1.本发明涉及化学中间体制备技术领域,尤其涉及一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法。
背景技术:
2.2,6-二氯苯甲腈是多种除草剂和杀虫剂的中间体,用于生产草克乐、除虫脲、氟幼脲等10余种农药,还用于染料、塑料等。现有技术常使用有机合成法或气相氨氧化法来制备2,6-二氯苯甲腈。
3.有机合成法是以6-氯邻硝基甲苯为原料,在催化剂作用下,进行氯化反应,再与甲酸、盐酸羟胺进行腈化反应。但是其反应步骤长,能耗高,污染较严重,工业化难度高。因此,当前2,6-二氯苯甲腈制备过程常采用气相氨氧化法。
4.然而现有制备2,6-二氯苯甲腈气相氨氧化法均采用流化床反应器,存在副反应多,反应温度难以控制,存在安全风险的缺陷,且收率不高。现有生产工艺大多用2,6-二氯甲苯作为原料,原料价格昂贵,从能源消耗和时间成本考虑,采用气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的工艺有待改进。
5.因此,如何提供一种高收率,高选择性连续固定床反应的2,6-二氯苯甲腈制备方法,是本领域技术人员所要解决的技术问题。
技术实现要素:
6.本发明的目的在于提供一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,以解决现有技术存在的缺陷。
7.为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
8.本发明提供了一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,包括以下步骤:
9.(1)将氨气、空气以及汽化后的2,6-二氯氯苄分别预热,混合后在固定床催化剂表面进行反应;
10.(2)反应结束后,经降温、水洗、离心脱水后得到2,6-二氯苯甲腈。
11.优选的,所述氨气、空气以及汽化后的2,6-二氯氯苄的摩尔比为3~5:10~60:1。
12.优选的,所述步骤(1)预热的温度为150~250℃。
13.优选的,所述步骤(1)反应的温度为340~355℃,反应空速为1500~3000h-1
。
14.优选的,所述步骤(1)的催化剂由活性组分和载体组成,其中载体为二氧化硅,活性组分以摩尔比计元素组成为v1cr
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o3,活性组分占催化剂总质量的40~60%。
15.优选的,所述催化剂的制备方法为:将五氧化二钒、硝酸铬、草酸钠、醋酸铅、硅溶胶、草酸溶液混合后,捏合,切粒,干燥再焙烧即获得催化剂。
16.优选的,所述切粒的粒径为3~8mm。
17.优选的,所述焙烧焙烧的温度为500~600℃,焙烧的时间为8~12h。
18.优选的,所述步骤(2)水洗的次数为3~5次。
19.经由上述技术方案可知,与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
20.本发明提供的气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,可有效提高2,6-二氯苯甲腈的收率,并且反应时的温度较低,可以有效降低能耗;此外,本发明的方案较常规的气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法反应时间更短,能够有效缩短气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的制备周期。
具体实施方式
21.本发明提供了一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,包括以下步骤:
22.(1)将氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄分别预热,混合后加入催化剂进行反应;
23.(2)反应结束后,经降温、水洗、离心脱水后得到2,6-二氯苯甲腈。
24.在本发明中,所述氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄的摩尔比为3~5:10~60:1,优选为3.5~4.5:30~50:1,进一步优选为3.6~4.2:35~45:1。
25.在本发明中,所述空气的摩尔数按照空气质量除以空气的摩尔质量计算得到。
26.在本发明中,所述反应在固定床内进行,反应时的压力为20~60kpa,优选为30~45kpa,进一步优选为40~45kpa。
27.在本发明中,所述步骤(1)预热的温度为150~250℃,优选为185~220℃,进一步优选为190~210℃。
28.在本发明中,所述步骤(1)反应的温度为340~355℃,优选为345~350℃。
29.在本发明中,反应空速为1500~3000h-1
,优选为1700~2400h-1
,进一步优选为2000h-1
。
30.在本发明中,所述步骤(1)的催化剂由活性组分和载体组成,其中载体为二氧化硅,活性组分以摩尔比计元素组成为v1cr
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o3,活性组分占催化剂总质量的40~60%,优选为45~55%,进一步优选未48~52%。
31.在本发明中,固定床反应管长度为4000mm,反应器管径为25mm,催化剂的装填高度为3000~3400mm。
32.在本发明中,所述催化剂的制备方法为:将五氧化二钒、硝酸铬、草酸钠、醋酸铅、硅溶胶、草酸溶液混合后,捏合,切粒,干燥再焙烧即获得催化剂。
33.在本发明中,所述切粒的粒径为3~8mm,优选为4~5mm。
34.在本发明中,所述干燥的温度为90~120℃,优选为100~110℃,干燥的时间为2~5h,优选为3~4h。
35.在本发明中,所述焙烧焙烧的温度为500~600℃,优选为520~580℃,焙烧的时间为8~12h,优选为9~10h。
36.在本发明中,所述步骤(2)水洗的次数为3~5次,优选为4~5次。
37.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
38.本发明下述实施例均是在小试范围内进行。
39.实施例1
40.一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,包括以下步骤:
