一种用于催化合成N甲基乙醇胺类化合物的催化剂及其应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210594063.5

申请日:

2012.12.31

公开号:

CN103071534A

公开日:

2013.05.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):B01J 31/26变更事项:专利权人变更前:浙江江山化工股份有限公司变更后:浙江交通科技股份有限公司变更事项:地址变更前:324100 浙江省衢州市江山市景星东路38号变更后:324100 浙江省江山市景星东路38号变更事项:共同专利权人变更前:浙江工业大学变更后:浙江工业大学|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B01J 31/26申请日:20121231|||公开

IPC分类号:

B01J31/26; C07C213/08; C07C215/08

主分类号:

B01J31/26

申请人:

浙江江山化工股份有限公司; 浙江工业大学

发明人:

饶金土; 陈爱民; 肖晓辉; 胡军; 毛正余

地址:

324100 浙江省衢州市江山市景星东路38号

优先权:

专利代理机构:

杭州天正专利事务所有限公司 33201

代理人:

黄美娟;王兵

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内容摘要

本发明提供了一种用于催化合成N-甲基乙醇胺类化合物的催化剂及其制备方法,该类催化剂采以介孔Al2O3为载体,碱金属盐对其修饰后与三苯基膦的有机溶液浸渍、烘干得到,催化剂中,三苯基膦、碱金属元素、铝元素的物质的量之比为1:2.5~7.5:4.5~9.3。该催化剂具有制备简单、分散性能良好、比表面积大、使用寿命长等特点。使用该催化剂用于N甲基乙醇胺类有机胺(MMEA、DMEA)反应,转化率高、选择性良好。

权利要求书

权利要求书一种用于催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物的催化剂,其特征在于所述催化剂以介孔γ‑Al2O3,负载有碱金属氧化物和三苯基膦,所述催化剂中,三苯基膦、碱金属元素、铝元素的物质的量之比为1:2.5~7.5:4.5~9.3;所述碱金属元素为钾、铷或铯。
如权利要求1所述的催化剂的制备方法,其特征在于所述方法为:
(1)以介孔γ‑Al2O3颗粒为载体A,以0.5~2.2mol/L的碱金属盐的水溶液为浸渍液A,将载体A完全浸没于浸渍液A中,20~80℃下浸渍6~40h,然后将全部浸渍液A和载体A于80~150℃温度下干燥3~8h,再于空气气氛,400~600℃温度下煅烧2~10小时,制得负载碱金属的γ‑ Al2O3颗粒;
(2)以负载碱金属的γ‑ Al2O3颗粒为载体B,以0.8~2.0mol/L的三苯基磷的乙醇溶液为浸渍液B,将载体B完全浸没于浸渍液B中,20~80℃下浸渍10~40h,然后将全部浸渍液B和载体B于100~150℃温度下干燥2~10h,再于空气气氛,200~350℃温度下活化2~10h,制得负载碱金属‑三苯基膦的γ‑ Al2O3颗粒,即为所述用于催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物的催化剂;
所述催化剂中,三苯基膦、碱金属元素、铝元素的物质的量之比为1:2.5~7.5:4.5~9.3;
所述浸渍液A是按照碱金属元素与载体A中铝元素的物质的量之比计算出碱金属盐的理论用量,将理论用量的碱金属盐溶于水配制得到0.5~2.2mol/L的碱金属盐的水溶液,即为浸渍液A;
所述浸渍液B是按照三苯基膦与载体A中铝元素的物质的量之比计算出三苯基膦的理论用量,将理论用量的三苯基膦溶于乙醇配制得到0.8~2.0mol/L的三苯基磷的乙醇溶液,即为浸渍液B;
所述碱金属盐为钾盐、铷盐或铯盐。
如权利要求2所述的方法,其特征在于所述碱金属盐为硝酸钾、硫酸钾、碳酸钾、硝酸铷、硫酸铷、碳酸铷、碳酸铯、硫酸铯或硝酸铯。
如权利要求1所述的催化剂在催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物中的应用,其特征在于所述应用的方法为:在固定床反应器中加入所述催化剂,按乙醇胺、甲醇的物质的量之比为1:20~35通入混合原料进行反应,空速:80~150h‑1;反应温度:130~165℃;反应压力:4~4.8MPa;所得催化产物经精馏分离分别得到N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺。

