專利名稱：一種脫水催化劑的及其在制備嗎啉中的應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)、精細化工領(lǐng)域，具體的說，涉及一種脫水催化劑及其在制備嗎啉中的應用
背景技術(shù)：
嗎啉又名嗎啡啉或1，4_氧氮雜環(huán)己烷，是工業(yè)用重要環(huán)胺之一。常溫下為無色吸水性油狀液體，呈弱堿性，具有吸濕性和氨臭味。由于具有氮氧雜環(huán)的特點，嗎啉在化工生產(chǎn)中占有重要位置，是制造許多精細化工產(chǎn)品的中間體，可用于制備NOBS(N-氧代二亞乙基-2-苯噻唑次磺酰胺)、OTOS (N-氧代二亞乙基次硫代氨基甲?；?N-氧代二亞乙基次硫酰胺)等橡膠硫化促進劑和防銹劑、防腐劑、清潔劑、除垢劑、止痛藥、局部麻醉劑、水果保鮮劑、紡織印染助劑等，在橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、涂料等領(lǐng)域用途廣泛。嗎啉含有仲胺基團，具有仲胺基團的所有典型反應特征。與無機酸反應生成鹽，與有機酸反應生成鹽或酰胺?？蛇M行烷基化反應，還可以與環(huán)氧乙烷、酮反應或進行Willgerodt反應。由于嗎啉所具有的化學性質(zhì)，使其成為當前具有重要商業(yè)用途的精細石油化工產(chǎn)品之一。另外嗎啉還是一種重要的有機溶劑。嗎啉的合成方法可分為二甘醇催化氨解法和二乙醇胺(DEA)脫水法。二甘醇催化氨解環(huán)化法是使二甘醇在加氫-脫氫催化劑和氫氣存在下，與氨作用
H2 ,催化劑 /0^0^
卜 NH3 -^0〈+ H2O
2.4~3.0MPa nCH2CH2OH
催化劑 “\
-O NH + H2O
2.4-3.0MPa \ /二甘醇法是近年來新開發(fā)的嗎啉生產(chǎn)工藝，以二甘醇和液氨為原料，二甘醇來源充足，特別是合成氨廠開發(fā)嗎啉更具有液氨和氫氣優(yōu)勢，二甘醇為環(huán)氧乙烷水合制乙二醇的副產(chǎn)物，約為乙二醇產(chǎn)量的1/10，隨著石油化工的發(fā)展，乙二醇的需求量不斷增加，因而二甘醇的產(chǎn)量也相應增加。現(xiàn)在國內(nèi)二甘醇的利用率不高，有相當一部分廉價出口，從經(jīng)濟上來看是最為合理和有發(fā)展前途的方法，因而在近年來獲得很大的進展。因而由二甘醇合成嗎啉是目前主流方法。其缺點是需要耐壓設(shè)備，工藝過程復雜，催化劑選擇性較低，壽命較短，活性金屬含量高等等。二乙醇胺(DEA)法是合成嗎啉傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法。二乙醇胺與強酸(濃硫酸或濃鹽酸)在較高溫度下脫水環(huán)化而得到嗎啉，其過程如下
生成嗎啉。主反應式為
CH2CH2OH CH2CH2OH
CH2CH2NH2 CH2CH2OH
權(quán)利要求
1.一種脫水的催化劑，其特征在于所述催化劑的載體為Y-氧化鋁，活性組分為氧化鋯、硫酸鈦、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鎂中的一種或多種的組合，其中以質(zhì)量百分數(shù)計催化劑中活性組分占催化劑總量的0. 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫水的催化劑，其特征在于所述催化劑是采用浸漬法將氧氯化鋯、硫酸鈦、氫氧化鈉、氫氧化鉀、硝酸鎂的一種或多種的組合負載在Y-氧化鋁載體上制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化劑，其特征在于以元素鋯、鈦、鈉、鉀或鎂計，所述催化劑的活性組分氧氯化鋯、硫酸鈦、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鎂的質(zhì)量百分數(shù)為0. 05% 8. 0%，優(yōu)選為 0. 5. 0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的催化劑，其特征是制備的催化劑在室溫下的空氣中浸漬 12 48h，優(yōu)選18 30h，然后在80 140°C空氣中干燥6 20h，優(yōu)選100 130°C干燥 10 15h ；再于空氣中300 650°C下焙燒1 8h，優(yōu)選450 550°C焙燒3 6h。
5.根據(jù)權(quán)利1 4任意一項所述的催化劑的用途，其特征是催化劑用于二乙醇胺氣相催化脫水制嗎啉工藝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用途，其特征在于脫水反應在固定床反應器或間歇式反應器中進行。
7.—種嗎啉的制備方法，其特征在于以二乙醇胺為原料，以權(quán)利要求1 4任意一項所述的催化劑為催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于采用固定床反應器，其反應溫度為 180 280°C，常壓或負壓反應，二乙醇胺空速0. 1 1. OtT1，以脫水產(chǎn)物嗎啉為溶劑，二乙醇胺與嗎啉的體積比為1 1 1 5，在氨氣存在下反應，氨氣與二乙醇胺的摩爾比為 1 1 50 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于二乙醇胺氣相催化脫水制嗎啉的新型催化劑及其應用，所述催化劑以γ-氧化鋁為載體，活性組分為氧化鋯、硫酸鈦、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鎂中的一種或多種的組合，活性組分負載量以質(zhì)量計占催化劑的0.1％～30％。在溶劑及氨氣存在下，在固定床反應器中，該方法制備出的催化劑具有較高的脫水活性，以二乙醇胺作原料，反應轉(zhuǎn)化率和選擇性都很高。
文檔編號C07D295/023GK102489282SQ20111042899
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者單玉華, 朱建軍, 李明時, 陳波, 魯墨弘 申請人:常州大學