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对苯二酚废水催化氧化实验报告:一、实验步骤:取含酚废水，利用盐酸将ph调节到3-4，过滤。
量取500ml催化剂加入到1000ml四口烧瓶中。
取200ml过滤后的含酚废水，按比例20、30、50L/方，加入双氧水，搅拌均匀后，加入催化剂中，搅拌反应，反应时间设定为1h和2h，连续进行5批催化氧化实验。
二、实验现象：图一：催化反应现象由于催化反应的过程产生大量的气泡,因此将曝气改成搅拌,大约30分钟左右,气泡消失。
三、实验数据：表三：加絮凝剂反应1小时四、数据分析图二：COD去除率变化表从上图得到：1、未加絮凝剂的催化氧化对COD的去除率效果更好。
2、通过对比未加絮凝剂的催化氧化实验发现，反应1h对COD的去除效果好，3、增加双氧水的投加量可以提高COD的去除率，但提高的效果不明显。
五、后续处理：将催化氧化后的出水进行混合，出水颜色为深红棕色，分别进行HXT吸附处理和双氰胺甲醛絮凝剂（XHJ）吸附处理。
并进行验证。
图三、脱色后的水样对比图四、三批验证水样对比结论：利用双氰胺甲醛絮凝剂和HXT进行脱色，都能够是水样的颜色变为无色透明，但利用双氰胺甲醛絮凝剂处理后，水样的COD与氨氮明显升高。
因此利用HXT进行脱色处理，并将水样进行蒸发实验。
对水样进行蒸发出盐处理：图五：水样调碱后变化图六：蒸干出盐颜色水样调碱后，会变混浊，静置一段时间后会出现分层现象，进行蒸发出盐，800ml 水样出盐18.8g ，蒸干后并没有油状物粘附于烧瓶壁上。
得到式样含盐量为2.35%，氯化钠含量为62.9% 六、实验结论：原水利用盐酸调节ph=3-4，过滤，将滤液按比例20L/方加入双氧水，混匀后加入催化塔中，催化氧化反应1h 后，出水，将水样利用HXT 脱色，最终可以将COD 含量为13000左右的黑色含酚废水处理为COD 为500，氨氮小于100，颜色为无色透明的水样，水样的含盐量在2.35%左右。
间苯二酚生产工艺
间苯二酚是一种广泛应用于染料、农药、光起动剂等领域的重要有机化工产品，下面将介绍间苯二酚的生产工艺。
首先，间苯二酚的生产通常分为两个步骤：副产物苯酚的氧化和苯酚的重氮化/脱氮/重碱法。
副产物苯酚的氧化：将苯酚溶解在硫酸中，并加入适量的硝酸和亚硝酸钠作为氧化剂。
在反应过程中，苯酚被氧化为间苯二酚。
反应温度一般控制在40-50摄氏度，时间为1-2小时。
反
应结束后，通过中和剂将反应液中的酸中和，然后经过分离、洗涤等工艺步骤，得到间苯二酚的浓缩溶液。
苯酚的重氮化/脱氮/重碱法：首先，将苯酚加入硝化酸和硫酸
中反应，形成苯酚硝化物。
然后可以通过脱氮和碱的作用，将苯酚硝化物转化为间苯二酚。
反应温度一般控制在20-30摄氏度，时间为0.5-1小时。
反应后，通过分离、洗涤等工艺步骤，得到间苯二酚的溶液。
以上是间苯二酚的两种常见生产工艺，这两种方法各具特点，可以根据生产规模和工艺要求选择适合的方法。
在生产过程中，需要注意控制反应条件，确保反应的高效进行，同时进行必要的分离、洗涤等工艺步骤，以提高产物纯度。
总结起来，间苯二酚的生产工艺包括副产物苯酚的氧化和苯酚的重氮化/脱氮/重碱法。
这两种方法都是在适当的条件下，将
苯酚转化为间苯二酚。
生产过程中需要注意控制反应条件，进行必要的工艺处理，以获得高产率和纯度的间苯二酚产品。
双酚as生产工艺双酚AS（Bisphenol A）是一种重要的化学原料，被广泛应用于塑料、树脂、橡胶、涂料、电子工业等领域。
下面介绍双酚AS的生产工艺。
