一种制备四氢-2-戊基蒽醌的方法和一种过氧化氢的生产方法技术

技术编号:18413113 阅读:16 留言:0更新日期:2018-07-11 06:32
一种从2‑戊基蒽醌制备四氢‑2‑戊基蒽醌的方法,其特征在于在有机溶剂中将2‑戊基蒽醌完全溶解后,与一种催化剂在氢气存在下接触并回收得到四氢‑2‑戊基蒽醌粗产品,再经重结晶操作得到四氢‑2‑戊基蒽醌。以该四氢‑2‑戊基蒽醌与2‑戊基蒽醌在特定比例下混配后作为工作载体的蒽醌法过氧化氢生产方法,氢效高。

Method for preparing four hydrogen -2- amyl anthraquinone and a method for producing hydrogen peroxide

A method for the preparation of four hydrogen peroxide 2 anthraquinone from 2 quinyl anthraquinone is characterized by the presence of a catalyst in the presence of an organic solvent and a catalyst in the presence of hydrogen in the presence of a catalyst in the presence of hydrogen, four hydrogen, 2 amyl anthraquinone, and then through recrystallization to obtain four hydrogen 2 amyl anthraquinone. The hydrogen peroxide production method of anthraquinone method using the mixture of four hydroquinone 2 - amyl anthraquinone and 2 - amyl anthraquinone in specific proportions is high.

