一种用于烷基芳烃催化氧化制过氧化氢物的催化剂及其用途制造技术

本发明专利技术公开了一种用于烷基芳烃催化氧化制过氧化氢物的催化剂及其用途，属于烷基芳烃催化氧化技术领域。催化剂的结构式如下：以空气作为氧源，将烷基芳烃经催化氧化制成相应的过氧化氢物，催化剂的加入的质量为烷基芳烃的0.001～1倍，最好为：0.002～0.5倍。催化氧化的反应温度为60～150℃，空气流量为25～120L/(h·mol烷基芳烃)，反应时间为2～72小时，最好为15～36小时。本发明专利技术催化剂在提高烷基芳烃的氧化速率和过氧化氢物的选择性的同时，容易与反应物流分离，减少了催化剂在反应物流中的夹带，避免了后续酸分解工艺中酸催化剂的碱中毒。

Catalyst for catalytic oxidation of alkyl aromatic hydrocarbon to hydrogen peroxide and application thereof

The invention discloses a catalyst for the catalytic oxidation of alkyl aromatics to hydrogen peroxide and the use thereof, belonging to the technical field of catalytic oxidation of alkyl aromatics. The structure of catalyst are as follows: using air as the oxygen source, the alkyl aromatics by catalytic oxidation of hydrogen peroxide into the corresponding quality, the catalyst is 0.001 ~ 1 times of alkyl aromatics, preferably 0.002 to 0.5 times. The catalytic oxidation reaction temperature is 60~150 DEG C, and the air flow rate is 25 ~ 120L/ (H ~ mol alkyl aromatics), the reaction time is 2~72 hours, preferably 15~36 hours. This catalyst in selective oxidation of hydrogen peroxide and increase the rate of alkyl aromatics. Meanwhile, easy separation and reaction logistics, reduce the entrainment of catalyst in the reaction of the logistics, to avoid the subsequent acid decomposition of acid catalyst in the process of alkali poisoning.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于烷基芳烃催化氧化制过氧化氢物的催化剂及其用途，属于烷基芳烃催化氧化

