芳香烃氨氧化技术在精细化工合成中的运用

沈寒晰

（陕西省石油化工研究设计院，陕西西安 710054）

芳香烃氨氧化技术在精细化工合成中的运用

沈寒晰

（陕西省石油化工研究设计院，陕西西安 710054）

在我国的农药、医药、燃料等化工生产制造过程中，芳香烃氨氧化技术是应用较为普遍的技术，由于在化工生产制造过程中的重要原料中含有精细化工产品，芳香腈氰基的功能尤为重要，借助于芳香腈氰基的化学活泼特性，可以产生系列化学反应，合成精细化工产品，从而满足市场的需求，具有极为广泛的应用前景。

芳香烃氨氧化技术；精细化工合成；产品

在我国的化工产品领域中，精细化工产品占有极大的份额，如：农药产品、医药产品、染料产品、树脂产品，这些都是在精细化工合成技术之下生成的化工产品，而芳香腈氨基则以其活泼的化学特性而被广泛应用于化学产品市场和化学原料市场之中，如：合成烷基芳香腈、卤代芳香腈、杂环芳香腈等，芳香烃氨氧技术具有操作简便、安全、污染小等特性和优势，在现代环保的生产理念之下，迎合了时代的发展需求，有极为重要的现实价值和作用。

1 芳香烃氨氧技术的研究现状分析

芳香烃氨氧化主要是指芳香烃在氨、催化剂的有氧环境下，产生氧化反应，使芳香烃转化为芳香腈。自二十世纪五十年代，芳香烃氨氧化技术就进入了研究人员的研发领域，也有很多公司对催化剂开始了初步的研究，制成了混合芳香烃氨氧化法制邻苯二甲腈和苯甲腈生产装置，随后又建成了间苯二甲腈工业生产装置，使芳香烃氨氧化技术得到迅速的普及和推广。我国于二十世纪七十年代也开始了对芳香烃氨氧化技术的研究，但是由于技术的限制，只对IPN的氨氧化合成工艺和催化剂进行研发，随后我国自行研发出了细颗粒催化剂，在流化床反应器的运用条件下，创建成具有一定生产规模的装置，引领我国的IPN生产技术实现了实质上的突破和跨越。现阶段，随着我国精细化工生产行业的快速发展，为芳香烃氨氧化技术提供了极为广阔的环境和平台。

2 芳香烃氨氧化技术在精细化工合成中的应用分析

由于芳香烃污染低、安全性高、操作便捷的特点和优势，使其在精细化工合成领域独领风骚，显示出极为广泛的用途和发展前景，无论是在化工产品或工业生产、日常生活之中，芳香烃氨氧化技术都获得了人们的认可和接受，成为普遍性的化工技术之一。

2.1 苯甲腈

也称BN，它是生产苯代三聚氰二胺的主要原料来源，在化工领域中的应用极为广泛，尤其体现于油漆生产领域和油墨印刷行业之中。在这两个化工领域之内，苯甲腈作为一种主要的原料成分，并作为化学反应的溶剂形式而得到广泛的应用，它的应用特点和优势主要表现为沸点高、反应状态良好等，它首先由日本研发，并在生产工艺不断完善和合成化的条件下，生产规模不断扩张，已经形成了9 000t/a的产量，通过流化床反应器，确保生产收益率在80%左右，在反应过程中主要采用两种催化剂，即：V2Sn2O和Mn2W2O，在这两种不同的催化剂的细化作用之下，可以使其获得更高的产能和效率。

2.2 邻苯二甲腈

邻苯二甲腈则由于其生产工艺流程和步骤较少，显现出较为简单的生产操作过程，它与传统合成方式相比，极大地降低了精细化工合成的难度，增强了精细化工合成的经济性，并且它在化工应用实践过程中，显示出不可比拟的经济性价值和现实意义，在化工行业中颇受关注，成为了主要的研究对象。邻苯二甲腈也称为OPN，在它的氨氧化工艺技术应用中，尤其以催化剂的研发和应用为关键，在邻苯二甲腈的生产工艺之中，通常选用以锰基为主的催化剂系列，如：日本研发并生产的Mn-W-O系列催化剂、德国研发生产的V-Cr-0系列催化剂，另外还有V-P-0系列催化剂、Bi-Sb-Mo-Cr-O系列催化剂等。在采用这些催化剂的前提下，使邻苯二甲腈的收率达到了65%～70%。由此可见，在邻苯二甲腈氨氧化反应技术下，选用适宜的催化剂，可以极大地提高化工合成反应的效率，也有助于提高产率。

