CN114950461A - 己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114950461A CN114950461A CN202210674761.XA CN202210674761A CN114950461A CN 114950461 A CN114950461 A CN 114950461A CN 202210674761 A CN202210674761 A CN 202210674761A CN 114950461 A CN114950461 A CN 114950461A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- caprolactam
- catalyst
- hydrofining
- hours
- auxiliary agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 286
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 243
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 10
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 53
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 60
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 49
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- AWSFEOSAIZJXLG-UHFFFAOYSA-N azepan-2-one;hydrate Chemical compound O.O=C1CCCCCN1 AWSFEOSAIZJXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 14
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 abstract description 29
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 16
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 16
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 16
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 16
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 8
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 8
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000219782 Sesbania Species 0.000 description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000564 Raney nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEZUQRBDRNJBJY-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone oxime Chemical compound ON=C1CCCCC1 VEZUQRBDRNJBJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 4
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 4
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 3
- -1 nickel aluminate Chemical class 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- HZPNKQREYVVATQ-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);diformate Chemical compound [Ni+2].[O-]C=O.[O-]C=O HZPNKQREYVVATQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006146 oximation reaction Methods 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/85—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/88—Molybdenum
- B01J23/887—Molybdenum containing in addition other metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/8872—Alkali or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/635—0.5-1.0 ml/g
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D201/00—Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
- C07D201/16—Separation or purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D223/00—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D223/02—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
