[发明专利]一种吡啶类化合物加氢的催化剂及其应用

说明书

本发明公开了一种吡啶类化合物加氢的催化剂及其应用，该催化剂中Ru含量为1wt％～3wt％，Li、Sm、Fe中至少一种的总含量为0.5wt％～1wt％，TiO₂的含量为1wt％～5wt％，其余为椰壳活性炭；本发明是在微型固定床反应器的反应管中原位完成催化剂的制备和吡啶类化合物的加氢，该催化剂能够有效的催化吡啶类化合物加氢制备相应的哌啶类化合物，催化剂活性好，加氢效率高，在最佳体积空速下原料的转化率和产物的选择性均可达到100％。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种吡啶类化合物加氢的催化剂。

背景技术

哌啶类化合物是一种非常有用的有机化合物中间体，主要用于合成医药、农药、制造杀菌剂、局部麻醉药、润湿剂、止痛药以及橡胶硫化促进剂、环氧树脂的固化剂等方面，其衍生物也广泛存在于天然产物和药物中间体中。哌啶类化合物主要是通过相应的吡啶类化合物在催化剂作用下经过催化加氢得到的。目前工业上仍然采用传统的釜式反应工艺催化吡啶类化合物加氢生产相应的哌啶类化合物，催化剂种类较多，但仍然存在生产工艺复杂、成本高、原料转化率和产品纯度不高的缺陷。

中国专利201710141448.9公开了一种镍基非晶态催化剂及其制备方法和催化吡啶类化合物加氢反应的应用，催化剂是负载型的镍催化剂，包含过渡金属助剂，活性组分是镍，采用固定床反应装置，连续化程度高，操作方便，能够有效地催化吡啶类化合物加氢，但在转化率和选择性方面还是有不足之处，增加了后续分离纯化的成本。催化剂上吡啶类化合物的转化率接近100％，对于哌啶类化合物的选择性为96％以上。

中国专利201310320791.1描述了一种吡啶类化合物加氢用催化剂的制备方法及应用，催化剂载体为活性炭或氧化铝，活性组分为金属钌，载体经过一系列的改性和处理，使得金属钌颗粒高度分散在载体表面，从而获得了较高的吡啶类活化加氢的催化活性。采用的是传统的釜式反应工艺，部分实验中还添加了溶剂，不利于生产效率的提高和成本的控制，对一些吡啶类化合物的加氢的转化率和选择性也不能达到100％。钌基催化剂由于活性较高，在空气中容易部分氧化，可能会对催化反应中钌催化剂的活性造成影响。此外，制备钌基催化剂使用的前驱体通常是三氯化钌，金属钌负载到催化剂上的同时也引入了氯元素，氯元素较难去除，在某些反应中会对钌催化剂的活性造成影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种催化剂活性好、吡啶类化合物加氢效率高的催化剂，并为该催化剂提供一种新用途。

解决上述技术问题所采用催化剂中Ru含量为1wt％～3wt％，Li、Sm、Fe中至少一种的总含量为0.5wt％～1wt％，TiO₂的含量为1wt％～5wt％，其余为椰壳活性炭；该催化剂由下述方法制备得到：

1、将椰壳活性炭与纳米钛溶胶混合均匀，室温浸泡8～24小时后，120～180℃干燥至恒重，记为TiO₂-C。

2、将上述TiO₂-C装填到微型固定床反应器的反应管中，室温下连续通入氮气，以1～5℃/分钟的速率将反应管温度升至200～500℃，保持2小时后降至室温。

3、保持氮气的通入，将活性组分的水溶液通过输液泵输送到反应管中，与TiO₂-C接触进行吸附，多余的溶液从反应管下端流出，再经过输液泵输送重新进入到反应管中，经过不断的循环，活性组分水溶液中的金属离子逐渐吸附到TiO₂-C上，直到反应管下端流出的溶液中Ru含量低于0.05wt％为止或流出的溶液为无色透明为止，在吸附的过程中将反应管的温度升至45～85℃，吸附结束后，将反应管温度升至100～150℃，保持3～9小时后，降至室温。

4、将氮气切换为氢气，继续通入反应管中，以1～5℃/分钟的速率将反应管的温度升高到200～300℃，还原2～4小时后降至室温，得到催化剂。