微介复合固体酸β分子筛催化芳烃硝化合成研究
2021-01-29盛楠
安全、健康和环境 2021年1期
关键词:催化剂
盛 楠
(1.中国石化青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室,山东青岛 266104 2.应急管理部化学品登记中心,山东青岛 266104)
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芳香族硝基化合物在有机化工行业中属于重要的活性中间体,被广泛用于医药、农药、染料、炸药以及塑料领域,其下游高附加值产品具有较高的经济和使用价值,因此对芳香族硝基化合物研发应用可以对经济效益和社会效益产生积极的作用。传统工业的硝化反应多采用硝硫混酸硝化工艺,该工艺的优点是技术成熟稳定,硝化产物收率高,但该反应同时会产生大量的含有机废物的酸性废水,从而污染环境。该工艺方法因为使用强酸作硝化剂催化剂,所造成的设备腐蚀以及氧化副产物和多硝产物,会给反应和生产过程带来安全隐患。在混酸硝化反应中,硫酸替代固体酸催化剂的使用符合绿色化学和原子经济学的发展需求,这主要是因为固体酸催化剂的分离和回收容易,同时能显著改善硝化产物的区域选择性和避免设备腐蚀问题。目前应用于混酸硝化反应的固体酸催化剂主要有沸石分子筛催化剂、黏土及其改性物催化剂、金属氧化物催化剂和杂多酸催化剂等。
本文选取重要的有机工业中间体硝基氯苯为目标化合物,以实验室合成的超强固体酸多级孔道β分子筛为催化剂,65%硝酸为硝化剂,进行了氯苯邻对位选择性硝化反应实验,并进行了催化剂稳定性考察,探索了β分子筛固体酸选择性催化硝化芳烃的可能性以及β分子筛的孔道结构性质对氯苯硝化反应转化率、选择性和稳定性的影响机制。……
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