说明书

说明书一种用于催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物的催化剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种用于催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物的催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
N‑甲基一乙醇胺(N‑methyl monoethanolamine,MMEA)和N,N‑二甲基一乙醇胺(N,N‑dimethyl aminoethanol,DMEA)都是基本的化工、制药原料,被广泛应用于制造聚氨酯泡沫 涂料、油漆、油墨 ,水溶性涂料树脂合成 ,聚氨酯涂料 ,树脂,水处理剂,气体处理剂,离子交换树脂等化工产品。另外,还可以作为杀虫剂、乳化剂、织物助剂的半成品、抗肿瘤药物盐酸氮芥的中间体、胺基甲酸酯涂料的催化剂、纤维助剂等,同时,也是油漆的一种促干剂。
采用乙醇胺甲基化制备MMEA、DMEA产品,在国内外均已有所报道,如巴基斯坦Ahmed Ali等人(Asian Journal of Chemistry 2011,Vol( 23):5411‑5418)使用ZnCl2、NaBH4作为催化剂利用乙醇胺和甲醇合成出MMEA、DMEA产品,但是收率仅有72%,且反应时间较长。日本Takeuchi等人(Journal of Physical Organic Chemistry,1995,Vol(8)2:121‑127)以改性的H‑β分子筛作为催化剂,以苯为溶剂,用乙醇胺和甲基重氮盐为原料也合成出MMEA、DMEA产品,两者的综合收率虽然能达到85%以上,但是由于原料甲基重氮盐不稳定易发生副反应,杂质种类偏多,分离起来比较困难,而且难于应用于连续反应。综上所述,使用目前催化剂用于制备N‑甲基乙醇胺系列产品存在收率和选择性都较低等问题,因此,寻找适合N‑甲基乙醇胺催化合成的催化剂具有重要的意义。
发明内容
本发明目的是提供一种具有高表面、含孔结构的有机‑无机杂化介孔催化剂及其制备方法。
本发明目的是提供一种用于制备N‑甲基乙醇胺类有机胺产品(MMEA、DMEA)的催化剂。 
本发明采用的技术方案是:
一种用于催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物的催化剂,其特征在于所述催化剂以介孔γ‑Al2O3,负载有碱金属氧化物和三苯基膦,所述催化剂中,三苯基膦、碱金属元素、铝元素的物质的量之比为1:2.5~7.5:4.5~9.3;所述碱金属元素为钾、铷或铯。
本发明还提供所述用于催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物的催化剂的制备方法,所述方法为:
(1)以介孔γ‑Al2O3颗粒为载体A,以0.5~2.2mol/L的碱金属盐的水溶液为浸渍液A,将载体A完全浸没于浸渍液A中,20~80℃下浸渍6~40h,然后将全部浸渍液A和载体A于80~150℃温度下干燥3~8h,再于空气气氛,400~600℃温度下煅烧2~10小时,制得负载碱金属的γ‑Al2O3颗粒,可记为M‑Al2O3;
(2)以负载碱金属的γ‑Al2O3颗粒为载体B,以0.8~2.0mol/L的三苯基磷的乙醇溶液为浸渍液B,将载体B完全浸没于浸渍液B中,20~80℃下浸渍10~40h,然后将全部浸渍液B和载体B于100~150℃温度下干燥2~10h,再于空气气氛,200~350℃温度下活化2~10h,制得负载碱金属‑三苯基膦的γ‑Al2O3颗粒,可记为PPh3‑M‑Al2O3,即为所述用于催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物的催化剂;
所述催化剂中,三苯基膦、碱金属元素、铝元素的物质的量之比为1:2.5~7.5:4.5~9.3;
所述浸渍液A是按照碱金属元素与载体A中铝元素的物质的量之比计算出碱金属盐的理论用量,将理论用量的碱金属盐溶于水配制得到0.5~2.2mol/L的碱金属盐的水溶液,即为浸渍液A;
所述浸渍液B是按照三苯基膦与载体A中铝元素的物质的量之比计算出三苯基膦的理论用量,将理论用量的三苯基膦溶于乙醇配制得到0.8~2.0mol/L的三苯基磷的乙醇溶液,即为浸渍液B;
所述碱金属盐为钾盐、铷盐或铯盐。
进一步,所述碱金属盐优选为硝酸钾、硫酸钾、碳酸钾、硝酸铷、硫酸铷、碳酸铷、碳酸铯、硫酸铯或硝酸铯,更优选为硝酸钾、硝酸铷或硝酸铯。
所述负载碱金属的γ‑Al2O3颗粒以及负载碱金属‑三苯基膦的γ‑Al2O3颗粒中的碱金属,是指碱金属元素,而不是指纯的碱金属单质,碱金属元素在催化剂中实际上以氧化物的形式呈现。
本发明所述的为介孔Al2O3颗粒载体通常为8~30mm的球形颗粒,孔径为10~30nm。
所述步骤(1)中,所述碱金属盐的水溶液的浓度优选为0.8~2.0mol/L。
所述步骤(1)中,所述浸渍的温度优选为25~45℃,浸渍时间优选为10~20h。干燥温度优选为100~150℃,干燥时间优选为4~8h。所述煅烧的温度优选为450~550℃,煅烧时间优选为5~10h。所述煅烧升温的速度优选为8~10℃/min。
所述步骤(2)中,所述三苯基磷的乙醇溶液的浓度优选为0.8~2.0mol/L。
所述步骤(2)中,浸渍的温度优选为25~45℃,浸渍时间优选为10~20h。所述干燥温度优选为100~120℃,干燥时间优选为5~8h。所述活化温度优选为250~320℃,活化时间优选为4~10h。
本发明提供的催化剂可应用于催化合成N‑甲基乙醇胺类化合物,所述N‑甲基乙醇胺类化合物为N‑甲基一乙醇胺(简称MMEA)和N,N‑二甲基一乙醇胺(简称DMEA)。
液相乙醇胺甲基化法可以在流化床反应器和固定床反应器中进行,具体方法为:在固定床反应器中加入所述催化剂,按乙醇胺、甲醇的物质的量之比为1:20~35(优选1:29)通入混合原料进行反应,空速:80~150h‑1;反应温度:130~165℃(优选150~162℃);反应压力:4~4.8MPa(优选4~4.5MPa);所得催化产物经精馏分离分别得到N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺。
所得催化产物经精馏分离可以常压精馏分离或减压精馏分离,工业中常用减压精馏分离以降低精馏温度。较为优选的, 所得催化产物可如下分离:所得催化产物通入脱醇塔,侧线进料,蒸馏脱醇回收甲醇,塔釜温度130~140℃,塔体压力为0.1~0.2MPa,脱醇塔的塔釡液通入闪蒸塔,侧线进料,闪蒸塔的塔体真空度在‑0.09~‑0.098MPa,除去水份和低沸点轻组分杂质,闪蒸塔的塔釜液通入一级精馏塔,侧线进料,塔釜温度145~160℃,塔顶温度为120~130℃,塔内真空度‑0.0.90~‑0.095MPa,收集一级精馏塔的塔顶组分得到N‑甲基一乙醇胺;
一级精馏塔的塔底组分进入二级精馏塔,侧线进料,二级精馏塔的塔釜温度155~165℃,塔顶温度为85~95℃,塔内真空度‑0.0.95~ ‑0.098MPa,收集二级精馏塔的塔顶组分即得到二甲基一乙醇胺。
这是本领域技术人员公知的精馏分离方法。
本发明的有益效果在于:本发明提供的催化剂制备简单、分散性能良好、比表面积大、使用寿命长。采用本发明提供的催化剂及相应的乙醇胺甲基化法制备MMEA、DMEA产品,转化率高、选择性好、原料单耗比较低。
具体实施方式:
下面以具体实施例来对本发明做进一步说明,但本发明的保护范围不限于此。
实施例1:
制备PPh3‑Cs‑Al2O3催化剂
称量23.5g介孔γ‑Al2O3颗粒浸渍在500ml,0.5mol/L CsNO3水溶液中,使CsNO3水溶液刚好没过γ‑Al2O3颗粒并在20℃下浸渍40h,使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和浸渍物放入烘箱中干燥,烘箱的温度为80℃,干燥时间为8h,得到固体混合物。在空气气氛下,将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧,煅烧温度为400℃,煅烧时间为10小时,煅烧升温速度为8℃/min,冷却取出得到Cs‑Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没于120mL,0.8mol/L的PPh3的乙醇溶液中浸渍,浸渍温度20℃,浸渍时间为40h,将浸渍混合物放入干燥箱中干燥,干燥箱温度为100℃,所述干燥时间为10h。取出放入高温炉中活化,高温炉温度为200℃,空气气氛下活化10h,得到催化剂PPh3‑Cs‑Al2O3,其中P:Cs:Al摩尔比为1:2.7:4.8,比表面积为364m2/g,催化剂颗粒平均直径为13mm。
PPh3‑Cs‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA
在固定床反应器中内径为31mm的石英管中加入上述制备的催化剂,反应器为并排Φ31mm的石英管,长为600mm,装填量为0.05L。升高温度至150℃,压力升高到4.3MPa,按乙醇胺:甲醇=1:20的摩尔比例将反应混合物送入反应器中,空速:100h‑1,催化反应产物经气相色谱分析N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺的总收率为88.1%,选择性达到89.4%。所得催化反应产物可通入脱醇塔,侧线进料,蒸馏脱醇回收甲醇,塔釜温度130~140℃,塔体压力为0.1~0.2MPa,脱醇塔的塔釡液通入闪蒸塔,侧线进料,闪蒸塔的塔体真空度在‑0.09~‑0.098MPa,除去水份和低沸点轻组分杂质,闪蒸塔的塔釜液通入一级精馏塔,侧线进料,塔釜温度145~160℃,塔顶温度为120~130℃,塔内真空度‑0.0.90~‑0.095MPa,收集一级精馏塔的塔顶组分得到N‑甲基一乙醇胺;
一级精馏塔的塔底组分进入二级精馏塔,侧线进料,二级精馏塔的塔釜温度155~165℃,塔顶温度为85~95℃,塔内真空度‑0.0.95~ ‑0.098MPa,收集二级精馏塔的塔顶组分即得到二甲基一乙醇胺。
实施例2:
制备PPh3‑Cs‑Al2O3催化剂
称量122g的介孔γ‑Al2O3颗粒浸渍在800mL,2.2mol/L CsNO3水溶液中,使CsNO3水溶液刚好没过γ‑Al2O3颗粒并在80℃下浸渍40h,使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和浸渍物放入烘箱中干燥,烘箱的温度为150℃,干燥时间为3h,得到固体混合物。在空气气氛下,将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧,煅烧温度为600℃,煅烧时间为10小时,煅烧升温速度为10℃/min,冷却取出得到均匀颗粒Cs‑Al2O3。将所述均匀颗粒完全浸没于130mL,2.0mol/L PPh3的乙醇溶液中浸渍,浸渍温度80℃,浸渍时间为40h,取出放入干燥箱中干燥,干燥箱温度为150℃,所述干燥时间为10h。取出放入高温炉中活化,高温炉温度为350℃,空气气氛下活化10h,得到催化剂PPh3‑Cs‑Al2O3,其中P:Cs:Al摩尔比为1:7.1:9.2,比表面积为253m2/g,催化剂颗粒平均直径为21mm。
PPh3‑Cs‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA
在固定床反应器中内径为31mm的石英管中加入上述制备的催化剂,装填量为0.05L。升高温度至155℃,压力升高到4.2MPa,按乙醇胺:甲醇=1:20的摩尔比例将反应混合物送入反应器中,空速:100h‑1,催化反应产物经气相色谱分析N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺的综合收率为92.3%,选择性达到95.6%。
实施例3:
制备PPh3‑Cs‑Al2O3催化剂
称量28.9g介孔γ‑Al2O3颗粒浸渍在1000ml,0.5mol/LCsNO3水溶液中,使CsNO3水溶液刚好没过γ‑Al2O3颗粒并在70℃下浸渍6h,使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和浸渍物放入烘箱中干燥,烘箱的温度为140℃,干燥时间为3.5h,得到固体混合物。在空气气氛下,将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧,煅烧温度为500℃,煅烧时间为5小时,煅烧升温速度为10℃/min,冷却取出得到Cs‑Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没于120mL,0.8mol/L的PPh3的乙醇溶液中浸渍,浸渍温度20℃,浸渍时间为40h,取出放入干燥箱中干燥,干燥箱温度为100℃,所述干燥时间为10h。取出放入高温炉中活化,高温炉温度为200℃,空气气氛下活化10h,得到催化剂PPh3‑Cs‑Al2O3,其中P:Cs:Al摩尔比为1:5.5:5.9,比表面积为297m2/g,催化剂颗粒平均直径为26mm。
PPh3‑Cs‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA
在固定床反应器中内径为31mm的石英管中加入上述制备的催化剂,装填量为0.06L。升高温度至160℃,压力升高到4.3MPa,按乙醇胺:甲醇=1:29的摩尔比例将反应混合物送入反应器中,空速:100h‑1,催化反应产物经气相色谱分析N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺的综合收率为93.7%,选择性达到94.4%。
