一种高效脱氢催化剂及其在哌啶类原料脱氢制备吡啶方面的应用制造技术

本发明专利技术涉及脱氢催化剂的制备，特别涉及一种高效脱氢催化剂及其在哌啶类原料脱氢制备吡啶方面的应用，属于精细化工领域。一种高效脱氢催化剂，该催化剂以金属氧化物为载体，以贵金属为活性组分，以Co、Ni、Cu、Ag和La中的一种或多种为助剂，采用离子交换法负载活性组分和助剂，活性组分的负载量为0.1％

【技术实现步骤摘要】
一种高效脱氢催化剂及其在哌啶类原料脱氢制备吡啶方面的应用


[0001]本专利技术涉及脱氢催化剂的制备，特别涉及一种高效脱氢催化剂及其在哌啶类原料脱氢制备吡啶方面的应用，属于精细化工领域。

技术介绍

[0002]目前商业上所采用的脱氢催化剂多采用氧化铝负载质量分数为5％的Pd主活性成分的方法而制得，虽然具有很高的脱氢活性，但是其主要活性组分——贵金属的含量过高导致成本增加，同时其使用寿命短暂，特别是哌啶类脱氢制备吡啶类反应中，导致其的应用受到极大限制，影响其规模化生产应用。
[0003]目前公开的报道中，关于脱氢催化剂的如下：在专利CN109939678A中提及了一种单原子钯催化剂，该催化剂把活性组分钯以单原子的方式，高度分散且均匀分布在氧化铝上。专利CN111672519A研究了一种贵金属
‑
稀土钙钛矿型整体式三效催化剂，其特征在于以蜂窝陶瓷为载体，在蜂窝陶瓷上负载稀土钙钛矿，通过钛矿与少量Pd结合使用，降低Pd的使用量，进而降低生产成本。
[0004]纵观目前哌啶类脱氢制备吡啶的报道中，主要为3
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甲基哌啶脱氢制备3
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甲基吡啶的研究如下：美国专利US8530664公开了一种3
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甲基哌啶脱氢催化剂，以硅铝氧化物为载体，以贵金属Pd为活性组分，负载量7.5％，以氮气、氢气混合气体为载气，3
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甲基哌啶质量空速为3h
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1，300℃反应509h，3
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甲基吡啶收率稳定在98％。中国专利CN101384525与美国专利US8324388公开了一种3
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甲基哌啶脱氢催化剂，以ZrO2为载体，以贵金属Pd为活性组分，负载量0.9％，以氮气、氢气混合气体为载气，3
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甲基哌啶体积空速为0.3h
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1，转化率99.5％，体积空速1.2h
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1，转化率为78％，未见关于催化剂寿命的报道。美国专利US4762929公开了一种3
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甲基哌啶脱氢制3
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甲基吡啶催化剂，以贵金属Pd为活性组分，负载量为1％，3
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甲基哌啶转化率95％，3
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甲基哌啶选择性93％，催化剂寿命100天。上述反应中氮气、氢气混合气体为载气，为后续载气的分离造成障碍，同时催化剂使用寿命和效率低，不利于工业化生产。
[0005]因此，改进脱氢催化剂的制备方法，制备出一种分散程度好，工艺简单，降低载量同时不降低甚至提高催化效率，适应单一载气的脱氢催化剂是解决催化剂问题的一种有效途径。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种高效脱氢催化剂，以解决现有技术中载气为混合载气，催化剂使用寿命短的缺点。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]一种高效脱氢催化剂，该催化剂以金属氧化物为载体，以贵金属为活性组分，以Co、Ni、Cu、Ag和La中的一种或多种为助剂，采用离子交换法负载活性组分和助剂，活性组分
的负载量为0.1％
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2％，助剂的负载量为0.01％
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0.5％；所述活性组分为Pd、Pt、Ru中的一种或两种。
[0009]本专利技术所述高效脱氢催化剂的寿命在300天以上，可维持吡啶类产品含量在98％以上，哌啶类原料转化率99％以上，产品收率在98.5％以上；同时，本专利技术所述高效脱氢催化剂具有良好的循环性能，能够长期使用，再生后保持原有催化能力，同时金属负载量少，产品纯度和收率高，具有显著的成本优势和工艺化应用前景。作为优选，
[0010]作为优选，所述载体选自SBA介孔分子筛、硅藻土、高岭土、硅胶和TS
‑
1分子筛中的一种。
[0011]作为优选，所述催化剂载体孔容在0.5
‑
1.5cm3/g，孔径在比表面积为150
‑
