一种用于合成2,6-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种氨氧化法制备2,6‑二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法。该催化剂不仅可以用于催化以2,6‑二氯甲苯为原料制备2,6‑二氯苯甲腈的反应，更可以用于催化以2,6‑二氯氯苄为原料制备2,6‑二氯苯甲腈的反应。该催化剂可以减少2,6‑二氯氯苄的过度氧化反应，并使产物具有非常高的选择性与收率，大大降低工业生产成本，满足了大规模工业化生产的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种用于合成2,6-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法
：本专利技术属于催化
，具体涉及一种氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法。
技术介绍
：2，6-二氯苯甲腈又名敌草腈，是一种重要的化学中间体，被广泛应用于除草剂、杀虫剂、医药、染料、高分子材料等领域。合成2，6-二氯苯甲腈的方法主要分为有机合成法和气相氨氧化法。气相氨氧化法是指在催化剂的作用下，反应物与氨气、氧气进行氨氧化反应生成2，6-二氯苯甲腈。气相氨氧化法与有机合成法相比，流程简单，能耗低，污染小，产品收率及纯度高，是工业化比较理想的方法。到目前为止，国内外应用氨氧化法制备2,6-二氯苯甲睛的催化剂相关专利都是采用2,6-二氯甲苯为原料。中国专利CN98110745.1以二氧化硅为载体，活性组分组成符合通式V1.0PbNacAdBeOx，其中，A为至少一种选自锂、钾、铷、铯的元素，B为至少一种选自镁、钙、钡、铬、锰、铁、钴、镍、锡的元素，该催化剂用于催化以2,6-二氯甲苯原料经氨氧化制备2,6-二氯苯甲腈的反应，2,6-二氯甲苯转化率可达98％，2,6-二氯苯甲腈选择性可达90％、收率可达88％以上。中国专利CN201110222993一种用于制备2,6-二氯苯甲腈的催化剂，催化剂以二氧化硅为载体，活性成分符合通式V1.0PaCrbCocXdOm，是采用共沉淀法制备的以V-Cr-P-Co为主要活性组分的催化剂，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，2,6-二氯甲苯转化率可达99.5％，2,6-二氯苯甲腈选择性可达90％、收率可达90％。上述用于制备2,6-二氯苯甲睛的催化剂都是以2,6-二氯甲苯作为反应物的催化剂。2,6-二氯甲苯价格高，用其作为反应物来生产2,6-二氯苯甲腈成本昂贵，而2,6-二氯氯苄价格不到2,6-二氯甲苯的一半，非常便宜，用其作为反应物来生产2,6-二氯苯甲腈成本低廉，非常适合大规模工业生产。由于2,6-二氯氯苄的化学性质更加活泼，更容易发生过度氧化反应，生成大量的CO2，产物2,6-二氯苯甲腈的选择性与收率低，因此目前公开的催化剂并不适合用于以2,6-二氯氯苄为原料的制备工艺。如果能够专利技术出一种适用于以2,6-二氯氯苄为原料制备2,6-二氯苯甲腈，且产物2,6-二氯苯甲腈的选择性好、收率高的催化剂，则可以大大降低工业生产成本。
技术实现思路
：本专利技术公开了一种氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法。该催化剂不仅可以用于催化以2,6-二氯甲苯为原料制备2,6-二氯苯甲腈的反应，更可以用于催化以2,6-二氯氯苄为原料制备2,6-二氯苯甲腈的反应。该催化剂可以减少2,6-二氯氯苄的过度氧化反应，使2,6-二氯氯苄通过氨氧化反应顺利转化为2,6-二氯苯甲腈，并使产物具有非常高的选择性与收率，大大降低工业生产成本，满足了大规模工业化生产的需要。2,6-二氯氯苄氨氧化制2,6-二氯苯甲腈的反应方程式为：C7H5Cl3+2NH3+O2＝C7H3Cl2N+NH4Cl+2H2O主要副反应为过度氧化反应，反应方程式为：2C7H5Cl3+6NH3+15O2＝6NH4Cl+14CO2+2H2O本专利技术公开了一种用于合成2,6-二氯苯甲腈的催化剂，其原子组成符合如下通式：V1.0PaMobXcOd/YOe其中X选自钴、铬中的一种或两种，Y选自硅、铝、钛中的一种，a为0.2～1.5b为0.1～1.0c为0.05～0.8d为满足V、P、Mo、X等元素化合价所需要的氧原子数总和。在上述催化剂中，含X的氧化物作为助剂，含Y的氧化物作为载体。本专利技术还公开了上述催化剂的制备方法，共有三个步骤：1、活性前驱体的制备在带有搅拌、加热和冷凝回流装置的反应釜中，加入有机溶剂，再加入钒化合物、磷化合物、钼化合物，搅拌制成悬浊液，加热升温，在80℃～160℃、0～－40kPa下进行反应，反应4h～6h，冷却后过滤，滤饼于100℃～160℃下干燥24h，再于280℃～400℃下焙烧4h～8h，得到活性前驱体。