本發(fā)明涉及催化合成的，尤其是涉及一種2-甲基戊二胺的制備方法。

背景技術(shù)：

1、目前，國(guó)內(nèi)己二腈投產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，其生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物2-甲基戊二腈的產(chǎn)量也隨之增加。為了提高2-甲基戊二腈的附加值，工業(yè)上往往將2-甲基戊二腈進(jìn)行催化加氫得到2-甲基戊二胺。2-甲基戊二胺可以用作固化劑、擴(kuò)鏈劑，用于涂料、農(nóng)藥、氨綸等材料的生產(chǎn)，市場(chǎng)廣闊。

2、2-甲基戊二腈加氫制備2-甲基戊二胺的反應(yīng)工藝，通常是在雷尼鎳/鈷存在下，高壓加氫催化2-甲基戊二腈。例如，專利cn107365257b公開(kāi)了一種2-甲基戊二腈加氫制備2-甲基戊二胺及3-甲基哌啶的方法，該方法采用fe、cr、yb摻雜雷尼鎳催化劑，在堿性助催化劑的存在下，2-甲基戊二腈加氫得到2-甲基戊二胺和3-甲基哌啶，反應(yīng)壓力2～8mpa，反應(yīng)溫度30～100℃，2-甲基戊二胺收率70％。該方法由于使用堿液會(huì)在后續(xù)處理中產(chǎn)生大量廢水，2-甲基戊二胺的收率較低。專利cn111377820b公開(kāi)了一種2-甲基戊二胺的制備方法，該方法使用摻雜ru、mo的雷尼鎳催化劑，原料2-甲基戊二腈經(jīng)堿液調(diào)節(jié)ph，在鼓泡流反應(yīng)器內(nèi)催化加氫，反應(yīng)壓力2.3～6mpag，反應(yīng)溫度70～100℃，產(chǎn)物2-甲基戊二胺收率75％。但是操作過(guò)程中需要采用合理的氣液空速比來(lái)保證穩(wěn)定鼓泡速率，操作條件相對(duì)復(fù)雜，且2-甲基戊二胺收率不高。

3、綜上所述，使用雷尼鎳催化劑對(duì)2-甲基戊二腈進(jìn)行催化加氫反應(yīng)，往往需要加入助劑堿液來(lái)抑制重質(zhì)產(chǎn)物的生成，存在后續(xù)堿液回收、處理難等問(wèn)題，且產(chǎn)物2-甲基戊二胺的收率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種2-甲基戊二胺的制備方法，通過(guò)采用氫氣和氨氣的混合氣進(jìn)行加氫反應(yīng)，避免后續(xù)處理中產(chǎn)生大量廢水，同時(shí)通過(guò)使用cr、ti摻雜的雷尼鎳催化劑，有效提高目標(biāo)產(chǎn)物2-甲基戊二胺的收率。

2、本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供了一種2-甲基戊二胺的制備方法，包括如下步驟：將2-甲基戊二腈、溶劑和雷尼鎳催化劑置于高壓釜中，先在室溫下通入氨氣，再通入氫氣，開(kāi)啟加熱、攪拌進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到2-甲基戊二胺；其中，雷尼鎳催化劑為經(jīng)cr、ti摻雜，其金屬組成的質(zhì)量百分比為：cr為1～6％，ti為0.1～5％，其余為ni和al。

4、本發(fā)明通過(guò)采用氫氣和氨氣的混合氣進(jìn)行加氫反應(yīng)，以氨氣作為堿性助劑來(lái)抑制重質(zhì)產(chǎn)物的生成，避免加入堿液助劑，因而加氫反應(yīng)后無(wú)需進(jìn)行堿液回收，反應(yīng)后催化劑的回收利用也更為便捷。同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)在加氫反應(yīng)中加入經(jīng)cr、ti摻雜的雷尼鎳催化劑，其含有的金屬元素協(xié)同配合能夠在2-甲基戊二腈加氫反應(yīng)中具有更高的反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率。

