分子篩催化合成哌嗪和三乙烯二胺的研究.pdf

1、哌嗪和三乙烯二胺作為重要的醫(yī)藥中間體和精細(xì)化工合成原料，在化工領(lǐng)域有著重要的作用。近年來我國對兩者的需求量逐年增加，但是我國相對落后的生產(chǎn)技術(shù)難以滿足當(dāng)前的需求量。因此開發(fā)高效率的催化劑是合成哌嗪和三乙烯二胺的關(guān)鍵技術(shù)所在。本文針對合成哌嗪和三乙烯二胺的催化劑進(jìn)行了研究。
　　 本文先對不同結(jié)構(gòu)的沸石分子篩（硅鋁比為20、25、30、38的ZSM-5、β、USY、NaY、MCM22）和γ-Al2O3、 MgO以及活性Al2O3等

2、，進(jìn)行催化性能評價，選出催化性能較好的材料為: ZSM-5(硅鋁比38)。
　　 進(jìn)而對ZSM-5（硅鋁比38）進(jìn)行過量浸漬法負(fù)載不同金屬(Cu、Ag、 Fe、Sr、Zn、Co、Zr、Ce、Ni)改性。通過負(fù)載不同量的金屬，制備了一系列的合成哌嗪和三乙烯二胺的改性催化劑，并對改性催化劑進(jìn)行評價，篩選出較優(yōu)的改性催化劑為負(fù)載2％(wt)Sr的ZSM-5和負(fù)載2％(wt) Zr的ZSM-5。以負(fù)載2％(wt) Sr的ZSM-5為改性

3、催化劑，進(jìn)行工藝條件的評價，通過對不同反應(yīng)溫度，反應(yīng)壓力和質(zhì)量空速的研究，得出最佳的工藝條件為:反應(yīng)溫度380℃，質(zhì)量空速為0.5h-1，反應(yīng)壓力為常壓。
　　 在最佳工藝條件下對優(yōu)選出的改性催化劑進(jìn)行了壽命實驗，通過催化劑的壽命評價發(fā)現(xiàn)改性后的催化劑可以在72h內(nèi)維持高活性，乙醇胺的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上，哌嗪和三乙烯二胺的總收率達(dá)到75％以上。相比較未改性催化劑，原料轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品總收率都提高了30％以上。改性后的催化劑的壽命明

4、顯好于改性前。對失活的催化劑進(jìn)行了再生研究，發(fā)現(xiàn)失活催化劑經(jīng)再生后仍然有很好的催化活性，可以重復(fù)利用。
　　 最后對催化劑進(jìn)行比表面積、XRD、NH3-TPD、SEM、HRTEM等表征，表征結(jié)果表明:(1)不同焙燒溫度的未改性ZSM-5和金屬鍶改性的ZSM-5其比表面積沒有太大的變化，隨著金屬負(fù)載量的增加，比表面積呈現(xiàn)減小的趨勢。(2)不同硅鋁比的未改性ZSM-5，弱酸位最強(qiáng)的為硅鋁比38的ZSM-5，其次為硅鋁比20的ZSM-