芳香烴氨氧化技術在精細化工合成中的運用

沈寒晰

（陜西省石油化工研究設計院，陜西西安 710054）

芳香烴氨氧化技術在精細化工合成中的運用

沈寒晰

（陜西省石油化工研究設計院，陜西西安 710054）

在我國的農藥、醫藥、燃料等化工生產制造過程中，芳香烴氨氧化技術是應用較為普遍的技術，由于在化工生產制造過程中的重要原料中含有精細化工產品，芳香腈氰基的功能尤為重要，借助于芳香腈氰基的化學活潑特性，可以產生系列化學反應，合成精細化工產品，從而滿足市場的需求，具有極為廣泛的應用前景。

芳香烴氨氧化技術；精細化工合成；產品

在我國的化工產品領域中，精細化工產品占有極大的份額，如：農藥產品、醫藥產品、染料產品、樹脂產品，這些都是在精細化工合成技術之下生成的化工產品，而芳香腈氨基則以其活潑的化學特性而被廣泛應用于化學產品市場和化學原料市場之中，如：合成烷基芳香腈、鹵代芳香腈、雜環芳香腈等，芳香烴氨氧技術具有操作簡便、安全、污染小等特性和優勢，在現代環保的生產理念之下，迎合了時代的發展需求，有極為重要的現實價值和作用。

1 芳香烴氨氧技術的研究現狀分析

芳香烴氨氧化主要是指芳香烴在氨、催化劑的有氧環境下，產生氧化反應，使芳香烴轉化為芳香腈。自二十世紀五十年代，芳香烴氨氧化技術就進入了研究人員的研發領域，也有很多公司對催化劑開始了初步的研究，制成了混合芳香烴氨氧化法制鄰苯二甲腈和苯甲腈生產裝置，隨后又建成了間苯二甲腈工業生產裝置，使芳香烴氨氧化技術得到迅速的普及和推廣。我國于二十世紀七十年代也開始了對芳香烴氨氧化技術的研究，但是由于技術的限制，只對IPN的氨氧化合成工藝和催化劑進行研發，隨后我國自行研發出了細顆粒催化劑，在流化床反應器的運用條件下，創建成具有一定生產規模的裝置，引領我國的IPN生產技術實現了實質上的突破和跨越。現階段，隨著我國精細化工生產行業的快速發展，為芳香烴氨氧化技術提供了極為廣闊的環境和平臺。

2 芳香烴氨氧化技術在精細化工合成中的應用分析

由于芳香烴污染低、安全性高、操作便捷的特點和優勢，使其在精細化工合成領域獨領風騷，顯示出極為廣泛的用途和發展前景，無論是在化工產品或工業生產、日常生活之中，芳香烴氨氧化技術都獲得了人們的認可和接受，成為普遍性的化工技術之一。

2.1 苯甲腈

也稱BN，它是生產苯代三聚氰二胺的主要原料來源，在化工領域中的應用極為廣泛，尤其體現于油漆生產領域和油墨印刷行業之中。在這兩個化工領域之內，苯甲腈作為一種主要的原料成分，并作為化學反應的溶劑形式而得到廣泛的應用，它的應用特點和優勢主要表現為沸點高、反應狀態良好等，它首先由日本研發，并在生產工藝不斷完善和合成化的條件下，生產規模不斷擴張，已經形成了9 000t/a的產量，通過流化床反應器，確保生產收益率在80%左右，在反應過程中主要采用兩種催化劑，即：V2Sn2O和Mn2W2O，在這兩種不同的催化劑的細化作用之下，可以使其獲得更高的產能和效率。

2.2 鄰苯二甲腈

鄰苯二甲腈則由于其生產工藝流程和步驟較少，顯現出較為簡單的生產操作過程，它與傳統合成方式相比，極大地降低了精細化工合成的難度，增強了精細化工合成的經濟性，并且它在化工應用實踐過程中，顯示出不可比擬的經濟性價值和現實意義，在化工行業中頗受關注，成為了主要的研究對象。鄰苯二甲腈也稱為OPN，在它的氨氧化工藝技術應用中，尤其以催化劑的研發和應用為關鍵，在鄰苯二甲腈的生產工藝之中，通常選用以錳基為主的催化劑系列，如：日本研發并生產的Mn-W-O系列催化劑、德國研發生產的V-Cr-0系列催化劑，另外還有V-P-0系列催化劑、Bi-Sb-Mo-Cr-O系列催化劑等。在采用這些催化劑的前提下，使鄰苯二甲腈的收率達到了65%～70%。由此可見，在鄰苯二甲腈氨氧化反應技術下，選用適宜的催化劑，可以極大地提高化工合成反應的效率，也有助于提高產率。