- C07D223/06—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D223/08—Oxygen atoms
- C07D223/10—Oxygen atoms attached in position 2
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明提供了一种己内酰胺加氢精制催化剂,包括活性组分、载体和助剂;活性组分包括氧化镍和氧化钼,载体包括氧化钛和氧化铝,助剂包括碱金属物质和碱土金属物质中的一种或两种;以占己内酰胺加氢精制催化剂的重量百分比计,氧化镍的含量为27~33%,氧化钼的含量为2~5%,助剂的含量为1~4%,氧化钛的含量为2~5%,余量为氧化铝;己内酰胺加氢精制催化剂的比表面积为150~240平方米/克,孔容为0.4~0.6立方厘米/克,堆密度为0.6~0.8克/立方厘米,强度为170~190牛/厘米。催化剂在运行1000小时后强度依然在170牛/厘米以上,且在低温低压高空速条件下,使用固定床工艺加氢反应后的己内酰胺的PM值为30000s以上,本发明提供了一种己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法和应用。
Description
技术领域
本发明涉及加氢催化剂技术领域,尤其涉及己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
己内酰胺作为合成纤维和工程塑料的单体,国内需求量很大,且呈逐年增长趋势。己内酰胺的生产步骤主要包括苯加氢制环己烷、环己烷氧化制环己酮、环己酮肟化制环己酮肟、环己酮肟转位重排生成己内酰胺等过程。由于己内酰胺的生产过程工艺复杂,不可避免地会产生除己内酰胺以外的一些不饱和副产物,这些不饱和副产物的物化性质与己内酰胺非常相似,难以通过萃取和蒸馏的精制方法除去。不饱和副产物的存在会影响己内酰胺的聚合过程,从而使得聚合产品的质量降低,因此必须除去不饱和副产物。
己内酰胺的加氢精制就是通过加氢使不饱和副产物得到饱和,增加不饱和副产物与己内酰胺沸点和溶解度的差距,以便通过萃取和蒸馏过程将这些不饱和副产物除去,满足己内酰胺的质量要求。
现有的己内酰胺的加氢精制方法主要有以下三种类型:
搅拌釜式反应器,所用催化剂一般为粉状雷尼镍催化剂。从目前工业发展水平来看,粉状雷尼镍催化剂加氢活性相对较低,催化剂用量较大,而且反应后的催化剂需要进行分离回收处理,该工艺是一个间歇过程,操作繁琐,除杂能力有限,不能满足工业发展的需要。
磁稳定床反应器,所用催化剂为与之配套的以镍为主要活性组分的非晶态合金催化剂,含杂质的己内酰胺溶液在磁稳定床反应器中进行加氢精制。在此种磁稳定床反应器中存在均匀磁场,具有铁磁性的非晶态合金催化剂在磁场的磁化作用下而相互吸引并稳定存在于反应器中不随反应物料流动而滞留在磁稳定床反应器中。与现有的搅拌釜式反应器工艺相比精制效率明显提高,而且催化剂消耗量也大大减少。但此方法工艺操作成本高,也存在催化剂的在线分离问题。
固定床反应器,所用催化剂一般为金属镍或者钯负载在不同载体上的负载型催化剂。该工艺流程连续简便,操作方便,催化剂消耗量较低。但是现有的在固定床反应器中对己内酰胺的加氢精制精度往往偏低,不能满足较高的精度要求。
公开号为CN102432536A的中国专利公开了一种在固定床反应器中熔融态己内酰胺加氢精制方法,所用催化剂为金属态钯和氧化态稀土(氧化镧或氧化铈)负载于活性炭或氧化铝载体上得到的负载型催化剂,催化剂中金属钯含量为0.2-5wt%,稀土氧化物含量为0.1-2.5wt%,含不饱和副产物的己内酰胺加氢精制后的PM值在10000-20000s之间;公开号为CN103086968A的中国专利公开了一种固定床加氢精制己内酰胺的方法,是在一种负载型镍或钯固定床加氢催化剂的存在下,将含溶解氢的粗己内酰胺水溶液与氢气在固定床反应器中进行充分的气-液-固传质并进行加氢反应,加氢精制后的PM值在1500s以上;公开号为CN106140195A的中国专利公开了一种己内酰胺的加氢精制催化剂及己内酰胺的加氢精制方法,己内酰胺的加氢精制催化剂属于雷尼镍催化剂,暴露在空气中极易燃烧,装填过程操作复杂且装填过程具有一定的危险性,催化剂加氢反应温度较高,易造成己内酰胺水解。公开号为CN112221504A的中国专利公开了一种己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法、催化剂以及使用其精制己内酰胺的方法,催化剂以镍为活性组分,载体为大量介孔的纳米氧化铝或氧化铝-二氧化硅复合物,催化剂采用浸渍-沉积沉淀法制备,制备出粉体经焙烧后再挤条成三叶草型或打片成圆柱型,该催化剂制备过程比较复杂,且需制备出催化剂粉体再成型,导致催化剂孔容较低;焙烧后的催化剂粉体胶溶性差,导致成品催化剂强度较差,不适于工业应用,且催化剂性能评价条件未公布。
综上所述,目前己内酰胺的加氢精制催化剂普遍采用粉状雷尼镍催化剂、或者以镍为主要活性组分的非晶态合金催化剂以及负载型催化剂。无论是采用间隙釜式反应器、磁稳定床反应器还是固定床反应器,加氢精制后的己内酰胺的PM值一般不超过20000s,与优级品己内酰胺的PM值要求大于30000s之间还有较大的差距,且现有负载型催化剂强度差,存在工业使用寿命较短、催化剂强度下降幅度大,易粉化等技术问题。
因此,有必要开发一种新的己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法、应用以解决现有技术存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法、应用,本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂在运行1000小时后强度依然在170牛/厘米以上,且在低温低压高空速条件下,使用固定床工艺加氢精制后的己内酰胺的PM值为30000s以上。
为实现上述目的,本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂,包括活性组分、载体和助剂;所述活性组分包括氧化镍和氧化钼,所述载体包括氧化钛和氧化铝,所述助剂包括碱金属物质和碱土金属物质中的一种或两种;
以占所述己内酰胺加氢精制催化剂的重量百分比计,所述氧化镍的含量为27~33%,所述氧化钼的含量为2~5%,所述助剂的含量为1~4%,所述氧化钛的含量为2~5%,余量为所述氧化铝;