实施例4
按照实施例1的方法,仅改变原料用量,介孔γ‑Al2O3颗粒44.8g,CsNO3水溶液浓度1.6mol/L,360mL,PPh3的乙醇溶液浓度0.8mol/L,200mL。其他反应条件都同实施例1,制得催化剂PPh3‑Cs‑Al2O3,其中P:Cs:Al摩尔比为1:3.6:5.5。利用PPh3‑Cs‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA的方法同实施例1,所得结果见下表1。
实施例5
按照实施例1的方法,仅改变原料用量,介孔γ‑Al2O3颗粒100.5g,CsNO3水溶液浓度1.8mol/L,920mL,PPh3的乙醇溶液浓度0.9mol/L,300mL。其他反应条件都同实施例1,制得催化剂PPh3‑Cs‑Al2O3,其中P:Cs:Al摩尔比为1:6.2:7.3。利用PPh3‑Cs‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA的方法同实施例1,所得结果见下表1。
表1:P:Cs:Al不同摩尔比下MMEA、DMEA的收率和选择性
P:Cs:Al摩尔比MMEA、DMEA总收率(%)选择性(%)实施例11:2.7:4.888.189.4实施例41:3.6:5.586.392.2实施例31:5.5:5.993.794.4实施例51:6.2:7.391.793.2实施例:21:7.1:9.292.395.6
实施例6:
制备PPh3‑K‑Al2O3催化剂
称量87.5g介孔γ‑Al2O3颗粒浸渍在620ml,1.6mol/L KNO3水溶液中,使KNO3水溶液刚好没过γ‑Al2O3颗粒并在70℃下浸渍12h,使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和浸渍物放入烘箱中干燥,烘箱的温度为130℃,干燥时间为5h,得到固体混合物。在空气气氛下,将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧,煅烧温度为480℃,煅烧时间为7小时,煅烧升温速度为9℃/min,冷却取出得到K‑Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没于200mL,1.5mol/L的PPh3的乙醇溶液中浸渍,浸渍温度60℃,浸渍时间为10h,取出放入干燥箱中干燥,干燥箱温度为130℃,所述干燥时间为5h。取出放入高温炉中活化,高温炉温度为250℃,空气气氛下活化6h,得到催化剂PPh3‑K‑Al2O3,其中P:K:Al摩尔比为1:3.3:5.7,比表面积为312m2/g,催化剂颗粒平均直径为15mm。
PPh3‑K‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA
在固定床反应器中内径为31mm的石英管中加入上述制备的催化剂,装填量为0.04L。升高温度至162℃,压力升高到4.8MPa,按乙醇胺:甲醇=1:25的摩尔比例将反应混合物送入反应器中,空速:100h‑1,催化反应产物经气相色谱分析N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺的综合收率为80.4%,选择性达到85.4%。
实施例7:
制备PPh3‑K‑Al2O3催化剂
称量78.5g的介孔γ‑Al2O3颗粒浸渍在750mL,1.8mol/L KNO3水溶液中,使KNO3水溶液刚好没过γ‑Al2O3颗粒并在80℃下浸渍40h,使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和浸渍物放入烘箱中干燥,烘箱的温度为150℃,干燥时间为3h,得到固体混合物。在空气气氛下,将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧,煅烧温度为600℃,煅烧时间为10小时,煅烧升温速度为10℃/min,冷却取出得到均匀颗粒K‑Al2O3。将所述均匀颗粒完全浸没于250mL,0.8mol/L PPh3的乙醇溶液中浸渍,浸渍温度80℃,浸渍时间为40h,取出放入干燥箱中干燥,干燥箱温度为150℃,所述干燥时间为10h。取出放入高温炉中活化,高温炉温度为350℃,空气气氛下活化10h,得到催化剂PPh3‑K‑Al2O3,其中P:K:Al摩尔比为1:6.9:7.7,比表面积为227m2/g,催化剂颗粒平均直径为33mm。
PPh3‑K‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA
在固定床反应器中内径为31mm的石英管中加入上述制备的催化剂,装填量为0.05L。升高温度至155℃,压力升高到4.2MPa,按乙醇胺:甲醇=1:20的摩尔比例将反应混合物送入反应器中,空速:100h‑1,催化反应产物经气相色谱分析N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺的综合收率为79.3%,选择性达到85.7%。
实施例8:
制备PPh3‑K‑Al2O3催化剂
称量91.8g介孔γ‑Al2O3颗粒浸渍在1130ml,2.2mol/L KNO3水溶液中,使KNO3水溶液刚好没过γ‑Al2O3颗粒并在60℃下浸渍11h,使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和浸渍物放入烘箱中干燥,烘箱的温度为110℃,干燥时间为6h,得到固体混合物。在空气气氛下,将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧,煅烧温度为550℃,煅烧时间为7小时,煅烧升温速度为9℃/min,冷却取出得到K‑Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没于500mL,0.8mol/L的PPh3的乙醇溶液中浸渍,浸渍温度50℃,浸渍时间为10h,取出放入干燥箱中干燥,干燥箱温度为115℃,所述干燥时间为5h。取出放入高温炉中活化,高温炉温度为310℃,空气气氛下活化5h,得到催化剂PPh3‑K‑Al2O3,其中P:K:Al摩尔比为1:6.2:4.5,比表面积为312m2/g,催化剂颗粒平均直径为15mm。
PPh3‑K‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA
在固定床反应器中内径为31mm的石英管中加入上述制备的催化剂,装填量为0.04L。升高温度至162℃,压力升高到4.8MPa,按乙醇胺:甲醇=1:25的摩尔比例将反应混合物送入反应器中,空速:100h‑1,催化反应产物经气相色谱分析N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺的综合收率为85.7%,选择性达到87.2%。
实施例9
按照实施例6的方法,仅改变原料用量,介孔γ‑Al2O3颗粒50g,KNO3水溶液浓度1.3mol/L,500mL,PPh3的乙醇溶液浓度1.4mol/L,160mL。其他反应条件都同实施例1,制得催化剂PPh3‑K‑Al2O3,其中P:K:Al摩尔比为1:2.8:4.4。利用PPh3‑K‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA的方法同实施例6,所得结果见下表2。
实施例10
按照实施例6的方法,仅改变原料用量,介孔γ‑Al2O3颗粒115g,KNO3水溶液浓度1.9mol/L,950mL,PPh3的乙醇溶液浓度1.6mol/L,150mL。其他反应条件都同实施例1,制得催化剂PPh3‑K‑Al2O3,其中P:K:Al摩尔比为1:7.3:9.4。利用PPh3‑K‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA的方法同实施例6,所得结果见下表2。
表2:P:K:Al不同摩尔比下MMEA、DMEA的收率和选择性
P:K:Al摩尔比MMEA、DMEA总收率(%)选择性(%)实施例91:2.8:4.480.182.6实施例61:3.3:5.780.485.4实施例81:6.2:4.585.787.2实施例71:6.9:7.779.385.7实施例101:7.3:9.483.884.1
实施例11:
制备PPh3‑Rb‑Al2O3催化剂
称量80.1g介孔γ‑Al2O3颗粒浸渍在880ml,1.4mol/L RbNO3水溶液中,使RbNO3水溶液刚好没过γ‑Al2O3颗粒并在35℃下浸渍12h,使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和浸渍物放入烘箱中干燥,烘箱的温度为110℃,干燥时间为5h,得到固体混合物。在空气气氛下,将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧,煅烧温度为550℃,煅烧时间为9小时,煅烧升温速度为9℃/min,冷却取出得到Rb‑Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没于250mL,1.2mol/L的PPh3的乙醇溶液中浸渍,浸渍温度55℃,浸渍时间为15h,取出放入干燥箱中干燥,干燥箱温度为120℃,所述干燥时间为7h。取出放入高温炉中活化,高温炉温度为300℃,空气气氛下活化4h,得到催化剂PPh3‑Rb‑Al2O3,其中P:Rb:Al摩尔比为1:4.1:5.2,比表面积为294m2/g,催化剂颗粒平均直径为17mm。
PPh3‑Rb‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA
在固定床反应器中内径为31mm的石英管中加入上述制备的催化剂,装填量为0.06L。升高温度至155℃,压力升高到4.2MPa,按乙醇胺:甲醇=1:25的摩尔比例将反应混合物送入反应器中,空速:100h‑1,催化反应产物经气相色谱分析N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺的综合收率为81.5%,选择性达到84.3%。
实施例12:
制备PPh3‑Rb‑Al2O3催化剂
称量175g的介孔γ‑Al2O3颗粒浸渍在1250mL,2.2mol/L RbNO3水溶液中,使RbNO3水溶液刚好没过γ‑Al2O3颗粒并在80℃下浸渍40h,使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和浸渍物放入烘箱中干燥,烘箱的温度为150℃,干燥时间为3h,得到固体混合物。在空气气氛下,将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧,煅烧温度为600℃,煅烧时间为10小时,煅烧升温速度为10℃/min,冷却取出得到均匀颗粒Rb‑Al2O3。将所述均匀颗粒完全浸没于320mL,1.6mol/LPPh3的乙醇溶液中浸渍,浸渍温度80℃,浸渍时间为40h,取出放入干燥箱中干燥,干燥箱温度为150℃,所述干燥时间为10h。取出放入高温炉中活化,高温炉温度为350℃,空气气氛下活化10h,得到催化剂PPh3‑Rb‑Al2O3,其中P:Rb:Al摩尔比为1:5.4:6.7,比表面积为231m2/g,催化剂颗粒平均直径为33mm。
PPh3‑Rb‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA
在固定床反应器中内径为31mm的石英管中加入上述制备的催化剂,装填量为0.05L。升高温度至155℃,压力升高到4.2MPa,按乙醇胺:甲醇=1:20的摩尔比例将反应混合物送入反应器中,反应结果N‑甲基一乙醇胺和N,N‑二甲基一乙醇胺的综合收率为82.7%,选择性达到83.9%。
实施例13
按照实施例11的方法,仅改变原料用量,介孔γ‑Al2O3颗粒34g,RbNO3水溶液浓度0.75mol/L,500mL,PPh3的乙醇溶液浓度0.9mol/L,180mL。其他反应条件都同实施例1,制得催化剂PPh3‑Rb‑Al2O3,其中P:Rb:Al摩尔比为1:2.3:4.1。利用PPh3‑Rb‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA的方法同实施例11,所得结果见下表3。
实施例14
按照实施例11的方法,仅改变原料用量,介孔γ‑Al2O3颗粒112g,RbNO3水溶液浓度2mol/L,900mL,PPh3的乙醇溶液浓度1.2mol/L,220mL。其他反应条件都同实施例1,制得催化剂PPh3‑Rb‑Al2O3,其中P:Rb:Al摩尔比为1:6.7:8.3。利用PPh3‑Rb‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA的方法同实施例11,所得结果见下表3。
实施例15
按照实施例11的方法,仅改变原料用量,介孔γ‑Al2O3颗粒102g,RbNO3水溶液浓度1.8mol/L,920mL,PPh3的乙醇溶液浓度1.5mol/L,150mL。其他反应条件都同实施例1,制得催化剂PPh3‑Rb‑Al2O3,其中P:Rb:AlP:Cs:Al摩尔比为1:7.3:9.0。利用PPh3‑Rb‑Al2O3催化剂制备MMEA和DMEA的方法同实施例11,所得结果见下表3。
表3:P:Rb:Al不同摩尔比下MMEA、DMEA的收率和选择性
P:Rb:Al摩尔比MMEA、DMEA总收率(%)选择性(%)实施例131:2.3:4.177.480.3实施例111:4.1:5.281.584.3实施例121:5.4:6.782.783.9实施例141:6.7:8.385.786.5实施例151:7.3:9.084.388.7

