[发明专利]一种用于生产间苯二甲腈的催化剂、制备方法和用其制备间苯二甲腈的方法

说明书

本发明公开了一种用于生产间苯二甲腈的催化剂、制备方法和用其制备间苯二甲腈的方法，催化剂采用二氧化硅为载体，活性组分以原子比计的通式为：Pb_1.0Zr_aAs_bAg_cX_dY_eZ_fO_x，其中X选自Ga、In、Tl和Nd中的一种或多种，Y选自Sr、Pd、Rb和Te中的一种或多种，Z选自Se、Ge中的一种或多种。通过催化剂浆料制备、干燥和焙烧制得活化催化剂，所得催化剂在间二甲苯、空气和氨条件下经氨氧化生产间苯二甲腈的反应中具有高转化率、选择性、稳定性以及无酰胺类重组分副产的特点，利于大规模工业化清洁生产应用。

技术领域：

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种用于生产间苯二甲腈的催化剂及其制备方法，以及使用该催化剂在间二甲苯氨氧化反应生产间苯二甲腈中的应用。

背景技术：

间苯二甲腈是一种重要的有机合成原料，经过氯化生产的四氯间苯二甲腈(百菌清)是高效光谱低毒的杀菌剂，经过加氢生产的间苯二甲胺可用做环氧树脂固化剂，也可通过水解、加成、缩合、聚合等反应，合成一系列医药、染料、香料、油品、燃料添加剂、聚酯树脂和聚酯纤维等产品。

目前最为简洁经济的间苯二甲腈生产方法是间二甲苯在氨和空气存在的条件下经氨氧化一步反应合成，采用细颗粒催化剂和流化床氨氧化反应工艺，具有生产安全、工艺简洁、单程收率高的特点。氨氧化工艺近年来得到了较为迅速的发展，其工艺核心技术为催化剂的开发。

早期用于生产间苯二甲腈的催化剂主要采用简单的钒氧化物，或者添加少量的助催化剂成分，以改善其活性或者选择性，现有间苯二甲腈技术中催化剂根据活性组分主要有V-Cr、V-Sb、V-P和Sb-Fe四种体系，通过V或Sb-Fe这些活性组分再加上一些助催化剂提升反应的转化率和选择性。专利CN1268399A中公开了一种V-Cr流化床催化剂，其中添加P、B、As、Li、Na、K、Cs、Mn、Mg、Sb、Pb、Fe、Mo、W或者稀土元素制得，该催化剂间二甲苯转化率约98.2％、间苯二甲腈选择性约79.8％、3-氰基苯甲酰胺选择性约1.6％；专利CN102219711A中公开了一种V-Sb流化床催化剂，其中添加碱金属、Ca、Cr、Mo、Mn、Fe、Co、Ni、B、P制得，该催化剂间二甲苯转化率约98.3％、间苯二甲腈选择性约82.0％、3-氰基苯甲酰胺选择性约2.1％；专利CN1500775中公开了一种V-Cr-B-Ti流化床催化剂，其中添加Li、Na、K、Cs、Mn、Ca、Fe、Mo、W或者稀土元素制得，该催化剂间二甲苯转化率约98.3％、间苯二甲腈选择性约82.0％、3-氰基苯甲酰胺选择性约1.2％。

申请人在研究中发现，采用现有技术的V系和Sb-Fe系催化剂进行间二甲苯氨氧化生产间苯二甲腈的过程中存在生成较大量副产3-腈基苯甲酰胺的问题，降低了反应选择性，造成了一定的原料浪费，提高了原料成本；再者，副产3-腈基苯甲酰胺为高凝固点物质，会造成分离和产品精制困难，导致生产成本上升。因此，有必要对间二甲苯氨氧化催化剂进行优化，抑制酰胺类副产的生成以提高反应选择性，以减少原料浪费和降低生产成本。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是克服以往间二甲苯氨氧化生产间苯二甲腈技术中存在生成较大量副产3-氰基苯甲酰胺，导致原料浪费以及产品分离困难的问题，提供一种新的间二甲苯氨氧化催化剂，该催化剂具有高转化率和选择性、无酰胺类副产、适合大规模工业化、清洁生产的特点。

本发明的另一目的在于提供这种用于生产间苯二甲腈的催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供这种催化剂用于制备间苯二甲腈的方法。

为了实现以上发明目的，本发明通过下述技术方案来实现：