[发明专利]一种由苯甲酸气相氨化制备苯甲腈的方法

说明书

 

技术领域

本发明属于有机化工领域，具体涉及一种由苯甲酸气相氨化制备苯甲腈的方法。

背景技术

苯甲腈是一种重要的有机中间体，广泛用于合成苄胺和苯代三聚氰胺等，还可用于溶剂、抗氧剂和非离子型表面活性剂，用于苄基橡胶、树脂、涂料和聚合物的合成。

苯甲腈在工业上主要由甲苯氨氧化生产。在380℃下，原料配比为甲苯：氨：氧=1:4.7:3，空速800h^-1，在钒系催化剂的作用下，苯甲腈的收率可达85%。国内目前有工厂开发出相关工艺，但工艺流程相对较为复杂，对条件控制的要求较高，且三废处理技术复杂。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供一种由苯甲酸气相氨化制备苯甲腈的方法，该方法具有工艺流程简单、三废少、设备投资低和产品质量好等优点。

本发明提供的技术方案如下：

一种苯甲酸气相氨化制备苯甲腈的方法，包括以下步骤：

将苯甲酸与氨化剂气化后与载气进行混合，苯甲酸：氨化剂：载气的摩尔比为1:1~5:5~40，通入填充有催化剂的固定床进行催化反应，反应温度为250~400℃，反应得到的粗产品在冷凝器中液化，将粗产品分离出水相后进行精馏，即可得到苯甲腈。

所述的氨化剂为氨气、尿素、碳酸氢铵、碳酸铵、氨水或氯化铵。

所述的载气为氨气、氮气、氢气、氩气、氦气、甲烷或水蒸气。

所述的催化剂包括主催化剂和助催化剂。

所述的主催化剂为高岭土、硅藻土、氧化铝、磷酸-硅藻土、磷酸-二氧化硅、沸石、分子筛或氧化铝-二氧化硅。

所述的助催化剂为Ti、Zn、Cu、Co、Ni、Fe、K或Na。

所述的冷凝器中的冷却介质为空气、水、冷冻液、导热油或甘油。

本发明由苯甲酸气相氨化制备苯甲腈，将气态的苯甲酸与氨化剂混合后，通过固定床催化剂进行催化脱水反应，反应转化率为85%，选择率为95%。

附图说明

图1为本发明由苯甲酸气相氨化制备苯甲腈的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

将催化剂填充在列管式固定床反应器中，在300℃下将氢气连续通入固定床反应器对催化剂活化2h。以氮气为载气通入预热器，氮气流经汽化室时与气化的苯甲酸和氨气混合，形成苯甲酸-氨气-氮气混合气体，混合气体中各物质的摩尔比为苯甲酸：氨气：氮气=1:1:5；苯甲酸-氨气-氮气混合气体通过催化剂床层时400℃发生反应，反应得到的粗产品在冷凝器中液化，冷凝器中的冷却介质为水，粗产品分离出水相后即可进行精馏，粗产品中的苯甲腈含量为85wt%。未液化的气体可由压缩机回压至气罐中回收利用。本发明由苯甲酸气相氨化制备苯甲腈的工艺流程如图1所示。

本实施例所用的催化剂采用高岭土为主催化剂、K和Fe为助催化剂，其制备方法包括以下步骤：将高岭土中加适量水，加入成型剂纤维素醚挤压成型，100℃烘干，300℃煅烧3h，500℃煅烧5h，然后将高岭土粉碎至10~20目，接着将高岭土在1wt%的KOH溶液中浸泡10分钟后烘干，300℃煅烧3h，然后在1 wt%的Fe(NO₃)₃溶液中浸泡1h，烘干，300℃煅烧1h。

实施例2

将催化剂填充在列管式固定床反应器中，在320℃下将氢气连续通入固定床反应器将催化剂活化2h；将氢气和氮气混合后作为载气通入预热器，其中氢气和氮气的摩尔比为1:1；氢-氮混合气流经汽化室时与气化的苯甲酸和尿素进行混合，形成苯甲酸-尿素-氢气-氮气混合气体，混合气体中各物质的摩尔比为苯甲酸：尿素：氢气：氮气=1:2:20:20；苯甲酸-尿素-氢气-氮气混合气体通过催化剂床层时350℃发生反应，反应得到的粗产品在冷凝器中液化，冷凝器中的冷却介质为甘油，粗产品分离出水相后即可进行精馏。粗产品中的苯甲腈含量为75 wt%。未液化的气体可由压缩机回压至气罐中回收利用。

本实施例所用的催化剂采用活性氧化铝为主催化剂、Na和Zn为助催化剂，其制备方法包括以下步骤：将粒径为3mm的活性氧化铝球在300℃下煅烧3h，冷却至室温后在1 wt%的NaOH溶液中浸泡10分钟，烘干，300℃煅烧1h，然后在1 wt%的Zn(NO₃)₂溶液中浸泡1h，烘干，300℃煅烧1h。

实施例3