺基乙氧基乙醇中的應用

在審

• 申請號: 201810823072.4
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108906061A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 朱萬春;郝雪;王振旅;張文祥;賈明君
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J37/02;B01J37/18;B01J29/03;B01J29/76;B01J23/78;C07C213/02;C07C217/08;B01J29/04
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種鎳基催化劑及其在催化二甘醇與叔丁胺胺化生成具有嚴重空間位阻效應的脫硫溶劑叔丁胺基乙氧基乙醇中的應用，屬于多相催化胺化領域。是將鎳鹽溶液等體積浸漬到1～3g載體上，浸漬0.5～24h，載體的孔體積與鎳鹽溶液的體積相同；再置于50～85℃水浴條件下蒸干，然后在100～120℃條件下烘干2～24h；在250～650℃空氣氣氛下焙燒0.5～8h，制得所述鎳基催化劑前驅體；最后在H₂/Ar混合氣條件下，300～600℃還原0.5～8h得到本發明所述的鎳基催化劑。本發明采用浸漬法制備催化劑，工藝簡單，適合大規模工業化生產。本發明的催化劑應用于固定床反應裝置，TBEE選擇性可達到98.6％；本發明的催化劑應用于間歇釜式反應器中，DEG轉化率高達93.0％。

技術領域

本發明屬于多相催化胺化領域，具體涉及一種鎳基催化劑及其在催化二甘醇與叔丁胺胺化生成具有嚴重空間位阻效應的脫硫溶劑叔丁胺基乙氧基乙醇中的應用。

背景技術

叔丁胺基乙氧基乙醇(TBEE)作為一種具有嚴重空間位阻效應的有機胺在酸性氣體處理方面有很好的應用，尤其是在處理高酸性CO₂/H₂S混合氣體脫硫方面，比傳統的脫硫溶劑甲基二乙醇胺(MDEA)脫硫選擇性更好，酸氣負荷大等優點。

相關文獻與專利中已有報道催化合成嚴重空間位阻胺TBEE，在高溫高壓下，選用具有加氫脫氫活性的金屬或者貴金屬制備出的催化劑用于催化二甘醇(DEG)與叔丁胺(TBA)反應合成TBEE，反應條件要求嚴格，對設備要求較高。

在埃克森美孚研究工程公司的發明專利CN1922128B中，使用滿足商用要求的催化劑，在反應釜中，催化二甘醇與叔丁胺反應。發現活化溫度高，活性好，初始壓力低，活性較高，TBA:DEG摩爾比高，選擇性好。同時，在此發明專利中，活性物種負載量高，還原后可利用量少，且TBEE的選擇性隨反應時間降低明顯。在埃克森美孚研究工程公司的另一篇專利CN100572355C中，對制備19.5％Ni-MCM41/氧化鋁鎳基催化劑的過程中有無TEA添加劑進行對比，發現有TEA添加的催化劑的活性明顯高于無TEA添加的催化劑的催化活性；比較三種不同載體的催化劑：有TEA添加的19.5％Ni-MCM41/氧化鋁催化劑、E480-P(大約65％Ni沉積到載體上的鎳基催化劑)、Ni5132-P(大約60％沉積到載體上)，有TEA添加的19.5％Ni-MCM41/氧化鋁催化劑在較低的鎳負載量下轉化率較E480-P高，選擇性較Ni5132-P好，但此專利發明中催化劑制備工藝復雜，導致工藝成本增加，不利于大規模工業化生產。

中國專利CN1623978A中通過添加不同反應介質：水、甲醇、乙醇其中的一種至反應釜中催化2-氯乙氧基乙醇和叔丁胺反應制備叔丁胺基乙氧基乙醇，不添加催化劑的條件下生產方法需經過加熱加壓、中和、粗餾、精餾等過程，生產工藝復雜，不利于工業化大規模生產。

美國專利US4487967中公開了在反應釜內，反應原料TBA：DEG摩爾比為1：1的前提下，各種無載體金屬(單一金屬或多金屬)催化劑催化二甘醇(DEG)與叔丁胺(TBA)反應合成TBEE，TBEE收率最高34％。在有載體負載的情況下，隨著鎳負載量的提高，TBEE收率提高，在鎳負載量達到65％時，TBEE收率僅54％。反應過程中較多活性物種損失，生產成本增加。

美國專利US453452中使用鹵代烷醇進行反應，鹵化物的形成及去除對設備的要求高，需要耐腐蝕。同時，后期使用堿液對鹵化物的吸收來達到凈化目的，增加了生產成本，生成的氯化物也對環境造成一定的影響。美國專利US339892也存在這樣的缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種鎳基催化劑及其在催化叔丁胺與二甘醇胺化制備嚴重空間位阻胺——叔丁胺基乙氧基乙醇(TBEE)中的應用，采用浸漬法制備催化劑，工藝簡單，適合大規模工業化生產。本發明的催化劑應用于固定床反應裝置，TBEE選擇性可達到98.6％；本發明的催化劑應用于間歇釜式反應器中，DEG轉化率高達93.0％。