[发明专利]一种用于催化合成丁二胺的固体催化剂、采用其制备丁二胺的方法及系统装置

权利要求书

1.一种用于催化合成丁二胺的固体催化剂，其特征在于，所述的固体催化剂包括载体以及负载于载体上的活性组分和助剂，所述的活性组分包括Ni和/或Co，所述的助剂包括金属单质及其氧化物，所述的金属单质选自Mg、Ca、Zr、Mo、Ti、Cr、Cu、Fe、Ru、Rh、Pd、La或Ce中的一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的固体催化剂，其特征在于，所述的载体包括SiO₂、γ-Al₂O₃、拟薄水铝石、硅藻土、活性炭或分子筛中的一种或至少两种的组合；

优选地，所述的活性组分的质量占固体催化剂总质量的5～70％；

优选地，所述的助剂质量占固体催化剂总质量的0.5～3％；

优选地，所述的固体催化剂的粒度为0.1～12mm；

优选地，所述的固体催化剂采用浸渍法、共沉淀法或混合法制备得到。

3.一种制备丁二胺的方法，其特征在于，所述的方法包括：

以液氨和丁二醇作为反应原料，在保护性气氛和固体催化剂存在的反应条件下进行催化胺化得到所述的丁二胺，其中，所述的固体催化剂采用权利要求1或2所述的固体催化剂。

4.根据权利要3所述的方法，其特征在于，所述的方法具体包括如下步骤：

(Ⅰ)向反应装置内通入保护性气体，液氨和丁二醇作为反应原料经计量泵送入预热装置，液氨和丁二醇在预热装置内预热气化混合；

(Ⅱ)预热后的反应原料进入反应装置，在反应装置内填充的固体催化剂的催化作用下发生催化胺化反应，反应产物经冷凝后气液分离得到所述的丁二胺。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的液氨与丁二醇的摩尔比为(1～25):1；

优选地，所述的液氨与丁二醇的摩尔比为(2～20):1；

优选地，所述的丁二醇包括1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇或1，4-丁二醇中的一种或至少两种的组合；

优选地，所述的催化胺化的反应压力为0.1～15MPa，进一步优选地，所述的催化胺化的反应压力为0.1～12MPa；

优选地，所述的催化胺化的反应温度为120～240℃，进一步优选地，所述的催化胺化的反应温度为160～200℃；

优选地，所述的丁二醇的重时空速为0.3～6h^-1，进一步优选地，所述的丁二醇的重时空速为0.3～3h^-1；

优选地，所述的保护性气体为氢气；

优选地，所述的保护性气体在催化胺化反应体系中的摩尔分数为1～15％，进一步优选地，所述的保护性气体在催化胺化反应体系中的摩尔分数为1～10％；

优选地，所述的预热温度为100～200℃。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，所述的固体催化剂包括载体以及负载于载体上的活性组分和助剂；

优选地，所述的活性组分包括Ni和/或Co；

优选地，所述的助剂包括金属单质及其氧化物；

优选地，所述的金属单质包括Mg、Ca、Zr、Mo、Ti、Cr、Cu、Fe、Ru、Rh、Pd、La或Ce中的一种或至少两种的组合；

优选地，所述的载体包括SiO₂、γ-Al₂O₃、拟薄水铝石、硅藻土、活性炭或分子筛中的一种或至少两种的组合；

优选地，所述的活性组分的质量占固体催化剂总质量的5～70％；

优选地，所述的助剂质量占固体催化剂总质量的0.5～3％；

优选地，所述的固体催化剂的粒度为0.1～12mm；

优选地，所述的固体催化剂采用浸渍法、共沉淀法或混合法制备得到；

优选地，所述的冷凝温度为5～30℃。