本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于制備2，6-二氯苯甲腈的催化劑及合成方法和應(yīng)用，催化劑以二氧化硅為載體，活性成分為V1.0PaCrbCocXdOm，采用共沉淀法制備的以V-Cr-P-Co為主要活性組分的流化床催化劑，應(yīng)用于2，6-二氯甲苯進(jìn)行氨氧化制備2，6-二氯苯甲腈的工藝過程中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利技術(shù)具有活性高，選擇性好，2，6-二氯苯甲腈收率高，含量高的優(yōu)點，且催化劑制備原料成本低，催化劑壽命長，具有較好的推廣應(yīng)用價值，可用于工業(yè)生產(chǎn)中。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種催化劑及其合成方法和應(yīng)用，尤其是涉及一種用于制備2，6_ 二氯苯甲腈的催化劑及合成方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
2，6_ 二氯苯甲腈是一種植物的芽前除草劑，特點是除雜草對象廣，藥效高，毒性很低。以2，6_ 二氯苯甲腈為主要原料生產(chǎn)的2，6_ 二氟苯甲腈，是重要的除草劑和殺蟲劑中間體。此外，2，6_ 二氯苯甲腈是2，6_ 二氟苯胺、草可樂、除蟲脲、氟蟲脲的重要中間體。2，6_ 二氯苯甲腈還是特種工程塑料聚苯醚腈的主要原料，該產(chǎn)品具有高耐熱性、耐油、耐損耗、耐腐蝕性能，成型流動性好，復(fù)合性能好等優(yōu)點。 隨著這些行業(yè)的迅速發(fā)展，2，6_ 二氯苯甲腈市場前景非常樂觀。2,6- 二氯苯甲腈的合成方法分為有機合成法和氣相氨氧化法。有機合成法是以6-氯鄰硝基甲苯為原料，在催化劑作用下，進(jìn)行氯化反應(yīng)，再與甲酸、鹽酸羥胺進(jìn)行腈化反應(yīng)。其反應(yīng)步驟長，能耗高，污染較嚴(yán)重，工業(yè)化難度高。2，6-二氯苯甲腈最簡單、最經(jīng)濟(jì)的制造方法是用2，6-二氯甲苯在催化劑作用下氣相氨氧化反應(yīng)得到，該方法核心技術(shù)是催化劑。芳烴氨氧化技術(shù)始于五十年代日本昭和電工，之后七十年代日本三菱瓦斯與美國Badger公司聯(lián)合開發(fā)了細(xì)顆粒流化床間苯二甲腈裝置，使芳烴氨氧化技術(shù)水平得到了較大的發(fā)展。在芳烴氨氧化催化反應(yīng)技術(shù)中，釩系催化劑是最普遍而有效的一種催化體系。早期的催化劑一般使用最簡單的釩組分或者釩配有其他少量組分，其總體活性太高，選擇性較差，收率較低。從近期的催化劑組成發(fā)展來看，主要有V_Sb、V-Cr和Sb-Fe三種組成。Sb催化劑活性好，但由于Sb催化劑制備復(fù)雜及對反應(yīng)器有特殊要求等因素，使該催化劑尤其是對小批量多品種芳烴氨氧化產(chǎn)品的工業(yè)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性不盡合理。相反V-Cr催化劑制備相對簡單，重復(fù)性好，對芳烴氨氧化有較高的活性。但兩組分的催化劑活性過高容易造成深度氧化，對氨有較強的分解能力，造成生成大量的C02、C0、H20和HCN，使反應(yīng)需要大量的氨，增加了三廢處理量。隨著三元、四元以及五元催化劑的出現(xiàn)，芳烴氨氧化的選擇性得到很大的提聞。到目前為止國內(nèi)外由氨氧化法制備2，6_ 二氯苯甲腈的催化劑的專利較少。文獻(xiàn)US4530797中使用V、P為原料制備催化劑，通過在反應(yīng)原料中添加鹵代烷，將2，6-二氯苯甲腈的摩爾收率提高到85%以上；日本申請的歐洲專利EP0273317采用Fe、Sb為原料制備催化劑，摩爾收率為81 %;日本專利JP平3-44362介紹的固定床催化劑，采用V、P、Mo、Cr為原料，Y -Al2O3為載體，其最高摩爾收率為85%沖國專利CN 1166378A采用浸潰法制備催化齊[J，由2，6-二氯甲苯氨氧化制備2，6-二氯苯甲腈，產(chǎn)品收率為85. 8%，選擇性為88. 3%，收率和選擇性都不高，且浸潰法制備的催化劑由于活性組分容易流失，催化劑的壽命不長
