[发明专利]合成吡啶的负载型催化剂及制备和应用方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种合成吡啶的负载型催化剂及制备和应用方法，属于合成吡啶技术。

背景技术

吡啶是重要的有机溶剂和化工原料，在医药、农药、染料等领域中有着广泛的应用。

    吡啶的早期获得都是通过煤焦工业或焦炭生产的副产品，其产量较低，现在绝大多数的吡啶都是通过工业合成而得到的。目前主要采用的氨气与醛或酮催化气化合成，然而这些方法收率低及选择性差，以及原料成本高的等缺点。通过四氢糠醇与氨合成吡啶的方法，其关键技术是催化剂的效率。US2543424公开的是以四氢糠醇、氨为原料合成吡啶，其采用的是MoO₂或MoS₂负载在氧化铝的催化剂。US2972615公开的是以四氢糠醇、氨为原料合成吡啶，其采用的是V₂O₅负载在氧化铝的催化剂。US32382214以四氢糠醇、氨为原料合成吡啶，其采用的是钯负载在氧化铝的催化剂。CN1736587A以四氢糠醇、氨为原料合成吡啶，其采用的是MoO₃及La、Ce、Cd的氧化物负载在氧化铝的催化剂。CN1736588A以四氢糠醇、氨为原料合成吡啶，其采用的是MoO₃，V₂O₅及La、Ce、Cd的氧化物负载在氧化铝的催化剂。它们均存在吡啶选择性及收率不高同时催化剂寿命较短的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成吡啶的负载型催化剂及制备和应用方法，该催化剂用于以四氢糠醇、氨为原料合成吡啶，具有产物吡啶的选择性及收率较高，催化剂寿命较长的特点，催化剂制备方法简单，应用于合成吡啶效果好。

为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种合成吡啶的负载型催化剂，其特征在于，该催化剂的载体为条块状 γ-Al₂O₃，负载活性组分之一为MoO₃，其负载量为载体质量的1.5~25%；负载活性组分之二为NiO或K₂O，其负载量为载体质量的0.25~15%。上述的MoO₃负载量为载体质量的5~15%； NiO或K₂O的负载量为载体质量的1~10%。上述催化剂的制备方法，其特征在于包括以下过程：

1）按每毫升聚乙醇与80~120ml质量浓度为2%~10%硝酸及100~120克Al₂O₃粉末比例混合，搅拌混合均匀，挤压成条块，室温干燥，于温度80~150℃再干燥后，最后在马弗炉以8~10℃/min升温速率升温至400~600℃下焙烧4~8小时得到载体 γ-Al₂O₃；

2）将钼酸铵与硝酸钾或与硝酸镍溶解于水中，配成质量浓度为2~40%钼酸铵和质量浓度为1~30%硝酸钾或质量浓度为1~30%硝酸镍的水溶液，然后按照水溶液与步骤1中制的载体γ-Al₂O₃的体积比为1：（0.5~1）混合，搅拌均匀，并浸渍12~48小时，室温干燥，然后在温度为70~120℃下再干燥，最后将干燥后的前驱体在马弗炉以8~10℃/min升温速率升温至400~600℃下焙烧4~10小时，冷却便制得合成吡啶的负载型催化剂。

以上述的或以上述的方法制的催化剂应用于以四氢糠醇为原料合成吡啶的方法，其特征在于，在固定床反应器中进行，当原料氨气与四氢糠醇的摩尔比为1~5加入反应器中，在反应中的空速为100~1000小时-1、反应的温度为400~600℃、反应的压力为0.1~0.3MPa下条件，生成目的产物吡啶。

本发明的优点：制作催化剂所用设备简单，催化剂硬度高，应用该催化剂所合成产物吡啶的选择性及收率较高，杂质含量少，管道不易堵塞，并且催化剂寿命较长。催化剂再生后仍具有很好的催化效果。

具体实施方式

实施例1

    1）采用市售三氧化铝粉末100克，加入质量浓度为6%的稀硝酸150ml， 聚乙醇600体积为8ml混合后，然后挤成直径为3.5厘米的条，室温干燥3小时，在150℃的烘箱中烘5小时，然后在马弗炉中以8~10℃/min升温速率升温至600℃下焙烧7小时，得到载体 γ-Al₂O₃，剪成长度为1~3毫末的条块状。