[發明專利]一種用于異丁醛氨化合成異丁腈的催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010905709.1
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112169807B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 張世元;盧小松;宋文國
• 申請（專利權）人: 潤泰化學（泰興）有限公司
• 主分類號: B01J23/835
• 分類號: B01J23/835;B01J37/10;B01J37/03;B01J37/16;C07C253/00;C07C255/03
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

本發明屬于催化劑技術領域，公開了一種用于異丁醛氨化合成異丁腈的催化劑及其制備方法和應用，本發明先將高嶺土并進行酸改性，使其去除雜質，比表面有較大的提升，再通過雙沉淀法，以酸改性高嶺土為載體，將Cu₂O?SnO₂依次負載在載體上，且分布沉淀可使金屬氧化物分布均勻，最終制備的Cu₂O?SnO₂/高嶺土具有高穩定性，高活性，符合工業化生產要求。應用后，異丁醛轉化率達到96％以上，異丁腈的選擇性達到98％以上。合成得到的新催化劑用于異丁醛氨化合成異丁腈(IBN)中，能顯著改善催化劑活性，提高異丁腈的收率，降低催化反應問題，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，特別涉及一種用于制備異丁腈(IBN)反應Cu₂O-SnO₂/高嶺土催化劑制備方法，該催化劑用于異丁醛氨化合成異丁腈。

背景技術

異丁腈(IBN)又叫異丙基氰，屬于劇毒物，是異丁醛下游產品之一。異丁腈可以用作醫藥中間體，在農藥上主要用于合成有機磷殺蟲劑二嗪磷的中間體(2-異丙基-4-甲基-6-羥基嘧啶)，是合成高效低殘留低毒的地亞農的主要原料。也用于生產丙烯酸樹脂的添加劑。

異丁腈合成路線有很多種，常見的有以異丁醇為原料、以異丁醛為原料、以丙酮為原料、以異丁胺為原料等，目前工業上主要以異丁醇或異丁醛為原料制備異丁腈。山東化工研究所采用異丁醇一步法氨化合成異丁腈，采用的催化劑是ZnO-粘土，異丁腈收率可以達到94％以上，但是催化劑機械強度較差，未能達到工業化標準。專利CN1254616A中是以ZnO為主體，以氧化鋁或硅藻土為助劑的催化劑，當助劑為硅藻土時，異丁腈的收率能達到92％，機械強度高，穩定性好，基本符合工業化要求，但該催化劑用于異丁醇直接制備異丁腈，其中未涉及異丁醛原料的反應。其中華東理工大學施百先等采用異丁醛工藝，催化劑為ZnO/Al₂O₃，在常壓，反應溫度450～475℃條件下，異丁醛轉化率99％以上，異丁腈選擇性92％。目前以異丁醛氨化合成異丁腈的工藝中，應用較多且成熟的催化劑即為含有ZnO或含Al₂O₃的催化劑。但該催化劑應用時，需要較高的催化反應問題，反應條件苛刻，且高溫也不利于產物的性能的穩定。

隨著精細化工的發展，多相催化劑逐漸取代均相催化劑，意味著需要新的催化材料。所以，如何得到一種新催化劑，該催化劑不能顯著提高異丁醛烷合成異丁腈(IBN)的收率、催化活性穩定性和機械強度，而且降低催化反應活性，達到工業化標準是本發明所要解決的技術問題。

本發明是采用雙沉淀法制得Cu₂O-SnO₂/高嶺土，該催化劑使用后，使異丁醛轉化率達到96％以上，異丁腈的選擇性達到98％以上，該催化劑合成工藝簡單易得，催化劑轉化率高，選擇性好，機械強度高，可以適應工業化要求。高嶺土晶體化學式2SiO₂·Al₂O₃·2H₂O，屬于一種1:1型層狀硅酸鹽粘土，于AlO₂(OH)₄具有八面體和SiO₄具有四面體在片層結構上的不對稱性，特殊多孔結構，吸水性高，比表面積大，經過酸改性的。高嶺土雜質去除，比表面也有較大的提升，是一種良好的載體。采用雙沉淀法能使Cu₂O-SnO₂更加均勻的負載，催化活性高，還能顯著降低催化反應穩定。

發明內容

本發明為了克服載體氧化鋁微孔結構和擴散限制，提供了一種新催化劑的制備方法。該催化劑是先對高嶺土進行酸改性，再通過雙沉淀法Cu₂O-SnO₂均勻的負載在高嶺土。將其用于催化異丁醛氨化合成異丁腈(IBN)中，能顯著提高異丁醛的轉化率，提高異丁腈(IBN)的收率。