所述己内酰胺加氢精制催化剂的比表面积为150~240平方米/克,孔容为0.4~0.6立方厘米/克,堆密度为0.6~0.8克/立方厘米,强度为170~190牛/厘米。
本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂的有益效果在于:所述己内酰胺加氢精制催化剂包括活性组分、载体和助剂;所述活性组分包括氧化镍和氧化钼,所述载体包括氧化钛和氧化铝,所述助剂包括碱金属物质和碱土金属物质中的一种或两种,所述氧化钛和所述氧化铝相互作用形成的所述载体的结构稳定,且所述氧化钛的加入使得所述氧化铝的耐碱腐蚀性提高,从而使得所述己内酰胺加氢精制催化剂的加氢稳定性提高;通过所述氧化钛与所述活性组分之间的协同作用,使得所述氧化镍表面的羟基与所述氧化铝表面的羟基之间的强相互作用减少,从而减少镍铝尖晶石的产生,最终提高活性组分镍的利用率。所述助剂可对所述载体表面的酸碱性起到调节作用,通过调整所述载体表面的酸碱性可改善加氢活性和加氢稳定性,有利于降低加氢过程中炭质和胶质的沉积,从而使得所述己内酰胺加氢精制催化剂的使用寿命延长。以占所述己内酰胺加氢精制催化剂的重量百分比计,所述氧化镍的含量为27~33%,所述氧化钼的含量为2~5%,所述助剂的含量为1~4%,所述氧化钛的含量为2~5%,余量为所述氧化铝,所述氧化镍的含量过低会影响所述己内酰胺加氢精制催化剂长周期运转的加氢活性和稳定性;所述氧化镍的含量过高会导致所述己内酰胺加氢精制催化剂成本高,不利于所述己内酰胺加氢精制催化剂的工业应用。本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂在运行1000小时后强度依然在170牛/厘米以上,且在低温低压高空速条件下,使用固定床工艺加氢精制后的己内酰胺的PM值为30000s以上。
可选的,所述碱金属物质为硝酸盐或碳酸盐中的一种或两种;所述碱土金属物质为硝酸盐。
可选的,所述碱金属物质中的碱金属为锂和钾中的一种或两种,所述碱土金属物质中的碱土金属为镁和钙中的一种或两种。
可选的,所述氧化铝的晶型为δ型和γ型的混合晶型。
本发明提供了一种己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法,包括以下步骤:
S0:提供含钛和铝的混合物、含助剂的第一混合液以及含镍和钼的第二混合液;
S1:将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体;
S2:将所述第二混合液浸渍到所述含助剂的催化剂载体后,先在室温下陈化3-6小时,然后在100-130摄氏度下干燥2-6小时,最后在300-500摄氏度下焙烧3-6小时以得到所述己内酰胺加氢精制催化剂。
可选的,所述第二混合液包括硝酸镍和钼酸铵。
可选的,所述第二混合液包括甲酸镍和钼酸铵。
可选的,所述浸渍为采用常规浸渍法负载所述活性组分和所述助剂,可以将所述活性组分和所述助剂采用共浸渍法,也可以将所述活性组分和所述助剂采用分步浸渍法。
可选的,所述将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体的步骤包括:
S11:将所述混合物捏合成型后,先在100-130摄氏度下干燥2-6小时,然后在400-600摄氏度下焙烧3-6小时以得到催化剂载体;
S12:将所述第一混合液浸渍到所述催化剂载体后,先在室温下陈化3-6小时,然后在100-130摄氏度下干燥2-6小时,最后在700-900摄氏度下焙烧3-6小时以得到含助剂的催化剂载体。
可选的,所述将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体的步骤包括:将所述混合物与所述第一混合液混合后捏合成型,先在100-130摄氏度下干燥2-6小时,然后在700-900摄氏度下焙烧3-6小时以得到含助剂的催化剂载体。
可选的,所述混合物为含钛的拟薄水铝石。
可选的,所述混合物为拟薄水铝石和氧化钛前驱物的混合物。
可选的,所述氧化钛前驱物为偏钛酸、纳米二氧化钛和钛酸四丁酯中的一种或两种以上。
进一步可选的,所述氧化钛前驱物为偏钛酸或钛酸四丁酯。
本发明同时提供了一种己内酰胺加氢精制催化剂的应用,应用于加氢精制己内酰胺,向装填有所述己内酰胺加氢精制催化剂的固定床反应器中通入氢气和己内酰胺水溶液以进行加氢精制,所述加氢精制的温度为40-60摄氏度,所述加氢精制的压力为0.4-0.6兆帕,体积空速为2-5小时-1,所述氢气和所述己内酰胺水溶液的摩尔比为(1-5):1,己内酰胺占所述己内酰胺水溶液的重量百分比为10-50%。
本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂具有以下优点:
(1)所述载体为所述氧化钛和所述氧化铝的复合氧化物,所述氧化钛的加入改善了所述氧化铝的结构,使得氧化铝载体的耐碱腐蚀性得到提高,从而提高了所述己内酰胺加氢精制催化剂的加氢稳定性;同时改善了活性组分与所述氧化铝载体之间的相互作用,使得活性组分的分散度和利用率得到提高,从而提高了所述己内酰胺加氢精制催化剂的加氢活性。
(2)所述己内酰胺加氢精制催化剂的强度高,化学稳定性和水热稳定性好,耐碱腐蚀性好,使用寿命长。
(3)所述己内酰胺加氢精制催化剂的加氢活性高,加氢后的己内酰胺中的PAN值(高锰酸钾吸收值)小于1.0,加氢后的己内酰胺中的PM值(高锰酸钾值)达到30000s以上,加氢后的己内酰胺的纯度高。
(4)所述己内酰胺加氢精制催化剂的制备工艺简单,成本低,所述己内酰胺加氢精制催化剂适用于己内酰胺水溶液的加氢精制,采用固定床反应器加氢工艺,处理过程单段单剂,可实现低温、低压、高空速运转,操作工艺简单,有利于工业应用。
附图说明
图1为本发明实施例中催化剂C2和催化剂D2的PAN值对比曲线图;
图2为本发明实施例中催化剂C2和催化剂D2的PM值对比曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另外定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
现有技术中,有些催化剂含有醇类物质,如聚乙烯醇和聚乙二醇,虽然醇类物质有利于活性组分的分散,但活性金属硝酸盐中硝酸根与醇类物质会产生爆炸性物质,制备的催化剂在焙烧过程中易炸裂,从而使得催化剂收率极低;有些催化剂含有硅或二氧化硅,硅的加入会提高氧化铝载体的酸性,促进酸性位催化反应,从而导致己内酰胺发生水解反应,最终会降低加氢后的己内酰胺的品质。
