[發(fā)明專利]催化劑催化硝基苯選擇性加氫制備苯胺的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811236209.2
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109126823B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱麗華;張歡;裴安;阮露娜;余長林
• 申請（專利權(quán)）人: 江西理工大學(xué)
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/42;B01J23/755;B01J23/75;C07C211/46;C07C209/36
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

本發(fā)明涉及催化劑催化硝基苯選擇性加氫制備苯胺的方法，配制硝基苯乙醇溶液，并將其轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜，往高壓反應(yīng)釜中加入NM?TM?TM/C催化劑，并通入氫氣至1.0?5.0MPa，反應(yīng)溫度為18℃，反應(yīng)時間為0.5?2.0h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將液體與催化劑分離；NM?TM?TM/C催化劑以碳基材料為催化劑載體，負載多組分金屬制成三元金屬負載型催化劑，其中NM為Pt、Ir、Ru、Au、Rh、Pd或Ag中的一種，TM為Ni、Co、Cu或Fe中的一種，其中NM負載量為0.1％?3％，TM含量為1％?12％。本發(fā)明催化反應(yīng)速率高、苯胺選擇性高、成本低、節(jié)能環(huán)保、無毒無害、反應(yīng)溫度低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精細化工及催化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及硝基苯選擇性加氫制備苯胺的催化劑及制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)

苯胺是最重要的胺類物質(zhì)之一，是一種極其重要的有機化工中間體，廣泛用于精細化工領(lǐng)域。苯胺主要用于染料、藥物及樹脂的合成過程中，還可用作橡膠硫化促進劑。目前，工業(yè)上生產(chǎn)苯胺的方法主要有：(1)硝基苯鐵粉還原法；(2)氯苯氨化法；(3)硝基苯催化加氫法；(4)苯酚氨解法。其中硝基苯鐵粉還原法是最早的制備苯胺的方法，但是該方法苯胺選擇性及產(chǎn)率低、反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量難以回收、鐵粉用量大、污染環(huán)境及設(shè)備腐蝕等一系列的缺點。目前我國大部分廠家采用硝基苯催化加氫法生產(chǎn)苯胺。

經(jīng)查閱大量文獻和專利得知，硝基苯液相催化加氫催化劑體系根據(jù)其不同活性位的種類，主要分為Cu基、Ni基(包括鎳非晶態(tài)合金催化劑，如Ni-B或Ni-P催化劑)、Pd基、Pt基、Au基及多元金屬(如PdPt、FeCo等)催化劑，另外，還有Co、Ag、Ru、Ir、Rh等金屬催化劑。以上催化劑具有各自的優(yōu)缺點，比如，催化反應(yīng)溫度過高、選擇性低或催化劑成本高等。此外，硝基苯選擇性加氫常作為典型的模型反應(yīng)用于評價催化劑各項性能指標，開展相關(guān)基礎(chǔ)研究。因此，硝基苯高效且高選擇性加氫制苯胺的研究具有重要的應(yīng)用與理論價值。

當前工業(yè)上硝基苯催化加氫法主要包括固定床催化加氫法、流化床催化加氫法和液相加氫法等。其中液相加氫法研究較多，如專利“一種硝基苯加氫合成苯胺的工藝”(申請?zhí)枮?01410526666.0)，公布了在Pd、Pt、Rh、Ru或Ni負載型催化劑的催化作用下，反應(yīng)溫度80～200℃；氫氣壓力0.1～2.0MPa；反應(yīng)時間3～50h。納米催化在多相催化中扮演著重要角色，如在硝基苯加氫反應(yīng)中，納米催化劑的研制已成為主要趨勢。如文獻Evert Boymanset.al.Chemoselective hydrogenation of functionalized Nitroarenes usingsupported Mo promoted Pt nanoparticles,ChemCatChem,2013,5,431-434，合成了(0.8％Pt+0.3％Mo)/C催化劑，在反應(yīng)壓力為4bar及反應(yīng)溫度為30℃下，硝基苯加氫制苯胺選擇性高達99％以上。但是大部分文獻都采用單金屬或雙金屬催化劑催化硝基苯加氫，未見三元金屬催化劑在硝基苯選擇性加氫制苯胺中的應(yīng)用。

針對目前硝基苯加氫過程中存在的一些問題，本方法通過貴金屬-過渡金屬-過渡金屬三元金屬之間的協(xié)同作用，不僅提高催化劑催化性能、選擇性及穩(wěn)定性，降低反應(yīng)溫度，還可減少貴金屬用量，降低催化劑成本，最終實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保高效的硝基苯選擇性加氫制苯胺過程。

因此，基于這些問題，提供一種催化反應(yīng)速率高、苯胺選擇性高、成本低、節(jié)能環(huán)保、無毒無害、反應(yīng)溫度較低的硝基苯選擇性加氫制備苯胺的催化劑及催化方法，具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種催化反應(yīng)速率高、苯胺選擇性高、成本低、節(jié)能環(huán)保、無毒無害、反應(yīng)溫度較低的硝基苯選擇性加氫制備苯胺的催化劑及催化方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：