5、作為優(yōu)選，所述2-甲基戊二腈和雷尼鎳催化劑的質(zhì)量比為4～15：1；更優(yōu)選的，所述2-甲基戊二腈和雷尼鎳催化劑的質(zhì)量比為6～11：1。

6、作為優(yōu)選，所述氨氣與2-甲基戊二腈的摩爾比為3～16：100；更優(yōu)選的，所述氨氣與2-甲基戊二腈的摩爾比為5～12：100。

7、本發(fā)明改為通入氨氣進(jìn)行加氫反應(yīng)，在反應(yīng)條件上，溶劑的比例、催化劑用量都有調(diào)節(jié)，使得加氫反應(yīng)的效率更高。

8、作為優(yōu)選，所述加氫反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)氫壓為6～9mpa；更優(yōu)選的，所述加氫反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)氫壓為6～8mpa。

9、作為優(yōu)選，所述加氫反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)溫度為60～90℃；更優(yōu)選的，所述加氫反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)溫度為65～85℃。

10、作為優(yōu)選，所述加氫反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)時(shí)間為0.5～2h；更優(yōu)選的，所述加氫反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)時(shí)間為0.5～1.5h。

11、作為優(yōu)選，所述2-甲基戊二腈和溶劑的質(zhì)量比為0.1～1.2：1；更優(yōu)選的，所述2-甲基戊二腈和溶劑的質(zhì)量比為0.4～1：1。

12、作為優(yōu)選，所述溶劑為甲醇、乙醇和異丙醇中的一種或幾種的組合。

13、作為優(yōu)選，所述雷尼鎳催化劑中金屬組成的質(zhì)量百分比為：cr為1～6％，ti為0.1～5％，ni和al的總含量為93-97.6％。更優(yōu)選的，所述雷尼鎳催化劑中金屬組成的質(zhì)量百分比為：cr為2～6％，ti為1～5％，ni和al的總含量為93-97％。

14、作為優(yōu)選，雷尼鎳催化劑的制備包括如下步驟：

15、s1、將原料合金nialcr粉碎成粉末；

16、s2、將合金粉末加入堿液中并攪拌，同時(shí)進(jìn)行超聲處理，然后加熱浸取，過(guò)濾后得到固體；s3、將固體加入含鈦源的水溶液中浸泡，之后過(guò)濾，得到雷尼鎳催化劑。

17、本發(fā)明通過(guò)將摻雜金屬x的鎳鋁合金作為載體，先采用堿液刻蝕載體除去部分al，再將其浸泡于含鈦源水溶液中進(jìn)行鈦離子負(fù)載，所得雷尼鎳催化劑表面能夠均勻分布大量活性位點(diǎn)。并且，雷尼鎳催化劑中含有的金屬元素協(xié)同配合能夠在2-甲基戊二腈加氫反應(yīng)中具有更高的反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率，再加上，通過(guò)對(duì)于原料合金的配比、堿液的處理?xiàng)l件以及含鈦源水溶液的濃度等條件的協(xié)同控制，使得所得雷尼鎳催化劑中的金屬配比更適用于2-甲基戊二腈加氫反應(yīng)，具有更好的催化效果。

18、作為優(yōu)選，s1中，所述原料合金nialcr中，按質(zhì)量百分比計(jì)，ni含量為40-60％，al含量為35-55％，余量為cr；更優(yōu)選的，所述原料合金nialcr中，按質(zhì)量百分比計(jì)，ni含量為49-50wt％，al含量為48-49wt％，余量為cr。

19、作為優(yōu)選，s1中，所述粉末的粒徑為40-120目，更優(yōu)選的，粒徑為60-100目。

20、作為優(yōu)選，s2中，所述堿液的濃度為15-30wt％，更優(yōu)選的，濃度為20-30wt％；所述堿液為強(qiáng)堿溶液，更優(yōu)選為氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液。

