《粘结剂用量对邻苯二酚选择性地影响》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粘结剂用量对邻苯二酚选择性地影响（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word化工专业开放实验报告题目：粘结剂用量对邻苯二酚选择性的影响 班级、学号：姓 名：指导教师：指导教师签名： 成绩： 优 2012年6月目录第一章 课题背景与研究现状.3邻苯二酚的性质与用途. .3邻苯二酚的制备法. .4邻二氯苯法. .42，4-二磺基苯酚碱解法.51.2.3 邻异丙苯取代法. .51.2.4 苯酚羟基化法. .51.2.41 苯酚双氧水氧化法.51.2.42 苯酚过氧酸(或过氧酮)氧化法.61.2.5 1，2-环己二醇催化脱氢法.6第二章 实验局部62.1 实验试剂62.2 实验仪器72.3 催化剂失活实验72.3.1 实验装置72.3.2催化剂失活实验步骤. .82.
2、4 催化剂的制备. .82.5 催化剂成型. .9第三章 实验结果、分析与讨论9第四章 小结与展望9参考文献10致谢11第一章 课题背景与研究现状邻苯二酚是重要有机中间体,是生产农药、香兰素、胡椒醛的原料,也可用于生产阻聚剂对叔丁基邻苯二酚、染料、医药、防腐剂、促进剂等，国内对其需求很大，但主要依赖于进口。因此有必要对邻苯二酚的合成方法进展研究。其合成方法主要有邻氯苯酚碱性水解法、苯酚羟基化法、1,2-环己二醇脱氢法等。考虑到自身的原料优势，我们选用由1，2环己二醇催化脱氢制备邻苯二酚的工艺路线。本工艺路线的关键步骤是脱氢催化剂的选择，活性较好的脱氢催化剂有Pd、Pt、Ni等，考虑到催化剂的制
3、备本钱，选定了Ni作为脱氢催化剂活性组份。首先对催化剂的载体进展了考察。通过比照实验，选定了活性碳作为催化剂的载体。以活性炭为载体，用普通浸渍法制成的催化剂效果较好。接着探讨了不同助剂对催化剂性能的影响，发现了碱金属Na、K等有助于提高催化剂的选择性；同时还发现金属Pd、Sn、Cu等更能提高催化剂的选择性。工业上通过苯酚与过氧化氢见下反响，邻二氯苯的水解，邻氯苯酚在碱性介质中水解，或邻羟基苯磺酸钠的碱熔来制取邻苯二酚。其年产量约为20000吨，大多数用作制取杀虫剂、香料、香精和医药的原料。也用作有机合成试剂。C6H5OH+H2O2C6H4(OH)2+H2O实验室中，可以通过在氢氧化钠水溶液中，
4、过氧化氢与水杨醛发生Dakin反响制备邻苯二酚。邻苯二酚与三氯化磷、三氯氧磷、光气或硫酰氯反响时，可以发生缩合生成环酯，通式如下：C6H4(OH)2+XCl2C6H4(O2X)+2HClX=CO、SO2、PCl、P(O)Cl邻苯二酚与氯化铁作用显绿色，碱性溶液与Fe作用生成红色Fe(C6H4O2)33。与乙酸铅生成不溶沉淀。它具复原性，可以和银氨溶液和斐林试剂作用，参加氧化剂如硝酸铈铵时，会被氧化为邻苯醌。1.1 邻苯二酚的性质与用途邻苯二酚又名儿茶酚或焦性儿茶酚(pyrocatech01)，分子量11011。它多以衍生物的形式存在于自然界的某些植物和矿物中，为具有苯酚味的无色或白色结晶，呈片
