精細化工合成中芳香烴氨氧化技術的應用研究

閘剛(武漢化學工業區安環局， 湖北 武漢 430080)

精細化工合成中芳香烴氨氧化技術的應用研究

閘剛(武漢化學工業區安環局， 湖北 武漢 430080)

在精細化工合成中，芳香烴氨氧化技術的應用非常廣泛，制造芳香腈時，主要采用此種技術。在本文中，首先介紹了芳香烴氨氧化技術，在此基礎上，闡述了該項技術在精細化工合成中的應用，為以后國內外相關的研究及應用提供參考。

精細化工合成；芳香烴；氨氧化技術

農藥、醫藥、燃料等物品制造過程中，一個重要的原料為精細化工產品，合成精細化工產品時，芳香腈氰基的作用重大，通過其化學活潑性特性，經一系列反應后，合成精細化工產品。近年來，國內外市場中不斷的提升對精細化工產品的需求，由此促使芳香烴氨氧化技術在精細化工合成中的應用更為廣泛，并具有十分廣闊的發展前景。

1 芳香烴氨氧化技術

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，合成精細化學產品時，重要中間體即為制成的芳香腈。芳香腈經水解反應后，芳香族酰胺及芳香族羧酸為合成物質，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，各個公司改進了催化劑的相關條件，比如活性組分、反應條件等，促進苯二甲腈合成過程中的率提升[1]。此外，多氯苯基礎腈合成時，也采用氨氧化技術。制造芳香腈時，日本為首先實現使用氨氧化技術制造的國家，隨后，日本在該領域取得了良好的研究進展。此后，芳香腈制造時，最為經濟、常用的方法即為芳香烴氨氧化技術。

2 精細化工合成中芳香烴氨氧化技術的應用

(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，原因為其沸點比較高。1964年，日本公司建成了首個生產BN的裝置，1981年又建成BN生產裝置，可生產3000t/a。生產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，得率比較高，可達到79%左右。我國在生產BN時，均以流化床反應器為生產裝置。

(2)鄰苯二甲腈(OPN) 合成OPN時，與傳統合成路線相比，應用氨氧化工藝后，可降低合成的難度，并提升合成的經濟性，由此，吸引了眾多研究者的目光。OPN氨氧化技術中，關鍵在于開發高效的催化劑，此項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，但在實際生產過程中，實現工業化的僅為后兩個系的催化劑，生產裝置已經簡稱的分別為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，經氯化反應制成，為農用殺菌劑、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，塑料、涂料等產品制造過程中，原料之一也為IPN。1969年，美國公司成功開發了四氯間苯二甲腈技術，由此，提升了各個國家對IPN的需求，同時，相關的開發研究的步伐也加快，促使其工業化速度提升[3]。1972年，日本的兩家公司先后建立了IPN的生產裝置，隨后，德國、意大利等國家也相繼的建成。生產IPN時，唯一的方法即為采用氨氧化技術，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的重要中間體，制造該中間體時，即應用OCN。目前，已經存在比較多的關于鄰氯甲苯氨氧化技術生產OCN及其催化劑生產專利。工業化生產OCN時，流化床反應器為主要采用的生產裝置，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OCN的生產技術水平得到了較快的發展，生產能力比較高，但在收率方面并不理想。

(5)對氯苯甲腈(TCN) 農藥、醫藥、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，具有優異的耐熱性能。目前，生產TCN的國家包含美國、英國等，我國已經成功的開發出氨氧化催化劑，一定程度上促進了TCN氨氧化生產工藝的發展。

(6) 2,6-二氯苯甲腈(2,6-DBN) DBN本身屬于除草劑中的一種，性能優良，而農藥、醫藥等產品制造過程中，DBN又是其中間體。合成DBN時，原料選擇為5,6-二氯硝基苯，經一系列的反應后，比如加氫反應、重排反應等，制成DBN。生產2,6-DBN時，如采用氨氧化技術，可縮短工藝流程，提高DBN的收率，而且處理三廢時，方法比較簡單，獲得的DBN具有良好的質量，優點眾多。2,6-DBN在生產時，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，同時對水解深度進行嚴格控制時，煙酸及煙酰胺可分別得到。這兩種物質均屬于B組維生素，在食品、飼料生產時，發揮添加劑的作用，在醫藥及燃料生產時，發揮中間體作用，需求量也比較大。

3 結語

芳香烴氨氧化技術應用后，精細化工產品的合成效率可提升，并提高產品質量，隨著該項技術的進步，其在精細化工合成中的應用將會更為廣泛。

[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].高校化學工程學報,2016,(04):893-899.

[3]王華.淺談精細化工品合成的化學應用[J].化工設計通訊,2016,(03):135.

閘剛(1977- )，男，湖北武漢人，漢族，現職稱：助理工程師，學歷：大學本科，研究方向：精細化工專業。