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1、(10)申请公布号 CN 103071534 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103071534 A *CN103071534A* (21)申请号 201210594063.5 (22)申请日 2012.12.31 B01J 31/26(2006.01) C07C 213/08(2006.01) C07C 215/08(2006.01) (71)申请人 浙江江山化工股份有限公司 地址 324100 浙江省衢州市江山市景星东路 38 号 申请人 浙江工业大学 (72)发明人 饶金土 陈爱民 肖晓辉 胡军 毛正余 (74)专利代理机构 杭州天正专利事务所有限公 司 33201 。

2、代理人 黄美娟 王兵 (54) 发明名称 一种用于催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物 的催化剂及其应用 (57) 摘要 本发明提供了一种用于催化合成 N- 甲基乙 醇胺类化合物的催化剂及其制备方法, 该类催化 剂采以介孔 Al2O3为载体, 碱金属盐对其修饰后与 三苯基膦的有机溶液浸渍、 烘干得到, 催化剂中, 三苯基膦、 碱金属元素、 铝元素的物质的量之比为 1:2.57.5:4.59.3。该催化剂具有制备简单、 分 散性能良好、 比表面积大、 使用寿命长等特点。使 用该催化剂用于 N 甲基乙醇胺类有机胺 (MMEA、 DMEA) 反应, 转化率高、 选择性良好。 (51)Int.Cl. 权。

3、利要求书 1 页 说明书 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书8页 (10)申请公布号 CN 103071534 A CN 103071534 A *CN103071534A* 1/1 页 2 1. 一种用于催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物的催化剂, 其特征在于所述催化剂以介 孔 -Al2O3, 负载有碱金属氧化物和三苯基膦, 所述催化剂中, 三苯基膦、 碱金属元素、 铝元 素的物质的量之比为 1:2.57.5:4.59.3 ; 所述碱金属元素为钾、 铷或铯。 2. 如权利要求 1 所述的催化剂的制备方法, 其特征在于所述方法为 : (1。

4、) 以介孔 -Al2O3颗粒为载体 A, 以 0.52.2mol/L 的碱金属盐的水溶液为浸渍液 A, 将载体 A 完全浸没于浸渍液 A 中, 2080下浸渍 640h, 然后将全部浸渍液 A 和载体 A 于 80150温度下干燥 38h, 再于空气气氛, 400600温度下煅烧 210 小时, 制得负载碱金 属的 - Al2O3颗粒 ; (2) 以负载碱金属的 - Al2O3颗粒为载体 B, 以 0.82.0mol/L 的三苯基磷的乙醇溶液 为浸渍液 B, 将载体 B 完全浸没于浸渍液 B 中, 2080下浸渍 1040h, 然后将全部浸渍液 B 和载体B于100150温度下干燥210h, 。

