芳香烃氨氧化技术在精细化工合成中的应用探讨

郭艳伟(上海现代哈森(商丘)药业有限公司 河南 商丘 476000)

由于芳香腈氰基有很高的的化学活性，在经过水解、加氢及缩聚反应，所合成的各种精细化工产品，已经被广泛应用与医药、香料、农药以及树脂等很多行业。作为重要的原料来源，近些年来在国内外的需求都呈现出增长势头。其合成原理为芳香腈氰基通过氧化在氨以及催化剂的条件下，由芳香烃氨氧化而获得芳香腈。它制造工艺简单，操作安全、且收率高、污染小，因此，国内外的很多学者都对此投入了大量研究，以便达到广泛应用。

一、研究开发与工业化过程

在二十世纪的五十年代，Allied公司就率先开始了芳香烃氨氧化技术的研发。同时，也有很多公司，比如Distiller、Bayer公司等也开始了相关催化剂的研究。在1969年利用自己研发的技术日本触媒化学工业公司建成了混合芳香烃氨氧化法制邻苯二甲腈和苯甲腈生产装置。并在1970年日本的一家公司和美国公司合作建成了间苯二甲腈生产装置。在此之后，日本三菱瓦斯化学又成功与美国Bagder公司建成了间苯二甲腈工业生产装置，使得芳香烃氨氧化技术得到了普及和应用。

二、应用实例

1.苯甲腈

BN作为生产苯代三聚氰二胺的主要原料，用它可以制作印刷品及油漆等。这种化学工艺也是先由日本研发并生产。在目前世界年产量为九千吨，均使用了甲苯氨氧化技术，BN在收率上，也达到了79%左右。在国内，上海石化研究院自行研发的细颗粒催化剂的BN收率，也在78%以上。

2.邻苯二甲腈

邻二甲苯氨氧化工艺和传统合成方式相比工艺简单，一直很令业界推崇。在OPN的氨氧化工艺中，最为关键的是催化剂的研发。OPN催化剂的系列很多，一般以锰基为主。就如日本研发并生产的Mn-W-O系列催化剂，德国V-Cr-O系列的催化剂经实践检验，OPN的收率达到了65%至70%。

3.间苯二甲腈

IPN在芳香腈中使用最广，而且市场潜力很大的产品种类。它经氯化后所得产物为一种广谱高效杀虫剂，同时也是合成纤维以及涂料的原料。在1969年美国百菌清研发成功，并且在1972年有日本和美国公司合作建成了年产4千吨的装置；在1974年又相继有年产5千吨的装置在美国建成；同时世界上很多国家省区也都建立了生产装置。目前IPN在世界上的年生产能力已经超过了一万五千吨，而氨氧化法作为成产的主要且唯一的方法，日本的公司极具有代表性，像日本昭和电工公司和日本三菱瓦斯化学公司，他们分别采用了固定床反应器工艺呵流化床反应器工艺。我国上海石化研究开发的NC-催化剂，其IPN的收率也超过了78%的反应收率。

4.邻氯苯甲腈

在进行2-氰基-4-硝基苯胺的制作中，无法离开OCN，同时也可以合成抗疟新药硝喹。在精细化工中，有关于OCN的文献很多，其催化剂专利项目也很多。在进行邻氯苯甲腈的生产中，多采用了流化床反应器。近些年来，随着2-氰基-4-硝基苯胺的出口量增大，使得OCN的生产发展很快，其生产能力也达到了年产三千吨，但由于催化剂以及反应床层等条件的限制，使得OCN在其收率上普遍很低。

5.对氯苯甲腈

TCN在精细化工中主要被用于染料以及医药、农药的合成。其中一种很耐热的高档汽车用涂料就是用TCN合成的。在世界来说，目前仅以英、美国等国家生产TCN产品最为广泛。在我国湖南湘潭化工研究设计院研究的氨氧催化剂取得成功。据文献报道，TCN所使用的催化剂极类似于OCN类催化剂。目前，这种催化剂专利去全归日本所有。

6.二氯苯甲腈

DBN即是一种除草剂也是用于制造医药、农药、高分子材料的中间物质。它是以5,6-二氯硝基苯作为主要原料，经过加氢、氮化等多重反应后完成。氨氧化法由于工艺流程简单，废物处理容易，且质量好、收率高等特点，在1963年日本建成了第一套年产六百吨的生产装置，以铁基催化剂申请了专利,我国上海石化研究使用自己研发的催化剂其DBN收率也达到了76%。

7.氰基吡啶

3-CPN通过碱水解以及对水解的深度实施控制便可以得到烟酰胺或者烟酸产品。它们都属于B族维生素，因此可以作为中间体用来生产饲料、食品以及医药等，它的需求量仅次于间苯二甲腈，在使用中，作为饲料的添加剂应用量为40%至50%，在医药及其他方面分配比例为20%至25%。目前世界总的生产能力已经达到了年产二万吨，其中瑞士的Lonza公司其生产能力已经占到了总体的一半。根据统计得知，世界上60%的烟酰胺或烟酸产量是由水解得到的。利用3-甲基吡啶氨氧化合成的3-CPN也占到了一万二千吨，这已经是目前世界最为广泛使用的制作方法之一。

三、国内研究开发概况及展望

在二十世纪七十年代，我国很多地方都相继研究课开发了芳香烃氨氧化技术，虽然还仅限于IPN的氨氧化合成工艺和相关催化剂的研发，但也有很多厂家，比如云南、长沙等化工研究所研发的催化剂已经达到了工业化生产的水平。在1988年，上海石化研究所自行研发出了细颗粒催化剂，并且使用了流化床反应器，建成了年产一千吨的装置，使得我国在IPN生产技术领域迈进了世界先进行列。目前，我国很多精细化工生产行业，已经加大了贸易的出口和产品的开发，在食品、药品、染料等领域，为芳香烃氨氧化技术在实际中的应用开辟了前景。

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