针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供了一种己内酰胺加氢精制催化剂,包括活性组分、载体和助剂;所述活性组分包括氧化镍和氧化钼,所述载体包括氧化钛和氧化铝,所述助剂包括碱金属物质和碱土金属物质中的一种或两种;
以占所述己内酰胺加氢精制催化剂的重量百分比计,所述氧化镍的含量为27~33%,所述氧化钼的含量为2~5%,所述助剂的含量为1~4%,所述氧化钛的含量为2~5%,余量为所述氧化铝;
所述己内酰胺加氢精制催化剂的比表面积为150~240平方米/克,孔容为0.4~0.6立方厘米/克,堆密度为0.6~0.8克/立方厘米,强度为170~190牛/厘米。所述己内酰胺加氢精制催化剂包括活性组分、载体和助剂;所述活性组分包括氧化镍和氧化钼,所述载体包括氧化钛和氧化铝,所述助剂包括碱金属物质和碱土金属物质中的一种或两种,所述氧化钛和所述氧化铝相互作用形成的所述载体的结构稳定,且所述氧化钛的加入使得所述氧化铝的耐碱腐蚀性提高,从而使得所述己内酰胺加氢精制催化剂的加氢稳定性提高;通过所述氧化钛与所述活性组分之间的协同作用,使得所述氧化镍表面的羟基与所述氧化铝表面的羟基之间的强相互作用减少,从而减少镍铝尖晶石的产生,最终提高活性组分镍的利用率。所述助剂可对所述载体表面的酸碱性起到调节作用,通过调整所述载体表面的酸碱性可改善加氢活性和加氢稳定性,有利于降低加氢过程中炭质和胶质的沉积,从而使得所述己内酰胺加氢精制催化剂的使用寿命延长。以占所述己内酰胺加氢精制催化剂的重量百分比计,所述氧化镍的含量为27~33%,所述氧化钼的含量为2~5%,所述助剂的含量为1~4%,所述氧化钛的含量为2~5%,余量为所述氧化铝,所述氧化镍的含量过低会影响所述己内酰胺加氢精制催化剂长周期运转的加氢活性和稳定性;所述氧化镍的含量过高会导致所述己内酰胺加氢精制催化剂成本高,不利于所述己内酰胺加氢精制催化剂的工业应用。本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂在运行1000小时后强度依然在170牛/厘米以上,且在低温低压高空速条件下,使用固定床工艺加氢精制后的己内酰胺的PM值为30000s以上。
本发明一些实施例中,所述碱金属物质为硝酸盐或碳酸盐中的一种或两种;所述碱土金属物质为硝酸盐。
本发明一些实施例中,所述碱金属物质中的碱金属为锂和钾中的一种或两种,所述碱土金属物质中的碱土金属为镁和钙中的一种或两种。
本发明一些实施例中,所述氧化铝的晶型为δ型和γ型的混合晶型。
本发明的实施例中提供了一种己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法,包括以下步骤:
S0:提供含钛和铝的混合物、含助剂的第一混合液以及含镍和钼的第二混合液;
S1:将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体;
S2:将所述第二混合液浸渍到所述含助剂的催化剂载体后,先在室温下陈化3-6小时,然后在100-130摄氏度下干燥2-6小时,最后在300-500摄氏度下焙烧3-6小时以得到所述己内酰胺加氢精制催化剂。
本发明一些实施例中,所述第二混合液包括硝酸镍和钼酸铵。
本发明一些实施例中,所述第二混合液包括甲酸镍和钼酸铵。
本发明一些实施例中,所述浸渍为采用常规浸渍法负载所述活性组分和所述助剂,可以将所述活性组分和所述助剂采用共浸渍法,也可以将所述活性组分和所述助剂采用分步浸渍法。
本发明一些实施例中,所述将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体的步骤包括:
S11:将所述混合物捏合成型后,先在100-130摄氏度下干燥2-6小时,然后在400-600摄氏度下焙烧3-6小时以得到催化剂载体;
S12:将所述第一混合液浸渍到所述催化剂载体后,先在室温下陈化3-6小时,然后在100-130摄氏度下干燥2-6小时,最后在700-900摄氏度下焙烧3-6小时以得到含助剂的催化剂载体。
本发明一些实施例中,所述将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体的步骤包括:将所述混合物与所述第一混合液混合后捏合成型,先在100-130摄氏度下干燥2-6小时,然后在700-900摄氏度下焙烧3-6小时以得到含助剂的催化剂载体。
本发明一些实施例中,所述混合物为含钛的拟薄水铝石。
本发明一些实施例中,所述混合物为拟薄水铝石和氧化钛前驱物的混合物。
本发明一些实施例中,所述氧化钛前驱物为偏钛酸、纳米二氧化钛和钛酸四丁酯中的一种或两种以上。
本发明一些实施例中,所述氧化钛前驱物为偏钛酸或钛酸四丁酯。
本发明的实施例中同时提供了一种己内酰胺加氢精制催化剂的应用,应用于加氢精制己内酰胺,向装填有所述己内酰胺加氢精制催化剂的固定床反应器中通入氢气和己内酰胺水溶液以进行加氢精制,所述加氢精制的温度为40-60摄氏度,所述加氢精制的压力为0.4-0.6兆帕,体积空速为2-5小时-1,所述氢气和所述己内酰胺水溶液的摩尔比为(1-5):1,己内酰胺占所述己内酰胺水溶液的重量百分比为10-50%。
实施例1
提供含钛的拟薄水铝石的混合物、含硝酸钾的第一混合液以及含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液;将所述含钛的拟薄水铝石的混合物、田菁粉、硝酸和水混合捏合挤条成型后,先在120摄氏度下干燥4小时,然后在500摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂载体;将所述含硝酸钾的第一混合液浸渍到100克所述催化剂载体后,先在室温下陈化5小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在750摄氏度下焙烧3小时以得到含助剂钾的催化剂载体;将所述含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液浸渍到所述含助剂钾的催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在400摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂C1,以占所述催化剂C1的重量百分比计,氧化镍的含量为30%,氧化钼的含量为3.0%,氧化钾的含量为1.0%,氧化钛的含量为3.2%,氧化铝的含量为62.8%。
实施例2
