一种3-甲基哌啶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种3

【技术实现步骤摘要】
一种3
‑
甲基哌啶的制备方法


[0001]本专利技术涉及化工
，具体涉及一种3
‑
甲基哌啶的制备方法。

技术介绍

[0002]目前制备3
‑
甲基哌啶的主要路径是2
‑
甲基戊二腈加氢生成2
‑
甲基戊二胺，2
‑
甲基戊二胺环化得到3
‑
甲基哌啶，具体路线如下：
[0003][0004]例如专利CN107365257B，公开了在铁、铬、镱掺杂的雷尼镍催化剂作用下生成2
‑
甲基戊二胺和3
‑
甲基哌啶，又如专利CN101990532A，公开了在铬和镍掺杂的雷尼钴催化剂作用下，生成2
‑
甲基戊二胺和3
‑
甲基哌啶；但是上述方法均存在3
‑
甲基哌啶的收率非常低的问题，且对后续的分离提纯有很高的要求。
[0005]又如专利US4755604A所述，采用特殊的塑金属铁催化剂，在高压下2
‑
甲基戊二腈氢化可以得到较高收率的3
‑
甲基哌啶，但是其使用的催化剂制备过程过于复杂，并且在氢化过程中要加入未完全反应的粗品加氢液，经验证，发现加氢液套用次数超过3次以后，副产物的含量会升高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术的一个或多个不足，提供一种改进的3
‑
甲基哌啶的制备方法，该方法可高收率地获得3
‑
甲基哌啶，且工艺相对简单。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种3
‑
甲基哌啶的制备方法，该制备方法包括：使2
‑
甲基戊二腈与氢气在催化剂存在下发生反应，生成3
‑
甲基哌啶，该催化剂包含铁基催化剂，基于所述铁基催化剂的质量，以质量百分含量计，所述铁基催化剂包含70％
‑
95％的铁元素、1％
‑
8％的铝元素、0.5％
‑
6％的钙元素以及0.3％
‑
3％的其它助剂，所述其它助剂包含选自钴元素、锰元素、铬元素、硅元素、钒元素、钾元素、钛元素和镁元素中的至少一种。
[0009]根据本专利技术的一些优选方面，基于所述铁基催化剂的质量，以质量百分含量计，所述铁基催化剂包含80％
‑
95％的铁元素、1.5％
‑
7.5％的铝元素、0.7％
‑
5.5％的钙元素以及0.3％
‑
2％的其它助剂。
[0010]根据本专利技术的一些优选方面，基于所述铁基催化剂的质量，以质量百分含量计，所述铁基催化剂包含80％
‑
95％的铁元素、1.5％
‑
5％的铝元素、1.5％
‑
3％的钙元素以及0.35％
‑
2％的其它助剂。
[0011]根据本专利技术的一些优选方面，所述其它助剂包含选自钴元素、锰元素、铬元素、硅元素、钒元素、钾元素、钛元素和镁元素中的两种以上。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述其它助剂包含钴元素、锰元素，或包含钴元素、铬元素，或包含钴元素、硅元素，或包含钴元素、锰元素、铬元素，或包含钴元素、锰元素、铬元素、硅元素，或包含钾元素、钛元素，或包含钾元素、钛元素和镁元素，或包含钒元素、钾元素、钛元素和镁元素，或包含钴元素、锰元素、硅元素、钒元素，或包含钒元素、钛元素，或包含锰元素、硅元素，或包含钴元素、镁元素，或包含钴元素、钒元素、钛元素，或包含钾元素、铬元素、镁元素，或包含钴元素、钛元素和镁元素，等等。
[0013]根据本专利技术的一些优选方面，所述铁基催化剂的制备方法包括：将铁源、铝源、钙源和其它助剂源混合，然后熔融，冷却，破碎筛分，获得中间产物，然后使该中间产物在氢气氛围下发生还原反应，得到所述铁基催化剂。
[0014]根据本专利技术的一些优选方面，所述铁源包含磁铁矿、四氧化三铁中的一种或两种，以及选择性的铁粉。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，当所述铁源含有铁粉时，可以通过控制铁粉的添加量以控制体系中Fe
2+
/Fe
3+
之比为0.5
‑
1.6，进一步可以为0.7
‑
1.0。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，当铁源含有磁铁矿时，实质上，磁铁矿的主要成分也是四氧化三铁。