5、状或菱形，密度1.3449cm3，熔点378K，沸点518K，闪点400K，折射率1604，溶于水、丙酮、砒啶、乙醇、乙醚、苯与碱性水溶液中。能升华，可随水蒸汽一同挥发。是一种强复原剂，易被氧化成邻苯醌，在空气中见光易变成棕褐色。邻苯二酚广泛应用于医药，农药，香料，化学助剂等方面如由邻苯二酚环合可得胡椒醛(氧亚甲基苯甲醛)，再经氧化缩合等一系列步骤可制得黄连素，此外邻苯二酚也可合成去肾上腺素，盐酸异丙肾上腺素，左旋多巴，心得平等多种药物。邻苯二酚是呋喃丹(2,3-二氢-2,2-二甲基-7一苯并呋哺基甲基氨基甲酸酯)和残杀威(2一异苯丙氧基苯一N一甲基氨基甲酸酯)的重要中间体。邻苯二酚还是香料工
6、业的重要原料，它的衍生物或由它合成的一些化工产品如邻苯二酚单甲醚、香兰素、乙基香兰素(4羟基-3乙氧基苯甲醛)、胡椒醛、黄樟素等郡是重要的工业原料。在其它方面，由邻苯二酚生产的4一叔丁基邻苯二酚可用作丁二烯与苯乙烯合物的阻聚剂，以与其它聚合物、油剂等的抗氧剂与有机化合物的稳定剂，邻苯二酚和甲醛、乙醛或丙酮等缩聚生成的合成树脂可用来改善尼龙纤维的稳定性。它还可用于制造抗氧剂、显影剂、橡胶助剂、电镀添加剂、特种墨水、光稳定剂、燃料、染发剂等。1.2 邻苯二酚的制备方法邻苯二酚的来源有三个途径：一是从焦油中别离；二是从废磺化液中抽提；三是合成法。前两种方法由于来源有限，别离设备庞大，产量较小，不能满
7、足市场的需要，因此，第三种方法一合成法就显得颇为重要了。国内外对合成邻苯二酚的方法进展了大量的研究，归纳起来有以下几种：1.2.1 邻二氯苯(或邻氯苯酚)碱性水解法邻氯苯酚碱解法是最早实现工业化的一种合成方法，该法以苯酚为原料，在有机溶剂中，经氯化，别离出对氯苯酚后，得到邻氯苯酚；邻氯苯酚再经水解、中和、过滤、溶剂回收和粗品精制等过程得到邻苯二酚。由于苯环上氯碱性水解成羟基是一个比拟困难的反响，再加上邻位又有一个羟基，因此必须在高温与催化剂存在下才能反响。邻氯苯酚法所需原料易得，价格廉价，水解率较高，工艺流程短，设备少。但该法的缺点是需要高压设备，对操作的要求苛刻，且在制备邻氯苯酚的同时，副产
8、大量的对氯苯酚，这限制了邻苯二酚的生产规模。近来，也有文献报道用铜粉作催化剂，在常压下将邻氯苯酚碱性水解制邻苯二酚，收率可达62。1.2.22,4-二磺基苯酚碱解法该法H3是一种较早用于制备邻苯二酚的方法，工艺条件比拟成熟。不过该法需要浓H2S04磺化，NaOH高温碱熔，故设备腐蚀严重，操作条件苛刻，产品转化率低，三废量大，因此开展前途不大，现根本已被淘汰。1.2.3 邻异丙苯取代法该法原料紧缺，且产品转化率低，混合物须别离提纯，故现也已不采用。以上三种方法可算作较为传统的合成方法，目的产物邻苯二酚收率低，生产规模小，对环境污染大，在国外已经被淘汰。近年来，国内外出现了一些新的合成邻苯二酚的方
9、法，其中具有代表性的是苯酚羟基化法和环己二醇脱氢法，这两种方法的共同特点是清洁性，符合绿色化工环保要求，因此国内外研究的较多。1.2.4 苯酚羟基化法20世纪70年代以后，日本，意大利，法国等先后用苯酚羟基化法生产邻苯二酚，使生产本钱大大降低，其合成过程如下：世界上绝大局部的邻苯二酚都是用此法来生产，国外主要已工业化的生产方法有RhonePoulene法，Ube法，Bdchima法和Emchem法。我国主要也是采用苯酚羟基化法来生产邻苯二酚，但同国外相比，规模偏小苯酚羟基化是以苯酚为原料，经过氧化物氧化，生成邻、对苯二酚。该法的特点是原料廉价易得，反响连续化，有利于大规模工业化生产；反响过程三
