甲苯氨氧化制苯甲腈研究pdf

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表 # 线速对反应结果的影响 * . 8 , ) # 9 : , ’ ) 4 ) + : < ) , + 4 % 2 = 转化率 产物收率 / 4 4 + + , 0 + 0 , + + . , 0 + % , G * ( + , # 0 , + 0 ) , ( 0 1 , 0 ’ ’ " ! * 氨基化合物 ! &$! # , # & , % # , + & , & % , # % 1 , & % , # % , . 0 , & % , 0 % , & ( , -
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# 结果与讨论
# " ! 温度对反应的影响 温度对反应结果影响较大, 其结果见表% 。
表 ! 温度对反应的影响 * . 8 , ) ! 9 : , ’ ) 4 ) + : 2 ) / ) ( . 2 ’ ( ) 3 温度 5 # 0 # + ) 1 ) % 转化率 4 + ) , 0 + . , + + 0 , + + + , ( G * 0 1 , + 0 & , 0 0 , & 0 & , # 产物收率 / 4 ’ ’ " ! * 氨基化合物 ! &$! % , 0 & , + , & & , % & , % + , + & , & % , # % 1 , & # , ( % , % % & , .
有机化工与催化
甲苯氨氧化制苯甲腈研究
顾龙勤, 陈金华
(中国石化上海石油化工研究院, 上海 ! ) " $ ! " ’ 摘 要: 通过开发的新型催化剂研究了甲苯氨氧化制苯甲腈反应中温度、 反应物线速、 催化剂负荷、
氧比 (空气比) 和氨比等条件对反应的影响。在反应温度( 原料配比甲苯 氨 空气, 、 " )*、 + + $ + ( + ! "
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L % L %, ・ 原料配比甲苯 氨 空气I % , 催化剂负荷・ 反 3 K H H H ) H & 1 1J : L %。 应线速1 ・ , )3 =
结果表明, 当温度低于# 由于转化率低 + -5时, 而使单程收率下降; 而高于) 反应深度氧化 % 15时, 生成大量的 ! 亦使苯甲腈收率下降。 ’ &, # ; # 线速对反应的影响 在流化床反应工艺中, 对已定型的催化剂及特 定的反应而言, 应有适宜的反应线速 (接触时间) , 本 反应的线速对反应结果的影响如表&所示。
$ / / !年第3期
顾龙勤等: 甲苯氨氧化制苯甲腈研究
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: " : "的反应条件, ・ 进行 ! ・ ; / /;活性稳定性 # /9 & ( 试验, 结果如图!所示。结果表明, 该催化 ! / /;内,
剂氨氧化反应各产物的收率基本不变, 催化剂具有 良好的稳定性, 可应用于工业生产。
图 ! 催化剂负荷对反应的影响 " # % & ’ ! ( ) * + % ’ ) , ’ * , . / . + 1 / + . 2 # ) $ 0 $
(空气) 比对反应的影响 ! 3 4 氧 反应气中氧分压对反应的影响十分敏感。本工 艺中空气比对反应的影响如表 ! 所示。结果表明, 反应中因甲苯的转化率低而使产 空气比小于" #时, 物单程收率下降; 空气比大于 $ 则由于反应深 # 时, 度氧化而生成大量二氧化碳, 使苯甲腈收率下降。
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# % # " * * " $ "’ #$ ’ ) & & & & & ! " # 工艺流程 甲苯氨氧化反应工艺流程如图%所示。
图 ! 甲苯氨氧化反应工艺流程图 $ % ’ ( ) ! * + , ’ ) ) . / / + 0 % 1 . 2 % + -3 ( + 4 ) 5 5 & 原料罐; 计量泵; 预热器; 反应器; 冷凝器; % , & , # , ) , , . , 有机相 水相分离器; 洗气瓶; 湿式流量计; 酸洗瓶; / ( , 0 , + , 在线色谱仪。 % 1 ,
! " " ;年 4月 第$ $卷 第 4期
工业催化 = > Y Z < 7 E = : WB : 7 : W [ < = <
\ I 1 " " ; L! ] J 1 9 $ $ > J 9 4
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[ ] ( 与传统的有机合成法相比 , 甲苯氨氧化制苯 [ ] $ ; 经加氢或卤化等反应可合成 )
< 实验部分
< = < 反应原理 氨氧化制苯甲腈反应主要包括: B V ;
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B > ; X> V ;X ? ! ! "
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甲腈是最简单和经济的生产方法。国内曾有过类似
[ ] ) 工艺的开发和报道 , 但未实现工业化生产。本文
# $ # $时, ・ 其苯甲腈收率大于’ / ・ 线速" / 、 负荷) 2 ) 3。 4 " " 5 6工业生产装置运行表明苯 !. / "0 . 1
甲腈收率略高于实验室结果, 且稳定性良好。 关键词: 氨氧化; 甲苯; 苯甲腈 中图分类号: ; ( ) 7 8 ( ! % 9 & ( 7 8 ! ! % 9 % $ 文献标识码: : 文章编号: $ " " ’ # $ $ ( ; ! " " ; " 4 # " " ! & # " ;
线速 / 3 = 1 , % 1 , & 1 , # 1 , )
L % L %。 ・ 反应温度) 甲苯 氨 空气I , 负荷・ 3 K 1 - 5, H H % H ) H & 1 1J :
