[发明专利]一种合成对氯苯甲腈的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种合成对氯苯甲腈的催化剂及其制备方法与应用，所述催化剂包括载体及负载在载体上的活性组分；所述载体包括γ‑Al₂O₃；所述活性组分的通式为VCr_aP_bA_cB_dO_x，其中，A为碱金属或碱土金属中的任意一种或至少两种的组合，B为B、Bi、Sb、As、Mo或Fe中的任意一种或至少两种的组合；a、b、c、d和x分别表示对应元素的原子百分比含量，且0≤a≤1.5、0.2≤b≤0.8、0≤c≤0.5、0≤d≤1，x为满足各元素化合价所需氧原子数。本发明选用适宜的粒径和比表面积的γ‑Al₂O₃作为载体，能够显著提高催化剂的活性，同时采用本发明的活性组成，提高了催化剂的选择性。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种合成对氯苯甲腈的催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

对氯苯甲腈又称4-氯苯甲腈，是一种重要的化工医药中间体，其经氟化、水解等反应后合成的2，4-二氟苯甲腈、2，4-二氯苯甲酸等均是重要的有机中间体，被广泛应用于医药、农药、燃料等领域。目前，对氯苯甲腈合成的关键在于催化剂的开发，研究出高活性，高选择性，高寿命的催化剂是当前的热点。

Martin等采用VOHPO₄·H₂O作为催化剂前体，进行以原料2，4-二氯甲苯和氨气的氨氧化反应制备2，4-二氯苯甲腈，其反应工艺条件为反应温度435℃，原料配比2，4-二氯甲苯：氨气：氧气：水＝1：8：5：25；其中，2，4-二氯甲苯转化率为85％，2，4-二氯苯甲腈收率为48％。所述方法产品收率低，反应添加水蒸汽作稀释剂，以延长它的催化剂寿命，并稀释反应热，但也增加了它的能耗和生产成本。

CN1328874公开了一种氨氧化法制备2，4-二氯苯甲腈的方法及专用催化剂，所述催化剂以硅胶为载体，活性成分组成为：V_aTi_bP_cD_dE_eO_x，其中D为钛、铁、镍、钴、铋、锰、铬、钼，E为铜、锌、锡、硼、钾、锂或镁；a＝1；b＝0.3～2.5；c＝0.5～1.7；d＝0～1.2；e＝0～0.9；x则根据以上各元素的含量和价态而定，其活性组分元素重量含量为3～40％。采用浸渍法制备催化剂进行氨氧化反应，其反应工艺条件为反应温度400℃，原料配比2，4二氯甲苯：NH₃：Air＝1：7：15，2，4-二氯苯甲腈收率为82.1％。所述催化剂耐磨性能差，反应工艺条件中氨比过高，生产成本过高，导致氨气回收能耗高以及三废处理压力大。

因此，亟需提供一种生产成本低、制备方法简便、活性高以及选择性优异的用于氨氧化法合成对氯苯甲腈的催化剂，具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种合成对氯苯甲腈的催化剂及其制备方法与应用，采用氨氧化法合成对氯苯甲腈的催化剂来催化对氯甲苯、氨气和空气在流化床中发生氨氧化反应，制得了高纯度、高选择性和高收率的对氯苯甲腈；所述催化剂的催化活性高，制备方法简单，适合大规模推广应用。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种合成对氯苯甲腈的催化剂，所述催化剂包括载体及负载在载体上的活性组分；

所述载体包括γ-Al₂O₃；