[發明專利]氨氧化反應制備間苯二腈的專用催化劑及制備方法與用途

有效

• 申請號: 201811544906.4
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109876794B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 謝光勇;黃業迎;張倩;鄭浩;熊焰;陳川;周新花
• 申請（專利權）人: 中南民族大學
• 主分類號: B01J23/28
• 分類號: B01J23/28;C07C253/28;C07C255/51
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 王和平

本發明公開了一種間二甲苯氨氧化法制備間苯二腈的專用催化劑，其載體為硅膠，主催化劑為V、Mo、Sb三組分，助催化劑為D和E組分中的至少一種；其活性組分表示為：VMo_bSb_cD_dE_eO_x；所述D為硼、鉻、鈦、磷、鎳、鉍、錳、鐵、鈷、銅、鋅或錫；E為鉀、鋰、鈉、銫、鎂或鈣。本發明還公開了該催化劑的制備方法及用途。本發明利用硅上的含有孤電子對的基團與無機元素進行路易斯酸堿反應，從而強化無機氧化物與載體的作用；同時使無機氧化物分散更均勻，催化劑組分流失少，催化活性高，選擇性好，將工業催化劑的使用壽命從一年延長到了兩年以上。催化劑制備方法簡單，熱穩定性和機械強度好，可使用于固定床和流化床反應器。

技術領域

本發明涉及一種氨氧化法制備間苯二腈的專用催化劑及制備方法與用途。它屬于有機化學技術領域，也屬于有機精細化學品技術領域。

背景技術

間苯二腈是一種高效、廣譜、低毒、低殘留的農藥殺菌劑和防霉劑百菌清(四氯間苯二腈)的中間體；間苯二腈經加氫反應,制得間苯二甲胺,是性能優良的環氧樹脂固化劑,也是聚氨酯樹脂及尼龍樹脂的原料。間苯二腈已經成為一種重要的化工產品，其用量仍呈上升趨勢。

間苯二腈最簡單、經濟的工業生產方法是間二甲苯在催化劑作用下,經氣相氨氧化制得。20世紀60年代以來，日本等國對氨氧化法制備間苯二腈進行了大量的研究，并很快實現了工業化。我國從20世紀70年代開始，也進行了許多研究，有關試驗報道的摩爾收率為65％～80％，但工業化摩爾收率長期停留在60％左右，經濟效益較低，而且間甲基苯腈(下簡稱單腈)含量較高，對后續產品的生產造成不良影響。從1969年第一套間苯二腈工業裝置問世以來,開發性能優異的催化劑一直是提高間苯二腈生產技術水平的核心。

發明人曾開發了硅膠負載型多組分復合氧化物催化劑m-509用于間二甲苯氨氧化反應，間苯二腈摩爾收率可達66％，但是在工業化裝置上運行六個月后，催化劑活性下降嚴重，催化劑失活的主要原因是催化劑表面活性組分的流失(黃馳，鄭穹，謝光勇等.間二甲苯氨氧化m-509催化劑失活研究，武漢大學學報(理學版)，2001,47,438-440)。硅膠負載型催化劑通過硅膠浸漬法制備，即硅膠吸附混合的金屬鹽溶液后高溫煅燒活化而成；復合金屬氧化物主要通過物理吸附附著在硅膠表面，金屬氧化物與硅膠載體的作用力較弱，在流化床反應器中催化劑微球相互碰撞摩擦，金屬氧化物很容易脫落，再加之長期高溫下復合金屬氧化物中部分組分的揮發，導致催化劑活性組分的流失和配比的改變，到一定程度后會導致催化劑活性下降，影響催化劑使用壽命。

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題是提供一種氨氧化反應制備間苯二腈的專用催化劑。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供上述專用催化劑的制備方法。

本發明所要解決的第三個技術問題是提供上述專用催化劑的用途。

為解決上述第一個技術問題，本發明提供了一種間二甲苯氨氧化反應制備間二苯腈的專用催化劑。

該專用催化劑為微球結構復合無機氧化物催化劑，載體為經含有帶孤電子對基團的有機硅高溫活化而得的硅膠，主催化劑為釩、鉬、銻三組分，助催化劑為D和E組分中的至少一種；該催化劑的活性組分組成表示為：VMo_bSb_cD_dE_eO_x；催化劑中活性組分的重量百分比含量為20～80％，優選為40～70％。其中D為硼、鉻、鈦、磷、鎳、鉍、錳、鐵、鈷、銅、鋅或錫；E為鉀、鋰、鈉、銫、鎂或鈣；b＝0.5～2.5；c＝0.1～1.5；d＝0～0.8；e＝0～0.6；x則根據以上各元素的含量按價態平衡而定。催化劑微球的直徑范圍為30～120μm。