一种苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法技术

本发明专利技术公开了一种苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法，该方法将含苯酚、溶剂、水、邻苯二酚、对苯二酚、焦油和催化剂组成的苯酚羟基化反应液进行两级固液分离，液体中固含量<100ppm，分离后的催化剂直接采用溶剂进行多级再生处理，除去焦油等重组分杂质，整个过程连续化运行，操作简单高效，可避免催化剂的分离损失，且再生后的催化剂可达到新鲜剂水平，特别适用于进行大规模工业生产。别适用于进行大规模工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，涉及一种苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法。

技术介绍

[0002]以过氧化氢为氧化剂的苯酚羟基化反应生成邻/对苯二酚技术，以其简单的工艺流程、温和的反应条件、成熟的催化技术和较小的环境污染成为研究开发热点。对于苯酚羟基化的反应液，分离的任务主要包括分离催化剂、回收溶剂、脱水、回收苯酚、邻苯二酚产品精制和对苯二酚产品精制等，其中分离催化剂对后续的分离精制影响很大，若催化剂分离不彻底带入至精馏装置，可能会造成设备损坏，物料输送异常，焦油更易团聚，影响产品质量等问题，所以催化剂与反应液的固液分离十分关键。专利CN109956852A公开了一种苯酚羟基化制备苯二酚的方法，反应液经无机膜或振动膜将固体催化剂截留后，进入分子筛膜脱水。该流程的最大特点是在分离阶段采用了分子筛膜进行水分分离，可以大幅降低分离能耗，但含大量焦油的反应液直接进行膜脱水，会造成分离膜的堵塞，液相进料不提供汽化条件也不符合分子筛膜的使用要求，不具有工程实现的可行性。专利CN114920626A公开了一种苯酚羟基化反应液的高效分离方法，该方法采用膜分离装置，将反应液先进行加压精馏预分离，通过分离膜脱水，再将釜液通过减压精馏脱出焦油和催化剂，此方法可避免焦油和催化剂对脱水分离膜的堵塞，但通过精馏塔分离催化剂能耗较高，且与焦油一起分离后催化剂与焦油紧密包覆，难以重复利用。
[0003]苯酚羟基化反应过程中会生成较多的焦油，焦油会吸附在催化剂表面，堵塞催化剂的内外孔道，从而使催化剂失活，需进行再生处理。关于钛硅分子筛的再生，专利CN102309981B将失活的钛硅分子筛与有机碱、钛硅溶液或者水蒸气在密闭釜中搅拌2h，得到再生后分子筛，基本恢复到新鲜催化剂水平。专利CN105665002A提供一种催化剂再生的方法，将失活的钛硅分子筛先后与含有阳离子捕获剂的酸性溶液和碱性溶液反应，洗涤、干燥、焙烧后达到再生的目的。从上述专利可以看出，虽然提到的再生方法均可以使催化剂活性恢复达到或接近失活前水平，但存在操作繁琐、工艺复杂、用到的试剂较多，再生费用高、催化剂拆装过程易损失等缺点。另外苯酚羟基化反应，存在焦油生成量大、催化剂失活快、再生频繁等特点，复杂的工艺无法满足工业化要求。
[0004]专利CN113304773提供一种失活钛硅分子筛器内再生方法。针对苯酚羟基化反应过程中催化剂易吸附焦油而失活的特点，采用先溶剂洗涤有机物，再用过氧化物在催化剂作用下分解焦油和溶解小分子等步骤，实现了催化剂的再生。整个再生过程，都在反应器内进行，连续化反应，避免了复杂的催化剂拆、装过程，并且再生后催化剂性能可达到新鲜催化剂水平。但再生过程用到的过氧化物可能会残留在反应器内，由于其强氧化性，在反应过程未添加氧化剂前即与原料发生反应，产生大量副产物。
[0005]本专利技术的苯酚羟基化催化剂分离和再生的方法与上述专利技术方案相比，固液分离过程连续高效，无需复杂的精馏操作，催化剂再生过程不需要采用添加其他试剂和煅烧过程，依靠工艺本身的溶剂附带强化传质的方法，即可实现催化剂的有效再生，过程经济，
应用性强，可为苯酚羟基化的工业化连续生产提供一条重要的途径。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种苯酚羟基化催化剂分离和再生的方法。本方法采用两级分离工艺，改进螺旋转动压滤技术，与膜分离装置相结合，使固液分离过程连续高效，无需复杂的精馏操作，提升工业生产效率。
[0007]本方法更进一步的目的在于，通过本专利技术的方法，催化剂采用多级再生工艺，再生过程不需要添加其他试剂以及采用高温煅烧过程，依靠工艺本身的溶剂附带强化传质的方法，即可实现催化剂的有效再生，反应性能可达到新鲜剂水平，有效改进现有工业化生产的安全性和经济性。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0009]一种苯酚羟基化催化剂分离和再生的方法，按照下述步骤进行：
[0010](1)将含苯酚、溶剂、水、邻苯二酚、对苯二酚、焦油和催化剂组成的苯酚羟基化反应液进行两级固液分离，其中第一级为螺旋转动压滤，对初始反应液进行初分；