表& 结果表明, 在线速 1 / , &3 =时反应结果最 为理想。这是因为反应线速过小 (接触Βιβλιοθήκη Baidu间过长) 、 反应转化率太高会导致深度氧化; 反之则由于转化 率过低而使苯甲腈的单程收率下降。 # " 6 催化剂负荷对反应的影响 催化剂负荷是工业应用的重要指标。本文开发 的催化剂负荷的影响如图&所示。 由图&可见, 当催化剂负荷在 ) / ・ -#0 1J M / N B O 其苯甲腈收率基本不变, 说明其操作弹性大, :时, 有利于工业生产。
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工业催化
& 1 1 #年第(期
+ + 2 ( 4的产品。 ! " 7 分析方法 % % $ ’ & & " ( ! ’$ ) " ’ & 用( 47 8 9 $! : ; < 3 = < ; > ? @? 分析反应液相 ; 用% 产物; 用A # F 分子筛 < ; B B DE 分析 ! ’及! ’ C & 分析氧含量; 氢氰酸用化学滴定法测定; 成品检测用 % % $ ( * " #$ ’ & & 毛细管色谱, 用归一法定量。 " ( " ! *$ % % " ’ &
! " # " $ % ’ " ( ) % * + ) % $ , " ( " + ’’ % . / + ) . % (0 + ) + $ 2 ) & 1 * % 3’ + ( , * + 0 ) , 3 " % * 4 " ( 5 % ( . ) 3 . $ "
! "# $ % ’ ) %, * + , -. ) % ’ / 0 1 & (
甲苯用平流泵经电子秤计量后送入预热混合
器, 与计 量 的 空 气 混 合 后 再 与 计 量 的 氨 合 并 进 入 在 给 定 的 条 件 下 反 应。 ! # ( 2 -3 3 流 化 床 反 应 器, 反应产物进入冷凝器和有机相 水相分离器。部分 / 尾气经酸洗及在线色谱分析仪, 定时分析反应气相 组成, 其余经水洗并由湿式流量计计量后排空。定 时分析反应产物的组成, 得到产物的收率。 ! " 6 催化剂制备 实验室所用甲苯和氨均为工业级, 空气 (氧源) 经除油和除湿处理, 其他试剂均为分析纯。 将含有催化活性元素的可溶性盐类溶于水中并 与) 经喷雾成平均粒径 1 4的硅溶胶混合, 1" 3的 催化剂前驱体, 然后在0 1 5下焙烧即成。 反应粗产物经内装 ! #3 3 不锈钢三角填料的 精馏塔 ( 减压精馏即得纯度大于 ! & 13 36 & 13 3)
, , ) (< < 2 6 C 2 6 D ! " $ ! " ’ B 2 D C 6 = > ? @ A B< 2 6 C 2 6 DE F / F 6 G H 2= C / 5 D 5 I 5 F J K@ F 5 G J H 2 F . D H 6 17 F H 2 C J 1 J 0 0 0 L : , , , 6 4 2 ) 3 + 0 ) 7 2 F F K K F H 5 / J K G F 6 H 5 D J C 5 F . F G 6 5 I G F N F 1 J H D 5 H 6 5 6 1 / 5 1 J 6 O D C J P F C G 6 5 D J 6 C O6 . . J C D 6 G 6 Q M L L 0 L 0 5 D J J C 5 J 1 I F C F6 . . J P D O 6 5 D J CJ C6C F R 1 Q O F N F 1 J F OH 6 5 6 1 / 5R F G FO F / H G D S F O 9 T F C U J C D 5 G D 1 FL D F 1 OJ K ’ ) 3 L M L ( ) , , R 6 / 6 5 5 6 D C F OI C O F G K J 1 1 J R D C H J C O D 5 D J C + 5 J 1 I F C F + > V + 6 D G . J 1 F , $ + ( + ! "( " )* 1 D C F 6 G N F 1 J H D 5 ! 0 L" ; / /W ・ / . / 6 C OH 6 5 6 1 / 5 1 J 6 O D C "#& "0 2 9 B J . . F G H D 6 1 6 1 D H 6 5 D J CJ K 5 2 FH 6 5 6 1 / 5J C64 " "5 6M 1 6 C 5 L 0% M M L / 2 J R F O6S F C U J C D 5 G D 1 FL D F 1 O2 D 2 F G 5 2 6 C 5 2 F 1 6 S J G 6 5 J G 5 F / 5 G F / I 1 5R D 5 20 J J O / 5 6 S D 1 D 5 K 5 2 F H 6 5 6 1 / 5 9 0 L LJ L : ; ; ; 7 " % 3 / 2 6 . . J P D O 6 5 D J C 5 J 1 I F C F S F C U J C D 5 G D 1 F H 6 5 6 1 / 5 L 18 : ; : : ( ) 9 : 9( , ’ 4 " 3 7 8 ( ! % 9 & ( 7 8 ! ! % 9 % $ ! % 0 , ’ " ( ) 0 % / " : 6 3 ) . 0 $ " ; ! $ " " ’ # $ $ ( ; ! " " ; " 4 # " " ! & # " ; 苯甲腈亦称苄腈 (T , 具有强烈刺激性气味, >) 沸点 $ 与 熔点# $ ; *, & " 4 *。其用途十分广泛, 双氰胺反应可合成具有多种用途的苯代三聚氰二胺 ( S F C U J I 6 C 6 . D C F 0 [ ] ! # ; 农药、 医药或兽药等中间体 ; 此外它还可作丙 烯酸纤维的染色助剂和有机合成、 油漆、 印刷油墨和 树脂等的高沸点有机溶剂。
B V ;
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主要研究采用自由湍流流化床反应工艺和在平均粒 径) "! . 的细颗粒催化剂上的氨氧化反应。该工 艺已成功应用于工业生产。
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收稿日期: ! " " ! # $ ! # " % 作者简介: 顾龙勤 ( —) , 男, 上海市人, 工程师, 从事芳烃氨氧化制芳腈的研究。 $ & % ’
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