阅读说明：本技术 一种用于合成三聚氰胺的催化剂及制备方法 (Catalyst for synthesizing melamine and preparation method thereof ) 是由 王婷 谭映临 杨海龙 石铁磐 张新功 叶红 李世鹏 张晓佳 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：一种三聚氰胺生产用催化剂,含有30wt％～55wt％的Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>、45wt％～70wt％的SiO<Sub>2</Sub>和0～10wt％的P<Sub>2</Sub>O<Sub>5</Sub>。Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>包括两部分,一部分作为活性组分,一部分作为粘结剂使用。SiO<Sub>2</Sub>包括两部分,一部分作为活性组分Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>的载体,一部分作为粘结剂使用。P<Sub>2</Sub>O<Sub>5</Sub>作为粘结剂使用。制备方法如下：将SiO<Sub>2</Sub>载体加水打浆后,加入活性组分Al<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>,加酸溶液调节pH值,最后加入粘结剂,采用喷雾造粒,经焙烧、洗涤、干燥处理后,得到三聚氰胺催化剂。本发明制得的硅酸铝型三聚氰胺催化剂,不仅具有良好的理化性质,如强度高(即磨损低)、水孔大、比表面积调整范围大等,而且制备方法简单,投资少,无污染排放,生产成本低,能耗低,经济效益和社会效益显著。(A catalyst for producing melamine, which contains 30 to 55 weight percent of Al 2 O 3 45 to 70 weight percent of SiO 2 And 0 to 10 wt% of P 2 O 5 。Al 2 O 3 Comprises two parts, one part is used as an active component, and the other part is used as a binder. SiO 2 2 Comprises two parts, one part is taken as an active component Al 2 O 3 A part of the carrier of (3) is used as a binder. P 2 O 5 Used as a binder. The preparation method comprises the following steps: mixing SiO 2 Adding water into the carrier, pulping, and adding an active component Al 2 O 3 Adding acid solution to regulate pH value, finally adding binder, adopting spray granulation, roasting, washing and drying treatment so as to obtain the invented melamine catalyst. The aluminum silicate type III prepared by the inventionThe polycyanamine catalyst has good physicochemical properties, such as high strength (namely low abrasion), large water hole, large specific surface area adjustment range and the like, and has the advantages of simple preparation method, low investment, no pollution discharge, low production cost, low energy consumption and obvious economic and social benefits.)

一种用于合成三聚氰胺的催化剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种合成三聚氰胺催化剂及其制备方法。

背景技术

三聚氰胺是一种重要的氮杂环有机化工中间产品，主要用于生产三胺甲醛树脂。其作为一种热固性树脂，具有耐热、耐老化、耐酸碱、阻燃等特点。广泛应用于木材加工、涂料、造纸、纺织、皮革、装饰板、层压板、复合地板、阻燃材料、减水剂、粘合剂及蜜胺摸塑粉等工业。近年来随着对三聚氰胺研究的深入及人们生活水平的不断提高，其应用领域和范围也在不断扩大，进入二十一世纪后，由于市场的需求，三聚氰胺年增长速度超过15％。

目前，三聚氰胺的生产多依赖于尿素法完成，将尿素加入反应器中，与催化剂(硅胶催化剂或氧化铝催化剂或硅铝胶催化剂)进行流化接触反应，反应为吸热反应，以熔盐载体循环加热，尿素在反应器中气化、分解，生成三聚氰胺、二氧化碳和氨，方程式为：

6(NH₂)₂CO→C₃H₆N₆+6NH₃+3CO₂

(尿素)(三聚氰胺)(氨)(二氧化碳)

以尿素为原料的常、低压法三聚氰胺生产工艺，对催化剂的要求非常严格，要求具有高强度、高活性、负荷大及价格低等优点。可以说，催化剂的选取及其使用性能的发挥将直接关系着整个三聚氰胺生产装置的生产能力、产出质量、原料消耗以及运行周期等诸多指标。国外巴斯夫(BASF)三聚氰胺技术，催化剂采用γ-Al₂O₃、国内绝大部分三聚氰胺催化剂采用粗孔硅胶、二十世纪九十年代中、后期，国内部分三聚氰胺装置催化剂开始使用硅酸铝型催化剂。

CN1846848A公开了一种三聚氰胺生产用氧化铝催化剂的生产方法，由氧化铝和氢氧化铝混合后喷水滚制成球粒，干燥后过筛，经焙烧制得。但是由于催化剂中只含有氧化铝一种组分，其强度低，磨损严重，比表面积低，抗析炭能力差，失活快。

CN101024171A公开了一种用于合成三聚氰胺的催化剂及制备方法，将市售铝硅氧化物与市售氧化铝放入捏合机中，加入水或酸溶液，经造粒、烘干、过筛、活化处理后，得到三聚氰胺催化剂。由于制备过程属于机械混合，两种原材料之间不能充分结合，使用过程中会出现细粉多、活性下降快等问题。

USP5514797介绍了一种高温、高压生产三聚氰胺的方法，这种方法得到的三聚氰胺纯度高达99％以上，基本不会产生密伯胺、密勒胺等杂质。虽然此方法可以得到高纯度三聚氰胺，但是能耗高，成本较高。

CN1493565A公开了一种一步法生产三聚氰胺联产方法，采用硅胶/硅铝胶为催化剂，克服了现有的常压法中一步法、二步法及二步法联产工艺的缺点，提供一种投资小、成本低的一种联产工艺。