提供含钛的拟薄水铝石的混合物、含硝酸镁的第一混合液以及含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液;将所述含钛的拟薄水铝石的混合物、田菁粉、硝酸和水混合捏合挤条成型后,先在130摄氏度下干燥2小时,然后在550摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂载体;将所述含硝酸镁的第一混合液浸渍到100克所述催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在800摄氏度下焙烧3小时以得到含助剂镁的催化剂载体;将所述含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液浸渍到所述含助剂镁的催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在350摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂C2,以占所述催化剂C2的重量百分比计,氧化镍的含量为27%,氧化钼的含量为5.0%,氧化镁的含量为2.0%,氧化钛的含量为4.3%,氧化铝的含量为61.7%。
实施例3
提供含拟薄水铝石和偏钛酸的混合物、含硝酸锂的第一混合液以及含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液;将所述含拟薄水铝石和偏钛酸的混合物、田菁粉、硝酸和水混合捏合挤条成型后,先在110摄氏度下干燥4小时,然后在450摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂载体;将所述含硝酸锂的第一混合液浸渍到100克所述催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在900摄氏度下焙烧3小时以得到含助剂锂的催化剂载体;将所述含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液浸渍到所述含助剂锂的催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在300摄氏度下焙烧5小时以得到催化剂C3,以占所述催化剂C3的重量百分比计,氧化镍的含量为29.5%,氧化钼的含量为2.5%,氧化锂的含量为1.2%,氧化钛的含量为4.5%,氧化铝的含量为62.3%。
实施例4
提供含拟薄水铝石和钛酸四丁酯的混合物、含硝酸钙的第一混合液以及含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液;将所述含拟薄水铝石和钛酸四丁酯的混合物、田菁粉、硝酸和水混合捏合挤条成型后,先在100摄氏度下干燥6小时,然后在500摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂载体;将所述含硝酸钙的第一混合液浸渍到100克所述催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在800摄氏度下焙烧4小时以得到含助剂钙的催化剂载体;将所述含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液浸渍到所述含助剂钙的催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在350摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂C4,以占所述催化剂C4的重量百分比计,氧化镍的含量为28%,氧化钼的含量为4.0%,氧化钙的含量为2.0%,氧化钛的含量为2.5%,氧化铝的含量为63.5%。
实施例5
提供含钛的拟薄水铝石的混合物、含硝酸镁的第一混合液以及含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液;将所述含钛的拟薄水铝石的混合物、所述含硝酸镁的第一混合液、田菁粉、硝酸和水混合捏合挤条成型后,先在120摄氏度下干燥4小时,然后在700摄氏度下焙烧4小时以得到含氧化镁的催化剂载体;将所述含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液浸渍到所述含氧化镁的催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在130摄氏度下干燥3小时,最后在350摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂C5,以占所述催化剂C5的重量百分比计,氧化镍的含量为32.2%,氧化钼的含量为3.5%,氧化镁的含量为3.8%,氧化钛的含量为2.3%,氧化铝的含量为58.2%。
实施例6
提供含钛的拟薄水铝石的混合物、含硝酸钾和硝酸镁的第一混合液以及含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液;将所述含钛的拟薄水铝石的混合物、田菁粉、硝酸和水混合捏合挤条成型后,先在120摄氏度下干燥4小时,然后在550摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂载体;将所述含硝酸钾和硝酸镁的第一混合液浸渍到100克所述催化剂载体后,先在室温下陈化6小时,然后在110摄氏度下干燥5小时,最后在850摄氏度下焙烧3小时以得到含助剂钾和镁的催化剂载体;将所述含硝酸镍和钼酸铵的第二混合液浸渍到所述含助剂钾和镁的催化剂载体后,先在室温下陈化4小时,然后在120摄氏度下干燥3小时,最后在300摄氏度下焙烧4小时以得到催化剂C6,以占所述催化剂C6的重量百分比计,氧化镍的含量为33%,氧化钼的含量为2.0%,氧化钾的含量为1.0%,氧化镁的含量为2.0%,氧化钛的含量为2.0%,氧化铝的含量为60%。
对比例1
催化剂D1的制备方法同实施例1,以占所述催化剂D1的重量百分比计,氧化镍的含量20%,氧化钼的含量为3.0%,氧化钾的含量为1.0%,氧化钛的含量为3.2%,氧化铝的含量为72.8%。
对比例2
催化剂D2按CN202011259627.0的实施例5所述的方法制备,所述催化剂D2的组成为25%NiO/1.5%La2O3/2.0%ZrO2/3.5%SiO2/68%Al2O3,所述催化剂D2的形状为1.4mm三叶草构型。
对比例3