2.3 间苯二甲腈

间苯二甲腈又称为IPN，它是在芳香腈中应用最为广泛、发展潜能最大的化工产品种类。它在与氯气的氯化反应之后，便会产生一种广谱高效杀虫剂，即百菌清，这也是在农业生产领域应用极为广泛的杀毒剂和防霉剂，与其他的杀毒剂相比，它具有杀毒效率高、毒性低、使用后残留少的特点。间苯二甲腈在氯化反应后生成的四氯间苯二甲腈不仅可以用于农业杀毒，而且还可以应用于塑料生产过程和合成纤维的生产过程之中，它极为宽泛的现实用途加快了对间苯二甲腈的研发，迅速地提升了间苯二甲腈的工业化速度，目前的间苯二甲腈的生产规模已经达到了15 000t/a，并以氨氧化反应技术为主要且唯一的技术，如：极具代表性的日本昭和电工公司、三菱瓦斯化学公司，这两个具有代表性的公司分别采用固定床反应器工艺技术和流化床反应器工艺技术；还有我国上海石化研发的NC-催化剂，在应用于间苯二甲腈的生产工艺中，也获得了超过78%的收率。

2.4 邻氯苯甲腈

邻氯苯甲腈又称OCN，它在2-氰基-4-硝基苯胺作为分散染料的化工合成制作过程中，具有不可缺少的重要作用和功能，是不可缺少的中间体。在邻氯苯甲腈的参与合成条件下，可以生成抗疟新药硝喹。在对邻氯苯甲腈的化工合成研究中，有诸多的催化剂专利项目，如：V-Cr-O系列催化剂、V-P-O系列催化剂，并主要以流化床反应器为其主要的生产装置。目前，由于2-氰基-4-硝基苯胺的出口数量不断加大，作为中间体的邻氯苯甲腈的精细化工生产也迅速发展，达到了年产3kt的生产能力，然而尽管我国在邻氯苯甲腈的生产能力方面获得了极高的提升，但是在收率方面却收效甚微，不尽人意。

2.5 对氯苯甲腈

对氯苯甲腈又称为TCN，具有极为重要的精细化工合成用途，广泛应用于染料、医药、农药的精细合成过程，并在人们的日常生活领域之中用于合成超耐热的高档汽车用材料。这种技术产品广泛应用于英美发达国家，我国在氨氧催化剂的研究方面也获得了极大的进展，它类似于OCN催化剂，极大地推动了对氯苯甲腈氨氧化生产工艺的进展。

2.6 2，6—二氯苯甲腈

2，6—二氯苯甲腈又称2，6—DBN，就其自身的特性而言，归属于除草剂的种类，具有优良的性能，它在农药、医药的精细化工合成产品的制造过程中，是不可缺少的中间体。在2，6—二氯苯甲腈的精细化工合成中，主要选择5，6—二氯硝基苯作为它的生产原料，经过加氢反应、氮化反应和重排反应之后，可以制作生成2，6—二氯苯甲腈。在2，6—二氯苯甲腈的氨氧化技术之中，优势主要体现为：合成加工工艺流程简单；在缩短工艺流程的同时提升二氯苯甲腈的产率；处理“三废”的能力较强；质量优良等。在二氯苯甲腈精细化工合成技术的生产研发过程中，日本申请了铁基催化剂的专利。我国上海石化也开发研制了催化剂，提升了二氯苯甲腈的收率，使其达到了76%。

2.7 氰基吡啶

氰基吡啶又称为3—CPN，它通过碱水解的控制方式，可以生成烟酰胺或烟酸产品，这些归属于B族维生素，作为饲料、食品、医药的中间体，也同样具有广泛的需求。氰基吡啶在饲料中的添加应用量为40%～50%，在医药中的添加应用量为20%～25%。现今世界上的氰基吡啶生产总量为年产2万t，其中尤以瑞士公司的生产能力最强，达到了世界生产总量的一半。目前，通过碱水解的方式可以得到氰基吡啶，另外，还有一种途径，即利用3—甲基吡啶氨氧化合成氰基吡啶，这种合成生产技术能力可以达到1.2万t。

3 结束语

综上所述，在芳香烃氨氧化技术应用于精细化工合成领域的过程中，由于精细化工生产行业的贸易出口的扩大，芳香烃氨氧化技术获得了极为广阔的发展契机，通过芳香烃氨氧化技术的实践应用，极大地提升了精细化工产品的合成效率，也在较大程度上提高了精细化工产品的质量，并随着芳香烃氨氧化技术的不断完善和进步，医药、农药、食品、饲料、燃料对于芳香烃氨氧化技术的需求逐年上升，推动了芳香烃氨氧化技术的深入研发和生产。

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[3] 薛田，崔庆忠，吕宁，等.邻氯苯亚甲基丙二腈的热分解性能研究[J].质谱学报，2016，（1）.

Application of Ammonia Oxidation of Aromatic Hydrocarbons in Fine Chemical Synthesis

Shen Han-xi

Ammonia oxidation of aromatic hydrocarbons is widely used in the production of pesticides，pharmaceuticals，fuels and other chemical industries.Due to the fact that the important raw materials in the manufacturing process of chemical industry contain fine chemical products，Based on the chemical activity of aromatic cyano cyano groups，it is possible to produce a series of chemical reactions and synthesize fine chemical products to meet the needs of the market and have a very broad application prospect.

aromatic ammoxidation；fine chemical synthesis；product

TQ241

：A

：1003–6490（2016）10–0033–02

2016–09–30

沈寒晰（1969—），男，陕西西安人，工程师，主要研究方向为化学合成。