[0011](2)一级分离后进入第二级分离，分离方式为膜管分离，分离后催化剂与反应液可达到完全分离，液体中固含量<100ppm；
[0012](3)分离后的催化剂直接采用反应过程所用的干净溶剂进行多级再生处理，其中第一级为超声浸洗再生，除去大部分附着的有机物和焦油，第二级为淋洗再生，催化剂在传送的过程中不断受到四周喷洒的溶剂冲洗，可进一步除去催化剂上的杂质；
[0013](4)最后进入第三级微波干燥再生，对催化剂中残留的轻组分、溶剂和水进行深度干燥，再生后的催化剂可重新装入反应器进行反应。
[0014]所述苯酚羟基化反应液中催化剂含量占反应液的5
‑
30％。
[0015]所述催化剂包括钛硅分子筛TS
‑
1、锡硅分子筛、钼酸盐、钨酸盐、高氯酸盐、钛硅分子筛催化剂HTS
‑
1。
[0016]所述第一级分离装置为螺旋转动压滤装置，包括进料口、固体出料口、液体出料口、腔体、螺杆、滤膜、转动电机。螺旋转动压滤装置所用滤膜孔径尺寸为2
‑
20μm。第一级固液分离后，液体中固含量为200
‑
1000ppm。
[0017]所述的第一级固液分离方式还可以为板式压滤、加压压滤，对初始反应液进行初分；优选螺旋转动压滤。
[0018]所述第二级固液分离装置为膜管分离装置，包括循环罐、膜过滤器、反冲罐、循环泵、反冲泵，第二级固液分离膜管分离装置所用膜管孔径尺寸为50
‑
200nm。第二级固液分离后，液体中固含量为0
‑
100ppm。
[0019]所述溶剂为丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、乙腈、丁腈、1，4
‑
二氧六环、水中的一种或多种。用于第一级再生新鲜溶剂与催化剂的质量比为10
‑
100:1，溶剂质量空速为1
‑
10h
‑1。用于第二级再生新鲜溶剂与催化剂的质量比为20
‑
200:1，溶剂质量空速为5
‑
15h
‑1。用于第三级再生采用微波加热的工艺对催化剂进行深度干燥，控制微波加热温度为80
‑
200℃，调节微波装置反应器的功率控制升温速度为0.5
‑
20℃/min。
[0020]所述工艺流程包括进料系统、二级分离系统、三级再生系统、产品收集系统等不同功能区域。
[0021]本专利技术与现有技术相比较有以下主要优点：
[0022]1、本专利技术采用一种苯酚羟基化催化剂分离和再生的方法，本工艺加入了两级固液分离方法，改进螺旋转动压滤技术，与膜分离装置相结合，使固液分离过程连续高效，分离后液体固含量<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯酚羟基化催化剂分离和再生的方法，按照下述步骤进行：(1)将含苯酚、溶剂、水、邻苯二酚、对苯二酚、焦油和催化剂组成的苯酚羟基化反应液进行两级固液分离，其中第一级为螺旋转动压滤，对初始反应液进行初分；(2)一级分离后进入第二级分离，分离方式为膜管分离，分离后催化剂与反应液可达到完全分离，液体中固含量<100ppm；(3)分离后的催化剂直接采用溶剂进行多级再生处理，其中第一级为超声浸洗再生，除去大部分附着的有机物和焦油，第二级为淋洗再生，催化剂在传送的过程中不断受到四周喷洒的溶剂冲洗，可进一步除去催化剂上的杂质；(4)最后进入第三级微波干燥再生，对催化剂中残留的轻组分、溶剂和水进行深度干燥，再生后的催化剂可重新装入反应器进行反应。2.根据权利要求1所述的苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法，其特征在于所述苯酚羟基化反应液中催化剂重量含量占反应液的5
‑
30％。3.根据权利要求1所述的苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法，其特征在于所述催化剂为钛硅分子筛TS
‑
1、锡硅分子筛、钼酸盐、钨酸盐、高氯酸盐、钛硅分子筛催化剂HTS
‑
1的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法，其特征在于所述的第一级固液分离的螺旋转动压滤装置包括进料口、固体出料口、液体出料口、腔体、螺杆、滤膜、转动电机；所述螺旋转动压滤装置所用滤膜孔径尺寸为2
‑
20μm。5.根据权利要求4所述的苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法，其特征在于所述第一级固液分离后，液体中固含量为100
‑
1000ppm。6.根据权利要求1所述的苯酚羟基化催化剂分离与再生的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨，何驰剑，陈伟君，高计皂，谢龙，杨昊明，张三江，佘喜春，王伟，伍小驹，包建国，
申请(专利权)人：湖南长炼新材料科技股份公司，
类型：发明
国别省市：