5、再于空气气氛, 200350温度下活化210h, 制得 负载碱金属 - 三苯基膦的 - Al2O3颗粒, 即为所述用于催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物 的催化剂 ; 所 述 催 化 剂 中,三 苯 基 膦、碱 金 属 元 素、铝 元 素 的 物 质 的 量 之 比 为 1:2.57.5:4.59.3 ; 所述浸渍液A是按照碱金属元素与载体A中铝元素的物质的量之比计算出碱金属盐的 理论用量, 将理论用量的碱金属盐溶于水配制得到 0.52.2mol/L 的碱金属盐的水溶液, 即 为浸渍液 A ; 所述浸渍液B是按照三苯基膦与载体A中铝元素的物质的量之比计算出三苯基膦的理 论用量, 将理论用量的三。

6、苯基膦溶于乙醇配制得到 0.82.0mol/L 的三苯基磷的乙醇溶液, 即为浸渍液 B ; 所述碱金属盐为钾盐、 铷盐或铯盐。 3. 如权利要求 2 所述的方法, 其特征在于所述碱金属盐为硝酸钾、 硫酸钾、 碳酸钾、 硝 酸铷、 硫酸铷、 碳酸铷、 碳酸铯、 硫酸铯或硝酸铯。 4. 如权利要求 1 所述的催化剂在催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物中的应用, 其特征 在于所述应用的方法为 : 在固定床反应器中加入所述催化剂, 按乙醇胺、 甲醇的物质的量之 比为 1:2035 通入混合原料进行反应, 空速 : 80150h-1; 反应温度 : 130165 ; 反应压力 : 44.8MPa ; 所。

7、得催化产物经精馏分离分别得到 N- 甲基一乙醇胺和 N,N- 二甲基一乙醇胺。 权 利 要 求 书 CN 103071534 A 2 1/8 页 3 一种用于催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物的催化剂及其 应用 技术领域 0001 本发明涉及一种用于催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物的催化剂及其制备方法和 应用。 背景技术 0002 N- 甲基一乙醇胺 (N-methyl monoethanolamine, MMEA) 和 N,N- 二甲基一乙醇胺 (N,N-dimethyl aminoethanol, DMEA) 都是基本的化工、 制药原料, 被广泛应用于制造聚氨 酯泡沫 涂料、 油漆、 油。

8、墨 , 水溶性涂料树脂合成 , 聚氨酯涂料 , 树脂, 水处理剂, 气体处理 剂, 离子交换树脂等化工产品。另外, 还可以作为杀虫剂、 乳化剂、 织物助剂的半成品、 抗肿 瘤药物盐酸氮芥的中间体、 胺基甲酸酯涂料的催化剂、 纤维助剂等, 同时, 也是油漆的一种 促干剂。 0003 采用乙醇胺甲基化制备 MMEA、 DMEA 产品, 在国内外均已有所报道, 如巴基斯坦 Ahmed Ali 等人 (Asian Journal of Chemistry 2011, Vol( 23) : 5411-5418) 使用 ZnCl2、 NaBH4作为催化剂利用乙醇胺和甲醇合成出 MMEA、 DMEA 产品,。

9、 但是收率仅有 72%, 且反应时 间较长。日本 Takeuchi 等人 (Journal of Physical Organic Chemistry, 1995, Vol(8) 2 : 121-127) 以改性的 H- 分子筛作为催化剂, 以苯为溶剂, 用乙醇胺和甲基重氮盐为原料 也合成出MMEA、 DMEA产品, 两者的综合收率虽然能达到85%以上, 但是由于原料甲基重氮盐 不稳定易发生副反应, 杂质种类偏多, 分离起来比较困难, 而且难于应用于连续反应。综上 所述, 使用目前催化剂用于制备 N- 甲基乙醇胺系列产品存在收率和选择性都较低等问题, 因此, 寻找适合 N- 甲基乙醇胺催化合成。

10、的催化剂具有重要的意义。 发明内容 0004 本发明目的是提供一种具有高表面、 含孔结构的有机 - 无机杂化介孔催化剂及其 制备方法。 0005 本发明目的是提供一种用于制备 N- 甲基乙醇胺类有机胺产品 (MMEA、 DMEA) 的催 化剂。 0006 本发明采用的技术方案是 : 0007 一种用于催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物的催化剂, 其特征在于所述催化剂以 介孔 -Al2O3, 负载有碱金属氧化物和三苯基膦, 所述催化剂中, 三苯基膦、 碱金属元素、 铝 元素的物质的量之比为 1:2.57.5:4.59.3 ; 所述碱金属元素为钾、 铷或铯。 0008 本发明还提供所述用于催化合成。

11、 N- 甲基乙醇胺类化合物的催化剂的制备方法, 所述方法为 : 0009 (1) 以介孔 -Al2O3颗粒为载体 A, 以 0.52.2mol/L 的碱金属盐的水溶液为浸渍 液 A, 将载体 A 完全浸没于浸渍液 A 中, 2080下浸渍 640h, 然后将全部浸渍液 A 和载体 A 于 80150温度下干燥 38h, 再于空气气氛, 400600温度下煅烧 210 小时, 制得负载 说 明 书 CN 103071534 A 3 2/8 页 4 碱金属的 -Al2O3颗粒, 可记为 M-Al2O3; 0010 (2) 以负载碱金属的 -Al2O3颗粒为载体 B, 以 0.82.0mol/L 的。

12、三苯基磷的乙醇 溶液为浸渍液 B, 将载体 B 完全浸没于浸渍液 B 中, 2080下浸渍 1040h, 然后将全部浸渍 液B和载体B于100150温度下干燥210h, 再于空气气氛, 200350温度下活化210h, 制得负载碱金属 - 三苯基膦的 -Al2O3颗粒, 可记为 PPh3-M-Al2O3, 即为所述用于催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物的催化剂 ; 0011 所 述 催 化 剂 中, 三 苯 基 膦、 碱 金 属 元 素、 铝 元 素 的 物 质 的 量 之 比 为 1:2.57.5:4.59.3 ; 0012 所述浸渍液A是按照碱金属元素与载体A中铝元素的物质的量之比计算出碱。

13、金属 盐的理论用量, 将理论用量的碱金属盐溶于水配制得到 0.52.2mol/L 的碱金属盐的水溶 液, 即为浸渍液 A ; 0013 所述浸渍液B是按照三苯基膦与载体A中铝元素的物质的量之比计算出三苯基膦 的理论用量, 将理论用量的三苯基膦溶于乙醇配制得到 0.82.0mol/L 的三苯基磷的乙醇 溶液, 即为浸渍液 B ; 0014 所述碱金属盐为钾盐、 铷盐或铯盐。 0015 进一步, 所述碱金属盐优选为硝酸钾、 硫酸钾、 碳酸钾、 硝酸铷、 硫酸铷、 碳酸铷、 碳 酸铯、 硫酸铯或硝酸铯, 更优选为硝酸钾、 硝酸铷或硝酸铯。 0016 所述负载碱金属的-Al2O3颗粒以及负载碱金属-三。

14、苯基膦的-Al2O3颗粒中的 碱金属, 是指碱金属元素, 而不是指纯的碱金属单质, 碱金属元素在催化剂中实际上以氧化 物的形式呈现。 0017 本发明所述的为介孔 Al2O3颗粒载体通常为 830mm 的球形颗粒, 孔径为 1030nm。 0018 所述步骤 (1) 中, 所述碱金属盐的水溶液的浓度优选为 0.82.0mol/L。 0019 所述步骤 (1) 中, 所述浸渍的温度优选为 2545, 浸渍时间优选为 1020h。干燥 温度优选为 100150, 干燥时间优选为 48h。所述煅烧的温度优选为 450550, 煅烧时 间优选为 510h。所述煅烧升温的速度优选为 810 /min。 。