[0017]本专利技术中，所述铁基催化剂中，在还原反应过程中，铁源发生还原反应而生成具有高活性的还原态金属铁。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述熔融可以采用电熔炉进行，电熔炉加热由40
‑
60kV的变压器提供，熔融时电流为2500
‑
3000A。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，在进行所述破碎筛分时，先冷却至40
‑
50℃。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述还原反应在管式反应器中进行，还原反应的时间可以为48
‑
72h。
[0021]根据本专利技术的一些优选方面，所述还原反应在300
‑
600℃下进行。进一步地，所述还原反应在350
‑
500℃下进行。
[0022]根据本专利技术，本专利技术铁基催化剂之所以能够显著提高催化剂活性以及选择性，专利技术人经大量实验，分析认为应是铝参与了催化剂支撑骨架的形成，形成了类似尖晶石型化合物FeAl2O4，与母体Fe3O4形成固溶体，起到了很好的支撑骨架作用，因此，优选使催化剂中铝元素的含量在1％
‑
8％；同时，钙也参与了体系中间态的形成，可能形成了CaFe2O4，使晶格参数变大，晶格发生扭曲，应该起到了提高催化剂活性与选择性的作用，因此，优选使催化剂中钙元素的含量在0.5％
‑
6％；并进一步在钴元素、锰元素、铬元素、硅元素、钒元素、钾元素、钛元素或镁元素的辅助作用下，使得整个铁基催化剂可高效将2
‑
甲基戊二腈转化为3
‑
甲基哌啶，兼具优异的选择性和转化率，优选使催化剂中上述辅助元素的总含量控制在0.3％
‑
3％。
[0023]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述铝源、所述钙源和所述其它助剂源分别以各自元素的氧化物、碳酸盐或硝酸盐形式存在。
[0024]进一步地，所述铝源包括三氧化二铝、碳酸铝和硝酸铝中的一种或多种的组合。
[0025]进一步地，所述钙源包括氧化钙或碳酸钙。
[0026]进一步地，所述其它助剂源为其它助剂元素的氧化物或硝酸盐或碳酸盐为原料。更一步地，所述其它助剂源为选自一氧化锰、三氧化二铬、四氧化三钴、五氧化二钒、二氧化
钛、二氧化硅、碳酸镁、氧化钾中的一种或多种的组合。
[0027]根据本专利技术的一些优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3
‑
甲基哌啶的制备方法，该制备方法包括：使2
‑
甲基戊二腈与氢气在催化剂存在下发生反应，生成3
‑
甲基哌啶，其特征在于：该催化剂包含铁基催化剂，基于所述铁基催化剂的质量，以质量百分含量计，所述铁基催化剂包含70％
‑
95％的铁元素、1％
‑
8％的铝元素、0.5％
‑
6％的钙元素以及0.3％
‑
3％的其它助剂，所述其它助剂包含选自钴元素、锰元素、铬元素、硅元素、钒元素、钾元素、钛元素和镁元素中的至少一种。2.根据权利要求1所述的3
‑
甲基哌啶的制备方法，其特征在于：基于所述铁基催化剂的质量，以质量百分含量计，所述铁基催化剂包含80％
‑
95％的铁元素、1.5％
‑
5％的铝元素、1.5％
‑
3％的钙元素以及0.35％
‑
2％的其它助剂。3.根据权利要求1或2所述的3
‑
甲基哌啶的制备方法，其特征在于：所述铁基催化剂的制备方法包括：将铁源、铝源、钙源和其它助剂源混合，然后熔融，冷却，破碎筛分，获得中间产物，然后使该中间产物在氢气氛围下发生还原反应，得到所述铁基催化剂。4.根据权利要求3所述的3
‑
甲基哌啶的制备方法，其特征在于：所述还原反应在300
‑
600℃下进行；和/或，所述铁源包含磁铁矿、四氧化三铁中的一种或两种，以及选择性的铁粉。5.根据权利要求3所述的3
‑
甲基哌啶的制备方法，其特征在于：所述铝源、所述钙源和所述其它助剂源分别以各自元素的氧化物、碳酸盐或硝酸盐形式存在。6.根据权利要求5所述的3
‑
甲基哌啶的制备方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚鹏宇，唐静思，黄瑞超，朱广铠，王杰，于丽丽，
申请(专利权)人：浙江新和成股份有限公司，
类型：发明
国别省市：