程闯 安磊(抚顺职业技术学院,辽宁 113122)
芳香烃氨氧化技术在精细化工合成中的运用
程闯 安磊(抚顺职业技术学院,辽宁 113122)
在我国化工领域中,主要采用芳香烃氨氧化技术来实现芳香腈的生产。并且芳香烃氨氧化技术得到了精细化工生产以及合成领域的全面运用,结合实现情况来说,芳香烃氨氧化技术今后的发展前景将一片光明。因此。本篇文章主要对芳香烃氨氧化技术的基本含义进行阐述,从苯甲腈、间苯二甲腈、邻苯二甲腈、二氯苯甲腈、邻氯苯甲腈、氰基吡啶、对氯苯甲腈七个方面入手,对精细化工合成中芳香烃氨氧化技术的应用实例进行解析,并以此为依据,对我国对于精细化工合成中芳香烃氨氧化技术的研发以及发展进行探讨。希望通过本文的阐述,可以给相关领域提供些许的参考。
芳香烃氨氧化技术;精细化工合成;运用
精细化工产品是推动我国化工产业稳定发展的重要产品,其中农药产品、医疗药品以及化工染料都属于精细化工合成产品。在化学世界中,芳香腈氨具备较强的化学活泼性,可以发生多种反映,例如水解反应、酯化反应、加成反应以及聚合反应等。因此,不只在我国的所化学产品市场中得到了广泛的应用,同时在得到了国际化学产品市场的广泛应用。所以,全面分析芳香烃氨氧化技术,并将芳香烃氨氧化技术运用到精细化工合成里,这必将给我们国家的化工行业的今后发展奠定扎实的基础。
所谓的芳香烃氨氧化主要是指,在有氧的环境下,芳香烃在氧气的作用下,与氧化剂和催化剂发生化学反映。换句话说,就是在氧化的作用下,将芳香烃逐渐转化成芳香腈的一种技术。站在工艺流程的角度来说,芳香烃氨氧化不仅具备简便的原理性,同时又具备较高的操作性,并且反映的过程中,不会出现危险,在反应的过程中,获得的产物芳香腈不会被污染,纯净系数比较高,因此,芳香烃氨氧化技术得到了化工产业的广泛应用。
日本是第一个运用芳香烃氨氧化技术的国家,并将其运用到了化工企业中。该企业全面分析和研究芳香烃氨氧化技术,最终获得了一系列完整的催化流程和反映技术。通过对芳香烃氨氧化技术的全面研究,该企业成功发现了2-6-2二氯苯甲腈,并将其运用到化工生产中。。世界主要的芳香腈装置见表1:
表1 世界主要的芳香腈装置
日东化学日本500流化床BASF公司德国2,6-二氯苯氰邻苯二甲腈固定床触媒公司日本固定床昭和电工Nepera Inc.云南化工厂新河农用化工有限公司日本邻苯二甲腈苯氰间苯二氰5000 1300 500 2100固定床美国2100固定床中国3-氰基吡啶间苯二氰800流化床中国间苯二氰2100流化床上世纪六十年代初上世纪六十年代末上世纪六十年代末上世纪六十年代中上世纪七十年代末上世纪八十年代末二十一世纪初
随着芳香烃氨氧化技术得到了精细化工合成领域的广泛运用,由芳香烃氨氧化技术研制的化工产品不管是在化工产业中,还是在人们的平时工作、学习、生活里,都得到了广泛的使用,精细化工合成中芳香烃氨氧化技术的应用主要包含七个方面。第一个是苯甲腈;第二个是间苯二甲腈;第三个是邻苯二甲腈;第四个是二氯苯甲腈;第五个是邻氯苯甲腈;第六个是氰基吡啶;第七个是对氯苯甲腈。下面,我们将进一步对这七种材料进行详细的阐述。
2.1 苯甲腈
在化工产业中,苯甲腈的主要作用就是生产三聚氯二胺。在工业领域中,苯甲腈的主要作用就是生产油漆;在印刷领域中,苯甲腈的主要作用就是生产油墨。在化工产业中,人们是把苯甲腈作为一种实现化学反应的催化剂,这主要是由于苯甲腈具备沸点高且对反应场地要求不高等特征。
2.2 间苯二甲腈
在芳香腈中,得到各个领域广泛应用的材料就是间苯二甲腈,并且随着时代的发展,各个领域运用间苯二甲腈的需求量也会逐渐增高。通常情况下,将间苯二甲腈应用在消毒药剂的研发和生产方面。由于间苯二甲腈是在氯化的反映下得出的产物,因此具备较强的杀虫效果。在农业领域中,得到人们广泛应用的杀虫剂就是百菌清。百菌清和其他杀虫药品进行比较,其具备三种特点,第一,杀虫效率高;第二,杀虫范围广;第三,危害药性低。