CN1723203A公开了一种三聚氰胺两步反应器，是一种使用主反应器和后反应器在固体催化剂上分解脲制备三聚氰胺的方法。主反应器为流化床，采用路易斯酸度低的催化剂，后反应器为固定床，采用路易斯酸度高的催化剂，两步反应器可以避免反应中缩合产物在催化剂表面过度沉积而引起催化剂的过早失活，后反应器此案有路易斯酸度高的催化剂，可以实现高转化率。但是由此也带来投资成本过高，反应流程过长，及反应条件较为苛刻的问题。

发明内容

为了克服现有催化剂技术的缺陷，本发明提供一种新型合成三聚氰胺催化剂及其制备方法。本发明催化剂具有高强度低磨耗率、催化剂反应温度低、催化剂对原料尿素具有较大的承载量、催化剂具有高选择性、副产物少、诱导期短等优点。制备方法简单，成本低，因此具有较高的性价比。

本发明提供一种合成三聚氰胺的催化剂，含有30wt％～55wt％的Al₂O₃、45wt％～70wt％的SiO₂和0～10wt％的P₂O₅。所述Al₂O₃包括两部分，一部分Al₂O₃作为活性组分，一部分Al₂O₃作为粘结剂使用。所述SiO₂包括两部分，一部分SiO₂是作为活性组分Al₂O₃的载体，一部分SiO₂作为粘结剂使用。所述P₂O₅作为粘结剂使用。采用下述方法制备：将SiO₂载体加水打浆后，加入活性组分Al₂O₃，加酸溶液调节pH值，最后加入粘结剂，采用喷雾造粒，经焙烧、洗涤、干燥处理后，得到三聚氰胺催化剂。

本发明提供的三聚氰胺催化剂中，所述作为活性组分的Al₂O₃为拟薄水铝石。

本发明提供的三聚氰胺催化剂中，所述作为粘结剂的Al₂O₃选自铝溶胶、磷铝胶或硅铝凝胶中的一种或几种。

本发明提供的三聚氰胺催化剂中，所述作为载体的SiO₂来源于废催化裂化催化剂处理得到的硅粉，SiO₂含量不低于98wt％，比表面积不低于120m²/g。

本发明提供的三聚氰胺催化剂中，所述作为粘结剂的SiO₂选自硅溶胶或硅铝凝胶的一种或几种。

本发明提供的三聚氰胺催化剂中，所述的酸溶液为盐酸或硝酸的酸溶液。

与现有催化剂技术相比，本发明制备的三聚氰胺催化剂及制备方法具有以下优点：

1、硅粉来源于废催化裂化催化剂，既解决了废催化裂化催化剂的处理难题，又提供了一种优质的催化剂载体；

2、催化剂强度高、磨损率低；

3、载体与活性组分的合理配比，使得催化剂在低温下具有较高活性，这样会降低副反应的发生几率，减少副产物在催化剂表面的沉积，减缓催化剂的失活速率，同时提高了催化剂的承载量和选择性，最终提高了反应的转化率，提高了三聚氰胺的收率。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例1

(1)称取555g硅粉，加入1000g水，搅拌均匀；

(2)称取462g拟薄水铝石，加入步骤(1)中的浆液中，加盐酸溶液调节pH值至3.2左右；

(3)称取200g硅溶胶和682g磷铝胶，加入步骤(2)中的浆液中，再加入434g水，充分搅拌均匀；

(4)用LX-15离心喷雾塔喷雾成型，然后经焙烧、洗涤、干燥，制备成三聚氰胺催化剂，记作M-A。

实施例2

(1)称取611g硅粉，加入1050g水，搅拌均匀；

(2)称取385g拟薄水铝石，加入步骤(1)中的浆液中，加硝酸溶液调节pH值至3.2左右；

(3)称取909g铝溶胶，加入步骤(2)中的浆液中，再加入378g水，充分搅拌均匀；

(4)用LX-15离心喷雾塔喷雾成型，然后经焙烧、洗涤、干燥，制备成三聚氰胺催化剂，记作M-B。

实施例3

(1)称取667g硅粉，加入1100g水，搅拌均匀；

(2)称取308g拟薄水铝石，加入步骤(1)中的浆液中，加盐酸溶液调节pH值至3.2左右；

(3)称取200g硅溶胶和682g铝溶胶，加入步骤(2)中的浆液中，再加入376g水，充分搅拌均匀；

(4)用LX-15离心喷雾塔喷雾成型，然后经焙烧、洗涤、干燥，制备成三聚氰胺催化剂，记作M-C。

对比例1

按照CN101024171A所述的实施例2制备。

用市售的铝硅氧化物[Hz][Al_2-XH_X][Si_4-yAl_y]O₁₂(其中x＝0.15、y＝0.07、z＝0.22)700g，加市售的拟薄水氧化铝300g混合均匀，然后加3％稀磷酸进行捏合，稀磷酸用量为700ml；捏合约40分钟，然后在挤出机中挤条，压力为5Mpa，条的直径3mm。条状物在105℃烘干，经破碎机破碎，60—120目振动筛过筛，480℃活化3小时，得到三聚氰胺催化剂，记作DB-1。

实施例及对比例中所制得的催化剂的理化分析数据见表1。

表1催化剂理化分析数据

样品编号	磨损/％	堆比/g·mL<sup>-1</sup>	水孔/mL·g<sup>-1</sup>	比表面/m<sup>2</sup>·g<sup>-1</sup>	孔容/mL·g<sup>-1</sup>
						M-A	0.1	0.84	0.27	162	0.18
M-B	0.4	0.80	0.29	185	0.19
						M-C	1.0	0.74	0.40	194	0.24
DB-1	1.7	0.72	0.30	151	0.14