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種降低生產(chǎn)成本，原料選擇廣泛，制備方法簡單的用于制備2，6_ 二氯苯甲腈的催化劑及合成方法和應(yīng)用。本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于制備2，6_ 二氯苯甲腈的催化劑，其特征在于，所述的催化劑以二氧化硅為載體，以V、P為主催化劑，Cr、Co和堿金屬元素為助催化劑，催化劑的活性成分為V1.0PaCrbCOc;Xd0m，其中，X選自鋰、鈉、鉀、銫或鈰中的至少一種；a的取值范為O. I 2. O;b的取值范為O. 05 1.2; c的取值范為O. 01 O. 7;d的取值范為O. 01 O. 5;m為催化劑中滿足各元素化合價所需的氧原子數(shù)。所述的二氧化硅的含量為40 70wt%。一種用于制備2，6_ 二氯苯甲腈的催化劑的合成方法，其特征在于，該方法為共沉淀法，具體包括以下步驟將五氧化二釩、磷酸、鉻鹽溶液、鈷鹽溶液和硅溶膠加入到草酸溶液中，然后將可溶性的X溶液加入到草酸溶液中，得到懸浮混合物漿料，將懸浮混合物漿料噴霧成形干燥后，再焙燒后即獲得催化劑。所述的鉻鹽溶液為濃度O. 7 O. 8g/ml的Cr (NO3) 3 · 9H20的溶液；所述的鈷鹽溶液為濃度為O. 2 O. 3g/ml的Co(NO3)2 · 6H20的溶液；所述的硅溶膠含二氧化硅40wt% ；所述的草酸溶液的濃度為O. I O. 15g/ml。所述的五氧化二釩在草酸溶液中的濃度為O. 06 O. 07g/ml ;所述的磷酸的加入量為O. 04mol/100ml草酸溶液；所述的鉻鹽溶液與草酸溶液的體積比為O. 2 O. 3 ;所述的鈷鹽溶液與草酸溶液的體積比為O. 05 O. I ;所述的硅溶膠在草酸溶液中的濃度為O. 3 O. 4g/mlο所述的可溶性的X溶液為濃度為O. 2 O. 3g/ml的鋰、鈉、鉀、銫或鈰的硝酸鹽溶液，可溶性的X溶液與草酸溶液的體積比為O. 02 O. 03。所述的焙燒分為預(yù)焙燒和高溫焙燒兩個步驟，預(yù)焙燒是讓催化劑中的鹽類分解，焙燒溫度為100 200°C，焙燒時間為6 15h，高溫焙燒是讓催化劑的晶格成形，焙燒溫度為400 800°C，焙燒時間為6 15h。所述的高溫焙燒的焙燒溫度優(yōu)選450 650°C。一種用于制備2，6_ 二氯苯甲腈的催化劑的應(yīng)用，其特征在于，該催化劑用于2，6_ 二氯甲苯進(jìn)行氨氧化制備2，6_ 二氯苯甲腈，控制原料氣2，6_ 二氯甲苯氨空氣的摩爾比為I : (2 10) (10 50)，空速為300 UOOtT1，反應(yīng)溫度為380 460°C，反應(yīng)壓力為常壓至O. 5MPa，催化劑負(fù)荷為30 120克2，6- 二氯甲苯/公斤催化劑·小時在反應(yīng)器后進(jìn)行反應(yīng)，得到2，6- 二氯苯甲腈產(chǎn)品。本專利技術(shù)中氨的加入量為理論量的3 6倍，所述的空速優(yōu)選400 lOOOtT1，反應(yīng)溫度優(yōu)選400 440°C，反應(yīng)壓力優(yōu)選常壓。反應(yīng)溫度低于380°C時原料的轉(zhuǎn)化率較低，反應(yīng)溫度高于460°C時反應(yīng)深度氧化嚴(yán)重，副產(chǎn)物C02、CO、HCN和HCl的含量增加，產(chǎn)品的收率降低。本專利技術(shù)還可以加入如下溴化合物溴化氫、溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷、正丁烷溴、2-溴乙基乙醚、1，2- 二溴苯、仲丁基溴、對甲基溴苯、溴苯、溴乙苯或叔丁基溴化烷中一種或幾種，加入量為2，6_ 二氯甲苯的I 5%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)由共沉淀法制得的細(xì)顆粒流化床催化劑，解決了工程放大的問題，同時也解決了浸潰法造成的催化劑壽命較短的問題。