15、0020 所述步骤 (2) 中, 所述三苯基磷的乙醇溶液的浓度优选为 0.82.0mol/L。 0021 所述步骤 (2) 中, 浸渍的温度优选为 2545, 浸渍时间优选为 1020h。所述干燥 温度优选为 100120, 干燥时间优选为 58h。所述活化温度优选为 250320, 活化时间 优选为 410h。 0022 本发明提供的催化剂可应用于催化合成 N- 甲基乙醇胺类化合物, 所述 N- 甲基乙 醇胺类化合物为 N- 甲基一乙醇胺 (简称 MMEA) 和 N,N- 二甲基一乙醇胺 (简称 DMEA) 。 0023 液相乙醇胺甲基化法可以在流化床反应器和固定床反应器中进行, 具体方法为。

16、 : 在固定床反应器中加入所述催化剂, 按乙醇胺、 甲醇的物质的量之比为1:2035 (优选1:29) 通入混合原料进行反应, 空速 : 80150h-1; 反应温度 : 130165(优选 150162) ; 反应 压力 : 44.8MPa(优选 44.5MPa) ; 所得催化产物经精馏分离分别得到 N- 甲基一乙醇胺和 N,N- 二甲基一乙醇胺。 0024 所得催化产物经精馏分离可以常压精馏分离或减压精馏分离, 工业中常用减压精 馏分离以降低精馏温度。较为优选的, 所得催化产物可如下分离 : 所得催化产物通入脱醇 塔, 侧线进料, 蒸馏脱醇回收甲醇, 塔釜温度 130140, 塔体压力为 。

17、0.10.2MPa, 脱醇塔的 说 明 书 CN 103071534 A 4 3/8 页 5 塔釡液通入闪蒸塔, 侧线进料, 闪蒸塔的塔体真空度在 -0.09-0.098MPa, 除去水份和低沸 点轻组分杂质, 闪蒸塔的塔釜液通入一级精馏塔, 侧线进料, 塔釜温度 145160, 塔顶温度 为120130, 塔内真空度-0.0.90-0.095MPa, 收集一级精馏塔的塔顶组分得到N-甲基一 乙醇胺 ; 0025 一级精馏塔的塔底组分进入二级精馏塔, 侧线进料, 二级精馏塔的塔釜温度 155165 , 塔顶温度为 8595, 塔内真空度 -0.0.95 -0.098MPa, 收集二级精馏塔的塔。

18、 顶组分即得到二甲基一乙醇胺。 0026 这是本领域技术人员公知的精馏分离方法。 0027 本发明的有益效果在于 : 本发明提供的催化剂制备简单、 分散性能良好、 比表面积 大、 使用寿命长。采用本发明提供的催化剂及相应的乙醇胺甲基化法制备 MMEA、 DMEA 产品, 转化率高、 选择性好、 原料单耗比较低。 具体实施方式 : 0028 下面以具体实施例来对本发明做进一步说明, 但本发明的保护范围不限于此。 0029 实施例 1 : 0030 制备 PPh3-Cs-Al2O3催化剂 0031 称量 23.5g 介孔 -Al2O3颗粒浸渍在 500ml, 0.5mol/L CsNO3水溶液中,。

19、 使 CsNO3 水溶液刚好没过 -Al2O3颗粒并在 20下浸渍 40h, 使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液 和浸渍物放入烘箱中干燥, 烘箱的温度为 80, 干燥时间为 8h, 得到固体混合物。在空气 气氛下, 将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧, 煅烧温度为 400, 煅烧时间为 10 小时, 煅烧升温速度为 8 /min, 冷却取出得到 Cs-Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没于 120mL, 0.8mol/L的PPh3的乙醇溶液中浸渍, 浸渍温度20, 浸渍时间为40h, 将浸渍混合物 放入干燥箱中干燥, 干燥箱温度为 100, 所述干燥时间为 10h。取出放入高温炉中活化, 。

20、高 温炉温度为 200, 空气气氛下活化 10h, 得到催化剂 PPh3-Cs-Al2O3, 其中 P : Cs : Al 摩尔比 为 1:2.7:4.8, 比表面积为 364m2/g, 催化剂颗粒平均直径为 13mm。 0032 PPh3-Cs-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 0033 在固定床反应器中内径为 31mm 的石英管中加入上述制备的催化剂, 反应器为 并排 31mm 的石英管, 长为 600mm, 装填量为 0.05L。升高温度至 150, 压力升高到 4.3MPa, 按乙醇胺 : 甲醇 =1:20 的摩尔比例将反应混合物送入反应器中, 空速 : 100h-1, 催。

21、 化反应产物经气相色谱分析 N- 甲基一乙醇胺和 N,N- 二甲基一乙醇胺的总收率为 88.1%, 选择性达到 89.4%。所得催化反应产物可通入脱醇塔, 侧线进料, 蒸馏脱醇回收甲醇, 塔 釜温度 130140, 塔体压力为 0.10.2MPa, 脱醇塔的塔釡液通入闪蒸塔, 侧线进料, 闪 蒸塔的塔体真空度在 -0.09-0.098MPa, 除去水份和低沸点轻组分杂质, 闪蒸塔的塔釜 液通入一级精馏塔, 侧线进料, 塔釜温度 145160, 塔顶温度为 120130, 塔内真空 度 -0.0.90-0.095MPa, 收集一级精馏塔的塔顶组分得到 N- 甲基一乙醇胺 ; 0034 一级精馏塔。

22、的塔底组分进入二级精馏塔, 侧线进料, 二级精馏塔的塔釜温度 155165 , 塔顶温度为 8595, 塔内真空度 -0.0.95 -0.098MPa, 收集二级精馏塔的塔 顶组分即得到二甲基一乙醇胺。 0035 实施例 2 : 说 明 书 CN 103071534 A 5 4/8 页 6 0036 制备 PPh3-Cs-Al2O3催化剂 0037 称量 122g 的介孔 -Al2O3颗粒浸渍在 800mL, 2.2mol/L CsNO3水溶液中, 使 CsNO3 水溶液刚好没过 -Al2O3颗粒并在 80下浸渍 40h, 使溶液充分混合均匀。将全部浸渍 液和浸渍物放入烘箱中干燥, 烘箱的温度。

23、为 150, 干燥时间为 3h, 得到固体混合物。在空 气气氛下, 将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧, 煅烧温度为 600, 煅烧时间为 10 小 时, 煅烧升温速度为 10 /min, 冷却取出得到均匀颗粒 Cs-Al2O3。将所述均匀颗粒完全浸 没于 130mL, 2.0mol/L PPh3的乙醇溶液中浸渍, 浸渍温度 80, 浸渍时间为 40h, 取出放入 干燥箱中干燥, 干燥箱温度为 150, 所述干燥时间为 10h。取出放入高温炉中活化, 高温 炉温度为 350, 空气气氛下活化 10h, 得到催化剂 PPh3-Cs-Al2O3, 其中 P : Cs : Al 摩尔比为 1:7.1。

24、:9.2, 比表面积为 253m2/g, 催化剂颗粒平均直径为 21mm。 0038 PPh3-Cs-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 0039 在固定床反应器中内径为 31mm 的石英管中加入上述制备的催化剂, 装填量为 0.05L。升高温度至 155, 压力升高到 4.2MPa, 按乙醇胺 : 甲醇 =1:20 的摩尔比例将反应混 合物送入反应器中, 空速 : 100h-1, 催化反应产物经气相色谱分析N-甲基一乙醇胺和N,N-二 甲基一乙醇胺的综合收率为 92.3%, 选择性达到 95.6%。 0040 实施例 3 : 0041 制备 PPh3-Cs-Al2O3催化剂 004。