双酚AS的生产工艺主要分为苯酚氧化法和酚醛缩合法两种。
苯酚氧化法是一种常用的双酚AS生产工艺。
首先，苯酚与氧气在催化剂的存在下发生氧化反应，生成间苯二酚（hydroquinone）和对苯二酚（resorcinol）。
这一步通常采用氧气氧化或空气氧化的方式进行。
接下来，间苯二酚和对苯二酚在碳酸钠的催化下进行缩合反应，生成双酚AS。
缩合反应中，苯酚的比例对最终产物的质量和性能有重要影响。
最后，通过减压蒸馏和结晶等工艺步骤，得到纯度较高的双酚AS产物。
酚醛缩合法是另一种常见的双酚AS生产工艺。
该工艺利用酚醛树脂产生的酚醛缩合产物进行反应。
首先，将酚醛树脂与酸进行加热，使其发生酸催化下的缩合反应，生成酚醛缩合产物。
然后，利用碱性催化剂将酚醛缩合产物与苯酚进行缩合反应，生成双酚AS。
通过酸性和碱性催化剂的交替使用，可以实现缩合反应的高效进行。
最后，通过过滤、蒸馏、结晶等工艺步骤，分离纯度较高的双酚AS产物。
无论采用苯酚氧化法还是酚醛缩合法，生产双酚AS都需要注意以下几个方面：首先，反应温度对反应速率和产物质量有重要影响。
若温度过高，可能导致产物分解或副产物形成。
若温度过低，反应速率较慢，生产效率低下。
因此，需根据实际情况选择合适的反应温度。
其次，催化剂的使用也是关键。
催化剂可增强反应速率和选择性，提高产物质量。
应选用高效催化剂，并根据具体情况进行催化剂的优化选择。
另外，反应容器的选择和设计对反应的进行也至关重要。
合适的反应容器应具备耐温、耐腐蚀和良好的密闭性能，以确保反应的安全和高效进行。
最后，生产过程还要注意废水和废气的处理。
双酚AS的生产过程中会产生一定的废水和废气。
废水和废气的处理应符合环保要求，以减少对环境的污染。
综上所述，双酚AS的生产工艺主要包括苯酚氧化法和酚醛缩合法，根据不同需求选择合适的工艺路线。
对苯二酚生产工艺
对苯二酚是一种重要的有机化工原料，有广泛的应用领域。
以下是对苯二酚生产的一种常见工艺：
1. 原料准备：苯酚和硫酸为主要原料。
苯酚通过蒸馏和纯化等过程获得高纯度苯酚。
硫酸可以通过硫磺的氧化反应制备。
2. 反应：苯酚和硫酸按一定的摩尔比例混合，并在适宜的反应温度和反应时间下进行反应。
反应常在催化剂的存在下进行，常用催化剂有三氧化硼和硫酸铜等。
反应生成的中间体苯醌被还原为对苯二酚。
反应控制要求较高，以获得高产率和纯度。
3. 分离和纯化：反应结束后，对产物进行分离和纯化。
常用工艺包括蒸馏、结晶、萃取等方法。
在蒸馏过程中，对苯二酚与其他物质的沸点差异被利用，将对苯二酚从混合物中分离出来。
结晶和萃取过程则是利用对苯二酚易溶于水和一些有机溶剂的特性，将对苯二酚从污染物中分离出来。
4. 干燥和包装：纯化后的对苯二酚进行干燥，去除水分，以防止产品受潮变质。
干燥后的对苯二酚进行包装，存储或销售。
需要注意的是，对苯二酚的生产工艺可能因生产规模、设备和工艺技术的不同而有所差异。
以上只是一种常见的工艺流程，具体工艺应根据实际情况进行调整和优化。
在工艺过程中，需要严格控制温度、压力、催化剂的用量和反应时间等参数，以确保产品的质量和产率。
同时，还需要重视环保和安全生产，采取相应的防护措施，避免对环境和人身造成损害。
苯酚双氧水氧化法制邻、对苯二酚
崔咪芬;乔旭
【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2001(023)002
【摘要】对苯酚、双氧水合成邻、对苯二酚的反应体系，采用苯酚溶液一次性加入反应器、双氧水连续滴加的半间歇操作方式，研究了苯酚与双氧水的摩尔配比、苯酚初浓度、双氧水滴加速率、反应温度等因素对苯酚转化率和邻、对苯二酚选择性的影响。
