[发明专利]制备3,4-二氯苯甲腈的催化剂及制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种制备3,4‑二氯苯甲腈的专用催化剂，该专用催化剂的载体为氮化碳掺杂硅胶形成的硅胶‑氮化碳复合载体，负载的活性组分的组成表示为：VSb_bP_cD_dE_eG_gO_x；其中D为硼、镧、铈、钐、铕、钪、铬、钼、铋或钨；E为钛、锆、锰、铁、钴、镍、铜、锌或锡；G为锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙或钡。本发明还公开了该催化剂的制备方法及用途。本发明制备的专用催化剂的复合载体中，氮化碳作为路易斯碱与作为路易斯酸的活性组分进行路易斯酸碱反应，从而强化活性组份与载体的作用，减少了活性组分流失，同时使活性组分分散更均匀，提高了催化剂强度、耐磨性；延长了使用寿命；利用氮化碳还可调节催化剂氧化还原能力及与反应物的配位能力，提高了催化剂的活性和选择性。

技术领域

本发明涉及一种以3,4-二氯甲苯为原料通过氨氧化反应制备3,4-二氯苯甲腈的催化剂及制备方法和用途。它属于有机化学技术领域，也属于有机精细化学品技术领域。

背景技术

3,4-二氯苯甲腈又名3,4-二氯苯腈，是重要的精细化学品和有机合成中间体。随着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，3,4-二氯苯甲腈的氟代衍生物3,4-二氟苯腈、4-氟-3-氯苯腈、3,4-二氟苯甲酸、4-氟-3-氯苯甲酸等，可广泛用于农药、医药、颜料、染料等行业；如3,4-二氟苯甲腈是合成除草剂氰氟草酯的重要中间体，此外它还可被用于合成液晶材料。

3,4-二氯苯甲腈传统制备方法一般是以相应的醛、醛肟或酸为原料制得，这些方法原料价格高、反应路线长、环境污染严重。3,4-二氯苯甲腈也可通过氨氧化法生产，氨氧化法制备3,4-二氯苯甲腈的方法具有工艺简捷、可连续进行、操作简单、生产能力强、经济效益显著、对环境友好等优点；核心是工业催化剂的开发。

目前国内外关于氨氧化法制备3,4-二氯苯腈的催化剂的专利文献不多。Martin等用(NH₄)₂[(VO)₃(P₂O₇)₂]作为氨氧化催化剂来制备3,4-二氯苯腈，产品收率仅为50％，难以达到工业化生产的要求；此外，该催化剂机械强度不高，也无法用于流化床反应器(CatalysisLetters,1995,33:349；Catalysis Today,1996,32:279)。武汉大学曾申请了一种氨氧化制备3,4-二氯苯腈的方法及专用催化剂的专利(CN1328875A)，该专利所用的催化剂为通过硅胶浸渍法制备的钒磷多组分复合氧化物硅胶负载型催化剂；但是硅胶负载型催化剂在工业上使用一般寿命不长。CN101759596A公开了一种共沉淀法制备的以V-Cr-B-Co为主要活性组分的流化床催化剂工艺；上海石化院通过喷雾干燥制备了硅溶胶型钒铬复合氧化物细颗粒催化剂(CN102295581A)，催化剂粒度为几十微米，活性及催化剂寿命均较硅胶负载型催化剂有所提高；然而这些专利所用催化剂仍然很难满足工业上对催化剂长寿命、高负荷和高活性高选择性的要求。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种3,4-二氯甲苯氨氧化反应制备3,4-二氯苯甲腈的催化剂。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述催化剂的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供上述催化剂的用途。

为解决上述第一个技术问题，本发明提供了一种3,4-二氯甲苯氨氧化反应制备3,4-二氯苯甲腈的催化剂。