关于苯胺的信息(6)_江原厄云的空间_百度空间
  苯直接胺化法进展较快
  传统工艺生产苯胺均存在着步骤多、操作条件苛刻、附加试剂及副产物多、对环境危害大等缺点。而芳香族化合物(苯)与氨反应直接氨基化将多步反应变为一步,可明显提高原子利用率,且副产物对环境无害,是目前研究最多的直接胺化合成芳胺(苯胺)的路线。在150~500℃、1.013~101.3MPa、苯在催化剂作用下可直接胺化合成苯胺,受热力学平衡限制,苯胺的收率较低。
  杜邦公司首先提出了这项工艺。20世纪90年代,日本Mitsui Toatsu采用苯、水和氨在惰性气体保护的金属磷酸盐催化剂存在下,在常压或正压、300~500℃下合成苯胺,产率1.9%。如果在这类反应中加入氧化剂以移去产物中的H2,打破原有的平衡,会使苯的转化率提高,苯胺的产率也可能提高。
  Durante等1999年提出了苯催化氧化胺化制苯胺的方法。该方法用分子氧作终端氧化剂,催化剂由载体、过渡金属和单核或双核配体(包含至少一个硝基或亚硝基或螯合的双核化合物)组成,反应在100~450℃、3.4~6.2MPa下,苯一步合成苯胺,但苯胺选择性很低。
  2000年,英国ICI公司开发了在较高温度和较高压力下气相混合芳烃(如苯)、氨气和氧气一步反应合成芳胺(如苯胺)的工艺,产品选择性达到96%。该催化剂以SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3或CaAlO4为载体材料,{zj0}比表面积为100~200m2/g的Al2O3;负载的钒组分以V2O5计为5%~15%;催化剂中添加碱金属和/或贵金属,和/或过渡金属作为助催化剂。采用共沉淀法引入各催化活性组分和/或助催化剂。胺化反应在低于200MPa下进行,{zj0}压力范围为20~50MPa;反应温度低于600℃,{zj0}温度为350~450℃。ICI公司进行了应用实验,载于Al2O3上的V2O5(8%)首先于450℃,在固定床反应器中脱氢以活化催化剂,然后由苯∶氨∶氧∶氮(摩尔比1∶3∶0.05∶2.45)组成的混合物在催化剂存在下,制得的苯胺选择性为71%。在另一次实验中,采用载于硅石上的V2O5和苯∶氨∶氧(摩尔比1∶100∶0.05)组成的混合物进料气,苯胺选择性可达到96%。
  Poojary等提出了在贵金属/可还原金属氧化物催化剂作用下,直接胺化芳烃及杂环类化合物合成芳胺。该催化剂以ZrO2和TiO2为载体,用碱金属或碱土金属氧化物的溶液浸渍载体材料,再在氧化性环境中于550℃或更高温度下焙烧,制得添加了氧化物助催化剂2%~5%的载体。催化剂中负载了一种或多种贵金属和一种或多种可还原金属氧化物,采用浸渍法、共浸渍法引入催化活性组分,其中贵金属组分含量为0.15%~3%,可还原金属氧化物的总含量为5%~20%。
  在该催化剂作用下,在间歇反应器中混合苯和氨,于300℃、30MPa下反应,苯的转化率为10.4%,选择性达{bfb}。但该催化剂制备方法比较烦琐,所用的载体需用碱金属或碱土金属改性,由于负载了贵金属组分,催化剂制备上没有成本优势,将该催化剂用于由苯直接胺化合成苯胺的反应时,需在高温、高压下进行,操作条件比较苛刻,高温下氨分解导致反应器的寿命明显缩短。
  在我国近年对苯与H2O2反应制苯胺的研究比较多。2003年,厦门市先端科技有限公司开发了由苯、氨和氧直接合成苯胺的工艺。此工艺具有苯转化率高、选择性好的特点。苯与质量分数为25%的氨水和氧在1.5MPa和140~160℃条件下合成苯胺,苯胺的总选择性为94%(另有大约5%的苯酚和1%的苯);如果由苯、液态氨和氧在2.0~8.1MPa和 160~200℃条件下合成苯胺,苯胺的总选择性为95%。此工艺所用的催化剂是金属氧化物、金属氯化物、金属氟化物、金属碘化物、金属硫酸盐、金属磷酸盐、金属杂多酸盐、BF3、除铁粉外的金属,以及上列化合物的任意比例混合物,载体是至少有一种选自如SiO2、B2O3、Al2O3、GeO2、TiO2、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5、活性炭等的金属化合物或非金属化合物。
  四川大学化学学院与四川省绿色化学与技术重点实验室2004年采用H2O2作氧化剂,实现了由苯直接氧化胺化合成苯胺,并公开了制备方法的专利。研究人员开发出Ni-Zr-Ce/Al2O3催化剂,在常压、50℃的温和条件下,该催化剂对苯、氨水与H2O2直接氧化胺化生成苯胺有较好活性,生成苯胺的选择性远大于苯酚,提高反应原料中氨水对苯的比例,可提高苯胺的收率,且不会增加苯酚的生成量。本方法能耗低,原子利用率高,为苯胺的绿色合成提供了一条新的路径。一步合成苯胺的催化剂是以γ-Al2O3为载体,以镍、钼、钒、锰、锆、铈中的2种或3种作为催化剂活性组分,经浸渍、焙烧等处理而获得。在由苯直接氧化胺化一步合成苯胺中,该催化剂在较温和的反应条件下具有较高活性,苯胺选择性可达{bfb}。


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