41.(1)将氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄分别在150℃预热,混合后加入催化剂在固定床内进行反应,催化剂的装填高度为3000mm,在340℃反应(反应空速为3000h-1
),反应时的压力为20kpa,其中氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄的摩尔比为3:10:1;
42.(2)反应结束后,降至室温、水洗3次、以1000r/min转速离心脱水后得到2,6-二氯苯甲腈,2,6-二氯苯甲腈的收率为91.3%。
43.其中,催化剂的制备方法为:
44.按照计量比将五氧化二钒、硝酸铬、草酸钠、醋酸铅、硅溶胶、草酸溶液混合后,捏合,切粒至粒径为3mm,在120℃干燥2h,再在600℃焙烧8h即获得催化剂,催化剂中活性组分以摩尔比计元素组成为v1cr
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o3,活性组分占催化剂总质量的40%,其余为载体二氧化硅。
45.实施例2
46.一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,包括以下步骤:
47.(1)将氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄分别在185℃预热,混合后加入催化剂在固定床内进行反应,催化剂的装填高度为3100mm,在348℃反应(反应空速为2800h-1
),反应时的压力为30kpa,其中氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄的摩尔比为4:20:1;
48.(2)反应结束后,降至室温、水洗4次、以1000r/min转速离心脱水后得到2,6-二氯苯甲腈,2,6-二氯苯甲腈的收率为92.5%。
49.其中,催化剂的制备方法为:
50.按照计量比将五氧化二钒、硝酸铬、草酸钠、醋酸铅、硅溶胶、草酸溶液混合后,捏合,切粒至粒径为4mm,在110℃干燥2.5h,再在580℃焙烧9h即获得催化剂,催化剂中活性组分以摩尔比计元素组成为v1cr
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o3,活性组分占催化剂总质量的45%,其余为载体二氧化硅。
51.实施例3
52.一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,包括以下步骤:
53.(1)将氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄分别在190℃预热,混合后加入催化剂在固定床内进行反应,催化剂的装填高度为3400mm,在350℃反应(反应空速为2500h-1
),反应时的压力为45kpa,其中氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄的摩尔比为4:35:1;
54.(2)反应结束后,降至室温、水洗5次、以1000r/min转速离心脱水后得到2,6-二氯苯甲腈,2,6-二氯苯甲腈的收率为94.6%。
55.其中,催化剂的制备方法为:
56.按照计量比将五氧化二钒、硝酸铬、草酸钠、醋酸铅、硅溶胶、草酸溶液混合后,捏合,切粒至粒径为5mm,在100℃干燥3h,再在550℃焙烧10h即获得催化剂,催化剂中活性组分以摩尔比计元素组成为v1cr
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o3,活性组分占催化剂总质量的50%,其余为载体二氧化硅。
57.实施例4
58.一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,包括以下步骤:
59.(1)将氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄分别在195℃预热,混合后加入催化剂在固定床内进行反应,催化剂的装填高度为3300mm,在352℃反应(反应空速为2000h-1
),反应时的压力为50kpa,其中氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄的摩尔比为4:50:1;
60.(2)反应结束后,降至室温、水洗4次、以1000r/min转速离心脱水后得到2,6-二氯苯甲腈,2,6-二氯苯甲腈的收率为93.7%。
61.其中,催化剂的制备方法为:
62.按照计量比将五氧化二钒、硝酸铬、草酸钠、醋酸铅、硅溶胶、草酸溶液混合后,捏合,切粒至粒径为6mm,在90℃干燥4h,再在520℃焙烧11h即获得催化剂,催化剂中活性组分以摩尔比计元素组成为v1cr
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o3,活性组分占催化剂总质量的55%,其余为载体二氧化硅。
63.实施例5
64.一种气相氨氧化法制备2,6-二氯苯甲腈的方法,包括以下步骤:
65.(1)将氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄分别在250℃预热,混合后加入催化剂在固定床内进行反应,催化剂的装填高度为3150mm,在355℃反应(反应空速为1600h-1
),反应时的压力为60kpa,其中氨气、空气以及汽化后2,6-二氯氯苄的摩尔比为5:60:1;
66.(2)反应结束后,降至室温、水洗5次、以1000r/min转速离心脱水后得到2,6-二氯苯甲腈,2,6-二氯苯甲腈的收率为92.5%。
67.其中,催化剂的制备方法为:
68.按照计量比将五氧化二钒、硝酸铬、草酸钠、醋酸铅、硅溶胶、草酸溶液混合后,捏合,切粒至粒径为8mm,在90℃干燥5h,再在500℃焙烧12h即获得催化剂,催化剂中活性组分以摩尔比计元素组成为v1cr
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o3,活性组分占催化剂总质量的60%,其余为载体二氧化硅。
69.以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。