21、作為優(yōu)選，s2中，所述超聲處理的時(shí)間為10-60min，更優(yōu)選的，時(shí)間為10-30min；所述加熱浸取的同時(shí)進(jìn)行攪拌，浸取溫度為25-85℃，時(shí)間為30-100min；更優(yōu)選的，加熱浸取的同時(shí)進(jìn)行攪拌，浸取溫度為50-85℃，時(shí)間為60-100min。

22、作為優(yōu)選，s3中，所述含鈦源水溶液的質(zhì)量濃度為0.1-10％，更優(yōu)選的，濃度為3-6wt％。

23、作為優(yōu)選，s3中，所述鈦源包括偏鈦酸鈉、鈦酸鉀和三氯化鈦中的一種或多種。

24、作為優(yōu)選，s3中，所述浸泡為在50-90℃浸泡3-10h，更優(yōu)選的，浸泡為在70-90℃浸泡4-8h。

25、作為優(yōu)選，s3中，浸泡處理完成后，經(jīng)過(guò)濾得到固體，將該固體用去離子水、無(wú)水乙醇洗滌，即得雷尼鎳催化劑，將所得催化劑保存于無(wú)水乙醇中，待用。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過(guò)使用cr、ti摻雜的雷尼鎳催化劑能有效提高2-甲基戊二腈的轉(zhuǎn)化率和2-甲基戊二胺選擇性，進(jìn)而能夠得到更高收率的目標(biāo)產(chǎn)物；同時(shí)通過(guò)采用氫氣和氨氣的混合氣進(jìn)行加氫反應(yīng)，避免后續(xù)處理中產(chǎn)生大量廢水。

技術(shù)特征：

1.一種2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將2-甲基戊二腈、溶劑和雷尼鎳催化劑置于高壓釜中，先在室溫下通入氨氣，再通入氫氣，開(kāi)啟加熱、攪拌進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到2-甲基戊二胺；其中，雷尼鎳催化劑為經(jīng)cr、ti摻雜，其金屬組成的質(zhì)量百分比為：cr為1~6%，ti為0.1~5%，其余為ni和al。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，所述2-甲基戊二腈和雷尼鎳催化劑的質(zhì)量比為4~15：1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，所述氨氣與2-甲基戊二腈的摩爾比為3~16：100。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，所述加氫反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)氫壓為6~9mpa。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，所述加氫反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)溫度為60~90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5~2h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，所述2-甲基戊二腈和溶劑的質(zhì)量比為0.1~1.2：1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，所述溶劑為甲醇、乙醇和異丙醇中的一種或幾種的組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，所述雷尼鎳催化劑的制備包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，s1中，所述原料合金nialcr中，按質(zhì)量百分比計(jì)，ni為40-60%，al為35-55%，余量為cr；s2中，所述加熱浸取的同時(shí)進(jìn)行攪拌，浸取溫度為25-85℃，時(shí)間為30-100min。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述2-甲基戊二胺的制備方法，其特征在于，s3中，所述含鈦源的水溶液中鈦源的質(zhì)量濃度為0.1-10%；所述浸泡為在50-90℃浸泡3-10h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及催化合成的技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種2?甲基戊二胺的制備方法，包括如下步驟：將2?甲基戊二腈、溶劑和雷尼鎳催化劑置于高壓釜中，先在室溫下通入氨氣，再通入氫氣，開(kāi)啟加熱、攪拌進(jìn)行加氫反應(yīng)，得到2?甲基戊二胺；其中，雷尼鎳催化劑為經(jīng)Cr、Ti摻雜，其金屬組成的質(zhì)量百分比為：Cr為1~6%，Ti為0.1~5%，其余為Ni和Al。本發(fā)明通過(guò)采用氫氣和氨氣的混合氣進(jìn)行加氫反應(yīng)，避免后續(xù)處理中產(chǎn)生大量廢水，且使用Cr、Ti摻雜的雷尼鎳催化劑，有效提高2?甲基戊二腈的轉(zhuǎn)化率和2?甲基戊二胺選擇性。

技術(shù)研發(fā)人員：張曄,任詩(shī)意,張登儒,薛寬榮,楊生東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江東江綠色石化技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15