技术介绍
自从异丙苯氧化法制备苯酚工艺被专利技术以来，烷基苯的氧化被广泛地研究，目前世界上90%以上的苯酚都采用异丙苯法生产。随着异丙苯法生产苯酚丙酮工艺的发展和成熟，从20世纪50年代起又将异丙苯氧化法制备苯酚推广到间苯二酚和对苯二酚的生产上。异丙苯氧化法通常是采用氢氧化钠或碳酸钠为催化剂，在空气的氧化下，将异丙苯氧化成过氧化氢异丙苯，进而在硫酸或酸性树脂等酸的作用下分解成苯酚、丙酮和丁酮。如美国专利US6291718，US6476276中都提到了在烷基苯的氧化中添加一种能够捕捉自由基的特殊化合物。在144g异丙苯与36g异丙苯过氧化氢的混合物中添加18mg的2， 2,6,6-四甲基哌啶氧化物，所有这些都加入到90g的0. 05%的Na2CO3水溶液中，反应3小时后，异丙苯过氧化氢的选择性为91mol%。ffu, et al.在US，4935551与US，4282384专利中报道了在二异丙苯过氧化中，以碱土金属氧化BaO为催化剂，加入量为0. 002% 0. 025% (wt)，催化效果最好，过氧化物收率可以达到:35-45mol%。美国专利US6350921则报道了连续制备间二异丙苯二过氧化氢的工艺。中用4% NaOH水溶液作为催化剂，当间二异丙苯二过氧化氢含量为15 18%时，用8% NaOH水溶液与间二异丙苯萃取分层，油相则循环回收到氧化反应器进行氧化，水相富集间二异丙苯二过氧化氢等。美国专利US4469899报道了三异丙苯与水在1 1质量比下通空气氧化，在反应过程中不断补充NaOH水溶液来维持pH值在9 10之间，反应72小时之后，三过氧化氢三异丙苯的质量含量为13.7%。Osamu Fukuda等人(Adv. Synth. Catal. 2001,343)报道了 NHPI 在催化氧化异丙苯中的应用。在用乙腈作溶剂，NHPI加入量为异丙苯的10mOl%，在75°C反应20小时后，用过量的三苯基磷处理氧化液，GC分析得到二甲基苄醇的收率为77%。如果添加AIBN作引发剂，反应8小时后，α，α' -二甲基苄醇的收率达到75%。同样的条件下，间二异丙苯的转化率达到99%，用0. 15Μ硫酸在75°C处理4小时，间二苯二酚的收率36%。而同样条件下，对二异丙苯的转化率液为99 %，对苯二酚的收率为61 %。Francesco Minisci 等人(Organic Process Research & Development 2004,8, 163-168)报道了 N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)与Co (OAc) · 4H20在氧化2，6-二异丙基萘中的应用，产物2，6-di(hydroxyisopropyl)naphthalene的收率为87%。它可以用H2R 进一步氧化成2，6- 二异丙基萘二过氧化氢。在中国专利200810102379. 1中提到用碱性离子液体为催化剂氧化异丙苯和二异丙苯，可以大幅度地提高异丙苯的转化率和对过氧化氢产物的选择性。 上述这些专利中采用的无论是氢氧化钠、碳酸钠、NHPI还是碱性离子液体，都是碱性的小分子类催化剂，这些催化剂与反应液难以分离，都将随着反应液一起进入后续的酸分解过程，中和酸分解催化剂的活性中心，增加了硫酸等液体酸的消耗和酸渣的排放，或是使清洁的酸性树脂分解工艺无法正常运转，还使得后续的酚产品精制工艺变得复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于烷基芳烃催化氧化制过氧化氢物的催化剂，该催化剂为碱性离子液体聚合物，属于大分子固体碱，在提高烷基苯的氧化速率和提高过氧化氢物选择性的同时，容易与反应物分离。本专利技术所采用的碱性离子液体为聚咪唑型、聚季铵或聚季磷型碱性离子液体，具体结构如下权利要求1.一种用于烷基芳烃催化氧化制过氧化氢物的催化剂，其特征在于，该催化剂为碱性离子液体聚合物，为聚咪唑型、聚季铵或聚季磷型碱性离子液体，具体结构如下2.按照权利要求1的催化剂，其特征在于，R与HRpR5为C「C16的烷基，R3为C「C16 的亚烷基。3.按照权利要求1的催化剂催化氧化烷基芳烃制过氧化氢物的方法，其特征在于，以空气作为氧源，催化剂的加入的质量为烷基芳烃的0.001 1倍，催化氧化的反应温度为 60 150°C，空气流量为25 120L/ (h · mol烷基芳烃)，反应时间为2 72小时。4.按照权利要求3的方法，其特征在于，催化剂的加入的质量为烷基芳烃的0.002 0. 5 倍。5.按照权利要求3的方法，其特征在于，反应时间为15 36小时。6.按照权利要求3的方法，其特征在于，烷基芳烃优选异丙苯、二异丙苯、三异丙苯、异丙基萘、对甲基异丙苯、仲丁基苯、对烷基仲丁基苯、仲丁基萘。全文摘要本专利技术公开了一种用于烷基芳烃催化氧化制过氧化氢物的催化剂及其用途，属于烷基芳烃催化氧化
催化剂的结构式如下以空气作为氧源，将烷基芳烃经催化氧化制成相应的过氧化氢物，催化剂的加入的质量为烷基芳烃的0.001～1倍，最好为0.002～0.5倍。催化氧化的反应温度为60～150℃，空气流量为25～120L/(h·mol烷基芳烃)，反应时间为2～72小时，最好为15～36小时。本专利技术催化剂在提高烷基芳烃的氧化速率和过氧化氢物的选择性的同时，容易与反应物流分离，减少了催化剂在反应物流中的夹带，避免了后续酸分解工艺中酸催化剂的碱中毒。文档编号C07C407/00GK102151584SQ20111005832公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日专利技术者宋彦磊, 张傑, 钟剑凌, 陈标华, 黄崇品 申请人:北京化工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于烷基芳烃催化氧化制过氧化氢物的催化剂，其特征在于，该催化剂为碱性离子液体聚合物，为聚咪唑型、聚季铵或聚季磷型碱性离子液体，具体结构如下：聚咪唑型　　　　聚季铵型　　　　聚季磷上式中，Ｒ与Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５为Ｃ１－Ｃ１８的烷基或带羟基的烷基，Ｒ２与Ｒ４、Ｒ５可以相同，也可以不相同；Ｒ３为Ｃ１－Ｃ１８的亚烷基或带羟基的亚烷基，ｎ＝１００－１００００。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄崇品，钟剑凌，陈标华，张傑，宋彦磊，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11