在适宜的工艺条件下，苯酚的转化率可达到40%左右，苯二酚的总选择性可达到90%左右,邻/对比为1.6～1.8。
【总页数】4页(P71-74)
【作者】崔咪芬;乔旭
【作者单位】南京化工大学化工学院,;南京化工大学化工学院,
【正文语种】中文
【中图分类】TQ031.7
【相关文献】
1.催化苯酚羟基化制邻、对苯二酚的研究进展 [J], 陈春霞;徐成华;冯良荣;邱发礼
2.M-铵盐为原料双氧水氧化法制取DM [J], 孟宪兴;魏凤;岳涛;刘茂玲;刘丽秀;冯维春
3.双氧水氧化法制备可膨胀石墨 [J], 赵国刚;马吉阳;吴岩
4.炼油厂碱渣酚分析及钛硅分子筛对双氧水氧化苯酚的催化作用 [J], 李本高; 黄太彪; 高嵩
5.杂原子Ti-SiZSM-5沸石合成与催化——Ⅱ.Ti-SiZSM-5沸石在苯酚-双氧水氧化反应中的催化性能 [J], 张雄福;王桂茹;王祥生
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对苯二酚处理方法对苯二酚是一种有机化合物，化学式为C6H6O2，常用于制造染料、合成树脂和药物等领域。
对苯二酚的处理方法有多种，主要包括合成、提取、纯化和应用等方面。
本文将对对苯二酚的处理方法进行详细介绍。
一、对苯二酚的合成方法1. 从苯酚合成：苯酚经酸性催化剂作用下，进行氧化反应生成对苯二酚。
该方法简单、高效，是目前最常用的对苯二酚合成方法之一。
2. 从苯醌还原：苯醌在还原剂的作用下，可以还原为对苯二酚。
这种方法适用于对苯二酚的小规模合成。
二、对苯二酚的提取方法1. 从煤焦油中提取：煤焦油中含有对苯二酚，可以通过溶剂萃取或蒸馏方法进行提取。
这种方法适用于大规模生产对苯二酚。
2. 从天然植物中提取：一些植物中含有对苯二酚，可以通过水蒸气蒸馏、超声波提取等方法进行提取。
这种方法适用于对苯二酚的天然来源研究。
三、对苯二酚的纯化方法1. 结晶法：将对苯二酚溶解于适当的溶剂中，在适当的温度下缓慢冷却结晶，可以得到纯度较高的对苯二酚晶体。
2. 蒸馏法：对苯二酚的沸点较高，可以通过蒸馏方法进行纯化。
这种方法适用于对苯二酚的大规模纯化。
四、对苯二酚的应用1. 制造染料：对苯二酚是合成染料的重要原料，通过与其他化合物反应，可以制得不同颜色的染料，用于纺织品、皮革等行业。
2. 合成树脂：对苯二酚可以与醛类化合物反应，形成酚醛树脂，具有优异的耐热性和耐腐蚀性，广泛应用于涂料、胶黏剂等领域。
3. 药物研究：对苯二酚具有抗氧化、抗炎和抗菌等特性，可以用于药物研发，如合成抗生素和抗癌药物等。
对苯二酚的处理方法包括合成、提取、纯化和应用等方面。
不同的处理方法适用于不同的需求，通过合理选择处理方法，可以得到高纯度、高效率的对苯二酚产品，为相关领域的发展提供支持。
同时，对苯二酚的应用广泛，具有重要的经济和科学价值。
希望本文对对苯二酚的处理方法有所启发，并为相关领域的研究提供参考。
对苯二酚生产工艺
对苯二酚生产工艺（700字）
对苯二酚是一种重要的有机化学品，被广泛应用于染料、医药、香料等产业。
下面将介绍对苯二酚的生产工艺。
对苯二酚的主要生产方法是通过对苯酚的氧化得到。
目前广泛采用的工艺是通过间苯二酚路线进行生产，具体工艺如下：
首先，将苯酚溶解在氢氧化钠的溶液中进行中和反应，生成对苯酚的钠盐。
反应方程式如下：
C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O
