吡啶碱合成工艺研究
2021-05-15张强刘敏吴超谷顺明陈晨孙玉栋
安徽化工 2021年2期
关键词:催化剂
张强,刘敏,吴超,谷顺明,陈晨,孙玉栋
(安徽国星生物化学有限公司,安徽杂环化学省级实验室,安徽马鞍山243100)
吡啶是苯环上一个碳原子被氮原子取代后所形成的六元杂环化合物。吡啶及烷基吡啶通称为吡啶碱,主要包括吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶等。吡啶系列原料作为化学工业品,是生产高附加值精细化工产品的重要有机原料,广泛应用于医药、农药、染料、香料、饲料添加剂、食品添加剂、橡胶助剂及合成材料等领域。
1924年,Chichbabin提出了以醛和氨为原料,大批量生产吡啶碱的工业方法,经过对催化剂的不断改进,产率已由上世纪50年代的40%~50%提高到约80%。目前,世界上95%的吡啶碱是以醛和氨作为原料,经催化合成而得。目前合成吡啶的催化剂主要是ZSM-5分子筛及各种改性的ZSM-5分子筛,但由于ZSM-5的骨架由两种交叉的孔道系统组成,孔道内容易堵塞,同时ZSM-5分子筛表面酸中心强度高,在反应过程中易积碳失活,此类分子筛作催化剂,吡啶和吡啶碱收率都偏低,因而寻找一种高活性和抗积碳的催化剂是吡啶合成工艺的关键。与ZSM-5分子筛相比,SAPO-41分子筛是由十元环组成的一维椭圆形孔道,且酸强度比较低,能够有效避免孔道堵塞或者表面积碳失活。将不同金属Me(如Si、Fe、Co、Mn、Mg等)取代磷酸铝分子筛骨架中的Al引入骨架,在不改变骨架结构的前提下可大大提高其酸性和催化性能,其中Mg取代的MgAPOs分子筛具有特殊的酸性和氧化还原性能,一直为分子筛合成的一个研究热点。……
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