在V-P-Cr-Co催化劑中加入酸性以及堿性氧化物加強了催化劑的氧化還原能力，堿金屬和堿土金屬可以調(diào)變催化劑的酸堿性從而有效抑制深度氧化，減少C02、CO和HCN的生成量，提高2，6- 二氯苯甲腈的選擇性。在反應(yīng)溫度4301，反應(yīng)壓力0.0110^，原料摩爾比2，6-二氯甲苯氨空氣=1:4: 25的考評條件下，在流化床中進(jìn)行考評，2，6_ 二氯甲苯的轉(zhuǎn)化率超過99. 5%，2，6- 二氯苯甲腈的選擇性為90. 5%，2，6- 二氯苯甲腈的收率達(dá)到90%。 2，6_ 二氯甲苯的轉(zhuǎn)化率，2，6_ 二氯苯甲腈的選擇性和單程收率定義如下 2，6-二氯甲苯的轉(zhuǎn)化率％=.反X 100% 原料2,6-二氯甲苯摩爾量 2，6-二氯苯甲腈的選擇性％=生^^100% 反應(yīng)的2,6 - 二氯甲苯摩爾量 …生成的2,6-二氯苯甲腈本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于制備2，6？二氯苯甲腈的催化劑，其特征在于，所述的催化劑以二氧化硅為載體，以V、P為主催化劑，Cr、Co和堿金屬元素為助催化劑，催化劑的活性成分為V1.0PaCrbCocXdOm，其中，X選自鋰、鈉、鉀、銫或鈰中的至少一種；a的取值范為0.1～2.0；b的取值范為0.05～1.2；c的取值范為0.01～0.7；d的取值范為0.01～0.5；m為催化劑中滿足各元素化合價所需的氧原子數(shù)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于制備2，6_ 二氯苯甲腈的催化劑，其特征在于，所述的催化劑以二氧化硅為載體，以V、P為主催化劑，Cr、Co和堿金屬元素為助催化劑，催化劑的活性成分為V1.0PaCrbCOc;Xd0m，其中， X選自鋰、鈉、鉀、銫或鋪中的至少一種； a的取值范為O. I 2. O ; b的取值范為O. 05 I. 2 ; c的取值范為O. 01 O. 7 ; d的取值范為O. 01 O. 5 ; m為催化劑中滿足各元素化合價所需的氧原子數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于制備2，6_二氯苯甲腈的催化劑，其特征在于，所述的二氧化硅的含量為40 70wt%。3.—種如權(quán)利要求I所述的用于制備2，6- 二氯苯甲腈的催化劑的合成方法，其特征在于，該方法為共沉淀法，具體包括以下步驟 將五氧化二釩、磷酸、鉻鹽溶液、鈷鹽溶液和硅溶膠加入到草酸溶液中，然后將可溶性的X溶液加入到草酸溶液中，得到懸浮混合物漿料，將懸浮混合物漿料噴霧成形干燥后，再焙燒后即獲得催化劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于制備2，6_二氯苯甲腈的催化劑的合成方法，其特征在于，所述的鉻鹽溶液為濃度O. 7 O. 8g/ml的Cr(NO3)3 ·9Η20的溶液；所述的鈷鹽溶液為濃度為O. 2 O. 3g/ml的Co(NO3)2 · 6H20的溶液；所述的硅溶膠含二氧化硅40wt% ;所述的草酸溶液的濃度為O. I O. 15g/ml。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于制備2，6-二氯苯甲腈的催化劑的合成方法，其特征在于，所述的五氧化二釩在草酸溶液中的濃度為O. 06 O. 07g/ml ;所述的磷酸的加入量為O. 04mol/100ml草酸溶液；...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王海波，汪幼強，田曉宏，
申請(專利權(quán))人：上海泰禾化工有限公司，南通泰禾化工有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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