簡(jiǎn)稱氨氧化,含有活潑甲基的有機(jī)化合物與氨一起進(jìn)行氧化生成的反應(yīng)過程。
沿革
早在1948年,羅姆半導(dǎo)體集團(tuán)哈斯公司即開始用甲烷進(jìn)行氨化氧化反應(yīng)生產(chǎn)氫氰酸(安德羅索夫法)。1960年,第一套丙烯氨化氧化生產(chǎn)丙烯腈的裝置由美國(guó)俄亥俄州標(biāo)準(zhǔn)油公司建成并投入生產(chǎn),此過程的出現(xiàn)對(duì)石油化工的發(fā)展具有重大意義。以后孟山都公司等還開發(fā)了用丙烷氨化氧化生產(chǎn)丙烯腈的過程。1966年日本昭和電工公司開發(fā)的由間二甲苯氨化氧化生產(chǎn)間苯二腈的方法也獲得工業(yè)化。20世紀(jì)70年代,美國(guó)魯姆斯公司開發(fā)了一種類似的過程,稱氧化氨解,它與氨化氧化法不同之處是在反應(yīng)器中不通空氣,反應(yīng)需要的氧取自金屬氧化物催化劑晶格中的氧,被還原的金屬氧化物催化劑送入再生器,用空氣氧化,燒掉吸附的化合物后,返回反應(yīng)器使用。
反應(yīng)類型
為氣固相反應(yīng)過程,工業(yè)上有實(shí)際意義的過程主要有:①烯烴的氨化氧化,例如:②烷烴的氨化氧化,例如:③ 芳烴的氨化氧化
④雜環(huán)化合物的氨化氧化
催化劑
氨化氧化反應(yīng)所用催化劑,除甲氨化氧化反應(yīng)使用Pt-Rh金屬絲網(wǎng)催化劑(見金屬催化劑)外,大多用金屬氧化物催化劑。包括:①磷鉍系催化劑,如磷-鉬-鉍-鐵--鈷-氧。②銻系催化劑,如-銻-氧、銻-鐵-氧、銻-鋅-氧等。③釩系催化劑,如釩-鉬-氧、釩-鈦-氧,以及釩與鉻、、銻等的氧化物。磷鉬鉍系和銻系催化劑主要用于烯烴的氨化氧化,釩系催化劑主要用于芳烴及雜環(huán)化合物的氨化氧化。這些氧化物均制成負(fù)載型催化劑,常用的催化劑載體有硅膠、氧化鋁和碳化硅等。
過程條件
氨化氧化反應(yīng)系強(qiáng)放熱反應(yīng),因此反應(yīng)熱的移出是重要的。反應(yīng)通常在常壓下進(jìn)行,除甲烷氨化氧化制氫酸是在高溫下進(jìn)行外,一般氨化氧化反應(yīng)溫度為,過高的反應(yīng)溫度由于深度氧化等副反應(yīng)增多,會(huì)使反應(yīng)產(chǎn)物的收率下降,且使催化劑的壽命縮短。由于在長(zhǎng)時(shí)間高溫缺氧的條件下操作會(huì)使催化劑的活性不能穩(wěn)定持久,故氨化氧化反應(yīng)一般在空氣過量的情況下進(jìn)行(烴與空氣的摩爾比為1:10左右)。為了減少副反應(yīng),氨的用量不能低于理論量,但為避免回收過量氨而消耗硫酸,氨用量不宜過高,略高于理論量即可。原料中的硫化物應(yīng)脫除,以防催化劑中毒。
除甲烷氨化氧化過程采用裝有多層鉑-金屬絲網(wǎng)催化劑的薄層反應(yīng)器外,其他均采用固定床反應(yīng)器(列管式)或流化床反應(yīng)器。后者主要用于丙烯腈生產(chǎn)。
工業(yè)應(yīng)用
氨化氧化過程在工業(yè)上主要應(yīng)用于生產(chǎn)有機(jī)腈化物,其中最重要的是丙烯氨化氧化制丙烯腈。此法制丙烯腈由于原料價(jià)廉易得,可一步合成,并可采用高效催化劑,幾乎取代了所有其他的生產(chǎn)方法。甲烷氨化氧化是生產(chǎn)氫氰酸的重要方法。其他的工業(yè)應(yīng)用還有對(duì)、間位二甲苯氨化氧化生產(chǎn)相應(yīng)的苯二腈,以及 β-甲基吡氨化氧化生產(chǎn) β-氰基吡啶等。
參考資料 >