背景及概述[1][2]
苯甲腈亦稱“氰基苯”，具有苦杏仁揮發(fā)油味的液體。與乙醇、乙醚混溶，溶于丙酮、苯，100℃時(shí)1g溶于100ml水。苯甲腈具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，其用途是它與雙氰胺反應(yīng)制成的苯代三聚氰胺可用于金屬涂料、塑料、熒光顏料、成型材料等，苯甲腈還可用做有機(jī)合成、油漆、印刷油墨和樹脂的高沸點(diǎn)溶劑，以及作為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的添加劑、合成纖維助燃劑。市場(chǎng)需求量正在逐年增加。參與的反應(yīng)主要為氰基的反應(yīng)：
制備[2]
據(jù)國外資料介紹，首先實(shí)現(xiàn)甲苯氨氧化法制造芳香腈工業(yè)化的是 日本。1963年日東化學(xué)工業(yè)公司基于自行開發(fā)的催化劑及流化床反應(yīng)工藝，采用2，6-二氯甲苯氨氧化法制造2，6-二氯苯甲腈。1969年日本觸媒化學(xué)工業(yè)公司采用混合芳香烴氨氧化法制造鄰苯二甲腈和苯甲腈。1970年日本昭和電工(SDK)和美國Diamond Shamrock采用SDK 氨氧化技術(shù)，在日本橫濱生產(chǎn)間苯二甲腈。又日本三菱瓦斯化學(xué)公司為充分利用間二甲苯資源，與美國Bagder公司合作，采用細(xì)顆粒催化劑的流化床工藝生產(chǎn)間苯二甲腈。這期間日本東京有機(jī)公司也采用3- 甲基吡啶氨氧化制造3-氰基吡啶的工業(yè)化生產(chǎn)方法。從此，芳香烴氨氧化技術(shù)在芳香腈等精細(xì)化工合成得到廣泛應(yīng)用，成為制造芳香腈最 主要的方法。
目前國內(nèi)生產(chǎn)廠也都是采用甲苯氨氧化法來生產(chǎn)苯甲腈，一般都存在如下的缺點(diǎn)：
1.生產(chǎn)廠普遍使用的都是粗顆粒催化劑流態(tài)化技術(shù)，粗顆粒催化 劑的載體為氧化鋁，活性組分主要是金屬釩、鉻，篩份范圍40-120目， 比表面及比孔容小，機(jī)械強(qiáng)度差。粗顆粒催化劑本身活性、選擇性、 穩(wěn)定性都較差，造成轉(zhuǎn)化率、收率的水平低下。而且催化劑使用周期 短，短時(shí)間內(nèi)活性流失，必須將催化劑卸下再生。
2、在反應(yīng)器中反應(yīng)物料氣體與固體催化劑之間接觸不勻，粗顆 粒催化劑產(chǎn)生的大氣泡，常常出現(xiàn)溝流、節(jié)涌等現(xiàn)象，影響流化質(zhì)量。 且物料氣體在床層內(nèi)停留時(shí)間過長，引發(fā)二次反應(yīng)，加劇工藝過程惡 化。
3、蒸餾方式采用常壓蒸餾，溫度較高，以致產(chǎn)品純度一直徘徊 在98％-99％之間，無法提高。
上述生產(chǎn)工藝產(chǎn)品收率低，物耗、能耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重，產(chǎn)品純度也不能滿足用戶要求。CN200710039927提供一種苯甲腈的生產(chǎn)方法，也是以甲苯、氨和空氣作原料，在催化劑作用下采用甲苯氨氧化法進(jìn)行生產(chǎn)，采用的是細(xì)顆粒催 化劑的流化床工藝。反應(yīng)方程式如下所示：
本發(fā)明苯甲腈的生產(chǎn)方法選用活性高、選擇性好的細(xì)顆粒催化劑，選取合適的反應(yīng)溫度，合適的反應(yīng)物料氣體流量等工藝條件，使之更有利于反應(yīng)進(jìn)行及產(chǎn)品質(zhì)量的提高。
本發(fā)明苯甲腈地生產(chǎn)方法，包括下列步驟：
(1)甲苯氨氧化反應(yīng)
將甲苯和液氨物料分別加熱，氣化，混合后進(jìn)入流化床反應(yīng)器，與通入的熱空氣相接觸，在細(xì)顆粒催化劑BN-98的作用下進(jìn)行反應(yīng)。甲苯的流量為90-110l/h，液氨的流量為60-80m3/h，空氣的流量 為300-500m3/h，反應(yīng)溫度410-420℃，催化劑負(fù)荷為37-45克甲苯/升催化劑·小時(shí)，物料預(yù)熱溫度190-200℃，進(jìn)反應(yīng)器的物料氣體壓力為0.03-0.05MPa，采取連續(xù)化生產(chǎn)；
(2)冷凝分離得粗品苯甲腈
從流化床反應(yīng)器中流出的生成物氣體，溫度可達(dá)300℃左右，可先通過熱交換將空氣預(yù)熱，節(jié)省能源，再進(jìn)入捕集塔和吸收塔中進(jìn)行噴淋水冷卻，冷凝成液相的苯甲腈和水，上層苯甲腈通過溢流進(jìn)入分離器，分離得粗品苯甲腈，下層分去的生產(chǎn)廢水可利用來作為捕集塔和吸收塔的套用噴淋水，循環(huán)使用，節(jié)省水資源；
(3)減壓蒸餾得苯甲腈純產(chǎn)品
