基于芳香烃氨氧化技术的精细化工合成研讨

2021-09-10 07:22许晓春姜友林
科技研究 2021年13期
关键词:精细化工

许晓春 姜友林

摘要:在国内化工生产制造领域,芳香烃氨氧化技术有着较为广泛的应用,如医药、农药等。芳香腈氰基具有化学活泼的特性,能产生系列化学反应,有助于精细化工产品的合成,从而使市场需求得以满足,具有广阔的应用前景。鉴于此,文章重点论述了精细化工合成中芳香烃氨氧化技术的相关应用,仅供参考。

关键词:精细化工;芳香烃氨氧化技术;邻苯二甲腈

引言

精细化工产品是国内化工领域不可忽视的一部分,占据着很大比重,比如树脂产品、燃料产品及医药产品等化工产品,均为精细化工合成技术所制成。在化学产品和原料市场内,由于芳香腈氨基具有活泼的化学特性,得到了普遍应用,如合成烷基芳香腈、杂环芳香腈、卤代芳香腈等,芳香烃氨氧技术具备污染小、安全及操作便捷等优势,在当前倡导环保的生产理念下,拥有着巨大的现实价值,迎合了时代发展需求。

一、芳香烃氨氧化技术的国内发展现状

我国研究人员早在20世纪中期,便对芳香烃氨氧化技术展开了相关研究,并且,一些企业对催化剂开始了研究,完成了苯二甲腈工业生产设备的研制[1]。自此以后,该项技术在我国获得了飞速的发展。芳香烃氨氧化技术的操作原理简单、操作过程安全性高,在氧化反应下,能够实现芳香烃向芳香腈的转变。我国研究人员在20世纪末期,对该项技术展开了更进一步的研究,但受限于那时的工业水平,研究方向较为局限,主要集中在苯二甲腈的催化剂和氨氧化合成工艺。不过在众多学者、专家的不懈研究下,细颗粒催化剂得以研制成功,同时通过了流化床反应器,所推出的设备具有了一定生产规模,这对我国苯二甲腈生产技术的快速发展形成了巨大推动。

二、基于芳香烃氨氧化技术的精细化工合成

在精细化工合成领域芳香烃氨氧化技术有着极为广泛的应用,涉及到日常生活學习、工业生产及化工产品等诸多方面。

(一)苯甲腈

化工领域中生产苯代三聚氯二胺不可缺少苯甲腈,尤其是在油漆及油墨的生产中应用较多。其在化工领域,更多是作为化学反应的溶剂,拥有诸多显著的特点,如沸点高、反应场所良好等。如今研发出的苯甲腈生产装置大部分来自日本,伴随不断完善其生产工艺,当前已达到9000t/a的产量,其生产的实现主要是借助流化床反应,收率可保持在约80%[2]。其催化剂体系主要是Mn2W2O;V2Sn2O。着手催化剂的细化,可以实现产率的提升。

(二)邻苯二甲腈

其生产工艺简单、易操作,原因是邻二甲苯氨氧化工艺流程不复杂。在具体应用中体现了很高的经济性,所以,众多化工行业对其展开了研究。在实际生产邻苯二甲腈的时候,一项十分重要的步骤,便是合理选择催化剂,做好这一步既有助于反应效率的显著提升,又能提高产率。然而,目前许多化工企业,其邻苯二甲腈都未实现工业化。而反观日本一些公司借助Mn2W2O型催化剂(即OPN型催化剂),使生产面积显著扩大。

(三)间苯二甲腈

在所有芳香腈中间苯二甲腈有着最为广泛的应用,尤其是工业生产对其需求量大。消毒剂为其应用主要方向,经过氯化反应后,四氯间苯二甲腈得以形成,这是在农业中应用广泛的一种消毒剂(百菌清)。相较于其他杀毒剂,百菌清居于诸多优点,如毒性低、效率高等,并且四氯间苯二甲腈也常被应用到一些合成纤维与塑料生产。伴随不断展开有关间苯二甲腈生产工艺的研究,其生产技术也获得了显著发展,就当前而言间苯二甲腈的生产量已然实现15000t/a。由上海石化所研发的NC-催化剂,让间苯二甲腈的生产收益率保持在约80%。

(四)邻氯苯甲腈

作为2-氰基-4-硝基苯胺中的分散染料,邻氯苯甲腈是化工合成制作中不能缺少的中间体,发挥了重要作用。同时,在相关条件下,其能形成抗疟新药硝喹,这是一种新型的产物。邻氯苯甲腈在化工合成的应用中,有较多催化剂被研究出来,比如V-Cr-O系列催化剂、V-P-O系列催化剂、V-C-R系列催化剂等[3]。在着手研发邻氯苯甲腈的时候,其生产装置主要为流化床反应器。伴随近些年经济全球化的不断推进,进出口贸易也获得了进一步发展,进而也相应增加了硝基苯胺的出口量,而作为中间体,在精细化工生产中邻氯苯甲腈也获得了良好发展,当前其年产量可达4kt。然而受限于催化剂等因素所具有的不稳定性,也较大程度影响到收益率。

(五)对氯苯甲腈

精细化工合成中时常可见氯苯甲腈的身影,比如在农药、医药或染料等合成中的应用。同时,将对氯苯甲腈应用到汽车材料中,能合成一种高档的汽车涂料,该涂料有着良好的耐热性。现如今,在西方一些发达国家内对氯苯甲腈得到了广泛应用,比如英国、美国等。同时我国有关对氯苯甲腈的研究也较为成功,比如湖南湘潭化工研究所。此外,据一些文献显示,用作合成对氯苯甲腈的催化剂,类似邻氯苯甲腈所用的催化剂,并且这些催化剂都出自日本。

(六)氰基毗咤

氰基毗咤(简称CPN),采用碱水解控制方法,CPN可生成烟酰胺或烟酸产品,属于维生素B的行列。通常CPN被作为中间体使用在药品、饲料和食品中,实际应用需求十分巨大。作为一种添加剂,CPN在药品、饲料及食品中的添加量,基本达到了23%-31%、38%-55%、14%-18%。现如今,瑞士公司是世界上CPN生产能力处于领先地位的,几乎该公司所生产的CPN占据了全球生产总量的一半。CPN获取方法中最常见的便是碱水解,同时借助甲基吡啶氨氧化合成CPN的方法也较为普遍,每年全球生产的总量中,许多都是运用该方法来获得CPN。

结语

总之,关于芳香烃的现实价值及作用,我国有关部门有着清晰认识,并提供了相应政策支持,使芳香烃氨氧化技术的研究开发力度进一步加大,已然收获了一定成绩。同时,在经济全球化的刺激下,出口商品需求量也会很大程度增加,这也会使得食品、饲料产品、燃料产品、医药产品及农药产品等,更为需求芳香烃,所以,深入研究基于芳香烃氨氧化技术的精细化工合成,对于我国经济的稳步、快速发展有着较大裨益。

参考文献:

[1]孙福元.化工合成技术在精细化工产品生产中的应用[J].化工管理,2020(31):93-94.

[2]陈文旭.关于精细化工产品合成中的化学应用[J].当代化工研究,2020(07):111-112.

[3]龚垒.精细化工合成中芳香烃氨氧化技术的应用[J].居舍,2018(03):150.

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