[发明专利]用于制备3，4-二氯苯甲腈的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备3，4-二氯苯甲腈的流化床催化剂

背景技术

目前含氟的新农药和医药品种不断出现，对氟代芳香化合物的需求 剧增。3，4-二氯苯甲腈(DCBN)是一种重要的农药中间体，它的氟化 衍生物，如3，4-二氟苯甲腈、4-氟-3-氯苯甲腈、3，4-二氟苯甲酸、4-氟-3- 氯苯甲酸等，可广泛应用于农药、医药、颜料、染料等行业。

3，4-二氯苯甲腈最简单、最经济的制造方法是用3，4-二氯甲苯在催 化剂作用下气相氨氧化反应得到，该方法核心技术是催化剂。

芳烃氨氧化技术始于五十年代日本昭和电工，之后七十年代日本三 菱瓦斯与美国Badger公司联合开发了细颗粒流化床间苯二甲腈装置， 使芳烃氨氧化技术水平得到了较大的发展。在芳烃氨氧化催化反应技术 中，钒系催化剂是最普遍而有效的一种催化体系。早期的催化剂一般使 用最简单的钒组分或者钒配有其他少量组分，其总体活性太高，选择性 较差，收率较低。从近期的催化剂组成发展来看，主要有V-Sb、V- Cr和Sb-Fe三种组成。Sb催化剂活性好，但由于Sb催化剂制备复杂 及对反应器有特殊要求等因素，使该催化剂尤其是对小批量多品种芳烃 氨氧化产品的工业技术的经济性不尽合理。相反V-Cr催化剂制备相对 简单，重复性好，对芳烃氨氧化有较高的活性。但两组分的催化剂活性 过高容易造成深度氧化，对氨有较强的分解能力，造成生成大量的CO₂、 CO、H₂O和HCN，使反应需要大量的氨，增加了三废处理量。随着三 元、四元以及五元催化剂的出现，芳烃氨氧化的选择性得到很大的提高。

到目前为止国内外由氨氧化法制备3，4-二氯苯甲腈的催化剂的专利 很少。Martin等用未负载的VOHPO₄·0.5H₂O做为催化剂前体来制备 3，4-二氯苯甲腈的报道。其最佳反应条件为：反应温度713K，3，4-二氯 甲苯∶O₂∶NH₃∶H₂O＝1∶5∶8∶25，(W/F)＝10.2g_cath/mol。在此条件 下3，4-二氯甲苯的转化率为88％，3，4-二氯苯甲腈的收率仅为50％，而 且该催化剂机械强度不高难以满足工业化生产。中国专利CN1328875A 采用浸渍法制备催化剂，由3，4-二氯甲苯氨氧化制备3，4-二氯苯甲腈。 该专利的产品最高收率为85％，选择性最高为96％，收率和选择性都不 高，且浸渍法制备的催化剂由于活性组分容易流失催化剂的寿命不长。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题，克服催化剂收率低、选择性差、机 械强度低以及寿命短等问题，提供一种用于制备3，4-二氯苯甲腈的催化 剂。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种用于制备3，4-二氯苯甲腈的催化剂，采用共沉淀法制备，以二 氧化硅为载体，活性组分以摩尔比计元素组成为：

V_1.0Cr_aB_bX_cY_dZ_eO_m

式中：X选磷或砷；

Y选自锂、钠、钾、铯或者铈中的至少一种；

Z选自钙、镁、钡、锰、铁、钴、镍、铅、钼、钨或者稀土元素 中的至少一种；

其中a的取值范为0.3-2.2，b的取值范为0.05-1.2，c的取值范 为0.01-0.7，d的取值范为0.01-0.2，e的取值范为0.1-1.5，m为催 化剂中满足各元素化合价的所需的氧原子数，催化剂中的载体二氧化硅 以重量百分比计为30-70％。

在上述技术方案中Y优选自钾、铯或者铈中的至少一种，Z优选自 铁、钼、钴或者铅中的至少一种，a的优选取值范围0.7-1.5，b的优选 取值范围0.2-0.8，c的优选取值范围0.05-0.5，d的优选取值范围0.03 -0.12，e的优选取值范围0.3-1.0。

合成本发明催化剂所用的活性物质的原料为无机盐、有机盐或氧化 物。

所述无机盐为碳酸盐、硝酸盐、铵盐、磷酸盐及氯化物的一种或一 种以上。

所述有机盐为醋酸盐、草酸盐的一种或一种以上。