【技术实现步骤摘要】
一种制备四氢-2-戊基蒽醌的方法和一种过氧化氢的生产方法
本专利技术涉及蒽醌法制双氧水生产过程中工作液的制备技术,具体地说,是一种工作载体四氢-2-戊基蒽醌的制备方法以及一种双氧水的生产方法。
技术介绍
蒽醌衍生物自动氧化法是工业生产过氧化氢(H2O2)的主要途径。在此工艺中,首先将作为工作载体的烷基取代蒽醌(或烷基取代四氢-蒽醌)溶解在适当溶剂中配成工作液,在催化剂作用下生成相应的烷基氢蒽醌,然后烷基氢蒽醌(或烷基四氢-氢蒽醌)氧化生成相应的烷基蒽醌,同时产生过氧化氢,最后用去离子水萃取工作液中的过氧化氢得到过氧化氢的水溶液,而工作液中的烷基蒽醌经过适当的处理后返回氢化阶段循环使用。作为工作载体的烷基蒽醌通常是2-烷基蒽醌(包括2-乙基蒽醌、2-戊基蒽醌、2-叔丁基蒽醌等)和相应的四氢-2-烷基蒽醌的混合物。工作液中适量的四氢-烷基蒽醌对过氧化氢的生产是有益的。四氢-烷基蒽醌的存在可增加工作液中总蒽醌的溶解度,在氢化效率相同时,能够降低氢化程度,从而减少降解物的生成。另外,四氢-烷基蒽醌的存在可明显增加工作液的氢化和氧化反应速率。工作液中四氢-烷基蒽醌的来源有两个。第一种方法是通过工作液的多次循环氢化和氧化累积生成,四氢-烷基蒽醌的累积速度很慢,例如以2-乙基蒽醌为工作载体时,循环一天可使工作液中的四氢-2-乙基蒽醌增加大约2g/L,循环周期长、氢气和空气的消耗量大。第二种方法是在配制工作液时,按所需要的比例添加四氢-烷基蒽醌。这种方法的优点是四氢-烷基蒽醌的含量易控、可很快地实现生产装置的平稳运行。四氢-2-乙基蒽醌的合成方法有两种。一种方法是从蒽醌法生产过氧化氢的工作液制备四氢-2-乙基蒽醌。首先从生产装置中取出一定量的工作液,然后通过减压蒸馏、有机溶剂萃取脱除重芳烃、磷酸三辛酯和2-乙基蒽醌,最后重结晶得到四氢2-乙基蒽醌。该方法不涉及化学反应,仅通过物理分离即可得到四氢-2-乙基蒽醌纯品。但因作为原料的工作液来自于生产装置,因而只适用于少量制备,否则影响正常的生产操作。另一种方法是从2-乙基蒽醌制备四氢-2-乙基蒽醌。通过将2-乙基蒽醌催化加氢、蒸发溶剂、重结晶等步骤制备四氢-2-乙基蒽醌。该方法虽需要进行氢化和氧化反应,但因原料来源相对广泛,适于大规模制备。中国专利CN102731284.A公开了一种从蒽醌法生产双氧水工作液中制备四氢-2-乙基蒽醌的方法。以蒽醌法过氧化氢生产装置中的工作液为原料,经过减压蒸发、萃取、干燥和重结晶步骤分离得到四氢-2-乙基蒽醌。该方法可以获得高纯度的四氢-2-乙基蒽醌,但目的产物收率低,原料来源受限,只适用于小规模制备的场合,如制备气、液相色谱的标准品。黄志群等介绍了一种四氢-2-乙基蒽醌的合成方法(四氢-2-乙基蒽醌的合成工艺改进,化学世界,1984,7:251-252),以无水乙醇作溶剂,雷尼镍作催化剂,由2-乙基蒽醌加氢合成四氢-2-乙基蒽醌。该方法直接利用2-乙基蒽醌氢化合成四氢-2-乙基蒽醌。该合成方法原料来源广泛,对正常生产操作无影响,适用于大批量制备。韩国专利KR20000019500公开了一种在钯催化剂作用下利用2-乙基蒽醌催化合成四氢-2-乙基蒽醌的方法,该方法与上述方法的显著区别是使用钯催化剂代替兰尼镍催化剂。Drelinkiewicz等介绍了一种以2-乙基蒽醌为原料催化加氢合成四氢-2-乙基蒽醌的方法(Hydrogenationof2-ethylanthraquinoneonalumina-supportedpalladiumcatalysts.TheeffectofsupportmodificationwithNa2SiO3,AppliedCatalysisA:General,2004,263:71–82)。该方法与上述方法的显著区别是使用Na2SiO3改性的钯/氧化铝催化剂,降低了反应温度和压力,提高了转化率,但是对催化剂处理要求很高,操作复杂,成本很高。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人在蒽醌法制备过氧化氢的研究中发现,当以四氢-2-戊基蒽醌作为工作液之一,可显著提高氢效,基于此,形成本专利技术。因此,本专利技术的目的之一在于提供一种2-戊基蒽醌制备四氢-2-戊基蒽醌的方法,目的之二在于提供一种使用制备得到的四氢-2-戊基蒽醌进行过氧化氢生产的方法。为了实现本专利技术的目的之一,本专利技术提供的制备四氢-2-戊基蒽醌的方法,其特征在于在有机溶剂中将2-戊基蒽醌完全溶解后与一种催化剂在氢气存在下接触并回收得到四氢-2-戊基蒽醌粗产品,再经重结晶操作得到四氢2-戊基蒽醌。