然后，将对苯酚的钠盐溶液进行氧化反应。
氧化剂一般使用二氧化氯或过硫酸氢钠。
反应过程中，需要控制反应温度和pH
值以提高产率和选择性。
反应方程式如下：
2C6H5ONa + 3Cl2 → C6H4O2(OH)2 + 6NaCl
最后，将反应溶液中的对苯二酚进行分离和纯化。
对苯酚溶液中中和反应和氧化反应的操作温度一般在30-50摄
氏度之间进行，反应时间一般控制在4-6小时。
反应过程中需
要控制氧化剂的用量，以保持反应的良好选择性和高产率。
对苯二酚的生产工艺还有其他一些变种，例如通过邻苯二酚路线进行生产。
此方法是将苯酚与空气中的氧气反应得到过氧化
物，然后再将其分解生成对苯二酚。
此外，还有一些新型的对苯二酚生产工艺正在研发中，例如使用催化剂进行氧化反应，以提高反应速率和选择性。
总之，对苯二酚的生产工艺主要包括将苯酚通过中和反应生成对苯酚钠盐，然后进行氧化反应得到对苯二酚，最后进行分离和纯化。
随着化工技术的发展，对苯二酚的生产工艺将不断改进，以提高产量和降低能耗。
苯酚选择性氧化制对苯二酚催化剂的合成及性能研究郑亚清;陶文波;丁克鸿【摘要】实验室合成了吡啶类三支架配体(4-btapa),与镉离子自组装合成三维多孔金属有机骨架材料(Cd-MOF-cat),并对合成的催化剂进行表征.分析Cd-MOF-cat 的三维通道结构以及通道内壁的化学环境,并以Cd-MOF-cat为催化剂、H2O2为氧化剂、水-乙醇为溶剂催化苯酚羟基化选择性制备对苯二酚.实验结果表明,Cd-MOF-cat为催化剂时,反应有较好的转化率和选择性,苯酚转化率为85％～86％,对苯二酚选择性(对苯二酚与邻苯二酚物质的量比)达到2.6～2.8,结合苯酚和1-萘酚羟基化催化实验结果,初步探讨了催化机理,推断该反应机理可能是催化剂对苯酚的尺寸和形状选择性催化.催化剂“滤去”实验说明该催化为异相催化.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2014(022)004【总页数】6页(P287-292)【关键词】催化剂工程;对苯二酚;金属有机骨架;苯酚;1-萘酚【作者】郑亚清;陶文波;丁克鸿【作者单位】江苏扬农化工集团有限公司,江苏扬州225009;江苏扬农化工集团有限公司,江苏扬州225009;江苏扬农化工集团有限公司,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】TQ426.6;O643.36对苯二酚是重要的有机化工中间体，广泛应用于合成树脂、杀虫剂、医药工业和感光材料等精细化工领域的基础原料以及抗氧化剂和照相显影阻聚剂等。
20世纪70－80年代，美国、意大利、德国和日本等国相继开发了多种以苯酚为原料、H2O2为氧化剂，氧化苯酚联产对苯二酚和邻苯二酚的方法。
在高效催化剂存在下，以H2O2为氧化剂的苯酚氧化法具有原料转化率高、苯二酚选择性高、反应无需高温高压、对设备要求相对较低、工艺流程简单、生产过程中无大量有毒有害气体和废液排出等优点，是目前公认的绿色、环保和清洁型生产工艺，具有推广价值［1－2］。
在苯二酚的生产工艺中，高效催化剂是关键，新型高转化率、高选择性、制备工艺简单和原料易得的酚羟基化催化剂是研究热点［3－9］。
对苯二酚(HQ)的制备方法[结构式] [物化性质]别号、几奴尼、、1,4-二羟基苯、鸡纳酚。
是无色或白色针状结晶，相对密度1.358(20℃)，熔点172℃，沸点286.2℃，闪点165℃，自燃温度515.5℃。
在温度稍低于其熔点时，能升华而不分解。
易溶于热水、、，难溶于苯。