催化剂D3的制备方法同实施例1,载体由氧化硅和氧化钛组成,以占所述催化剂D3的重量百分比计,氧化镍的含量为30%,氧化钼的含量为3.0%,氧化钾的含量为1.0%,氧化硅的含量为3.2%,氧化铝的含量为62.8%。
对比例4
催化剂D4按CN201510196549.7的实施例3所述的方法制备,所述催化剂D4的组成为Ni51.4Al48.6。
实施例1-6和对比例1-3中的催化剂的物性数据及组成见表1。
表1催化剂C1~C6与催化剂D1~D3的物性数据及组成
催化剂的评价实验
向装填有所述己内酰胺加氢精制催化剂的固定床反应器中通入氢气和己内酰胺水溶液以进行加氢精制,所述加氢精制的温度为40-60摄氏度,所述加氢精制的压力为0.4-0.6兆帕,体积空速为2-5小时-1,所述氢气和所述己内酰胺水溶液的摩尔比为(1-5):1,己内酰胺占所述己内酰胺水溶液的重量百分比为10-50%。
体积空速:是指进入固定床反应器的溶液的体积流量(20℃,m3·h-1)/所述己内酰胺加氢精制催化剂的体积(m3),反映了溶液在所述己内酰胺加氢精制催化剂床层的停留时间。
催化剂活化:对催化剂C1-C6和催化剂D1-D4在380-450摄氏度下氢气还原6-16小时后,再将催化剂应用于己内酰胺加氢精制。
所述己内酰胺水溶液为工业中粗己内酰胺水溶液,己内酰胺占所述己内酰胺水溶液的重量百分比为10-50%。在催化剂的评价实验中,己内酰胺占所述己内酰胺水溶液的重量百分比为20-30%,所述己内酰胺水溶液的PAN值(高锰酸钾吸收值)为25-30,所述己内酰胺水溶液的PM值(高锰酸钾值)为500-600s。
具体实施例1:
向装填有催化剂的固定床反应器中通入氢气和己内酰胺水溶液以进行加氢精制,所述催化剂的装填量为50毫升,所述加氢精制的温度为45摄氏度,所述加氢精制的时间为100小时,所述加氢精制的压力为0.55兆帕,体积空速为3.0小时-1,所述氢气和所述己内酰胺水溶液的摩尔比为2:1,己内酰胺占所述己内酰胺水溶液的重量百分比为30%,所述己内酰胺水溶液的PAN值为27,所述己内酰胺水溶液的PM值为500s。催化剂C1-C6与催化剂D1-D4的加氢精制后的所述己内酰胺水溶液结果见表2。
表2催化剂C1~C6和D1~D4的评价结果
催化剂 | 精制后所述己内酰胺水溶液的PAN值 | 精制后所述己内酰胺水溶液的PM值 |
C1 | 0.85 | 33500 |
C2 | 0.93 | 30200 |
C3 | 0.86 | 33400 |
C4 | 0.91 | 30500 |
C5 | 0.82 | 34300 |
C6 | 0.80 | 35200 |
D1 | 1.33 | 26900 |
D2 | 2.73 | 17600 |
D3 | 1.45 | 24300 |
D4 | 2.44 | 18900 |
注:PAN值和PM值是己内酰胺水溶液中杂质含量的表征,PAN值越低,表明己内酰胺水溶液的纯度越高,加氢效果越好;PM值越高,也表明己内酰胺水溶液的纯度越高。
通过表2的数据可以看出,本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂的加氢性能优异,加氢精制后得到的己内酰胺溶液的纯度高;使用的体积空速高,更适于工业应用。
具体实施例2:
图1为本发明实施例中催化剂C2和催化剂D2的PAN值对比曲线图;图2为本发明实施例中催化剂C2和催化剂D2的PM值对比曲线图。
向装填有催化剂C1的固定床反应器中通入氢气和己内酰胺水溶液以进行加氢精制。
向装填有催化剂D2的固定床反应器中通入氢气和己内酰胺水溶液以进行加氢精制。
所述催化剂C1和所述催化剂D2的装填量均为50毫升,所述加氢精制的温度为50摄氏度,所述加氢精制的压力为0.6兆帕,体积空速为2.5小时-1,所述氢气和所述己内酰胺水溶液的摩尔比为3:1,己内酰胺占所述己内酰胺水溶液的重量百分比为30%,所述己内酰胺水溶液的PAN值为27,所述己内酰胺水溶液的PM值为500s。将所述催化剂C2和所述催化剂D2进行1000小时长周期对比评价。
对比评价结果见图1和图2,在长周期对比评价中,采用所述催化剂C2和所述催化剂D2对所述己内酰胺水溶液的加氢精制过程中,采用所述催化剂C2加氢精制后得到的己内酰胺水溶液的PAN值一直低于采用所述催化剂D2加氢精制后得到的己内酰胺水溶液的PAN值,采用所述催化剂C2加氢精制后得到的己内酰胺水溶液的PM值一直高于采用所述催化剂D2加氢精制后得到的己内酰胺水溶液的PM值,说明采用所述催化剂C2加氢精制后得到的己内酰胺水溶液的纯度高于采用所述催化剂D2加氢精制后得到的己内酰胺水溶液的纯度,所述催化剂C2的加氢效果好于所述催化剂D2的加氢效果。
对运行1000小时长周期评价的所述催化剂C2和所述催化剂D2进行了强度测定,具体结果见表3。催化剂强度测定包括步骤:将所述催化剂C2和所述催化剂D2使用催化剂强度测定仪进行所述催化剂C2和所述催化剂D2的强度测定。所述催化剂强度测定仪为市售产品,在此不做赘述。
表3催化剂的强度
催化剂 | C2 | D2 |
强度N/cm | 170.6 | 25.8 |
与现有技术的催化剂D2相比,本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂,制备工艺简单,且具有适宜的比表面积和孔容,较高的强度,使得所述己内酰胺加氢精制催化剂的加氢活性和稳定性优异,尤其是在碱性环境中对己内酰胺水溶液具有较好的加氢稳定性。且所述己内酰胺加氢精制催化剂为负载型催化剂,并使用固定床操作,不仅对工艺条件适应性强,而且生产操作方便,尤其是催化剂装卸、还原及开工操作简单,易于工业化。
本发明的所述己内酰胺加氢精制催化剂经过1000小时长周期评价,所述己内酰胺加氢精制催化剂的强度几乎无变化,说明了所述己内酰胺加氢精制催化剂的结构致密,能耐受长时间的己内酰胺水溶液的冲刷;而且还说明了所述己内酰胺加氢精制催化剂适于在碱性环境中对己内酰胺水溶液进行加氢精制,且在碱性环境中所述己内酰胺加氢精制催化剂具有较好的加氢活性和稳定性。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式,但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是,能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是,应理解,这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且,在此说明的本发明可有其它的实施方式,并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (10)