25、2 称量 28.9g 介孔 -Al2O3颗粒浸渍在 1000ml, 0.5mol/LCsNO3水溶液中, 使 CsNO3 水溶液刚好没过 -Al2O3颗粒并在 70下浸渍 6h, 使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液 和浸渍物放入烘箱中干燥, 烘箱的温度为 140, 干燥时间为 3.5h, 得到固体混合物。在空 气气氛下, 将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧, 煅烧温度为 500, 煅烧时间为 5 小时, 煅烧升温速度为 10 /min, 冷却取出得到 Cs-Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没 于 120mL, 0.8mol/L 的 PPh3的乙醇溶液中浸渍, 浸渍温度 20, 浸渍时间为。

26、 40h, 取出放入 干燥箱中干燥, 干燥箱温度为 100, 所述干燥时间为 10h。取出放入高温炉中活化, 高温 炉温度为 200, 空气气氛下活化 10h, 得到催化剂 PPh3-Cs-Al2O3, 其中 P : Cs : Al 摩尔比为 1:5.5:5.9, 比表面积为 297m2/g, 催化剂颗粒平均直径为 26mm。 0043 PPh3-Cs-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 0044 在固定床反应器中内径为 31mm 的石英管中加入上述制备的催化剂, 装填量为 0.06L。升高温度至 160, 压力升高到 4.3MPa, 按乙醇胺 : 甲醇 =1:29 的摩尔比例将反应。

27、混 合物送入反应器中, 空速 : 100h-1, 催化反应产物经气相色谱分析N-甲基一乙醇胺和N,N-二 甲基一乙醇胺的综合收率为 93.7%, 选择性达到 94.4%。 0045 实施例 4 0046 按照实施例 1 的方法, 仅改变原料用量, 介孔 -Al2O3颗粒 44.8g, CsNO3水溶液浓 度 1.6mol/L, 360mL, PPh3的乙醇溶液浓度 0.8mol/L, 200mL。其他反应条件都同实施例 1, 制得催化剂 PPh3-Cs-Al2O3, 其中 P : Cs : Al 摩尔比为 1:3.6:5.5。利用 PPh3-Cs-Al2O3催化剂 制备 MMEA 和 DMEA。

28、 的方法同实施例 1, 所得结果见下表 1。 0047 实施例 5 0048 按照实施例 1 的方法, 仅改变原料用量, 介孔 -Al2O3颗粒 100.5g, CsNO3水溶液 浓度1.8mol/L, 920mL, PPh3的乙醇溶液浓度0.9mol/L, 300mL。 其他反应条件都同实施例1, 说 明 书 CN 103071534 A 6 5/8 页 7 制得催化剂 PPh3-Cs-Al2O3, 其中 P : Cs : Al 摩尔比为 1:6.2:7.3。利用 PPh3-Cs-Al2O3催化剂 制备 MMEA 和 DMEA 的方法同实施例 1, 所得结果见下表 1。 0049 表 1 :。

29、 P : Cs : Al 不同摩尔比下 MMEA、 DMEA 的收率和选择性 0050 P : Cs : Al 摩尔比MMEA、 DMEA 总收率 (%)选择性 (%) 实施例 11:2.7:4.888.189.4 实施例 41:3.6:5.586.392.2 实施例 31:5.5:5.993.794.4 实施例 51:6.2:7.391.793.2 实施例 :21:7.1:9.292.395.6 0051 实施例 6 : 0052 制备 PPh3-K-Al2O3催化剂 0053 称量 87.5g 介孔 -Al2O3颗粒浸渍在 620ml, 1.6mol/L KNO3水溶液中, 使 KNO3水。

30、 溶液刚好没过 -Al2O3颗粒并在 70下浸渍 12h, 使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液和 浸渍物放入烘箱中干燥, 烘箱的温度为 130, 干燥时间为 5h, 得到固体混合物。在空气气 氛下, 将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧, 煅烧温度为 480, 煅烧时间为 7 小时, 煅烧 升温速度为9/min, 冷却取出得到K-Al2O3均匀颗粒。 将所述均匀颗粒完全浸没于200mL, 1.5mol/L 的 PPh3的乙醇溶液中浸渍, 浸渍温度 60, 浸渍时间为 10h, 取出放入干燥箱中 干燥, 干燥箱温度为 130, 所述干燥时间为 5h。取出放入高温炉中活化, 高温炉温度为 250, 空。

31、气气氛下活化 6h, 得到催化剂 PPh3-K-Al2O3, 其中 P : K : Al 摩尔比为 1:3.3:5.7, 比 表面积为 312m2/g, 催化剂颗粒平均直径为 15mm。 0054 PPh3-K-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 0055 在固定床反应器中内径为 31mm 的石英管中加入上述制备的催化剂, 装填量为 0.04L。升高温度至 162, 压力升高到 4.8MPa, 按乙醇胺 : 甲醇 =1:25 的摩尔比例将反应混 合物送入反应器中, 空速 : 100h-1, 催化反应产物经气相色谱分析N-甲基一乙醇胺和N,N-二 甲基一乙醇胺的综合收率为 80.4%,。

32、 选择性达到 85.4%。 0056 实施例 7 : 0057 制备 PPh3-K-Al2O3催化剂 0058 称量 78.5g 的介孔 -Al2O3颗粒浸渍在 750mL, 1.8mol/L KNO3水溶液中, 使 KNO3 水溶液刚好没过 -Al2O3颗粒并在 80下浸渍 40h, 使溶液充分混合均匀。将全部浸渍液 和浸渍物放入烘箱中干燥, 烘箱的温度为 150, 干燥时间为 3h, 得到固体混合物。在空气 气氛下, 将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧, 煅烧温度为 600, 煅烧时间为 10 小时, 煅烧升温速度为 10 /min, 冷却取出得到均匀颗粒 K-Al2O3。将所述均匀颗粒完。

33、全浸没于 250mL, 0.8mol/L PPh3的乙醇溶液中浸渍, 浸渍温度80, 浸渍时间为40h, 取出放入干燥箱 中干燥, 干燥箱温度为 150, 所述干燥时间为 10h。取出放入高温炉中活化, 高温炉温度为 说 明 书 CN 103071534 A 7 6/8 页 8 350, 空气气氛下活化 10h, 得到催化剂 PPh3-K-Al2O3, 其中 P : K : Al 摩尔比为 1:6.9:7.7, 比表面积为 227m2/g, 催化剂颗粒平均直径为 33mm。 0059 PPh3-K-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 0060 在固定床反应器中内径为 31mm 的石英。

34、管中加入上述制备的催化剂, 装填量为 0.05L。升高温度至 155, 压力升高到 4.2MPa, 按乙醇胺 : 甲醇 =1:20 的摩尔比例将反应混 合物送入反应器中, 空速 : 100h-1, 催化反应产物经气相色谱分析N-甲基一乙醇胺和N,N-二 甲基一乙醇胺的综合收率为 79.3%, 选择性达到 85.7%。 0061 实施例 8 : 0062 制备 PPh3-K-Al2O3催化剂 0063 称量 91.8g 介孔 -Al2O3颗粒浸渍在 1130ml, 2.2mol/L KNO3水溶液中, 使 KNO3 水溶液刚好没过 -Al2O3颗粒并在 60下浸渍 11h, 使溶液充分混合均匀。。

35、将全部浸渍液 和浸渍物放入烘箱中干燥, 烘箱的温度为 110, 干燥时间为 6h, 得到固体混合物。在空气 气氛下, 将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧, 煅烧温度为 550, 煅烧时间为 7 小时, 煅烧升温速度为 9 /min, 冷却取出得到 K-Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没于 500mL, 0.8mol/L的PPh3的乙醇溶液中浸渍, 浸渍温度50, 浸渍时间为10h, 取出放入干燥 箱中干燥, 干燥箱温度为 115, 所述干燥时间为 5h。取出放入高温炉中活化, 高温炉温度 为310, 空气气氛下活化5h, 得到催化剂PPh3-K-Al2O3, 其中P : K : Al摩。

