制备二羟基酚类化合物的方法和设备技术

制备一种二羟基酚类化合物，特点为高选择性，使用互相串联连接的多元氧化应器，（１）将温度３０℃至１００℃的单羟基酚类化合物，过氧化物，催化剂和可任选的酮化合物加入第一反应器内，从而氧化单羟基酚类化合物，得到反应混合物，它包含制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基化合物，未反应的过氧化合物和催化剂，上述的反应混合物从第一个反应器输出；（２）为了进一步氧化未反应的单羟基化合物，从第一反应器输出的反应混合物将经过一个或多个后续反应器，同时在第（１）和（２）步中，将一部分过氧化物加入第一反应器，将其余的过氧化物加入后续的至少一个反应器中；并且（３）在终端反应器中制备的最终反应混合物含有所制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基酚类化合物，未反应的过氧化物和催化剂，将其从终端反应器出料。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备二羟基酚类化合物的方法和设备。更具体地说，本专利技术涉及高稳定性、高安全性、高选择性和高效率地制备二羟基酚类化合物的方法和设备。再具体地说，本专利技术涉及以单羟基酚类化合物为原料高选择性和高稳定性地制备二羟基酚类化合物例如儿茶酚或氢醌的方法和设备，同时控制单羟基酚类化合物的反应液在合适的温度范围内，该方法和设备适合于工业生产。使用特定的催化剂，单羟基酚类化合物与过氧化物例如过氧化氢和酮过氧化物发生氧化反应可以制备二羟基酚类化合物例如儿茶酚与氢醌。这种方法是己知的，例如日本专利已审公开5238546(对应于美国专利4078006)，5238547，5238548，5238549。在单羟基酚类化合物的氧化反应过程中，由于反应产生的热量将引起反应液温度上升过快，但是根据传统的制备二羟基酚类化合物的方法，尚不具体地知道工业规模地简易地控制这种快速温度上升的工业方法。因此，传统的方法是有缺点的因为它们不仅不能确保防止反应液中的过氧化酮的爆炸，而且由于反应液温度的快速上升，目的化合物二羟基酚类化合物的选择性将明显降低，其产率也将下降。所以，当首先要求反应过程的高度安全性和目的化合物二羟基酚化合物的高度选择性时，反应过程必定是单羟基酚类化合物的低转化率。本专利技术的目的是提供了一种通过单羟基酚类化合物的连续氧化反应制备二羟基酚类化合物的方法和设备，其特点是具有提高的选择性和提高的目的化合物二羟基酚类化合物的产率，同时可防止由于反应热造成的反应液温度快速上升，并维持令人满意的单羟基酚类转换率，所述的方法和设备适合二羟基酚类化合物的工业化连续生产。通过本专利技术的方法和设备可以达到上述目的。本专利技术关于制备二羟基酚类化合物的方法包括在催化剂的存在下氧化单羟基酚类化合物，该方法使用连续多级氧化设备，该设备包括按下列方式互相串联连接的多元氧化反应器(1)为了将单羟基酚类化合物氧化成二羟基酚类化合物，将温度30℃至100℃的单羟基酚类化合物，过氧化物和催化剂加入氧化反应设备的第一反应器内。得到反应混合物中包含制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基化合物，未反应的过氧化合物和催化剂，上述的反应混合物从第一个反应器输出；(2)从第一反应器输出的反应混合物将经过一个或多个后续反应器，进一步氧化未反应的单羟基化合物，同时在第(1)和(2)步中，将一部分过氧化物加入第一反应器，将其余的过氧化物加入至少一个后续反应器中；并且(3)在终端反应器中制备的最终反应混合物含有所制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基酚类化合物，未反应的过氧化物和催化剂，它将从氧化设备出料。在本专利技术的二羟基酚类制备方法中，可选地，将至少一种酮过氧化物与单羟基酚类化合物，过氧化物和催化剂一起加入第一反应器内。