將分離得的粗品苯甲腈送入蒸餾釜進(jìn)行減壓蒸餾，壓力為真空度 0.090-0.092MPa，加熱溫度138-144℃，得含量達(dá)99.6-99.8％的苯甲腈純產(chǎn)品。
應(yīng)用 [3-4]
一、用于制備一種含苯甲腈添加劑的高電壓電解液
CN201810259219.1提供一種含苯甲腈添加劑的高電壓電解液及其制備方法，在正極材料表面形成致密均勻阻抗低的保護(hù)膜，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，效果可靠，方法簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)潔，添加量較小，實(shí)用經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種含苯甲腈添加劑的高電壓電解液，包括以下原料：環(huán)狀碳酸酯、線性碳酸酯碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、無機(jī)導(dǎo)電鋰鹽和添加劑苯甲腈，并依次按以下質(zhì)量份數(shù)比：環(huán)狀碳酸酯1-3份、線性碳酸酯碳酸二乙酯1-2份、碳酸甲乙酯1-5份、無機(jī)導(dǎo)電鋰鹽1份和添加劑苯甲腈1份。制備方法，包括如下步驟：
S1：將環(huán)狀碳酸酯和線性碳酸酯按要求的比例在含氬氣的手套箱中混合，除水除雜；
S2：在手套箱中，將干燥的無機(jī)導(dǎo)電鋰鹽加入上述中的溶劑體系，在適宜的溫度下攪拌一定的時(shí)間進(jìn)行溶解，得到基礎(chǔ)電解液；
S3：對(duì)功能添加劑苯甲腈進(jìn)行除水除雜；
S4：將處理后的添加劑苯甲腈加入到基礎(chǔ)電解液，得到含苯甲腈添加劑的高電壓電解液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本含苯甲腈添加劑的高電壓電解液及其制備方法，通過添加苯甲腈添加劑改善高電壓性能，可以在電池循環(huán)過程中在正極材料表面形成致密均勻阻抗低的保護(hù)膜，保護(hù)膜可以抑制電解液溶劑的氧化分解，同時(shí)能維持正 極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，效果可靠，添加高電壓功能添加劑苯甲腈改善高電壓下鋰離子電池穩(wěn)定性方法簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)潔，添加量較小，實(shí)用經(jīng)濟(jì)。
二、苯甲腈催化加氫制備苯甲胺
苯甲胺最主要應(yīng)用在橡膠及塑料行業(yè)。隨著全球橡膠和塑料的需求量的增加，每年需要消耗的橡膠和塑料固化劑的量也隨之增加。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國目前環(huán)氧樹脂年消費(fèi)量約10萬噸，需各種固化劑2.5萬噸左右，而到十五期間，環(huán)氧樹脂年消費(fèi)量將在12萬噸以上，需固化劑3.0-3.5萬噸，其中有65％-70％為胺類固化劑，因此苯甲胺具有廣闊的市場(chǎng)。CN201410785310.9提供一種新的苯甲腈催化加氫制備苯甲胺的方法。該方法具有活性較高、苯甲腈轉(zhuǎn)化率及苯甲胺選擇性較高的優(yōu)點(diǎn)。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種苯甲腈催化加氫制備苯甲胺的方法，包括苯甲腈的原料和氫氣進(jìn)入固定床反應(yīng)器，與催化劑接觸，生成包括苯甲胺的產(chǎn)品；其中，所述催化劑包括活性組分、載體和助催化劑，所述活性組分為鈀，載體為氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅、二氧化鈦、分子篩或活性炭，助催化劑選自Ba、Ca、Fe、P、B、Ti中的至少一種。本發(fā)明所述催化劑的催化活性高且穩(wěn)定，苯甲腈的轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物苯甲胺的選擇性也明顯高于現(xiàn)有同類催化劑，能在較低溫度和壓力下進(jìn)行反應(yīng)，符合節(jié)能降耗效果；同時(shí)催化劑制備工藝簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，取得了較好的技術(shù)效果。
主要參考資料
[1] 化合物詞典
[2] CN200710039927.6 苯甲腈的生產(chǎn)方法
[3] CN201810259219.1 一種含苯甲腈添加劑的高電壓電解液及其制備方法
[4] CN201410785310.9 苯甲腈催化加氫制備苯甲胺的方法