36、尔比为1:6.2:4.5, 比表面积为 312m2/g, 催化剂颗粒平均直径为 15mm。 0064 PPh3-K-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 0065 在固定床反应器中内径为 31mm 的石英管中加入上述制备的催化剂, 装填量为 0.04L。升高温度至 162, 压力升高到 4.8MPa, 按乙醇胺 : 甲醇 =1:25 的摩尔比例将反应混 合物送入反应器中, 空速 : 100h-1, 催化反应产物经气相色谱分析N-甲基一乙醇胺和N,N-二 甲基一乙醇胺的综合收率为 85.7%, 选择性达到 87.2%。 0066 实施例 9 0067 按照实施例 6 的方法, 仅改变原料。

37、用量, 介孔 -Al2O3颗粒 50g, KNO3水溶液浓度 1.3mol/L, 500mL, PPh3的乙醇溶液浓度 1.4mol/L, 160mL。其他反应条件都同实施例 1, 制 得催化剂 PPh3-K-Al2O3, 其中 P : K : Al 摩尔比为 1:2.8:4.4。利用 PPh3-K-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 的方法同实施例 6, 所得结果见下表 2。 0068 实施例 10 0069 按照实施例 6 的方法, 仅改变原料用量, 介孔 -Al2O3颗粒 115g, KNO3水溶液浓度 1.9mol/L, 950mL, PPh3的乙醇溶液浓度 1.6mol/L。

38、, 150mL。其他反应条件都同实施例 1, 制 得催化剂 PPh3-K-Al2O3, 其中 P : K : Al 摩尔比为 1:7.3:9.4。利用 PPh3-K-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 的方法同实施例 6, 所得结果见下表 2。 0070 表 2 : P : K : Al 不同摩尔比下 MMEA、 DMEA 的收率和选择性 0071 P : K : Al 摩尔比MMEA、 DMEA 总收率 (%)选择性 (%) 实施例 91:2.8:4.480.182.6 说 明 书 CN 103071534 A 8 7/8 页 9 实施例 61:3.3:5.780.485.4 实施。

39、例 81:6.2:4.585.787.2 实施例 71:6.9:7.779.385.7 实施例 101:7.3:9.483.884.1 0072 实施例 11 : 0073 制备 PPh3-Rb-Al2O3催化剂 0074 称量80.1g介孔-Al2O3颗粒浸渍在880ml, 1.4mol/L RbNO3水溶液中, 使RbNO3水 溶液刚好没过-Al2O3颗粒并在35下浸渍12h, 使溶液充分混合均匀。 将全部浸渍液和浸 渍物放入烘箱中干燥, 烘箱的温度为 110, 干燥时间为 5h, 得到固体混合物。在空气气氛 下, 将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧, 煅烧温度为 550, 煅烧时间为 9。

40、 小时, 煅烧升 温速度为 9 /min, 冷却取出得到 Rb-Al2O3均匀颗粒。将所述均匀颗粒完全浸没于 250mL, 1.2mol/L 的 PPh3的乙醇溶液中浸渍, 浸渍温度 55, 浸渍时间为 15h, 取出放入干燥箱中 干燥, 干燥箱温度为 120, 所述干燥时间为 7h。取出放入高温炉中活化, 高温炉温度为 300, 空气气氛下活化 4h, 得到催化剂 PPh3-Rb-Al2O3, 其中 P : Rb : Al 摩尔比为 1:4.1:5.2, 比表面积为 294m2/g, 催化剂颗粒平均直径为 17mm。 0075 PPh3-Rb-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 0。

41、076 在固定床反应器中内径为 31mm 的石英管中加入上述制备的催化剂, 装填量为 0.06L。升高温度至 155, 压力升高到 4.2MPa, 按乙醇胺 : 甲醇 =1:25 的摩尔比例将反应混 合物送入反应器中, 空速 : 100h-1, 催化反应产物经气相色谱分析N-甲基一乙醇胺和N,N-二 甲基一乙醇胺的综合收率为 81.5%, 选择性达到 84.3%。 0077 实施例 12 : 0078 制备 PPh3-Rb-Al2O3催化剂 0079 称量175g的介孔-Al2O3颗粒浸渍在1250mL, 2.2mol/L RbNO3水溶液中, 使RbNO3 水溶液刚好没过 -Al2O3颗粒并。

42、在 80下浸渍 40h, 使溶液充分混合均匀。将全部浸渍 液和浸渍物放入烘箱中干燥, 烘箱的温度为 150, 干燥时间为 3h, 得到固体混合物。在空 气气氛下, 将所得的固体混合物放入高温炉中煅烧, 煅烧温度为 600, 煅烧时间为 10 小 时, 煅烧升温速度为 10 /min, 冷却取出得到均匀颗粒 Rb-Al2O3。将所述均匀颗粒完全浸 没于 320mL, 1.6mol/LPPh3的乙醇溶液中浸渍, 浸渍温度 80, 浸渍时间为 40h, 取出放入 干燥箱中干燥, 干燥箱温度为 150, 所述干燥时间为 10h。取出放入高温炉中活化, 高温 炉温度为 350, 空气气氛下活化 10h,。

43、 得到催化剂 PPh3-Rb-Al2O3, 其中 P : Rb : Al 摩尔比为 1:5.4:6.7, 比表面积为 231m2/g, 催化剂颗粒平均直径为 33mm。 0080 PPh3-Rb-Al2O3催化剂制备 MMEA 和 DMEA 0081 在固定床反应器中内径为 31mm 的石英管中加入上述制备的催化剂, 装填量为 0.05L。升高温度至 155, 压力升高到 4.2MPa, 按乙醇胺 : 甲醇 =1:20 的摩尔比例将反应 混合物送入反应器中, 反应结果 N- 甲基一乙醇胺和 N,N- 二甲基一乙醇胺的综合收率为 82.7%, 选择性达到 83.9%。 说 明 书 CN 1030。

44、71534 A 9 8/8 页 10 0082 实施例 13 0083 按照实施例 11 的方法, 仅改变原料用量, 介孔 -Al2O3颗粒 34g, RbNO3水溶液浓 度 0.75mol/L, 500mL, PPh3的乙醇溶液浓度 0.9mol/L, 180mL。其他反应条件都同实施例 1, 制得催化剂 PPh3-Rb-Al2O3, 其中 P : Rb : Al 摩尔比为 1:2.3:4.1。利用 PPh3-Rb-Al2O3催化剂 制备 MMEA 和 DMEA 的方法同实施例 11, 所得结果见下表 3。 0084 实施例 14 0085 按照实施例 11 的方法, 仅改变原料用量, 介孔。

45、 -Al2O3颗粒 112g, RbNO3水溶液浓 度 2mol/L, 900mL, PPh3的乙醇溶液浓度 1.2mol/L, 220mL。其他反应条件都同实施例 1, 制 得催化剂 PPh3-Rb-Al2O3, 其中 P : Rb : Al 摩尔比为 1:6.7:8.3。利用 PPh3-Rb-Al2O3催化剂制 备 MMEA 和 DMEA 的方法同实施例 11, 所得结果见下表 3。 0086 实施例 15 0087 按照实施例 11 的方法, 仅改变原料用量, 介孔 -Al2O3颗粒 102g, RbNO3水溶液浓 度1.8mol/L, 920mL, PPh3的乙醇溶液浓度1.5mol/。

46、L, 150mL。 其他反应条件都同实施例1, 制 得催化剂 PPh3-Rb-Al2O3, 其中 P : Rb : AlP : Cs : Al 摩尔比为 1:7.3:9.0。利用 PPh3-Rb-Al2O3 催化剂制备 MMEA 和 DMEA 的方法同实施例 11, 所得结果见下表 3。 0088 表 3 : P : Rb : Al 不同摩尔比下 MMEA、 DMEA 的收率和选择性 0089 P : Rb : Al 摩尔比MMEA、 DMEA 总收率 (%)选择性 (%) 实施例 131:2.3:4.177.480.3 实施例 111:4.1:5.281.584.3 实施例 121:5.4:6.782.783.9 实施例 141:6.7:8.385.786.5 实施例 151:7.3:9.084.388.7 说 明 书 CN 103071534 A 10 。

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