电催化丙烯腈制己二腈的方法与流程

本发明涉及电化学合成领域，公开了一种由丙烯腈合成己二腈的方法。

背景技术：

1、己二腈(adn)是一种重要的有机化工中间体，主要用于聚己二酰己二胺(尼龙66)、1,6-己二异氰酸酯(hdi)及尼龙610等材料生产。据统计，全球每年约90％的己二腈用于生产尼龙66。其工艺过程为，己二腈加氢生产己二胺，己二胺与己二酸缩聚制得一种半透明或不透明的乳白色合成树脂(尼龙66)。

2、己二腈技术壁垒及投资门槛较高，行业集中度极高。己二腈工业化生产工艺技术包括己二酸催化氨化法(ada)、丙烯腈电解二聚法(an)、丁二烯氰化法(bd)。

3、丙烯腈电解二聚法使用丙烯腈为原料，使用电化学方法二聚合成己二腈。丙烯腈电解二聚制己二腈法具有流程短，产品质量高等特点。但现有工艺存在电流密度低、产品选择性低等缺点，因此，需要开发更加高效的合成方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种电解丙烯腈制己二腈的方法。

2、本发明提供一种电催化丙烯腈制己二腈的方法，采用的电解液包含季铵盐、可溶性纳米金属粒子和水，所述可溶性纳米金属粒子均匀地分散于所述电解液中。

3、根据本发明的一实施方式，所述可溶性纳米金属粒子平均粒径为1nm～200nm。

4、根据本发明的另一实施方式，所述可溶性纳米金属粒子为cd、pd中的一种或两种，所述可溶性纳米金属粒子为单一金属或两种金属的合金。

5、根据本发明的另一实施方式，所述电解液中所述可溶性纳米金属粒子的质量浓度为0.1wt％～5wt％。

6、根据本发明的另一实施方式，所述电解液中还含有稳定剂，所述稳定剂为乙二醇、二乙二醇、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单甲醚、相对分子质量处于100-500的聚乙二醇、丙三醇、聚乙烯基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一种或多种；优选，所述稳定剂的浓度为0.1～10wt％。

7、根据本发明的另一实施方式，所述可溶性纳米金属粒子由cd或pb的前体盐的水溶液和还原剂还原制得，所述还原剂为nabh4、kbh4、lialh4、n2h4中的至少一种，还原条件为10～60℃，常压、氮气或空气气氛。

8、根据本发明的另一实施方式，所述可溶性纳米金属粒子由金属cd或pb的前体盐的水溶液和h2反应还原制得，反应温度为50～150℃，压力为0.2mpa～5mpa。

9、根据本发明的另一实施方式，所述电解液中还含有0.1～10wt％的edta或其钠盐或钾盐，1～20wt％的磷酸盐；优选，还含有0.01～5wt％的硼砂。

10、根据本发明的另一实施方式，所述电解液的ph值为7～9，通过h3po4、naoh或koh调节ph值。

11、根据本发明的另一实施方式，电催化的反应温度为30～70℃，电流密度为200～5000a/m2。

12、本发明在电解时电解液中包含可溶性纳米金属粒子，可以提高丙烯腈电解合成己二腈装置的生产能力。

技术特征：

1.一种电催化丙烯腈制己二腈的方法，其特征在于，采用的电解液包含季铵盐、可溶性纳米金属粒子和水，所述可溶性纳米金属粒子均匀地分散于所述电解液中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶性纳米金属粒子平均粒径为1nm～200nm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶性纳米金属粒子为cd、pd中的一种或两种，所述可溶性纳米金属粒子为单一金属或两种金属的合金。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解液中所述可溶性纳米金属粒子的质量浓度为0.1wt％～5wt％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解液中还含有稳定剂，所述稳定剂为乙二醇、二乙二醇、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单甲醚、相对分子质量处于100-500的聚乙二醇、丙三醇、聚乙烯基吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一种或多种；优选，所述稳定剂的浓度为0.1～10wt％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶性纳米金属粒子由cd或pb的前体盐的水溶液和还原剂还原制得，所述还原剂为nabh4、kbh4、lialh4、n2h4中的至少一种，还原条件为10～60℃，常压、氮气或空气气氛。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可溶性纳米金属粒子由金属cd或pb的前体盐的水溶液和h2反应还原制得，反应温度为50～150℃，压力为0.2mpa～5mpa。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解液中还含有0.1～10wt％的edta或其钠盐或钾盐，1～20wt％的磷酸盐；优选，还含有0.01～5wt％的硼砂。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解液的ph值为7～9，通过h3po4、naoh或koh调节ph值。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电催化的反应温度为30～70℃，电流密度为200～5000a/m2。

技术总结
本发明公开一种电催化丙烯腈制己二腈的方法，采用的电解液包含季铵盐、可溶性纳米金属粒子和水，所述金属粒子可溶性纳米金属粒子均匀地分散于所述电解液中。可以提高丙烯腈电解合成己二腈装置的生产能力。

技术研发人员：刘凌涛,王鹏飞,王文寿,吕庐峰,孙飞,韩颖,艾涛
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14