[发明专利]一种用于生产2,6-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于生产2,6‑二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法。该催化剂的活性组分中包括由CeVO₄晶相构成的CeVO₄复合氧化物，且所述催化剂的XRD谱图中归属于V₂O₅或CeO₂的主要衍射特征峰和归属于CeVO₄的主要衍射特征峰强度的比值为0～0.25；以及所述活性组分中W和P以磷钨杂多酸组分的形式存在。本发明的催化剂应用于2,6‑二氯甲苯气相氨氧化制备2,6‑二氯苯甲腈时，具有2,6‑二氯甲苯转化率高、2,6‑二氯苯甲腈选择性好的特点，适用于大规模的工业生产应用。

技术领域

本发明涉及2,6-二氯苯甲腈的生产技术领域，具体涉及一种用于生产2,6-二氯苯甲腈的催化剂、该催化剂的制备方法以及生产2,6-二氯苯甲腈的方法。

背景技术

2,6-二氯苯甲腈(2,6-dichlorotolunitrile，简称2,6-DCBN)是重要的农药除草剂，以及一系列农药如草克乐、除虫脲、氟虫脲、氟铃脲、伏虫隆、定虫隆等苯甲酰脲类杀虫剂的合成前驱体。此外，2,6-二氯苯甲腈还在药物合成、高分子材料等领域均有着重要的作用，尤其是作为高端电子化学品的聚芳醚腈的合成单体，对2,6-二氯苯甲腈需求也在日益增加，因此开发高活性、高选择性的2,6-二氯苯甲腈制备方法具有重要现实意义。

2,6-二氯苯甲腈的制备手段主要包括化学合成、气相氨氧化等两大类，其中化学法合成路线长，污染严重，副产物多，而采用2,6-二氯甲苯、氨与空气经气相氨氧化反应一步合成2,6-二氯苯甲腈，流程短，污染少，具备非常明显的优势。芳烃气相氨氧化反应的特点是主副反应都是强放热反应，因而对催化剂活性组分及相应反应工艺及反应器的选择就显得尤为至关重要。流化床反应体系具有传热传质效率高、放大效应小等优点，适于芳烃气相氨氧化这种撤热要求较高的化工过程，但流化床反应器中催化剂处于高速流动状态下，流态化质量控制以及催化剂耐磨损强度需要满足较高要求，因此除反应性能外，催化剂的强度和耐磨性能是保证催化剂应用于本反应领域的核心指标。

作为芳烃气相氨氧化制芳腈流化床催化剂的活性相，钒系氧化物一直以来都是最为成熟有效的体系，如V-P、V-Cr等复合氧化物体系，并以氧化铝、碳化硅、氧化硅做为载体，制备成为不同粒度的球形颗粒，在流化床反应器中使用。初期的气相氨氧化催化剂通常只以组分较少的氧化物体系如V-Cr-O、V-P-O作为催化剂，因此不仅存在催化剂氧化程度过深、选择性低的问题，催化剂的强度指标也较差。随着对于芳烃氨氧化领域研究的深入，目前广泛采用的是经过改进的多组分钒系氧化物催化剂，不同助剂的添加从芳腈选择性、催化剂强度等各方面提升了催化剂的性能。但现有芳烃气相氨氧化催化剂的开发大多针对苯甲腈、2,6-二氯苯甲腈等芳腈化合物，对卤代芳腈涉及较少。而在卤代芳腈中，又以2,6-二氯甲苯开发难度最大，因其反应原料2,6-二氯甲苯(2,6-DCT)的甲基被两个氯原子包围，空间位阻较大，使α位C-H键的活化更为困难，通常情况下需要采取增大活性相比例，或提高反应温度等手段以避免氨氧化活性较低的问题，但这样又导致深度氧化进一步加剧，反应选择性降低，因此对于催化剂活性的调变与平衡具有相当的难度。

发明内容

由于CeVO₄作为气相氨氧化的活性相，其酸强度较低，因此导致单纯采用CeVO₄在空间位阻较大的芳烃氨氧化过程中反应活性不足。本申请的发明人在研究中发现，采用添加P-W杂多酸的方法，可以有效提升反应性能，同时由于P-W杂多酸优越的电子传递性能，可以调变反应活性中心的位置，进一步提高2,6-二氯苯甲腈的选择性。

本发明克服了以往技术中2,6-二氯甲苯空间位阻较大，气相氨氧化反应制备2,6-二氯苯甲腈收率偏低的问题。在制备过程中，通过将对应活性组分的溶液混合得到均匀的浆料，并喷雾成型的方法得到细颗粒流化床催化剂，制备过程简便，所得催化剂强度较高。本发明的催化剂应用于2,6-二氯甲苯气相氨氧化制备2,6-二氯苯甲腈时，具有2,6-二氯甲苯转化率高、2,6-二氯苯甲腈选择性好的特点，适用于大规模的工业生产应用。