一种同时制备丙酮和苯二酚的方法技术

本发明专利技术提供了一种同时制备丙酮和苯二酚的方法，其中，该方法包括：在含有氧气的气氛下，将过氧化氢与异丙苯和含有钛硅分子筛的催化剂接触。采用本发明专利技术的方法同时制备丙酮和苯二酚，异丙苯转化率高，对苯二酚选择性好，并且氧化剂过氧化氢的有效利用率高。本发明专利技术的方法，无需外加溶剂，工艺简单，环境友好，成本低，生产过程容易控制，利于工业化生产和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同时制备丙酮和苯二酚的方法。
技术介绍
丙酮和苯二酚均是重要的化工原料，其中丙酮是重要的溶剂。苯二酚包括邻间对三种同分异构体，其中对苯二酚和邻苯二酚是两种重要的化工原料和化工中间体，具有广泛的用途；邻苯二酚可用作橡胶硬化剂、电镀添加剂、皮肤防腐杀菌剂、染发剂、照相显影剂、彩照抗氧化剂、毛皮染色显色剂、油漆和清漆抗起皮剂；对苯二酚主要用于显影剂、蒽醌染料、偶氮染料、合成氨助溶剂、橡胶防老剂、阻聚剂、涂料和香精的稳定剂、抗氧剂。现有技术中，主要通过将芳羟基化合物(如苯酚)用氧或含氧气体，含铜催化剂，和任选的促进剂氧化形成苯醌，然后采用还原反应以形成对苯二酚，但是该方法无法同时制备得到丙酮和苯二酚。上世纪八十年代初，意大利Taramasso在USP4410501中，公开了一种被称为钛硅分子筛(TS-1)的新型催化氧化材料，它对烃、醇、酚等具有很好的选择性氧化作用。使用钛硅分子筛作为催化剂催化氧化苯酚能够同时得到对苯二酚和邻苯二酚。但是，采用这种制备方法常需要使用纯度较高的苯酚，且苯酚转化率仍有提高的余地，同时该方法也无法同时制备丙酮和苯二酚。目前，世界范围内苯酚主要采用异丙苯氧化方法制备，该方法首先将苯与丙烯烷基化得到异丙苯，再将得到的异丙苯氧化为过氧化氢异丙苯，然后将得到的过氧化氢异丙苯催化分解得到苯酚，同时副产丙酮，该方法同样也无法同时制备丙酮和苯二酚。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的且能够同时生产丙酮和苯二酚的方法。本专利技术的专利技术人在长期的科研实践中发现，在氧气、钛硅分子筛催化剂共同存在的情况下，利用异丙苯和过氧化氢直接作为原料来同时生产丙酮和苯二酚，这样不仅可以省去异丙苯氧化制备过氧化异丙苯及其分解、苯酚和丙酮的分离精制等步骤，而且无需外加溶剂。特别意外的是过程中异丙苯转化率和氧化剂过氧化氢的有效利用率较高、且对苯二酚选择性较高。基于此，完成了本专利技术。为实现前述目的，本专利技术提供了一种同时制备丙酮和苯二酚的方法，其中，该方法包括：在含有氧气的气氛下，将过氧化氢与异丙苯和含有钛硅分子筛的催化剂接触。采用本专利技术的方法同时制备丙酮和苯二酚，异丙苯转化率高，对苯二酚选择性好，并且氧化剂过氧化氢的有效利用率很高，推测可能是反应过程中的某种中间体对反应具有一定的促进作用，同时含有氧气的气氛对过氧化氢的无效分解也有一定的抑制作用，从而能够有效提高对苯二酚的选择性和氧化剂的有效利用率。本专利技术的方法，无需外加溶剂，工艺简单，环境友好，成本低，生产过程容易控制，利于工业化生产和应用。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。如前所述，本专利技术提供了一种同时制备丙酮和苯二酚的方法，其中，该方法包括：在含有氧气的气氛下，将过氧化氢与异丙苯和含有钛硅分子筛的催化剂接触。根据本专利技术的方法，优选过氧化氢与异丙苯的摩尔比为1:0.1-100，更优选过氧化氢与异丙苯的摩尔比为1:0.2-50，更优选为1:2-5。根据本专利技术的方法，优选在将过氧化氢与异丙苯和含有钛硅分子筛的催化剂接触前，所述含有钛硅分子筛的催化剂经历过以下过程：与酸在0-200℃的温度下接触0.1-72小时，其中，所述含有钛硅分子筛的催化剂以钛计与酸的摩尔比为1:0.01-10。与用酸处理前的催化剂相比，用酸对催化剂进行处理的条件以使得接触后的催化剂的紫外-可见(UV-Vis)光谱中，在240-300nm之间的吸收峰的峰高减少2％以上(一般为2-20％，如3-8％)，用静态氮吸附法测定的孔容减少1％以上(一般为1-10％，如1.5-3％)。根据本专利技术的方法，优选所述过氧化氢以过氧化氢水溶液提供，更优选所述过氧化氢水溶液的质量浓度为20-80质量％，优选为30-70质量％，例如可以为市售的30重量％、50重量％及70重量％的双氧水。