2.3 間苯二甲腈

間苯二甲腈又稱為IPN，它是在芳香腈中應用最為廣泛、發展潛能最大的化工產品種類。它在與氯氣的氯化反應之后，便會產生一種廣譜高效殺蟲劑，即百菌清，這也是在農業生產領域應用極為廣泛的殺毒劑和防霉劑，與其他的殺毒劑相比，它具有殺毒效率高、毒性低、使用后殘留少的特點。間苯二甲腈在氯化反應后生成的四氯間苯二甲腈不僅可以用于農業殺毒，而且還可以應用于塑料生產過程和合成纖維的生產過程之中，它極為寬泛的現實用途加快了對間苯二甲腈的研發，迅速地提升了間苯二甲腈的工業化速度，目前的間苯二甲腈的生產規模已經達到了15 000t/a，并以氨氧化反應技術為主要且唯一的技術，如：極具代表性的日本昭和電工公司、三菱瓦斯化學公司，這兩個具有代表性的公司分別采用固定床反應器工藝技術和流化床反應器工藝技術；還有我國上海石化研發的NC-催化劑，在應用于間苯二甲腈的生產工藝中，也獲得了超過78%的收率。

2.4 鄰氯苯甲腈

鄰氯苯甲腈又稱OCN，它在2-氰基-4-硝基苯胺作為分散染料的化工合成制作過程中，具有不可缺少的重要作用和功能，是不可缺少的中間體。在鄰氯苯甲腈的參與合成條件下，可以生成抗瘧新藥硝喹。在對鄰氯苯甲腈的化工合成研究中，有諸多的催化劑專利項目，如：V-Cr-O系列催化劑、V-P-O系列催化劑，并主要以流化床反應器為其主要的生產裝置。目前，由于2-氰基-4-硝基苯胺的出口數量不斷加大，作為中間體的鄰氯苯甲腈的精細化工生產也迅速發展，達到了年產3kt的生產能力，然而盡管我國在鄰氯苯甲腈的生產能力方面獲得了極高的提升，但是在收率方面卻收效甚微，不盡人意。

2.5 對氯苯甲腈

對氯苯甲腈又稱為TCN，具有極為重要的精細化工合成用途，廣泛應用于染料、醫藥、農藥的精細合成過程，并在人們的日常生活領域之中用于合成超耐熱的高檔汽車用材料。這種技術產品廣泛應用于英美發達國家，我國在氨氧催化劑的研究方面也獲得了極大的進展，它類似于OCN催化劑，極大地推動了對氯苯甲腈氨氧化生產工藝的進展。

2.6 2，6—二氯苯甲腈

2，6—二氯苯甲腈又稱2，6—DBN，就其自身的特性而言，歸屬于除草劑的種類，具有優良的性能，它在農藥、醫藥的精細化工合成產品的制造過程中，是不可缺少的中間體。在2，6—二氯苯甲腈的精細化工合成中，主要選擇5，6—二氯硝基苯作為它的生產原料，經過加氫反應、氮化反應和重排反應之后，可以制作生成2，6—二氯苯甲腈。在2，6—二氯苯甲腈的氨氧化技術之中，優勢主要體現為：合成加工工藝流程簡單；在縮短工藝流程的同時提升二氯苯甲腈的產率；處理“三廢”的能力較強；質量優良等。在二氯苯甲腈精細化工合成技術的生產研發過程中，日本申請了鐵基催化劑的專利。我國上海石化也開發研制了催化劑，提升了二氯苯甲腈的收率，使其達到了76%。

2.7 氰基吡啶

氰基吡啶又稱為3—CPN，它通過堿水解的控制方式，可以生成煙酰胺或煙酸產品，這些歸屬于B族維生素，作為飼料、食品、醫藥的中間體，也同樣具有廣泛的需求。氰基吡啶在飼料中的添加應用量為40%～50%，在醫藥中的添加應用量為20%～25%。現今世界上的氰基吡啶生產總量為年產2萬t，其中尤以瑞士公司的生產能力最強，達到了世界生產總量的一半。目前，通過堿水解的方式可以得到氰基吡啶，另外，還有一種途徑，即利用3—甲基吡啶氨氧化合成氰基吡啶，這種合成生產技術能力可以達到1.2萬t。

3 結束語

綜上所述，在芳香烴氨氧化技術應用于精細化工合成領域的過程中，由于精細化工生產行業的貿易出口的擴大，芳香烴氨氧化技術獲得了極為廣闊的發展契機，通過芳香烴氨氧化技術的實踐應用，極大地提升了精細化工產品的合成效率，也在較大程度上提高了精細化工產品的質量，并隨著芳香烴氨氧化技術的不斷完善和進步，醫藥、農藥、食品、飼料、燃料對于芳香烴氨氧化技術的需求逐年上升，推動了芳香烴氨氧化技術的深入研發和生產。

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[3] 薛田，崔慶忠，呂寧，等.鄰氯苯亞甲基丙二腈的熱分解性能研究[J].質譜學報，2016，（1）.

Application of Ammonia Oxidation of Aromatic Hydrocarbons in Fine Chemical Synthesis

Shen Han-xi

Ammonia oxidation of aromatic hydrocarbons is widely used in the production of pesticides，pharmaceuticals，fuels and other chemical industries.Due to the fact that the important raw materials in the manufacturing process of chemical industry contain fine chemical products，Based on the chemical activity of aromatic cyano cyano groups，it is possible to produce a series of chemical reactions and synthesize fine chemical products to meet the needs of the market and have a very broad application prospect.

aromatic ammoxidation；fine chemical synthesis；product

TQ241

：A

：1003–6490（2016）10–0033–02

2016–09–30

沈寒晰（1969—），男，陜西西安人，工程師，主要研究方向為化學合成。