水溶液在空气中因氧化而变成褐色，碱性溶液更易氧化。
[制备办法] (1)苯胺氧化法此办法是将苯胺加到10℃以下的硫酸中，然后再加入用水和MnO2调成的锰粉浆，反应生成苯醌；再经汽提塔蒸馏出苯醌，进入还原锅经铁粉还原成对苯二酚；再经过滤、蒸发浓缩、结晶、干燥得到成品。
此办法的缺点是有、硫铵、铁泥三废，因反应料液中含有稀硫酸腐蚀，大部分设备需用法不锈钢来防腐蚀。
(2)苯酚和丙酮法苯酚和用浓盐酸催化法反应生成双酚A，然后催化分解为异丙基苯酚和苯酚，对异丙基苯酚氧化生成对苯二酚和丙酮。
反应式如下: 该法没有副产物，双酚A分解生成的苯酚返回制取双酚A。
对异丙基苯酚氧化生成丙酮也返回制取双酚A。
该工艺路途比较合理和抱负，比经典的苯胺二氧化锰氧化法优越，没有三废，反应生成的中间体都可以循环用法，收率高，因此该法经济效益好。
(3)苯和丙烯法此办法是用苯和丙烯举行烷基化反应，生成两种异丙苯异构物，分别出对位异丙苯；间位异丙苯可转位成对位异丙苯，然后对位异丙苯氧化成过氧化物，再经酸性催化剂分解为对苯二酚和丙酮。
(4)苯酚催化氧化法①苯酚催化氧化制对苯醌在0.5L高压釜内，加入一定量的苯酚、溶剂和催化剂。
将高压釜的盖合上，插入热电偶，开动搅拌，调整温度控制仪，控制一定的温度，通入一定量的氧气使之达到一定压力，关闭进气阀门，然后开头加热，恒温一定时光后，冷却至室温。
徐徐放气，将高压釜盖取下，减压抽取混合物，用少量溶剂将高压釜洗涤2～3次，合并溶液，过滤催化剂(催化剂可回收、再生)，得对苯醌溶液。
②对苯醌还原成对苯二酚将上述对苯醌溶液举行水蒸气蒸馏，待馏出液不带黄色为止。
第22卷第6期化学反应工程与工艺Vol22,No6 2006年12月Chemical Reaction Engineering and Technology Dec.2006文章编号:1001-7631(2006)06-0544-05苯酚催化氧化制对苯二酚的两步法工艺胡玉才1 韩德红2 齐曾红1 殷 平1 梁 涛1(1.鲁东大学化学与材料科学学院,山东烟台 264025; 2.山东科技职业学院化工系,山东潍坊 261031)摘要:以苯酚为原料,复合金属离子为催化剂,研究用气相氧化合成苯醌,用铁粉还原苯醌制对苯二酚的两步法工艺,考察了氧化过程中的工艺条件对反应的影响。
实验结果表明,苯酚催化氧化制苯醌适宜的工艺条件是以甲醇为溶剂、摩尔比为1∶3的Cu(NO3)2和NaNO3为催化剂、催化剂加入量为苯酚质量的1/2、70℃、2.7MPa、反应2.5h。
在此反应条件下,苯酚转化率可达90%,苯醌选择性达88%。
以铁粉作还原剂,将苯醌还原为对苯二酚,苯醌可完全转化,对苯二酚的选择性可达99.5%。
关键词:苯酚;催化氧化;苯醌;对苯二酚中图分类号:O625.31+2 O642.32 文献标识码:A对苯二酚(HQ)是一种附加值高、用途广泛的化工原料,主要用于照像显影剂、自动氧化抑制剂、单体阻聚剂、橡胶防老化剂及合成染料等。
HQ生产工艺有苯胺氧化法、对2二异丙苯过氧化法和苯酚直接氧化法。
合成HQ的氧化剂有过氧羧酸、过氧酮和过氧化氢等,所用的催化剂有无机酸、有机酸、有机金属络合物和分子筛。
前两种生产工艺复杂、三废处理困难、生产成本高。
苯酚直接氧化法是上世纪70年代出现的,以H2O2为氧化剂,采用不同的催化剂。
其中,法国Rhone2Poulenc 公司以H3PO4/HClO4为催化剂,日本Ube公司以硫酸盐为催化剂,意大利Enichem公司以钛硅分子筛(TS21)为催化剂。
