本申请公开了一种用于3‑羟基丙腈加氢生产3‑氨基丙醇的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分包括活性金属元素；所述活性组分包括活性金属元素；所述活性金属元素包括M和Re；M选自Ni、Co、Cu中的至少一种；M占催化剂重量的5.0～50.0％；Re占催化剂重量的0.1～15.0％；所述载体选自无机多孔材料中的至少一种。该催化剂具有高催化活性和选择性。
A catalyst for hydrogenation of 3-hydroxypropiononitrile to 3-aminopropanol and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种3-羟基丙腈加氢生产3-氨基丙醇的催化剂及其制备方法
本申请涉及一种合成3-氨基丙醇的催化剂，详细地涉及一种临氨条件下，用于3-羟基丙腈加氢生产3-氨基丙醇的催化剂，属于催化领域。
技术介绍
3-氨基丙醇是一种重要的化工原料和精细化工中间体，在医药、农药、染料、表面活性剂和日用化妆品等领域有着广泛的应用；作为常用的药物中间体，可用于合成抗癌药环磷酰胺、心可定等药物，也可用于合成DL-泛醇(维生素原B5)；还可用于生产在日用化妆品中用作软膏成分的泛醇和泛酸衍生物，近年来由于人们生活水平的提高，泛醇在日化产品中的应用不断提高，尤其是在护发制品和化妆品的应用越来越广泛，极大的带动了3-氨基丙醇的市场需求。目前用于生产3-氨基丙醇的常规方法是由3-羟基丙腈催化加氢而得，将3-羟基丙腈、RaneyNi、乙醇和氨加入高压釜中反应，所得3-氨基丙醇选择性为95％，收率为60％。此外，3-氨基丙醇也可通过其他路线合成：甲基异丁基酮或环己酮为原料合成酮肟，并进一步与丙烯腈缩合，通过催化氢化裂解制备3-氨基丙醇；3-氨基丙酸乙酯和2-氰基乙醇为原料合成3-氨基丙醇。但与3-羟基丙腈加氢路线相比，其他方法存在着原料成本高、工艺复杂、产物收率低等缺点。德国专利DE573983报道了采用第8、9和10族过渡金属合成的氢化催化剂，3-羟基丙腈的加氢产物通过分馏提纯。瑞士专利CH244837报道了腈类的催化加氢过程，加氢反应在液氨中进行，专利报道液氨可以抑制副产物，提高伯胺的选择性。德国专利DE2655794报道了3-羟基丙腈加氢合成3-氨基丙醇的方法，反应在加氢催化剂、氢气和氨的存在下进行，氨的加入可以抑制仲胺的生成，提高3-氨基丙醇的选择性。日本专利JP2002201164和JP05163213采用Raney钴催化剂，在氨存在下催化加氢3-羟基丙腈，抑制了仲胺和叔胺的生成，提高了3-氨基丙醇产率。日本专利JP59210258报道了以羟丙腈为原料，经催化加氢制取3-氨基丙醇，催化剂选择性较低，副产物多，3-氨基丙醇的产率仅70％。巴斯夫公司公开的中国专利CN103261148A中，采用钴基催化剂，助剂为P、Mn或碱土金属，在固定床反应器中进行3-羟基丙腈催化加氢反应，反应产物经多段蒸馏后得到高纯度的3-胺基丙腈，以满足化妆品和药物工业的质量标准。采用上述现有的催化剂，用于3-羟基丙腈加氢制备3-氨基丙醇存在催化剂活性较差、3-氨基丙醇产率低和副产物选择性高等一个或多个方面的问题。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供了一种用于3-羟基丙腈加氢生产3-氨基丙醇的催化剂，该催化剂催化活性高，对3-氨基丙醇的选择性高。本申请提供的催化剂包括活性组分、助剂和载体三部分：活性组分为M-Re双金属，其中M为过渡金属Ni、Co或Cu中的一种或两种以上，优选金属Ni。助剂为Fe、Cr、W、Ru、B、Mg、Ba、Mn、La和Mo中的一种或两种以上的非金属、金属或金属氧化物中的一种或两种以上，优选助剂Ru、B、Mn或Ba中的一种或两种以上。载体为多孔材料Al2O3、SiO2或Al2O3-SiO2中的一种或两种以上。活性组分M的重量占催化剂重量的5.0～50.0％，优选10.0～25.0％；Re的重量占催化剂重量的0.1～15.0％，优选1.0-5.0％；助剂的重量占催化剂重量的0.2～10.0％，优选1.0～5.0％；多孔载体的比表面积为50～600m2/g，优选200～500m2/g；多孔载体的孔容0.2～1.5ml/g，优选0.4～1.0ml/g。所述催化剂，其特征在于，所述催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分包括活性金属元素；所述活性金属元素包括M和Re；M选自Ni、Co、Cu中的至少一种；M占催化剂重量的5.0～50.0％；Re占催化剂重量的0.1～15.0％；所述载体选自无机多孔材料中的至少一种。可选地，所述活性金属元素M在所述催化剂中的重量百分含量为10.0～25.0％Re占催化剂重量的1.0～5.0％。可选地，所述催化剂还包括助剂；所述助剂包括助剂元素，所述助剂元素包括Fe、Cr、W、Ru、B、Mg、Ba、Mn、La、Mo中的至少一种；所述助剂包括所述助剂元素的氧化物；所述助剂在所述催化剂中的重量百分含量为0.2～10.0％。可选地，所述助剂在所述催化剂中的重量百分含量为1.0～5.0％；其中，所述助剂的重量百分含量以助剂元素的重量百分含量计。可选地，所述助剂元素选自Ru、B、Mn、Ba中至少一种。