在本专利技术的二羟基酚类化合物制备方法中，在将其余的过氧化物加入第一反应器之后的至少一个后续反应器之前，从位于将加入其余过氧化物的反应器之前的一个反应器输出的反应混合物可选地通过冷却手段使温度降至40℃至100℃，然后所述冷却的反应混合物与其余的过氧化物一起加入所述的后续反应器中，并且通过氧化设备的反应混合物温度控制在40℃至120℃。用于根据如上定义的本专利技术的方法制备二羟基酚类化合物的本专利技术的连续多步骤氧化反应设备包括第一反应器和与第一反应器顺序相连的一个或多个反应器，每个反应器适合将单羟基酚类催化氧化为二羟基酚类，其中第一反应器与单羟基酚类化合物、过氧化物和催化剂的进料器相连，至少一个后续反应器与过氧化物进料器相连，终端反应器有一个出料口，所制备的最终反应混合物由此出料。本专利技术的二羟基酚类化合物制备设备中，第一反应器可选地进一步与酮化合物进料器相连。本专利技术的二羟基酚类化合物制备设备可选地进一步包含冷却装置，该冷却装置安放在连接过氧化物进料器的后续反应器与位于该连接过氧化物进料器的后续反应器之前的邻接反应器之间。附图说明图1是一张示意流程图，表示本专利技术的一个使用连续的三级氧化设备的实施方案，图2是一张示意流程图，表明本专利技术的另一个使用连续的四级氧化设备的实施方案。本专利技术在使用催化剂氧化单羟基酚类化合物制备二羟基酚类化合物的过程中，使用含有互相顺序连接的多元氧化反应器的连续多级氧化反应设备。连续多级氧化反应设备优选包含互相顺序连接的2至10个反应器，更优选2至6个反应器，最优选3至5个反应器。本专利技术的方法中，(1)氧化反应设备的第一反应器可以将单羟基酚类化合物氧化成二羟基酚类化合物，将温度30℃至100℃的单羟基酚类化合物，过氧化物和催化剂加入其中，得到反应混合物，它包含制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基化合物，未反应的过氧化合物和催化剂，上述的反应混合物将从第一个反应器输出；(2)从第一反应器输出的反应混合物经过一个或多个后续反应器，以进一步氧化未反应的单羟基化合物，同时在第(1)和(2)步中，将一部分过氧化物加入第一个反应器，将其余的过氧化物加入至少一个后续反应器中；并且(3)在终端反应器中制备的最终反应混合物含有所制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基酚类化合物，未反应的过氧化物和催化剂，将其从反应器出料。下面将参考附图详述本专利技术的方法和设备。根据图1，三个反应器1，10和20互相顺序串连连接。通过进料管道2从单羟基酚类化合物进料器(未示)将温度为30至100℃、优选40至95℃的单羟基酚类化合物例如苯酚加入至第一反应器1的下部；通过进料管道3从过氧化物进料器(未示)将过氧化物例如部分过氧化氢加入第一反应器1的下部；通过进料管道4从催化剂进料器(未示)将催化剂加入第一反应器1的下部；可选地，通过进料管道5从酮化合物进料器(未示)，将酮化合物加入第一反应器1的下部。在第一反应器1中，使用过氧化物催化氧化单羟基酚类化合物得到目的化合物二羟基酚类化合物。进料管道2，3，4和5位置互相靠近并与第一反应器1的下部相连。在反应器1中得到反应混合物，它包含制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基酚化合物，未反应的过氧化合物，催化剂和可选的未反应的酮化合物，通过输送管线7将上述反应混合物从第一反应器1的上部输出，使用冷却器6(例如热交换型冷却器)将反应混合物冷却至40至100℃，然后通过输送管线12将冷却后的反应混合物加入到第二反应器10的下部。通过进料管道13从过氧化物的进料器(未示)将另一部分过氧化物加至第二个反应器10的下部，并且可选地，通过进料管道14从催化剂的进料器(未示)将另外的催化剂加至第二反应器10的下部，以将单羟基酚化合物进一步氧化为二羟基酚化合物。进料管线12，13，和14位置相近，与第二反应器10的下部相连。