2.3 邻苯二甲腈
邻二甲苯氨氧化工艺在各个领域中得到了广泛应用,这主要是因为邻二甲苯氨氧化工艺和原始的合成技术进行对比,邻二甲苯氨氧化工艺具备操作简便等特点。在现实生产应用的过程中,由于邻二甲苯氨氧化工艺绝壁较高的经济效益以及应用价值,因此,得到了诸多化工领域的广泛关注和研究。在使用邻二甲苯氨氧化工艺时,首先要考虑的因素就是催化剂的应用量。适量的催化剂,不但可以增快反应速率,同时还能提升生产量,通过多次实践证,邻苯二甲腈的生产效率最高可达到70%。但是,当前,大多数的化工企业都没有构建邻苯二甲腈的产业化体系。有些企业只是利用OPN种类的催化剂,也就是Mn2WO2类型的催化剂,来实现邻苯二甲腈产量的提升。
2.4 二氯苯甲腈
二氯苯甲腈,不仅作为一种高效的除草剂,同时还能够以中间产物的形式出现在现代医学药品、农作药品以及高分子材料中。二氯苯甲腈中主要的组成成分就是5,6-二氯硝基苯,是经历一系列的反应得出的产物,其中包含加氢反应、氮化反应等。因为二氯苯甲腈具备操作简单、流程方便、废物处理效果好、产生效率高且质量优良等特点,因此取得了多个国家的广泛关注。
2.5 邻氯苯甲腈
在研制2-氰基-4-硝基苯胺时,邻氯苯甲腈在研制的过程中起着关键的作用,并且在一定环境的影响下,会合成一种新型的物质,也就是抗疟新药硝喹。在进行精细化合成的过程里,与邻氯苯甲腈相关的信息和资料比较多,同时有关邻氯苯甲腈应用的催化剂专利项目也比较多。在进行邻氯苯甲腈研发时,通常会应用的反应器就是流化床,进入到二十一世纪以来,由于2-氰基-4-硝基苯胺的生产规模逐渐增多,这给邻氯苯甲的今后发展奠定了良好的基础,邻氯苯甲每年的总生产量高达3000t/a。但是因为受到一些因素的制约,例如反应床因素、催化剂因素等,和其他材料进行比较,邻氯苯甲的产量还是普遍偏低。
2.6 氰基吡啶
氰基吡啶主要是利用水解的方式来获得的产物,其中包含烟酰胺产品以及烟酸产品等,这两种产品都在B族维生素的范围内。因此,常常被应用在医疗药品、牲畜饲料以及产品生产等领域。各个领域对氰基吡啶的需求量比较高,在众多材料中,排列在第二位。在生产饲料的过程中,氰基吡啶作为一种添加剂,使用量的比例为20:9。
2.7 对氯苯甲腈
在精细化工程中,对氯苯甲腈的主要功能就是制作颜料、医疗药品以及农药产品等。此外,由于对氯苯甲腈具备超强的耐热能力,因此也被广泛的应用在高档汽车用涂料里。在世界领域中,当前只有西方国家研制的对氯苯甲腈材料得到了各个领域的广泛应用。据相关报道来看,我国有关部门已经研发出了氨氧催化剂,对氯苯甲腈应用的催化剂和OCN类催化剂大致相同。但是,这种催化剂的专利已经被日本抢先一步。
从上个世纪七十年代开始,我国就开始运用芳香烃氨氧化技术,至今为止已有几十个年头主要分布在南方等地域,根据目前的情况来看,我们国家细化工领域开始加强芳香烃氨氧化技术的研发力度以及运用力度,并将其运用在医学药品、化工染料以及食品等方面,我相信,不久的将来,芳香烃氨氧化技术的发展前景将会越来越美好。
总而言之,随着世界对芳香腈的需求量逐渐加大,我国相关部门已经加大了芳香烃氨氧化技术研发力度以及运用力度,同时在杂环芳香烃氨氧化技术、卤代芳香烃氨氧化技术以及相关催化剂等研发领域获得了稳定的进展。近几年来,我国现代化农业生产出口量逐渐开大,农药产品、医药产品、燃料产品、饲料产品以及食品等方面对芳香腈的需求量也逐渐增大,因此,这也给芳香烃氨氧化技术在精细化工品合成的应用奠定了良好的发展前景。
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