[发明专利]用于生产卤代芳腈的流化床催化剂及其用途

说明书

本发明涉及一种用于生产卤代芳腈的流化床催化剂及其用途；主要解决以往技术中卤代芳腈选择性偏低、催化剂成本偏高的问题。本发明通过采用分子组成为VP_xA_aB_bO_y的活性组分，与含硅或铝氧化物载体组合而形成催化剂，其中，A选自第三主族或第五主族元素中的至少一种；B选自碱金属或碱土金属中的至少一种的技术方案，提升了催化剂活性和卤代芳腈选择性，降低了催化剂成本，有效的解决了该技术问题，可用于一系列卤代芳腈产品的生产。

技术领域

本发明涉及一种用于生产卤代芳腈的流化床催化剂及其用途。

背景技术

卤代芳腈是芳腈化合物中的重要一类，可用于生产医药、农药、染料等，是重要的精细化学品。如邻氯苯甲腈经硝化氨解反应可制得多用途偶氮分散染料的重要中间体2-氰基-4-硝苯胺；与卤代苯合成联苯化合物用于制备非肽型抗血管紧张素，还可制备多种消炎杀菌药物；对氯苯甲腈、对溴苯甲腈也常被用做医药和农药中间体等。

芳腈的生产有化学合成、气相氨氧化等方法，其中将芳烃、氨与空气经气相氨氧化反应一步合成芳腈，流程短，污染少，是目前芳腈生产的主要方法。该反应的特点是主副反应都是强放热反应过程。因而，催化剂活性组分及形式的选择和相应反应器的选择就显得至关重要。流化床具有传热传质效率高、易于大型化等优点，但对催化剂物理化学性能和反应器中流态化质量控制尤其是催化剂有较高要求。卤代芳腈作为芳腈中的一类，同样符合上述特点。

在芳烃氨氧化制芳腈的流化床催化剂中，钒系氧化物催化剂是最为有效的催化体系，如V-P、V-Cr等催化体系，通常以氧化铝、碳化硅、氧化硅为载体，制备成不同粒度的球形颗粒在流化床反应器中应用。早期的催化剂通常以简单组成的V-P、V-Cr等复合体系作为催化剂，普遍存在芳腈选择性较低的问题。近年的生产芳腈流化床催化剂，大多采用多组分钒系氧化物催化剂，一定程度上提高了芳腈的选择性。但芳腈催化剂的开发大多针对间苯二甲腈、对苯二甲腈等芳腈化合物，而对卤代芳腈涉及较少。CN1782330中公开了一种制备邻氯苯甲腈的流化床催化剂，以VCr_aB_bX_cY_dZ_eO_f/SiO₂作为催化剂；CN1223579公开了一种制对氯苯甲腈的流化床催化剂，采用组成为VCr_aA_bB_cC_dO_x/SiO₂作为催化剂；CN1252043公开了一种制备对溴苯甲腈的方法，使用活性组成为VCr_aA_bB_cC_dO_x的负载催化剂。以上这些流化床催化剂均采用V-Cr系氧化物催化剂，同时添加多种组分，有效实现了卤代芳腈的生产。但是，由于卤代芳烃本身固有的结构特点，与甲苯、二甲苯等芳烃相比，其分子中卤代基团的存在，使α位C-H键的活化更为困难，因此其氨氧化过程中对催化剂的活化能力要求更高。上述所有文献报道的这些催化剂，通常存在催化卤代芳烃氨氧化活性较低的问题，而为了提升活性而提升温度或提高催化剂中V含量后，催化剂的选择性则会出现显著下降。进一步改进生产卤代芳腈的活性选择性是催化剂改进的重要问题；同时催化剂中高含量的铬一定程度上也增加了催化剂的危害性和成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以往技术中催化剂在卤代芳烃氨氧化活性较高时芳腈选择性偏低、催化剂成本高的问题，提供一种新的用于氨氧化制备卤代芳腈的催化剂。该催化剂具有更环保、成本相对低廉、生产卤代芳腈兼具较高活性与选择性，且适用于流化床操作的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于生产卤代芳腈的流化床催化剂，由活性组分和载体组成。所说的活性组分为以原子比计如下组成的组合物：