[發明專利]一種高負載量鎳基催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010783953.5
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN112121801B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 劉小攀;羅超然;薛誼;杜翔;陳洪龍;岳瑞寬;王紅偉
• 申請（專利權）人: 南京紅太陽生物化學有限責任公司
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J23/83;C07D213/127;C07D213/22
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 邢賢冬;徐冬濤

本發明公開了一種高負載量鎳基催化劑，它是以氧化鋁為載體，以金屬鎳為活性成分，以氧化鈰、氧化鑭、氧化鋯、氧化鎂的一種或多種為助劑；金屬鎳占鎳基催化劑質量的10～80％；助劑占鎳基催化劑質量的1～20％。本發明鎳基催化劑是由鎳鹽前驅體、氧化鋁、助劑前驅體混合球磨后經焙燒、打片、還原制得的。本發明還公開了高負載量鎳基催化劑在吡啶脫氫偶聯制備2,2?聯吡啶中的應用，具有轉化率高、穩定性好的優點，聯吡啶的時空收率優于同等反應條件下的雷尼鎳與負載鎳的催化效果，可高達0.41g/gCat./h，催化劑壽命遠超過同等反應條件下的雷尼鎳與負載鎳，壽命最長可以超過1500h。

技術領域

本發明屬于精細化工與有機合成領域，具體涉及一種高負載量鎳基催化劑及其制備方法以及在2,2-聯吡啶合成上的應用。

背景技術

2,2-聯吡啶是一種應用廣泛的螯合劑、油漆涂料添加劑，尤其作為生產非選擇性除草劑敵草快的關鍵中間體。吡啶脫氫偶聯制備2,2-聯吡啶的路線具有綠色環保、原子經濟性高的優點，而催化劑又是該工藝的關鍵。目前，適合規模化生產的催化劑主要有雷尼鎳(GB897473A)與負載鎳(US4966972A,US5221747A)。制備雷尼鎳需要熔融、堿浸等過程，不僅能耗較高，還會產生大量堿性廢液，且雷尼鎳的使用存在一定的安全問題。負載鎳催化劑則需通過浸漬或沉淀將鎳負載于載體上，后期還需老化、洗滌等步驟，制備過程也較為復雜。在實際應用中兩種催化劑都存在活性低、壽命差的問題，因此，需要開發一種制備簡單、性能優異的催化劑用于2,2-聯吡啶的工業生產。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種制備簡單、活性高、穩定性好的高負載量鎳基催化劑。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種高負載量鎳基催化劑，它是以氧化鋁為載體，以金屬鎳為活性成分，以氧化鈰、氧化鑭、氧化鋯、氧化鎂的一種或多種為助劑。

所述的催化劑中金屬鎳占鎳基催化劑質量的10～80％；助劑占鎳基催化劑質量的1～20％，優選為5～20％。

所述的氧化鋁的比表面積為60～300m²/g，孔容為0.3～1ml/g，孔徑為8～25nm。

所述的鎳基催化劑是由鎳鹽前驅體、氧化鋁、助劑前驅體混合球磨后經焙燒、打片、還原制得的。

所述的鎳鹽前驅體為堿式碳酸鎳、氫氧化鎳或碳酸鎳的一種或多種。

所述的助劑前驅體為助劑對應的金屬硝酸鹽。具體的，所述的助劑前驅體為硝酸鈰、硝酸鑭、硝酸鋯、硝酸鎂的一種或多種。

本發明的另一個目的是提供一種高負載量鎳基催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)、向鎳鹽前驅體、氧化鋁粉、助劑前驅體的混合物中加入與上述物料總量等質量的去離子水配成漿狀物料，置于球磨機中研磨至粒徑≤1μm；

步驟(2)、步驟(1)研磨好的漿狀物料在烘箱中50～120℃下干燥12-48h，再于300～600℃焙燒2～10h，打片，于400～600℃下氫氣還原1～10h，即制得高負載量鎳基催化劑。

本發明的另一個目的是提供所述的高負載量鎳基催化劑在吡啶脫氫偶聯制備2,2-聯吡啶中的應用。

一種吡啶脫氫偶聯制備2,2-聯吡啶的合成方法，以所述的高負載量鎳基催化劑為催化劑，采用固定床反應器進行連續反應，吡啶質量空速為5～20h^-1，反應溫度為150～280℃，反應壓力為0.5～2.0MPa。

優選的，吡啶質量空速為5～18h^-1，反應溫度為150～220℃，反應壓力為0.5～1.5MPa。在該優選反應條件下，既能確保原料吡啶與催化劑接觸時間，同時避免了副反應，維持收率在理想的范圍。