400m2/g。进一步优选，所述催化剂载体的孔容0.8
‑
1.2cm3/g，孔径在比表面积300
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400m2/g。
[0012]作为优选，所述的活性组分负载量为0.1％
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2％，助剂的负载量为0.01％
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0.5％。进一步优选的是，活性组分的负载量0.5
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1％，助剂负载量为0.1％
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0.3％。本专利技术实施例部分给出活性组分和助剂下限的负载量，由于成本原因，较少量的负载量即可提现出本专利技术高效脱氢催化剂优势，增加活性组分和助剂只需在制备过程中增加原料提供，在本领域中不具有技术难度。
[0013]一种所述的高效脱氢催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0014]S1、将助剂和活性组分前驱体分别溶于溶剂中配成均相溶液，得到助剂溶液和活性组分溶液；
[0015]S2、将载体置于层析柱中，2体积载体的助剂溶液倒入层析柱中浸泡载体，将剩余助剂溶液从层析柱上部打入载体中，控制速度为每克载体助剂流速为10
‑
15ml/min，控制层析柱下部的出料速度与进料速度一致，下部出料从层析柱顶部打入，循环负载6
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8h，载体清洗后进行吹扫、干燥，质量浓度为20％
±
10％的氨水浸泡4
‑
6h；
[0016]S3、载体置于层析柱中吹扫，然后30％活性组分溶液倒入层析柱中浸泡载体，将剩余活性组分溶液从层析柱上部打入载体中，控制速度为每克载体助剂流速为5
‑
10ml/min，控制下部出料速度与进料速度一致，下部出料从层析柱顶部打入，循环负载10
‑
15h，载体清洗后进行吹扫、焙烧，得到所述高效脱氢催化剂。
[0017]作为优选，吹扫采用的气体为氮气或空气，吹扫时间为4
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8h。优选氮气。
[0018]作为优选，干燥温度为100
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150℃，干燥时间为8
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12h；焙烧温度为200
‑
300℃，焙烧时间为4
‑
6h。
[0019]作为优选，所述的活性组分前驱体为氯化氨钯、氯铂酸铵或氯化铵钌。
[0020]作为优选，活性组分所述溶剂为水、氨水、乙醇中的一种或两种混合，优选氨水。
[0021]一种所述的高效脱氢催化剂在哌啶类原料脱氢制备吡啶方面的应用。进一步的，所述的应用的具体过程是：哌啶类原料加热气化，在单一载气的情况下，经过装填有所述高效脱氢催化剂的层析柱反应器，冷凝后得到吡啶产品；其中载气为N2或H2，优选H2，工艺条件为0.01
‑
0.05MPa，优选0.01
‑
0.03MPa，反应温度为100
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300℃，优选150
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220℃。
[0022]作为优选，所述的吡啶产品是3
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效脱氢催化剂，其特征在于：该催化剂以金属氧化物为载体，以贵金属为活性组分，以Co、Ni、Cu、Ag和La中的一种或多种为助剂，采用离子交换法负载活性组分和助剂，活性组分的负载量为0.1％
‑
2％，助剂的负载量为0.01％
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0.5％；所述活性组分为Pd、Pt、Ru中的一种或两种。2.根据权利要求1所述的高效脱氢催化剂，其特征在于：所述载体选自SBA介孔分子筛、硅藻土、高岭土、硅胶和TS
‑
1分子筛中的一种。3.根据权利要求1所述的高效脱氢催化剂，其特征在于：所述催化剂载体孔容在0.5
‑
1.5cm3/g，孔径在比表面积为150
‑
400m2/g。4.根据权利要求1所述的高效脱氢催化剂，其特征在于：所述的活性组分负载量为0.1％
‑
2％，助剂的负载量为0.01％
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0.5％。5.根据权利要求1所述的高效脱氢催化剂，其特征在于：活性组分的负载量0.5
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1％，助剂负载量为0.1％
‑
0.3％。6.一种权利要求1所述的高效脱氢催化剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：S1、将助剂和活性组分前驱体分别溶于溶剂中配成均相溶液，得到助剂溶液和活性组分溶液；S2、将载体置于层析柱中，2体积载体的助剂溶液倒入层析柱中浸泡载体，将剩余助剂溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少鹏，陈启明，潘炎烽，高海燕，刘娅静，褚春辉，周中平，
申请(专利权)人：兄弟科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：