更具体地说,本专利技术提供的2-戊基蒽醌制备四氢-2-戊基蒽醌的方法,是将2-戊基蒽醌在有机溶剂中完全溶解后,在催化剂存在与氢气在氢气压力在0.1-0.4MPa,温度在40-60℃下接触反应得到反应液,反应液分离其中的催化剂和溶剂后得到四氢-2-戊基蒽醌粗产品,经重结晶回收得到四氢2-戊基蒽醌。其中,所说的2-戊基蒽醌可以为2-叔戊基蒽醌或者是2-叔戊基蒽醌与2-仲异戊基蒽醌的混合物;所说的有机溶剂选自乙醇、1,4-二氧六环、二甲苯、二异丁基甲醇、苯、环乙烷中的一种或多种的混合物;所说的催化剂选自非晶态镍合金、骨架镍、活性碳负载金属钯、三氧化二铝负载金属钯,所说的催化剂,浓度为10~20g/L。所说的重结晶是将四氢-2-戊基蒽醌粗产品与有机溶剂接触分离实现的,重结晶所用的溶剂可为甲醇、甲醇/水混合溶剂、乙醇、丙醇、丙酮或正构烷烃。其中,优选醇类或醇水混合溶剂,特别是醇类做重结晶溶剂。重结晶时,溶剂与四氢-2-戊基蒽醌粗品的比例为1:1~100:1,较好的是5:1~30:1。为了实现本专利技术的目的之二,本专利技术提供的一种使用制备得到的四氢-2-戊基蒽醌进行过氧化氢生产的方法,其特征在于蒽醌工作液中活性蒽醌含量高于180g/L,反应温度40~70℃,反应压力0.1~0.5MPa,氢效12.5g/L以上。所说的工作液中活性蒽醌为2-戊基蒽醌和四氢-2-戊基蒽醌,后者重量占比为10~80%、优选重量占比为30~60%,溶剂为重芳烃和一种极性有机溶剂的混合物,极性溶剂为磷酸三辛酯、邻甲基环己基醋酸酯、四丁基脲、二异丁基甲醇;所述的重芳烃如二甲苯、1,3,5-三甲苯等;重芳烃和极性溶剂的体积比为1:1~3:1。本专利技术提供的从2-戊基蒽醌制备四氢-2-戊基蒽醌的方法,可以得到纯度98.0%以上的四氢-2-戊基蒽醌,可以使用作为分析蒽醌法生产过氧化氢工作液中的四氢2-戊基蒽醌的标准样品。本专利技术提供的过氧化氢的生产方法,是将本专利技术方法得到的四氢-2-戊基蒽醌与2-戊基蒽醌在特定比例下混配后作为蒽醌法过氧化氢生产的工作载体,该方法氢效高。与目前使用的2-乙基蒽醌工作液相比,氢效可提高50%以上,与单纯使用2-戊基蒽醌相比,氢效可提高30%以上。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步说明,但并不因此而限制本专利技术的内容。氢效定义为单位体积的工作液经氢化和氧化后所含有的过氧化氢质量,单位为g/L。实施例1本实施例说明本专利技术提供的四氢-2-叔戊基蒽醌的制备方法。取5g2-叔戊基蒽醌溶于100mL乙醇中,加入1g三氧化二铝负载的金属钯催化剂,在0.4MPa下加氢反应35h,2-叔戊基蒽醌转化率达到100%。过滤,滤本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种制备四氢‑2‑戊基蒽醌的方法,其特征在于在有机溶剂中将2‑戊基蒽醌完全溶解后,与一种催化剂在氢气存在下接触并回收得到四氢‑2‑戊基蒽醌粗产品,再经重结晶操作得到四氢‑2‑戊基蒽醌。

【技术特征摘要】
1.一种制备四氢-2-戊基蒽醌的方法,其特征在于在有机溶剂中将2-戊基蒽醌完全溶解后,与一种催化剂在氢气存在下接触并回收得到四氢-2-戊基蒽醌粗产品,再经重结晶操作得到四氢-2-戊基蒽醌。2.根据权利要求1的方法,其中,所述的2-戊基蒽醌为2-叔戊基蒽醌和/或2-仲异戊基蒽醌。3.根据权利要求1的方法,其中,所述的有机溶剂选自乙醇、二甲苯、二异丁基甲醇、二氧杂环己烷、环己烷和苯中的一种或多种的混合物。4.根据权利要求1的方法,其中,所述的接触是在温度40-60℃、压力常压-1.0MPa下进行。5.根据权利要求1的方法,其中,所述的催化剂为负载型钯催化剂、雷尼镍催化剂或非晶态镍合金催化剂。6.根据权利要求5的方法,其中,所述的负载型钯催化剂中,载体为氧化铝、氧化硅或活性碳,钯的负载量为0.2-5重量%。7.根据权利要求1的...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘智勇赵温涛王莅刘国柱齐欣慕旭宏宗保宁
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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