精細(xì)化工合成中芳香烴氨氧化技術(shù)的應(yīng)用研究

閘剛(武漢化學(xué)工業(yè)區(qū)安環(huán)局， 湖北 武漢 430080)

精細(xì)化工合成中芳香烴氨氧化技術(shù)的應(yīng)用研究

閘剛(武漢化學(xué)工業(yè)區(qū)安環(huán)局， 湖北 武漢 430080)

在精細(xì)化工合成中，芳香烴氨氧化技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，制造芳香腈時(shí)，主要采用此種技術(shù)。在本文中，首先介紹了芳香烴氨氧化技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，闡述了該項(xiàng)技術(shù)在精細(xì)化工合成中的應(yīng)用，為以后國內(nèi)外相關(guān)的研究及應(yīng)用提供參考。

精細(xì)化工合成；芳香烴；氨氧化技術(shù)

農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料等物品制造過程中，一個(gè)重要的原料為精細(xì)化工產(chǎn)品，合成精細(xì)化工產(chǎn)品時(shí)，芳香腈氰基的作用重大，通過其化學(xué)活潑性特性，經(jīng)一系列反應(yīng)后，合成精細(xì)化工產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)外市場中不斷的提升對精細(xì)化工產(chǎn)品的需求，由此促使芳香烴氨氧化技術(shù)在精細(xì)化工合成中的應(yīng)用更為廣泛，并具有十分廣闊的發(fā)展前景。

1 芳香烴氨氧化技術(shù)

在氨氧化方面，與烯烴相比，芳香烴相對容易，而且具備比較廣泛的使用范圍，合成精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品時(shí)，重要中間體即為制成的芳香腈。芳香腈經(jīng)水解反應(yīng)后，芳香族酰胺及芳香族羧酸為合成物質(zhì)，加氫后，芳香胺制成。最早，Allied公司的工作人員研究出芳香烴氨氧化，隨后，各個(gè)公司改進(jìn)了催化劑的相關(guān)條件，比如活性組分、反應(yīng)條件等，促進(jìn)苯二甲腈合成過程中的率提升[1]。此外，多氯苯基礎(chǔ)腈合成時(shí)，也采用氨氧化技術(shù)。制造芳香腈時(shí)，日本為首先實(shí)現(xiàn)使用氨氧化技術(shù)制造的國家，隨后，日本在該領(lǐng)域取得了良好的研究進(jìn)展。此后，芳香腈制造時(shí)，最為經(jīng)濟(jì)、常用的方法即為芳香烴氨氧化技術(shù)。

2 精細(xì)化工合成中芳香烴氨氧化技術(shù)的應(yīng)用

(1)苯甲腈(BN) BN的用途比較多，屬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，溶劑可選擇為BN，原因?yàn)槠浞悬c(diǎn)比較高。1964年，日本公司建成了首個(gè)生產(chǎn)BN的裝置，1981年又建成BN生產(chǎn)裝置，可生產(chǎn)3000t/a。生產(chǎn)BN過程中，采用Mn-W-O系活性組分的催化劑，或V-Ti-O活性組分的催化劑時(shí)，得率比較高，可達(dá)到79%左右。我國在生產(chǎn)BN時(shí)，均以流化床反應(yīng)器為生產(chǎn)裝置。

(2)鄰苯二甲腈(OPN) 合成OPN時(shí)，與傳統(tǒng)合成路線相比，應(yīng)用氨氧化工藝后，可降低合成的難度，并提升合成的經(jīng)濟(jì)性，由此，吸引了眾多研究者的目光。OPN氨氧化技術(shù)中，關(guān)鍵在于開發(fā)高效的催化劑，此項(xiàng)工作具有較大的難度[2]。目前，已知的催化劑活性組分主要4種，分別為V-P-0系、Bi-Sb-Mo-Cr-O系、Mn-W-O系、V-Cr-O系，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的僅為后兩個(gè)系的催化劑，生產(chǎn)裝置已經(jīng)簡稱的分別為1200t/a、6000t/a。