可选地，所述M在所述催化剂中重量百分含量的上限选自6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10.0％、15.0％、20.0％、25.0％、30.0％、35.0％、40.0％、45.0％或50％；下限选自5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10.0％、15.0％、20.0％、25.0％、30.0％、35.0％、40.0％、45.0％、50％。可选地，Re在所述催化剂中重量百分含量的上限选自0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、8％、10％、12％或15％；下限选自0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、8％、10％或12％。可选地，助剂在所述催化剂中重量百分含量的上限选自0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、8％或10％；下限选自0.2％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％或8％。可选地，所述载体的比表面积为50～600m2/g，孔容0.2～1.5ml/g。可选地，所述载体的比表面积200～500m2/g，孔容0.4～1.0ml/g。可选地，所述载体选自多孔Al2O3、多孔SiO2、多孔Al2O3-SiO2中的至少一种。可选地，所述载体选自Al2O3、SiO2、Al2O3-SiO2。可选地，所述载体选自多孔无机氧化物。可选地，所述载体比表面积为50～600m2/g，孔容0.2～1.5ml/g。可选地，所述金属元素M包括Ni、Co、Cu中至少一种。可选地，所述活性组分为金属Ni、金属Re；所述活性组分占催化剂重量的10.0～25.0％；Re占催化剂重量的1.0-5.0％；所述助剂包括Ru、B、Mn、Ba元素中的至少一种；所述助剂占催化剂重量的1.0～5.0％；所述载体比表面积为200～500m2/g，孔容为0.4～1.0ml/g。根据本申请的另一方面，提供一种所述催化剂的制备方法，该方法简便易行，适用于工业化生产。所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂采用浸渍法和/或沉淀法将活性组分和助剂负载在载体上。可选地，所述浸渍法包括以下步骤：将载体浸渍于含有活性组分前驱体和助剂前驱体的水溶液中，自然晾干，焙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于3-羟基丙腈加氢生产3-氨基丙醇的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括活性组分和载体；/n所述活性组分包括活性金属元素；所述活性金属元素包括M和Re；M选自Ni、Co、Cu中的至少一种；M占催化剂重量的5.0～50.0％；Re占催化剂重量的0.1～15.0％；/n所述载体选自无机多孔材料中的至少一种。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于3-羟基丙腈加氢生产3-氨基丙醇的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括活性组分和载体；
所述活性组分包括活性金属元素；所述活性金属元素包括M和Re；M选自Ni、Co、Cu中的至少一种；M占催化剂重量的5.0～50.0％；Re占催化剂重量的0.1～15.0％；
所述载体选自无机多孔材料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，
所述活性金属元素M在所述催化剂中的重量百分含量为10.0～25.0％；
Re占催化剂重量的1.0～5.0％。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，
所述催化剂还包括助剂；
所述助剂包括助剂元素，所述助剂元素包括Fe、Cr、W、Ru、B、Mg、Ba、Mn、La、Mo中的至少一种；
所述助剂包括所述助剂元素的氧化物；
所述助剂在所述催化剂中的重量百分含量为0.2～10.0％；
优选地，所述助剂在所述催化剂中的重量百分含量为1.0～5.0％；
其中，所述助剂的重量百分含量以助剂元素的重量百分含量计；
优选地，所述助剂元素选自Ru、B、Mn、Ba中至少一种。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，
所述载体的比表面积为50～600m2/g，孔容0.2～1.5ml/g；
优选地，所述载体的比表面积200～500m2/g，孔容0.4～1.0ml/g；
优选地，所述载体选自多孔Al2O3、多孔SiO2、多孔Al2O3-SiO2中的至少一种。
5.权利要求1至4任一项所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括浸渍法、沉淀法中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将载体浸渍与含有活性金属元素源的溶液中，焙烧，得到所述催化剂；或
将含有活性金属元素源的溶液和沉淀剂加入到含有载体的悬浮液中，沉淀，得到所述催化剂；
优选地，所述溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁云杰，马雷，严丽，程显波，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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