[發明專利]一種2-氰基吡啶催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202111679485.8
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN116408116A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 劉芳;慶九;俞新南;朱小剛
• 申請（專利權）人: 南通醋酸化工股份有限公司;南通立洋化學有限公司
• 主分類號: B01J27/199
• 分類號: B01J27/199;C07D213/84
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 任艷霞

本發明屬于化工領域，具體涉及一種2?氰基吡啶催化劑及其制備方法，所述催化劑由主催化劑的釩氧化物和以其他的過渡金屬氧化物、非金屬氧化物構成的助催化劑，以及多孔的二氧化鈦載體構成。催化劑中各組分含量為V:Mo:Cr:P:TiOsubgt;2/subgt;＝10?30％:0.001?1％:0.001?1％:0.001?1％:70?90％。在制備匯總依次加入有機酸、鈦、釩，形成灰白色漿狀物后，在攪拌狀態下蒸發除水后得到粘稠物料烘干，然后擠條煅燒，在馬沸爐中煅燒的溫度在300?800℃，煅燒時間為14?16h，制得2?氰基吡啶催化劑。本發明制備的2?氰基吡啶催化劑解決目前2?氰基吡啶的收率低、選擇性差、副產物多、原料轉化率不高等問題。

技術領域

本發明屬于化工領域，具體涉及一種2-氰基吡啶催化劑及其制備方法。

背景技術

2-氰基吡啶是一種重要的精細有機合成中間體，在多種醫藥、農藥和染料等精細有機化學品的生產中有廣泛應用，如農用除草劑4-氨基-3，5，6-三氯吡啶-2-羧酸(毒莠定)和Xa因子抑制劑貝曲西班的的合成中都離不開2-氰基吡啶。在2-氰基吡啶的制備工藝方法中，2-甲基吡啶催化氨氧化法由于具有原料來源充分、不涉及高毒的氰化物、產品制備成本相對較低等特點而在實際生產中得到了廣泛的應用。然而氨氧化反應是個復雜的過程，除主反應外，副反應較多，這會大大降低二氰基吡啶的收率。因此，研究一種選擇性好、轉化率高的新型催化劑，優化工藝條件，降低生產成本，是氨氧化合成2-氰基吡啶技術的關鍵。

V₂O₅/TiO₂催化劑是一種常用的選擇性氧化和氨氧化烴的催化劑，二氧化鈦是一種很理想的催化劑載體，跟活性組分V₂O₅之間具有很強的相互作用，從而增強了催化劑的催化活性。然而V₂O₅/TiO₂催化劑對2-氰基吡啶選擇性、2-甲基吡啶轉化率的提高仍然存在不足。研究表明，助催化劑的使用會增加催化劑催化活性，大大提高反應收率。專利CN107537537B中制備的催化劑中負載了P₂O₅和MoO₃，2-甲基吡啶轉化率可達98％以上，2-氰基吡啶的選擇性可達90％以上。專利CN104128195A公布了由主催化劑(釩氧化物)、助催化劑(金屬氧化物/堿金屬氧化物/第五族金屬元素的氧化物/磷的氧化物)和載體(多孔的三氧化二鋁和二氧化鈦)構成的氨催化氧化法的催化劑，其研究表明，甲基吡啶的轉化率和對應的氰基吡啶選擇性在90-98％之間。專利CN112547042A中催化劑的制備里加入了三氧化二銻，實施效果為2-甲基吡啶轉化率89％，2-氰基吡啶選擇性為82.1％，收率為83.4％。

目前氰基吡啶催化劑大都用浸漬法制備，也稱等體積浸漬法，即加入足以充滿載體微粒孔體積或稍少一點的溶液，將其擔載在已制就得孔性載體上。對粉狀載，浸漬液體積則需稍大于孔體積(稱為濕浸漬)，除非催化劑前體能強烈地在載體上吸附。尤其在干燥期間，連續攪拌混漿是很重要的。保證催化劑前體在載體上分布均勻。二氧化鈦載體在不同的工藝中具有不同的晶形，晶形影響著催化劑的吸附。而攪拌速度、草酸用量、不同的溫度對二氧化鈦形成不同的晶形有很大的影響。

現有工藝的缺點是：1)催化劑中的催化活性部分V₂O₅比較單一，催化效率不高；2)工藝復雜，副產物多。

發明內容

本發明的目的是提供一種2-氰基吡啶催化劑的制備方法，解決目前2-氰基吡啶的收率低、選擇性差、副產物多、原料轉化率不高等問題。

本發明技術方案如下：

一種2-氰基吡啶催化劑的制備方法，包括如下步驟：

1)常溫下，向反應瓶中依次加入水、濃硝酸、釩氧化物、過渡金屬氧化物、非金屬氧化物，升溫至40-50℃攪拌2-3h，靜置過夜沉淀，過濾得復合的含釩潮品；