一種由苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的方法，在反應(yīng)器中，將氣態(tài)的苯甲酸和氨化劑與載氣混合后通過催化劑固定床進(jìn)行催化反應(yīng)，其中，苯甲酸：氨化劑：載氣的摩爾比為1:1~5:5~40，采用的載氣可為反應(yīng)原料氣體或惰性氣體，反應(yīng)器后設(shè)置冷凝器，粗產(chǎn)品經(jīng)冷凝后分離出水相即可進(jìn)行精餾提純。本發(fā)明的反應(yīng)流程簡單，采用苯甲酸氣相氨化生產(chǎn)苯甲腈，無三廢產(chǎn)生，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益明顯。
【專利說明】一種由苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于有機(jī)化工領(lǐng)域，具體涉及一種由苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]苯甲腈是一種重要的有機(jī)中間體，廣泛用于合成芐胺和苯代三聚氰胺等，還可用于溶劑、抗氧劑和非離子型表面活性劑，用于芐基橡膠、樹脂、涂料和聚合物的合成。
[0004]苯甲腈在工業(yè)上主要由甲苯氨氧化生產(chǎn)。在380°C下，原料配比為甲苯:氨:氧=1:4.7:3，空速80(?'在釩系催化劑的作用下，苯甲腈的收率可達(dá)85%。國內(nèi)目前有工廠開發(fā)出相關(guān)工藝，但工藝流程相對較為復(fù)雜，對條件控制的要求較高，且三廢處理技術(shù)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種由苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的方法，該方法具有工藝流程簡單、三廢少、設(shè)備投資低和產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。[0006]本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
一種苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的方法，包括以下步驟:
將苯甲酸與氨化劑氣化后與載氣進(jìn)行混合，苯甲酸:氨化劑:載氣的摩爾比為1: 1~5:5~40,通入填充有催化劑的固定床進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25(T400°C，反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品在冷凝器中液化，將粗產(chǎn)品分離出水相后進(jìn)行精餾，即可得到苯甲腈。
[0007]所述的氨化劑為氨氣、尿素、碳酸氫銨、碳酸銨、氨水或氯化銨。
[0008]所述的載氣為氨氣、氮?dú)?、氫氣、氬氣、氦氣、甲烷或水蒸氣?br> [0009]所述的催化劑包括主催化劑和助催化劑。
[0010]所述的主催化劑為高嶺土、硅藻土、氧化鋁、磷酸-硅藻土、磷酸-二氧化硅、沸石、分子篩或氧化鋁-二氧化硅。
[0011]所述的助催化劑為T1、Zn、Cu、Co、N1、Fe、K 或 Na。
[0012]所述的冷凝器中的冷卻介質(zhì)為空氣、水、冷凍液、導(dǎo)熱油或甘油。
[0013]本發(fā)明由苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈，將氣態(tài)的苯甲酸與氨化劑混合后，通過固定床催化劑進(jìn)行催化脫水反應(yīng)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為85%，選擇率為95%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明由苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
將催化劑填充在列管式固定床反應(yīng)器中，在300 V下將氫氣連續(xù)通入固定床反應(yīng)器對催化劑活化2h。以氮?dú)鉃檩d氣通入預(yù)熱器，氮?dú)饬鹘?jīng)汽化室時(shí)與氣化的苯甲酸和氨氣混合，形成苯甲酸-氨氣-氮?dú)饣旌蠚怏w，混合氣體中各物質(zhì)的摩爾比為苯甲酸:氨氣:氮?dú)?1:1:5 ;苯甲酸-氨氣-氮?dú)饣旌蠚怏w通過催化劑床層時(shí)400°C發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品在冷凝器中液化，冷凝器中的冷卻介質(zhì)為水，粗產(chǎn)品分離出水相后即可進(jìn)行精餾，粗產(chǎn)品中的苯甲腈含量為85wt%。未液化的氣體可由壓縮機(jī)回壓至氣罐中回收利用。本發(fā)明由苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的工藝流程如圖1所示。