1.一种己内酰胺加氢精制催化剂,其特征在于,包括活性组分、载体和助剂;所述活性组分包括氧化镍和氧化钼,所述载体包括氧化钛和氧化铝,所述助剂包括碱金属物质和碱土金属物质中的一种或两种;
以占所述己内酰胺加氢精制催化剂的重量百分比计,所述氧化镍的含量为27~33%,所述氧化钼的含量为2~5%,所述助剂的含量为1~4%,所述氧化钛的含量为2~5%,余量为所述氧化铝;
所述己内酰胺加氢精制催化剂的比表面积为150~240平方米/克,孔容为0.4~0.6立方厘米/克,堆密度为0.6~0.8克/立方厘米,强度为170~190牛/厘米。
2.根据权利要求1所述的己内酰胺加氢精制催化剂,其特征在于,所述碱金属物质中的碱金属为锂和钾中的一种或两种,所述碱土金属物质中的碱土金属为镁和钙中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的己内酰胺加氢精制催化剂,其特征在于,所述氧化铝的晶型为δ型和γ型的混合晶型。
4.一种权利要求1-3任一项所述的己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S0:提供含钛和铝的混合物、含助剂的第一混合液以及含镍和钼的第二混合液;
S1:将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体;
S2:将所述第二混合液浸渍到所述含助剂的催化剂载体后,先在室温下陈化3-6小时,然后在100-130摄氏度下干燥2-6小时,最后在300-500摄氏度下焙烧3-6小时以得到所述己内酰胺加氢精制催化剂。
5.根据权利要求4所述的己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法,其特征在于,所述将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体的步骤包括:
S11:将所述混合物捏合成型后,先在100-130摄氏度下干燥2-6小时,然后在400-600摄氏度下焙烧3-6小时以得到催化剂载体;
S12:将所述第一混合液浸渍到所述催化剂载体后,先在室温下陈化3-6小时,然后在100-130摄氏度下干燥2-6小时,最后在700-900摄氏度下焙烧3-6小时以得到含助剂的催化剂载体。
6.根据权利要求4所述的己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法,其特征在于,所述将所述混合物与所述第一混合液进行混合处理以得到含助剂的催化剂载体的步骤包括:将所述混合物与所述第一混合液混合后捏合成型,先在100-130摄氏度下干燥2-6小时,然后在700-900摄氏度下焙烧3-6小时以得到含助剂的催化剂载体。
7.根据权利要求4所述的己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法,其特征在于,所述混合物为含钛的拟薄水铝石。
8.根据权利要求4所述的己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法,其特征在于,所述混合物为拟薄水铝石和氧化钛前驱物的混合物。
9.根据权利要求8所述的己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法,其特征在于,所述氧化钛前驱物为偏钛酸、纳米二氧化钛和钛酸四丁酯中的一种或两种以上。
10.一种权利要求1-3任一项所述的己内酰胺加氢精制催化剂的应用,其特征在于,应用于加氢精制己内酰胺,向装填有所述己内酰胺加氢精制催化剂的固定床反应器中通入氢气和己内酰胺水溶液以进行加氢精制,所述加氢精制的温度为40-60摄氏度,所述加氢精制的压力为0.4-0.6兆帕,体积空速为2-5小时-1,所述氢气和所述己内酰胺水溶液的摩尔比为(1-5):1,己内酰胺占所述己内酰胺水溶液的重量百分比为10-50%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210674761.XA CN114950461B (zh) | 2022-06-15 | 己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210674761.XA CN114950461B (zh) | 2022-06-15 | 己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114950461A true CN114950461A (zh) | 2022-08-30 |
CN114950461B CN114950461B (zh) | 2024-06-21 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102319578A (zh) * | 2011-07-08 | 2012-01-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种加氢精制催化剂及其制备方法 |
CN108855128A (zh) * | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种选择加氢催化剂及其制备方法 |
CN109453780A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-12 | 沧州旭阳化工有限公司 | 一种己内酰胺精制用加氢催化剂及其制备方法 |
CN112221504A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-01-15 | 北京旭阳科技有限公司 | 己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法、催化剂以及使用其精制己内酰胺的方法 |
US20210146330A1 (en) * | 2018-04-11 | 2021-05-20 | IFP Energies Nouvelles | Method for removing arsenic using a removal mass made of nickel oxide particles |