在第二反应器10中得到的反应混合物包含制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基酚化合物，未反应的过氧化合物，催化剂和可选的未反应的酮化合物，通过输送管线17将上述的反应混合物从第二反应器10的上部输出，使用冷却器16将反应混合物冷却至40至100℃，然后通过输送管线22将冷却后的反应混合物加入到第三反应器20的下部。通过进料管道23从过氧化物的进料器(未示)将其余的过氧化物加入至第三个反应器20的下部，可选地，通过进料管道24从催化剂的进料器(未示)将另外量的催化剂加入至第三个反应器20的下部，从而进一步将单羟基酚化合物氧化为二羟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备二羟基酚类化合物的方法，该方法包括使用连续多级氧化设备，在催化剂的存在下氧化单羟基酚类化合物，所述连续多级氧化设备包括互相串联连接的多元氧化反应器，以这样的方式进行制备：即（１）将温度为３０℃至１００℃的单羟基酚类化合物，过氧化物和催化剂加入氧化反应设备的第一反应器内，从而将单羟基酚类化合物氧化成二羟基酚类化合物，得到反应混合物，它包含制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基化合物，未反应的过氧化合物和催化剂，上述的反应混合物从第一反应器输出；（２）从第一反应器输出的反应混合物经过一个或多个后续反应器，以进一步氧化未反应的单羟基化合物，同时在第（１）和（２）步中，将一部分过氧化物加入第一反应器，将其余的过氧化物加入至少一个后续反应器中；并且（３）在终端反应器中制备的最终反应混合物含有所制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基酚类化合物，未反应的过氧化物和催化剂，将其从氧化设备出料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1998-5-29 149471/981.一种制备二羟基酚类化合物的方法，该方法包括使用连续多级氧化设备，在催化剂的存在下氧化单羟基酚类化合物，所述连续多级氧化设备包括互相串联连接的多元氧化反应器，以这样的方式进行制备即(1)将温度为30℃至100℃的单羟基酚类化合物，过氧化物和催化剂加入氧化反应设备的第一反应器内，从而将单羟基酚类化合物氧化成二羟基酚类化合物，得到反应混合物，它包含制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基化合物，未反应的过氧化合物和催化剂，上述的反应混合物从第一反应器输出；(2)从第一反应器输出的反应混合物经过一个或多个后续反应器，以进一步氧化未反应的单羟基化合物，同时在第(1)和(2)步中，将一部分过氧化物加入第一反应器，将其余的过氧化物加入至少一个后续反应器中；并且(3)在终端反应器中制备的最终反应混合物含有所制备的二羟基酚类化合物，未反应的单羟基酚类化合物，未反应的过氧化物和催化剂，将其从氧化设备出料。2.权利要求1的二羟基酚类化合物的制备方法，其中将至少一种酮化合物与单羟基酚化合物，过氧化物以及催化剂一起加入第一反应器内。3.权利要求1的二羟基酚类化合物的制备方法，其中在将其余的过氧化物加入第一反应器之后的至少一个后续反应器之前，从位于欲加入其余过氧化物的反应器之前的邻接反应器输出的反应混合物通过冷却装置冷却，使其温度降至40℃至100℃，然后所述的冷却的反应混合物与其余的过氧化物一起加入所述的后续反应器中，并且通过氧化设备的反应混合物温度控制在40℃至120℃。4.权利要求1的二羟基酚类化合物的制备方法，其中连续多级氧化设备包括互相串联连接的2至10个氧化反应器。5.权利要求1的二羟基酚类化合物的制备方法，其中进入连续多级氧化设备的单羟基酚类化合物的量与过氧化物总量的摩尔比控制在10∶1至100∶1范围内。6.权利要求1的二羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻叶悠纪夫，藤田和则，小藤宏，
申请(专利权)人：宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]