Enichem公司建设的104t/a苯二酚生产装置于1996年试运行[1],该法无环境污染,选择性高,是目前最先进的生产工艺。
第22卷第6期化学反应工程与工艺Vol22,No6 2006年12月Chemical Reaction Engineering and Technology Dec.2006文章编号:1001-7631(2006)06-0544-05苯酚催化氧化制对苯二酚的两步法工艺胡玉才1 韩德红2 齐曾红1 殷 平1 梁 涛1(1.鲁东大学化学与材料科学学院,山东烟台 264025; 2.山东科技职业学院化工系,山东潍坊 261031)摘要:以苯酚为原料,复合金属离子为催化剂,研究用气相氧化合成苯醌,用铁粉还原苯醌制对苯二酚的两步法工艺,考察了氧化过程中的工艺条件对反应的影响。
实验结果表明,苯酚催化氧化制苯醌适宜的工艺条件是以甲醇为溶剂、摩尔比为1∶3的Cu(NO3)2和NaNO3为催化剂、催化剂加入量为苯酚质量的1/2、70℃、2.7MPa、反应2.5h。
在此反应条件下,苯酚转化率可达90%,苯醌选择性达88%。
以铁粉作还原剂,将苯醌还原为对苯二酚,苯醌可完全转化,对苯二酚的选择性可达99.5%。
关键词:苯酚;催化氧化;苯醌;对苯二酚中图分类号:O625.31+2 O642.32 文献标识码:A对苯二酚(HQ)是一种附加值高、用途广泛的化工原料,主要用于照像显影剂、自动氧化抑制剂、单体阻聚剂、橡胶防老化剂及合成染料等。
HQ生产工艺有苯胺氧化法、对2二异丙苯过氧化法和苯酚直接氧化法。
合成HQ的氧化剂有过氧羧酸、过氧酮和过氧化氢等,所用的催化剂有无机酸、有机酸、有机金属络合物和分子筛。
前两种生产工艺复杂、三废处理困难、生产成本高。
苯酚直接氧化法是上世纪70年代出现的,以H2O2为氧化剂,采用不同的催化剂。
其中,法国Rhone2Poulenc 公司以H3PO4/HClO4为催化剂,日本Ube公司以硫酸盐为催化剂,意大利Enichem公司以钛硅分子筛(TS21)为催化剂。
Enichem公司建设的104t/a苯二酚生产装置于1996年试运行[1],该法无环境污染,选择性高,是目前最先进的生产工艺。
但由于苯二酚比苯酚更易于氧化,生产过程中苯酚大大过量,导致苯酚转化率不超过25%,大量未反应的苯酚需与产物分离并循环使用。
此外,联产邻苯二酚(C T),CT与HQ产量之比约为1∶1,而HQ的市场需求量是CT的8倍,因而成本较高。
目前我国生产HQ的厂家比较多,总生产能力约为4000t/a,都采用经典的苯胺法,产量小,污染严重,难以大规模生产,属于技术落后、关停并转之列。
出于环保和经济方面的需要,国内学者对苯酚直接氧化制HQ进行了广泛的研究[2～8],同样存在着联产C T的缺点。
为了克服上述缺点,本工作以价格低廉、性能优良的Cu2+/Na+作为催化剂活性组分,研究苯酚催化氧化合成对苯二酚的两步法工艺,为HQ开辟新的生产途径。
1 技术路线及反应机理苯酚催化氧化制HQ采取两步法工艺,第一步氧化反应,第二步还原反应。
苯酚在溶剂中的催化氧化反应可能属于自由基反应。
复合型催化剂Cu2+/Na+的一个不成对电子离域在氧分子上,在强极性溶剂存在下进行络合而成为良好的携氧活性体,此活性体可能与苯酚羟基上的氢原子结合,形成苯氧自由基,带氢的活性体再与苯氧自由基作用,生成苯醌(BQ)和水,活性体恢复到原来的状态。
收稿日期:2006202227;修订日期:2006208211作者简介:胡玉才(1970-),男,副教授。