[0016]本實(shí)施例所用的催化劑采用高嶺土為主催化劑、K和Fe為助催化劑，其制備方法包括以下步驟:將高嶺土中加適量水，加入成型劑纖維素醚擠壓成型，100°c烘干，300°C煅燒3h，500°C煅燒5h，然后將高嶺土粉碎至10-20目，接著將高嶺土在lwt%的KOH溶液中浸泡10分鐘后烘干，300°C煅燒3h，然后在I wt%的Fe (NO3) 3溶液中浸泡lh，烘干，300°C煅燒Ih0
[0017]實(shí)施例2
將催化劑填充在列管式固定床反應(yīng)器中，在320°C下將氫氣連續(xù)通入固定床反應(yīng)器將催化劑活化2h;將氫氣和氮?dú)饣旌虾笞鳛檩d氣通入預(yù)熱器，其中氫氣和氮?dú)獾哪柋葹?:1 ;氫-氮混合氣流經(jīng)汽化室時(shí)與氣化的苯甲酸和尿素進(jìn)行混合，形成苯甲酸-尿素-氫氣-氮?dú)饣旌蠚怏w，混合氣體中各物質(zhì)的摩爾比為苯甲酸:尿素:氫氣:氮?dú)?1:2:20:20 ；苯甲酸-尿素-氫氣-氮?dú)饣旌蠚怏w通過催化劑床層時(shí)350°C發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品在冷凝器中液化，冷凝器中的冷卻介質(zhì)為甘油，粗產(chǎn)品分離出水相后即可進(jìn)行精餾。粗產(chǎn)品中的苯甲腈含量為75 wt%。未液化的氣體可由壓縮機(jī)回壓至氣罐中回收利用。
[0018]本實(shí)施例所用的催化劑采用活性氧化鋁為主催化劑、Na和Zn為助催化劑，其制備方法包括以下步驟:將粒徑為3mm的活性氧化鋁球在300°C下煅燒3h，冷卻至室溫后在Iwt%的NaOH溶液中浸泡10分鐘，烘干，300°C煅燒lh，然后在I wt%的Zn (NO3) 2溶液中浸泡lh，烘干，300°C煅燒Ih。
[0019]實(shí)施例3
將磷酸-硅藻土填充在列管式固定反應(yīng)器中作為催化劑，在250°C下將氫氣連續(xù)通入固定床反應(yīng)器對磷酸-硅藻土活化2h ；以水蒸氣為載氣通入預(yù)熱器，水蒸氣流經(jīng)汽化室時(shí)與氣化的苯甲酸和碳酸氫銨混合，形成苯甲酸-氨氣-水蒸氣混合氣體，混合氣體中各物質(zhì)的摩爾比為苯甲酸:碳酸氫銨:水蒸氣=1:5:30 ;苯甲酸-氨氣-水蒸氣混合氣體通過催化劑床層時(shí)在250°C下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品在冷凝器中液化，冷凝器中的冷卻介質(zhì)為導(dǎo)熱油，粗產(chǎn)品分離出水相后即可進(jìn)行精餾，粗產(chǎn)品中的苯甲腈含量為80 wt%。未液化的氣體可以放空。
[0020]上述實(shí)施例中所述的氨化劑氨氣、尿素和碳酸氫銨可用碳酸銨、氨水或氯化銨替代；載氣氮?dú)?、氫氣和水蒸氣可用氨氣、氬氣、氦氣或甲烷替代；主催化劑高嶺土、活性氧化鋁和磷酸-硅藻土可用硅藻土、磷酸-二氧化硅、沸石、分子篩或氧化鋁-二氧化硅替代；助催化劑Zn、Fe、K和Na可用T1、Cu、Ni或Co替代；冷卻介質(zhì)水、甘油和導(dǎo)熱油可用空氣和冷凍液替代；均不影響本發(fā)明的實(shí)際效果。
[0021]上面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種苯甲酸氣相氨化制備苯甲腈的方法，其特征在于:包括以下步驟:將苯甲酸與氨化劑氣化后與載氣進(jìn)行混合，苯甲酸:氨化劑:載氣的摩爾比為1:1飛:5~40，通入填充有催化劑的固定床進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25(T400°C，反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品在冷凝器中液化，將粗產(chǎn)品分離出水相后進(jìn)行精餾，即可得到苯甲腈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的氨化劑為氨氣、尿素、碳酸氫銨、碳酸銨、氨水或氯化銨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的載氣為氨氣、氮?dú)狻錃?、気氣、氦氣、甲烷或水蒸氣中至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的催化劑包括主催化劑和助催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述的主催化劑為高嶺土、硅藻土、氧化鋁、磷酸-硅藻土、磷酸-二氧化硅、沸石、分子篩或氧化鋁-二氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述的助催化劑為T1、Zn、Cu、Co、N1、Fe、K或Na中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的冷凝器中的冷卻介質(zhì)為空氣、水、冷凍液、導(dǎo)熱油或甘油。`
【文檔編號】C07C255/50GK103864644SQ201410135097
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】郭澤軍, 于萍, 羅運(yùn)柏 申請人:武漢大學(xué)