其中，所述的有机溶剂为正己醇、异丁醇、苯甲醇中的一种或几种；所述的钒化合物可以是五氧化二钒、偏钒酸铵、草酸钒等，优选五氧化二钒、偏钒酸铵；所述的磷化合物可以是磷酸、磷酸铵、磷酸钠、五氧化二磷等，优选磷酸、五氧化二磷；所述的钼化合物可以是七钼酸铵、四钼酸铵、三氧化钼等，优选七钼酸铵、四钼酸铵。所述的反应温度为80℃～160℃，优选90℃～140℃。2、半成品制备将步骤1得到的活性前驱体与载体、助剂混合均匀得到混合物料，然后将其成形，制成半成品。其中，所述的载体可以是氧化铝、氧化硅、氧化钛；所述的助剂可以为钴，和/或铬的化合物，其中钴化合物可以是硝酸钴、磷酸钴、硫酸钴、氧化钴等，优选硝酸钴、磷酸钴；铬化合物可以是硝酸铬、碳酸铬、硫酸铬、氧化铬等，优选硝酸铬、碳酸铬。可选择任意一种常规方法成形，列举一些可用的成形形状及其成形方法：(1)条形：混合物料按其重量加入30％～80％的水，1％～15％造孔剂(如田菁粉等)、1％～5％的润滑剂(如羧甲基纤维素等)，在捏合机中捏合均匀至适宜挤条为止，然后经过挤条机挤压成直径4mm～8mm条状物，经过100℃～140℃下干燥6h～24h，再破碎成长度4mm～8mm的条形颗粒，得到条形半成品。(2)球形：按(1)所述方法挤压成直径4～6mm条状物，经过切球机制成直径4～6mm的球形，经过100℃～140℃下干燥6h～24h得到球形半成品。(3)圆柱体或空心圆柱体：可以采用湿法造粒：混合物料加入其重量20％～50％的水，捏合均匀，然后经造粒机造成10目～40目的粒子，干燥后拌入石墨或硬脂酸等润滑剂得到适宜压片的粒子；或者采用干法造粒：将混合物料拌入石墨或硬脂酸等润滑剂经干法造粒机直接造成10目～40目的粒子。再将粒子经压片机压制成直径4mm～7mm的圆柱体或空心圆柱体。3、活化将半成品放入马弗炉中，在贫氧空气气氛下进行活化。通过在空气中配入适量的氮气来控制活化气氛中的氧气含量，氧气在贫氧空气中的体积含量范围为3％～15％，优选6％～12％；活化温度为400℃～600℃，优选450℃～550℃；活化时间为2h～10h，优选4h～8h。使用本专利技术的催化剂时，可以将催化剂装填于直径25mm，长度4米的固定床反应器中，催化剂装填高度3.5m。以2,6-二氯氯苄、氨气、贫氧空气为原料，在温度300℃～500℃、压力10kPa～100kPa下进行氨氧化反应，反应生成2,6-二氯苯甲腈。当控制反应温度使2,6-二氯氯苄的转化率>99％时，产物2,6-二氯苯甲腈的选择性和收率均能达到80％以上。对于氨氧化反应，钒是主要活性组分，钒的价态对其活性和选择性很重要。当钒主要以+5价存在时，催化剂的活性会很高，很容易发生过度氧化反应，生成无用的CO2，因而目标产物选择性会很差；而当钒主要以+4价存在时，催化剂的活性会很低，导致其选择性好，但产物收率低。本专利技术
技术介绍
所介绍的一些专利中，钒的价态介于+4.9～+5.0之间，很接近+5价，因而其活性过高，当使用比2,6-二氯甲苯化学性质更加活泼的2,6-二氯氯苄作为反应物时，更容易发生过氧化反应，生成大量的CO2，致使目标产物的选择性及收率低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于合成2,6‑二氯苯甲腈的催化剂，其元素组成与摩尔比计为：V1.0PaMobXcOd/YOe其中X选自钴、铬中的一种或两种，Y选自硅、铝、钛中的一种，a取值范围为0.2～1.5，b为0.1～1.0，c为0.05～0.8，d为满足其他元素化合价所需要的氧原子数总和。

【技术特征摘要】
1.一种用于合成2,6-二氯苯甲腈的催化剂，其元素组成与摩尔比计为：V1.0PaMobXcOd/YOe其中X选自钴、铬中的一种或两种，Y选自硅、铝、钛中的一种，a取值范围为0.2～1.5，b为0.1～1.0，c为0.05～0.8，d为满足其他元素化合价所需要的氧原子数总和。2.一种用于合成2,6-二氯苯甲腈的催化剂的制备方法，其步骤为：1)活性前驱体的制备在醇类溶剂中加入钒化合物、磷化合物、钼化合物，搅拌制成悬浊液，加热升温，在反应温度为80℃～160℃、反应压力为0～－40kPa下进行反应，反应4h～6h，冷却后过滤，滤饼于100℃～160℃下干燥24h，再于280℃～400℃下焙烧4h～8h；其中，醇类溶剂为正己醇、异丁醇、苯甲醇中的一种或多种；2)半成品制备将步骤1)所得的活性前驱体与载体、助剂混合均匀得到混合物料，然后将混合物料成形；其中所述的载体为氧化铝、氧化硅、氧化钛中的一种或多种；所述的助剂为钴化合物和/或铬化合物；3)活化将步骤2)所得的半成品在氧气含量范围为3％～15％的贫氧空气气氛下进行活化，活化温度为400℃～600℃，活化时间为2h～10h。3.根据权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先国，魏士新，王康军，胡佳，邹红旭，陈鹏，徐伟，潘蔚，石龙，
申请(专利权)人：常州新日催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32