E2mail:huyucai88@基金项目:山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(2004BS08001);鲁东大学自然科学基金(032913,042901)2 实验部分2.1 实验仪器与试剂0.5L 带有精密控温和无级调速搅拌系统的W HF 型高压釜(威海自控反应釜有限公司生产);8522型恒温磁力搅拌器;岛津GC 214B 气相色谱仪,氢火焰离子化检测器, 0.53mm ×30m OV 217石英毛细管柱,柱温从初始80℃程序升温至170℃,以正辛醇作为内标。
所有试剂均为化学纯。
2.2 实验方法苯酚催化氧化制苯醌:按照设定的配比,在烧杯中加入苯酚、溶剂(如甲醇,乙腈,丙酮等)和催化剂,搅拌均匀并调节溶液p H 值,取少量样品分析。
将混合液体移至0.5L 的高压釜,氧气瓶减压至所需要的压力后接入反应釜中,控制在一定的温度。
反应一段时间后卸压冷却,过滤,取滤液分析。
分析滤液中苯酚和苯醌的含量,计算苯酚转化率和苯醌选择性。
苯醌还原制对苯二酚:将苯酚催化氧化制苯醌的反应液蒸馏,先分离出溶剂,然后加入适量的去离子水进行水蒸气蒸馏。
在馏出液中加入过量的还原铁粉,置于恒温磁力搅拌器上还原,反应一定时间后过滤,分析滤液中苯醌和对二苯酚的含量,计算苯醌转化率和对二苯酚选择性。
3 结果与讨论3.1 苯酚催化氧化制苯醌反应的影响因素在苯酚液相催化氧化制苯醌的反应中,催化剂种类及浓度、溶剂种类及用量、反应时间、反应温度和反应压力等对反应有较大的影响,因而有必要考察不同工艺条件对该催化氧化反应的影响。
3.1.1 不同铜盐和钠盐的催化性能以甲醇为溶剂,在催化剂与苯酚的质量比为1∶2,70℃, 2.7MPa 的条件下,反应2.5h ,考察催化剂种类对反应的影响。
所用的催化剂都按Cu 2+与Na +的摩尔比为1∶3组成。
实验结果见表1。
表1 不同铜盐和钠盐对反应性能的影响T able 1 Influence of different copper and sodium salts on reactionCatalyst sort s Conversion of phenol ,%Selectivity of BQ ,%CuSO 4+NaCl 91.588.4Cu (NO 3)2+NaNO 385.577.5CuSO 4+Na 2SO 3 5.045.0Cu (NO 3)2+Na 2CO 371.530.3Cu 2Cl 2+NaSCN 15.5 6.7Cu 2Cl 2+NaSCN 1)40.511.71)The solvent was N ,N 2dimethylformamide.从表1看出,Cu (NO 3)2与NaNO 3组成的催化剂没有SO 42-和Cl -,却与CuSO 4和NaCl 组成的催化剂同样具有较好的催化性能,这说明发挥作用的是Cu 2+和Na +。
在实验中发现,CuSO 4与Na 2SO 3组成的催化剂体系在配料过程中就出现绿色沉淀,以Cu (NO 3)2和Na 2CO 3作催化剂在反应545第22卷第6期胡玉才等. 苯酚催化氧化制对苯二酚的两步法工艺后有黑色CuO 沉淀,催化效果受到影响。
比较苯酚的转化率和苯醌的选择性,尽管CuSO 4和NaCl 组成的催化剂的催化效果好,但是含有SO 42-和Cl -,对设备腐蚀较大,因此选择摩尔比为1∶3的Cu (NO 3)2和NaNO 3组成催化剂体系。
3.1.2 催化剂用量对反应的影响图1催化剂用量对反应产物的影响Fig.1Influence of catalyst amount on reactionproducts以甲醇为溶剂,摩尔比为1∶3的Cu (NO 3)2和NaNO 3为催化剂,在70℃,2.7M Pa 的条件下,反应2.5h ,考察催化剂用量对反应的影响,实验结果见图1。