10、废少，节省了治理费用，其副产物对苯二酚也是很重要的化工产品，具有较高的经济价值。根据反响所用到的氧化剂的不同，该法又可细分为以下两个方法：1.2.4.1 苯酚双氧水氧化法苯酚羟基化氧化剂是双氧水。双氧水虽作为氧化剂，但其本身不是羟化试剂，需借助催化剂，在苯酚上发生羟化反响，生成邻苯二酚。产品选择性的好坏、收率的上下，很大程度上取决于催化剂的性能，因此在催化剂的选择上，国内外研究得较多。如文献报道的无(有)机酸化氧化剂，用H202与强的无机酸(H2S04，F30S03H，FS03H等)催化氧化苯酚；还有无机盐催化剂(也称Fenton试剂)，如FeS04、CuS04、Fe2(S04)3等，比拟成功
11、的是Bfichime公司所采用的铁盐和钴盐混合催化剂，可以实现用极少量的催化剂在浓溶液中操作，使反响进展得很快，又能防止H202在反响过程中积累，氧化反响比拟安全。采用60H202水溶液，反响温度313K，苯酚转化率约为20；此外还有一些无枫非金属材料作为催化剂，如RhonePoulenc公司用的US-Y沸石和苯乙酮复合催化剂，在348K下，用705的n202氧化苯酚，得375的邻苯二酚和35O的对苯二酚。文献中采用杂多酸(盐)tt4SiWl2和K4H2SiWJICo(HzO)03d为催化剂，苯酚转化率分别493和403，邻苯二酚选择性分别为73.3和882。宋健等一1采用Ti1分子筛为催化剂
12、，使苯酚和30的双氧水在353K下反响，苯酚转化率212l，苯二酚的选择性9982，副产物很少。符合环境友好化工的要求。徐成华等们用气固相法制得TiZSM5分子筛作为苯酚羟基化催化剂，H202有效利用率可达749。邓国才等采用二氧化锆与稀土金属改性的二氧化锆作为苯酚羟基化的催化剂，邻苯二酚选择性高达85。该法的显著优点是产品的纯度高，操作简单，能耗低，H202易得，H202因其得天独厚的条件成为目前苯酚直接氧化制邻苯二酚所普遍采用的氧化剂。但因为此法生产过程中使用高浓度的双氧水，有爆炸的危险，必须严格操作，注意安全。1.2.4.2 苯酚过氧酸(或过氧酮)氧化法过氧酸法首先须制备过氧酸，然后再与
13、苯酚反响，制得邻苯二酚。生成的苯二酚是邻、对位的混合物，经别离后，即得所需产品。此法中过氧酸的制备和苯酚羟基化可分别进展，使生产过程更加安全。但该法的转化率不能偏高，否如此会生成大量焦油而使产率降低。酮的过氧化物在酸性催化剂作用下，进展酚类氧化，也可生成邻苯二酚。其中，甲乙酮、异丁基甲酮与二异丁基酮的过氧化物效果较好，二元酸的收率可达86，催化剂可用硫酸与硫酸盐等。二十世纪7080年代，日本采用有机过氧化物(过氧酸或过氧酮)制备苯二酚的专利较多，该反响机理为自由基型羟基化反响，有关于该法的研究，目前集中在催化剂的选择上，以提高苯酚的转化率和邻苯二酚的收率。用此法制邻苯二酚比拟成功的是宇部兴产法
14、。该法采用60H202与酮生成过氧化酮作氧化剂，参加少量的酸性催化剂(如硫酸，硫酸锌等)，在353373K下进展氧化反响，苯二酚的总收率在8694之间，其中邻苯二酚与对苯二酚之比为15：l，该法的优点是，酮类可以回收循环使用，消耗的原料主要是双氧水和苯酚，另优点是有机过氧化物可以在氧化器中制造。苯酚羟基化法与传统的合成邻苯二酚的方法相比，原料利用率高，反响产物中除邻、对苯二酚外，副产物很少，因此在整个反响过程中对环境不构成污染，是一条清洁工艺，符合环境友好化工的要求。但产物邻、对苯二酚互为同分异构体，沸点接近，用常规的精馏方法进展别离消耗的能量较多，对操作的要求较高，不采用较为先进的别离手段势必会限制此法的进一步开展。1.2.51,2一环己二醇催化脱氢法1，2一环己二醇催化脱氢法合成邻苯二酚的起始原料为