(3)間苯二甲腈(IPN) 在芳香腈中，擁有最為廣泛的用途、最大需求量的品種即為IPN。IPN屬于四氯間苯二加氫，經(jīng)氯化反應(yīng)制成，為農(nóng)用殺菌劑、防霉劑，效果良好、毒性低，且具有廣譜性，使用后殘留比較少，同時(shí)，塑料、涂料等產(chǎn)品制造過程中，原料之一也為IPN。1969年，美國公司成功開發(fā)了四氯間苯二甲腈技術(shù)，由此，提升了各個(gè)國家對IPN的需求，同時(shí)，相關(guān)的開發(fā)研究的步伐也加快，促使其工業(yè)化速度提升[3]。1972年，日本的兩家公司先后建立了IPN的生產(chǎn)裝置，隨后，德國、意大利等國家也相繼的建成。生產(chǎn)IPN時(shí)，唯一的方法即為采用氨氧化技術(shù)，催化劑使用新型的NC-Ⅲ，收率可超過78%。

(4)鄰氯苯甲腈(OCN) 2-氰基-4-硝基苯胺為分散染料合成時(shí)的重要中間體，制造該中間體時(shí)，即應(yīng)用OCN。目前，已經(jīng)存在比較多的關(guān)于鄰氯甲苯氨氧化技術(shù)生產(chǎn)OCN及其催化劑生產(chǎn)專利。工業(yè)化生產(chǎn)OCN時(shí)，流化床反應(yīng)器為主要采用的生產(chǎn)裝置，V-Cr-O系、V-P-O系為比較常用的催化劑。近年來，提高了分散染料中間體的出口量，我國生產(chǎn)OCN的生產(chǎn)技術(shù)水平得到了較快的發(fā)展，生產(chǎn)能力比較高，但在收率方面并不理想。

(5)對氯苯甲腈(TCN) 農(nóng)藥、醫(yī)藥、合成染料制造過程中，主要的原料為TCN。吡咯并吡咯二酮合成時(shí)也采用TCN，此種物品汽車涂料顏料中的一種，用于高檔汽車中，具有優(yōu)異的耐熱性能。目前，生產(chǎn)TCN的國家包含美國、英國等，我國已經(jīng)成功的開發(fā)出氨氧化催化劑，一定程度上促進(jìn)了TCN氨氧化生產(chǎn)工藝的發(fā)展。

(6) 2,6-二氯苯甲腈(2,6-DBN) DBN本身屬于除草劑中的一種，性能優(yōu)良，而農(nóng)藥、醫(yī)藥等產(chǎn)品制造過程中，DBN又是其中間體。合成DBN時(shí)，原料選擇為5,6-二氯硝基苯，經(jīng)一系列的反應(yīng)后，比如加氫反應(yīng)、重排反應(yīng)等，制成DBN。生產(chǎn)2,6-DBN時(shí)，如采用氨氧化技術(shù)，可縮短工藝流程，提高DBN的收率，而且處理三廢時(shí)，方法比較簡單，獲得的DBN具有良好的質(zhì)量，優(yōu)點(diǎn)眾多。2,6-DBN在生產(chǎn)時(shí)，所采用的催化劑包含V-P-O系、V-Mo-Cr-P-O系兩種。

(7) 3-氰基吡啶(3-CPN) 堿水解3-CPN，同時(shí)對水解深度進(jìn)行嚴(yán)格控制時(shí)，煙酸及煙酰胺可分別得到。這兩種物質(zhì)均屬于B組維生素，在食品、飼料生產(chǎn)時(shí)，發(fā)揮添加劑的作用，在醫(yī)藥及燃料生產(chǎn)時(shí)，發(fā)揮中間體作用，需求量也比較大。

3 結(jié)語

芳香烴氨氧化技術(shù)應(yīng)用后，精細(xì)化工產(chǎn)品的合成效率可提升，并提高產(chǎn)品質(zhì)量，隨著該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步，其在精細(xì)化工合成中的應(yīng)用將會更為廣泛。

[1]孫龍,傅仰河,徐來,等.光催化氧化芳香醇制芳香醛的研究進(jìn)展[J].廣東化工,2015,(12):85-87+96.

[2]魏夢怡,祁超,楊建平,等.V-Ti-O-Mo催化劑氣-固相催化氨氧化合成2-氰基吡啶的研究[J].高校化學(xué)工程學(xué)報(bào),2016,(04):893-899.

[3]王華.淺談精細(xì)化工品合成的化學(xué)應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2016,(03):135.

閘剛(1977- )，男，湖北武漢人，漢族，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：精細(xì)化工專業(yè)。