CN114433089A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有氨化功能的含钛催化剂及其制备方法和应用 |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102319578A (zh) * | 2011-07-08 | 2012-01-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种加氢精制催化剂及其制备方法 |
CN108855128A (zh) * | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种选择加氢催化剂及其制备方法 |
US20210146330A1 (en) * | 2018-04-11 | 2021-05-20 | IFP Energies Nouvelles | Method for removing arsenic using a removal mass made of nickel oxide particles |
CN109453780A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-12 | 沧州旭阳化工有限公司 | 一种己内酰胺精制用加氢催化剂及其制备方法 |
CN114433089A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有氨化功能的含钛催化剂及其制备方法和应用 |
CN112221504A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-01-15 | 北京旭阳科技有限公司 | 己内酰胺加氢精制催化剂的制备方法、催化剂以及使用其精制己内酰胺的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
熊鑫: "Ni-Mo加氢脱硫催化剂TiO2/γ-Al2O3复合载体制备及其性能", 《万方平台硕士学位论文电子数据库》, pages 14 - 17 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102039138B (zh) | 一种重油、渣油加氢处理催化剂及其制备方法 | |
US8598372B2 (en) | Method for producing cyclicised compounds from organic acids having from 4 to 6 carbon atoms | |
CN101927168B (zh) | 丙酮加氢制备异丙醇的镍基催化剂及其应用 | |
CN110102313B (zh) | 一种限域结构钌镍核壳双金属纳米催化剂的制备及其催化对苯二甲酸二甲酯选择加氢的应用 | |
EP3590595A1 (en) | Ni-coated al203@si02 catalyst, preparation method thereof and application thereof | |
CN108855089B (zh) | 一种乙二醇加氢精制催化剂及其制备方法 | |
CN109126792B (zh) | 一种Cu-Silicate-1催化剂的合成及应用 | |
CN101757917A (zh) | 一种低镍含量的苯加氢催化剂及其制法 | |
CN113289632B (zh) | 一种用于草酸二甲酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法和应用 | |
AU2018446680B2 (en) | Hydrogenation catalyst and preparation and uses thereof | |
CN108997274A (zh) | 一种液相氢转移催化糠醛加氢制备2-甲基呋喃的方法 | |
CN102416325B (zh) | 一种异丁基酮合成催化剂的制备方法 | |
CN101983765A (zh) | 一种助剂改性的二氧化碳催化加氢制甲醇的催化剂及制备方法 | |
CN107930635B (zh) | 联产甲基异丁基酮和二异丁基酮的催化剂 | |
CN114950461A (zh) | 己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法和应用 | |
CN114950461B (zh) | 己内酰胺加氢精制催化剂及其制备方法和应用 | |
CN114618501B (zh) | 用于加氢法制备新戊二醇的铜基催化剂及其制备方法 | |
CN114452984B (zh) | Cu/Mg/Fe-LDO负载Pd催化剂的制备方法及其在制备1,4-丁二醇中的应用 | |
CN1154271A (zh) | 一种新型co耐硫变换催化剂的制备方法 | |
CN109569629B (zh) | 用于醋酸酯加氢的催化剂及其制备方法和醋酸酯加氢制醇的方法 | |
CN112473679B (zh) | 一种镍-页硅酸盐结构催化剂及其制备方法 | |
CN102921414B (zh) | 一种苯环烷基酯加氢催化剂及其制备方法 | |
CN112547069A (zh) | 镍铜催化剂及其制备方法以及制备甲基异丁基醇的方法 | |
CN113713805B (zh) | 一种Pt系催化剂的制备方法及其应用 | |
CN114471669B (zh) | 一种加氢裂化催化剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201108 Room 111, Building 3, No. 2588, Lianhua South Road, Minhang District, Shanghai Applicant after: SHANGHAI SUNCHEM NEW MATERIALS TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: Room 303, Building 1, No. 1295, Chuanqiao Road, Pudong New Area, Shanghai, 201206 Applicant before: SHANGHAI SUNCHEM NEW MATERIALS TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant |