精细化工合成中芳香烃氨氧化技术的应用研究

2016-03-13闸刚武汉化学工业区安环局湖北武汉430080

化工管理 2016年31期

关键词：芳香烃精细化工中间体

闸刚(武汉化学工业区安环局，湖北武汉 430080)

闸刚(武汉化学工业区安环局，湖北武汉 430080)

在精细化工合成中，芳香烃氨氧化技术的应用非常广泛，制造芳香腈时，主要采用此种技术。在本文中，首先介绍了芳香烃氨氧化技术，在此基础上，阐述了该项技术在精细化工合成中的应用，为以后国内外相关的研究及应用提供参考。

精细化工合成；芳香烃；氨氧化技术

农药、医药、燃料等物品制造过程中，一个重要的原料为精细化工产品，合成精细化工产品时，芳香腈氰基的作用重大，通过其化学活泼性特性，经一系列反应后，合成精细化工产品。近年来，国内外市场中不断的提升对精细化工产品的需求，由此促使芳香烃氨氧化技术在精细化工合成中的应用更为广泛，并具有十分广阔的发展前景。

1 芳香烃氨氧化技术

在氨氧化方面，与烯烃相比，芳香烃相对容易，而且具备比较广泛的使用范围，合成精细化学产品时，重要中间体即为制成的芳香腈。芳香腈经水解反应后，芳香族酰胺及芳香族羧酸为合成物质，加氢后，芳香胺制成。最早，Allied公司的工作人员研究出芳香烃氨氧化，随后，各个公司改进了催化剂的相关条件，比如活性组分、反应条件等，促进苯二甲腈合成过程中的率提升[1]。此外，多氯苯基础腈合成时，也采用氨氧化技术。制造芳香腈时，日本为首先实现使用氨氧化技术制造的国家，随后，日本在该领域取得了良好的研究进展。此后，芳香腈制造时，最为经济、常用的方法即为芳香烃氨氧化技术。

2 精细化工合成中芳香烃氨氧化技术的应用

(1)苯甲腈(BN) BN的用途比较多，属于苯代三聚氰二胺的原料，在油漆、印刷油墨等物品的制成中，溶剂可选择为BN，原因为其沸点比较高。1964年，日本公司建成了首个生产BN的装置，1981年又建成BN生产装置，可生产3000t/a。生产BN过程中，采用Mn-W-O系活性组分的催化剂，或V-Ti-O活性组分的催化剂时，得率比较高，可达到79%左右。我国在生产BN时，均以流化床反应器为生产装置。

(2)邻苯二甲腈(OPN) 合成OPN时，与传统合成路线相比，应用氨氧化工艺后，可降低合成的难度，并提升合成的经济性，由此，吸引了众多研究者的目光。OPN氨氧化技术中，关键在于开发高效的催化剂，此项工作具有较大的难度[2]。目前，已知的催化剂活性组分主要4种，分别为V-P-0系、Bi-Sb-Mo-Cr-O系、Mn-W-O系、V-Cr-O系，但在实际生产过程中，实现工业化的仅为后两个系的催化剂，生产装置已经简称的分别为1200t/a、6000t/a。

(3)间苯二甲腈(IPN) 在芳香腈中，拥有最为广泛的用途、最大需求量的品种即为IPN。IPN属于四氯间苯二加氢，经氯化反应制成，为农用杀菌剂、防霉剂，效果良好、毒性低，且具有广谱性，使用后残留比较少，同时，塑料、涂料等产品制造过程中，原料之一也为IPN。1969年，美国公司成功开发了四氯间苯二甲腈技术，由此，提升了各个国家对IPN的需求，同时，相关的开发研究的步伐也加快，促使其工业化速度提升[3]。1972年，日本的两家公司先后建立了IPN的生产装置，随后，德国、意大利等国家也相继的建成。生产IPN时，唯一的方法即为采用氨氧化技术，催化剂使用新型的NC-Ⅲ，收率可超过78%。

(4)邻氯苯甲腈(OCN) 2-氰基-4-硝基苯胺为分散染料合成时的重要中间体，制造该中间体时，即应用OCN。目前，已经存在比较多的关于邻氯甲苯氨氧化技术生产OCN及其催化剂生产专利。工业化生产OCN时，流化床反应器为主要采用的生产装置，V-Cr-O系、V-P-O系为比较常用的催化剂。近年来，提高了分散染料中间体的出口量，我国生产OCN的生产技术水平得到了较快的发展，生产能力比较高，但在收率方面并不理想。

(5)对氯苯甲腈(TCN) 农药、医药、合成染料制造过程中，主要的原料为TCN。吡咯并吡咯二酮合成时也采用TCN，此种物品汽车涂料颜料中的一种，用于高档汽车中，具有优异的耐热性能。目前，生产TCN的国家包含美国、英国等，我国已经成功的开发出氨氧化催化剂，一定程度上促进了TCN氨氧化生产工艺的发展。

(6) 2,6-二氯苯甲腈(2,6-DBN) DBN本身属于除草剂中的一种，性能优良，而农药、医药等产品制造过程中，DBN又是其中间体。合成DBN时，原料选择为5,6-二氯硝基苯，经一系列的反应后，比如加氢反应、重排反应等，制成DBN。生产2,6-DBN时，如采用氨氧化技术，可缩短工艺流程，提高DBN的收率，而且处理三废时，方法比较简单，获得的DBN具有良好的质量，优点众多。2,6-DBN在生产时，所采用的催化剂包含V-P-O系、V-Mo-Cr-P-O系两种。

(7) 3-氰基吡啶(3-CPN) 碱水解3-CPN，同时对水解深度进行严格控制时，烟酸及烟酰胺可分别得到。这两种物质均属于B组维生素，在食品、饲料生产时，发挥添加剂的作用，在医药及燃料生产时，发挥中间体作用，需求量也比较大。