[发明专利]一种制备2,6‑二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其是涉及一种用于制备2,6-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

2,6-二氯苯甲腈是一种植物的芽前除草剂，特点是除杂草对象广，药效高，毒性很低。以2,6-二氯苯甲腈为主要原料生产的2,6-二氟苯甲腈，是重要的除草剂和杀虫剂中间体。此外，2,6-二氯苯甲腈是2,6-二氟苯胺、草可乐、除虫脲、氟虫脲的重要中间体。

2,6-二氯苯甲腈还是特种工程塑料聚苯醚腈的主要原料，该产品具有高耐热性、耐油、耐损耗、耐腐蚀性能，成型流动性好，复合性能好等优点。随着这些行业的迅速发展，2,6-二氯苯甲腈市场前景非常乐观。2,6-二氯苯甲腈的合成方法分为有机合成法和气相氨氧化法。有机合成法是以6-氯邻硝基甲苯为原料，在催化剂作用下，进行氯化反应，再与甲酸、盐酸羟胺进行腈化反应。其反应步骤长，能耗高，污染较严重，工业化难度高。2,6-二氯苯甲腈最简单、最经济的制造方法是用2,6-二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。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。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2,6-二氯苯甲腈的催化剂的专利较少。文献US4530797中使用V、P为原料制备催化剂，通过在反应原料中添加卤代烷，将2,6-二氯苯甲腈的摩尔收率提高到85％以上；日本申请的欧洲专利EP0273317采用Fe、Sb为原料制备催化剂，摩尔收率为81％；日本专利JP平3-44362介绍的固定床催化剂，采用V、P、Mo、Cr为原料，γ-Al2O3为载体，其最高摩尔收率为85％。中国专利CN102909043B公开了一种用于制备2,6-二氯苯甲腈的催化剂及合成方法和应用，催化剂以二氧化硅为载体，采用共沉淀法制备以V-Cr-P-Co为主要活性组分的流化床催化剂，应用于2,6-二氯甲苯进行氨氧化制备2,6-二氯苯甲腈的工艺过程中。

现有技术中，大多存在催化剂的活性差、选择性差、转化率低以及成本高等问题，催化剂的使用寿命短。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种选择性好、转化率高、制备工艺简单、成本低和寿命长的用于制备2,6-二氯苯甲腈的催化剂。

本发明的另一个目的是提供该催化剂的制备方法以及该催化剂的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于制备2,6-二氯苯甲腈的催化剂，所述的催化剂以硅胶或Al₂O₃为载体，以V₂O₅、P₂O₅和含Mo的氧化物或盐为主要活性物质，以Ni的氯化物与Cr的氧化物和Na、K或Cs中的至少一种氯化物为辅助活性物质，其中V、Mo、P、Ni、Cr的摩尔比为1：0.1-0.9：0.15-0.9：0.004-0.7：0.005-0.6，V与Na、K或Cs的摩尔比为1：0.003-0.2，所述催化剂的主要活性物质与辅助活性物质占催化剂总量的2-25wt％。

所述的主要活性物质与辅助活性物质的重量份比例为1：0.2-1.2。

所述的硅胶为40-120目的球形硅胶。

所述的Al₂O₃采用80目过筛的γ－Al₂O₃。

优选所述催化剂的主要活性物质与辅助活性物质占催化剂总量的5-18wt％。

所述的催化剂的制备方法，采用浸渍法，具体包括以下步骤：

(1)将构成主要活性物质及辅助活性物质的各组分元素的氧化物或盐加入酸溶液中溶解均匀；

(2)将载体加入上述溶液中，浸没0.5-8h，再经过陈化、烘干后，在753K-853K活化6-7h，即得到所述的催化剂。