可以看出,当催化剂用量与苯酚质量比逐渐增大时,苯酚转化率明显增加,继续增加催化剂的量,苯酚转化率增幅较小,而苯醌选择性随着催化剂用量与苯酚质量比增加先增加后下降。
综合考虑,催化剂用量与苯酚质量比选择1∶2为宜。
3.1.3 溶剂种类对反应的影响在液相氧化反应中,溶剂效应很复杂,所以溶剂的选择很重要。
在以摩尔比1∶3的Cu (NO 3)2和NaNO 3为催化剂,催化剂与苯酚的质量比为1∶2,70℃, 2.7M Pa 的条件下,考察不同溶剂对反应性能的影响,实验结果见表2。
可见在甲醇与乙腈体积比为1∶1的混合溶剂中反应苯酚的转化率和苯醌的选择性均最高。
在极性溶剂甲醇中反应,苯酚的转化率和苯醌的选择性与前者相比,有所降低,但均在88%以上。
以水作为溶剂,虽然苯酚有一定的转化率,但选择性很差。
考虑到乙腈的毒性较大,甲醇价廉易得,故选甲醇作为该反应体系的溶剂。
表2 溶剂对反应的影响T able 2 I nfluence of solvents on reactionSolvent sAcetone Et hanol Met hanol DMF Met hanol +acetonitrileWater Conversion of phenol ,% 5.513.389.545.091.552.3Selectivity of BQ ,%60.378.588.45.592.315.53.1.4 温度对反应的影响图2反应温度对苯酚转化率和苯醌选择性的影响Fig.2Influence of temperature on phenol conversionand benzoquinone selectivity以甲醇为溶剂,以摩尔比为1∶3的Cu (NO 3)2和NaNO 3作为催化剂,在催化剂与苯酚的质量比为1∶2,2.7MPa ,反应2.5h 的条件下,考察反应温度对反应的影响,实验结果见图2。
可以看出,随着反应温度的升高,苯酚转化率和苯醌选择性升高。
当温度达到60℃以后,苯醌选择性逐渐下降,苯酚的转化率增加幅度变小。
综合考虑选择适宜的反应温度为70℃。
3.1.5 反应压力对反应的影响以甲醇为溶剂,以摩尔比为1∶3的Cu (NO 3)2和NaNO 3作催化剂,在催化剂与苯酚的质量比为1∶2,70℃条件下,反应2.5h ,考察反应压力对苯酚转化率和苯醌选择性的影响,实验结果见图3。
可以看出,随着压力的升高,HQ 选择性逐渐增加,压力升高到2.2MPa 时达645 化学反应工程与工艺 2006年12月到最大。
压力继续增大时,由于氧浓度较大,反应过于剧烈,苯酚的转化率增加,副产物也增加,选择性有下降趋势。
综合选择性和转化率两方面考虑,适宜的压力为2.7M Pa 。
图3反应压力对苯酚转化率和苯醌选择性的影响Fig.3Influence of pressure on phenol conversionand benzoquinone selectivity 图4反应时间对苯酚转化率和苯醌选择性的影响Fig.4Influence of time on phenol conversionand benzoquinone selectivity3.1.6 不同反应时间下的反应结果以甲醇为溶剂,以摩尔比为1∶3的Cu (NO 3)2和NaNO 3作催化剂,在催化剂与苯酚的质量比为1∶2,70℃,2.7M Pa 的条件下,考察了反应时间对苯酚转化率和苯醌选择性的影响,实验结果见图4。