根据本专利技术的方法，优选含有钛硅分子筛的催化剂以钛计与酸的摩尔比为1:0.05-8，更优选为1:0.1-5，进一步优选为1:0.5-2。根据本专利技术的方法，优选所述含有钛硅分子筛的催化剂与酸接触的温度为20-180℃，更优选为50-100℃，更优选为60-80℃。根据本专利技术的方法，优选所述含有钛硅分子筛的催化剂与酸接触的时间为0.5-24小时(如5-24小时)。根据本专利技术的方法，所述酸为广义酸，可以为无机酸、有机酸和酸性盐中的一种或多种。所述有机酸可以为羧酸和/或磺酸，如C1-C6的脂肪族羧酸、C6-C12的芳香族羧酸、C1-C6的脂肪族磺酸和C6-C12的芳香族磺酸。优选地，所述酸为无机酸，如含有卤素的无机酸、硫酸、磷酸、硝酸等。更优选的，所述酸为含有卤素的无机酸，例如可以为HCl、HBr、HF、HI等，更优选为HCl和/或HBr。根据本专利技术的方法，所述酸优选以水溶液的形式提供，酸的水溶液中酸的浓度可以根据酸的种类进行选择，没有特别限定，一般地，酸的水溶液中酸的浓度可以为0.01-50重量％，优选为10-36重量％。根据本专利技术的方法，所述含有钛硅分子筛的催化剂可以为钛硅分子筛本身，也可以为钛硅分子筛的成型催化剂，或者为钛硅分子筛与其余催化材料的混合物，优选所述含有钛硅分子筛的催化剂为钛硅分子筛本身。本专利技术中所述钛硅分子筛可以为MFI结构的钛硅分子筛(如TS-1)、MEL结构的钛硅分子筛(如TS-2)、BEA结构的钛硅分子筛(如Ti-Beta)、MWW结构的钛硅分子筛(如Ti-MCM-22)、二维六方介孔结构的钛硅分子筛(如Ti-MCM-41、Ti-SBA-15)、MOR结构的钛硅分子筛(如Ti-MOR)、TUN结构的钛硅分子筛(如Ti-TUN)和其他结构的钛硅分子筛(如Ti-ZSM-48)中的至少一种。优选情况下，所述钛硅分子筛为MFI结构的钛硅分子筛、MEL结构的钛硅分子筛和BEA结构的钛硅分子筛中的一种或多种，进一步优选为MFI结构的钛硅分子筛，更优选所述钛硅分子筛为MFI结构，钛硅分子筛晶粒为空心结构，该空心结构的空腔部分的径向长度为5-300纳米，且所述钛硅分子筛在25℃、P/P0＝0.10、吸附时间为1小时的条件下测得的苯吸附量为至少70毫克/克，该钛硅分子筛的低温氮吸附的吸附等温线和脱附等温线之间存在滞后环。具有前述结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时制备丙酮和苯二酚的方法，其特征在于，该方法包括：在含有氧气的气氛下，将过氧化氢与异丙苯和含有钛硅分子筛的催化剂接触。

【技术特征摘要】
1.一种同时制备丙酮和苯二酚的方法，其特征在于，该方法包括：在
含有氧气的气氛下，将过氧化氢与异丙苯和含有钛硅分子筛的催化剂接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，过氧化氢与异丙苯的摩尔比为
1:(0.1-100)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，过氧化氢与异丙苯的摩尔比为
1:(0.2-50)。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在将过氧化氢与
异丙苯和含有钛硅分子筛的催化剂接触前，所述含有钛硅分子筛的催化剂经
历过以下过程：与酸在0-200℃的温度下接触0.1-72小时，其中，所述含有
钛硅分子筛的催化剂以钛计与酸的摩尔比为1:0.01-10。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述酸为含有卤素的无机酸。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述酸为HCl和/或HBr。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有钛硅分子筛的催化剂
为钛硅分子筛或成型的钛硅分子筛催化剂。

【专利技术属性】
技术研发人员：史春风，林民，朱斌，
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