苯直接羟基化制苯酚的绿色合成方法技术

苯直接羟基化制苯酚的绿色合成方法。异丙苯法是目前世界上最重要的苯酚生产方法，其生产能力约占世界苯酚生产能力的９０％以上，该方法包括苯烷基化得到异丙苯、异丙苯氧化得到过氧化异丙苯、过氧化异丙苯分解产生苯酚三步化学反应，其存在对控制和安全技术要求较高，流程较长，且能耗大，苯酚收率低不超过５％、操作不便及环境污染等。因此需要一种苯直接羟基化制苯酚的绿色合成方法，施加直流高电压１０～３０ｋＶ于等离子体反应器而产生电晕放电，维持等离子体反应器温度为５０～８０℃，通入含苯和氧化剂的原料气于反应器中，所述的氧化剂与苯的摩尔比为１～６∶１，停留５～１０分钟后苯被高选择性的氧化成苯酚。本发明专利技术方法适用于制备苯酚。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
苯酚，又名石炭酸，是重要的基本有机原料之一。它主i用于制造酚醛树 脂、己内酰胺、双酚A、己二酸、烷基酚、苯胺，增塑剂、杀虫剂等各种化工 产品。2003年，世界苯酚的总消费量约为735万吨，2004年总消费量增加到约 748万吨。随着我国汽车、电子、建筑及冶金工业的迅猛发展，促使苯酚及其下 游产品的市场需求急剧增长，预计到2007年国内苯酚需求量将达到100万t。异丙苯法是目前世界上最重要的苯酚生产方法，其生产能力约占世界苯酚 生产能力的90%以上。该方法包括苯烷基化得到异丙苯、异丙苯氧化得到过氧 化异丙苯、过氧化异丙苯分解产生苯酚三步化学反应。对控制和安全技术要求 较高，流程较长，且能耗大，苯酚收率低不超过5%、操作不便及环境污染等不 符合可持续发展的战略。随着世界对原子经济性和环境效益的关注，由苯直接氧化(也称羟基化)制 取苯酚的工艺已成研发热点。苯直接羟基化制苯酚具有工艺简单、收率高、环 境污染小等特点，而以分子氧作氧化剂直接羟基化苯制苯酚的突出优点是02的 价格低廉，受到化学工业界的重视。电晕放电等离子体是一种低温非平衡等离子体，含有离子、电子、激发态 原子、分子、自由基等极活泼的化学反应物种，因此,近几十年来放电等离子 体在环境保护、化学合成方面受到了很大关注。
技术实现思路
本专利技术的目是提供一种对环境友好，没有污染，不存在废弃催化剂问题的 。上述的目的通过以下的技术方案实现一种，施加直流高电压10 30kV于 等离子体反应器而产生电晕放电，维持等离子体反应器温度为50 80'C,通入 含苯和氧化剂的原料气于反应器中，所述的氧化剂与苯的摩尔比为1 6: 1，停留5 10分钟后苯被高选择性的氧化成苯酚。上述的，等离子体反应器中的放电电极为针-水电极系统，针尖到水面的距离为0.5 3cm。上述的，所述的氧化剂为分子氧。上述的，所述的原料气以惰性气体氦 气或氩气为平衡气，所占体积比为40% 80%。 这个技术方案有以下有益效果1. 本专利技术,其特征为离子体反应在完全 气态下进行，不使用有机溶剂，苯的氧化反应是在气-水界面上进行的，形成的 产物苯酚被萃取到水中，从而避免苯酚的深度氧化，达到提高苯酚选择性的目 的，由于产物苯酚基本上存在于水中，可通过萃取的方法分离出来，所以水可 重复使用。2. 本专利技术，其可控制放电强弱，因此 可实现选择性合成。3. 本专利技术，其中苯的转化效率高，产 物苯酚易分离。4. 本专利技术，对环境友好，没有污染， 不存在废弃催化剂问题。5. 本专利技术，生产过程简单，制备过程 无三废排出，是一种绿色合成苯酚的新方法，为环境友好的苯酚工业化生产奠 定了基础。具体实施例方式实施例l:一种，将等离子体反应器中针尖距水面 的距离固定为2cm，施加30kV直流高电压于针电极产生电晕放电，控制反应 器温度为65'C，通入氧气与苯的摩尔比为2: l的原料气，平衡气体氦气或氩气体积比为40%或60%或80%均可，控制流速使气体在反应器中停留5min，.苯 转化率为38%,苯酚选择性达85%。 实施例2:实施例1所述的，将等离子体反应器中 针尖距水面的距离固定为lcm ,施加30kV直流高电压于针电极产生电晕放电， 控制反应器温度为65'C，通入氧气与苯的摩尔比为2: l的原料气，平衡气体氦 气或氩气体积比为40%或60%或80%均可，控制流速使气体在反应器中停留 5min，苯转化率为46%，苯酚选择性达卯％。实施例3:实施例1或2所述的，将等离子体反应 器中针尖距水面的距离固定为3cm ,施加30kV直流高电压于针电极产生电晕 放电，控制反应器温度为65'C，通入氧气与苯的摩尔比为2: l的原料气，平衡 气体氦气或氩气体积比为40%或60%或80%均可，控制流速使气体在反应器中 停留5min，苯转化率为30%，苯酚选择性达72%。实施例4:实施例3所述的，将等离子体反应器中 针尖距水面的距离固定为lcm ,施加20kV直流高电压于针电极产生电晕放电， 控制反应器温度为65'C，通入氧气与苯的摩尔比为2: l的原料气，平衡气体氦 气或氩气体积比为40%或60%或80%均可，控制流速使气体在反应器中停留 5min，苯转化率为43%,苯酚选择性达86%。权利要求1.一种，其特征是施加直流高电压10～30kV于等离子体反应器而产生电晕放电，维持等离子体反应器温度为50～80℃，通入含苯和氧化剂的原料气于反应器中，所述的氧化剂与苯的摩尔比为1～6∶1，停留5～10分钟后苯被高选择性的氧化成苯酚。2. 根据权利要求1所述的，其特征是等离子体反应器中的放电电极为针-水电极系统，针尖到水面的距离为0.5 3cm。3. 根据权利要求1或2所述的，其特征是: 所述的氧化剂为分子氧。4. 根据权利要求3所述的，其特征是所 述的原料气以惰性气体氦气或氩气为平衡气，所占体积比为40% 80%。全文摘要。异丙苯法是目前世界上最重要的苯酚生产方法，其生产能力约占世界苯酚生产能力的90％以上，该方法包括苯烷基化得到异丙苯、异丙苯氧化得到过氧化异丙苯、过氧化异丙苯分解产生苯酚三步化学反应，其存在对控制和安全技术要求较高，流程较长，且能耗大，苯酚收率低不超过5％、操作不便及环境污染等。因此需要一种，施加直流高电压10～30kV于等离子体反应器而产生电晕放电，维持等离子体反应器温度为50～80℃，通入含苯和氧化剂的原料气于反应器中，所述的氧化剂与苯的摩尔比为1～6∶1，停留5～10分钟后苯被高选择性的氧化成苯酚。本专利技术方法适用于制备苯酚。文档编号C07C37/58GK101100415SQ200610010250公开日2008年1月9日 申请日期2006年7月3日 优先权日2006年7月3日专利技术者张显友, 董丽敏, 韩志东 申请人:哈尔滨理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯直接羟基化制苯酚的绿色合成方法，其特征是：施加直流高电压１０～３０ｋＶ于等离子体反应器而产生电晕放电，维持等离子体反应器温度为５０～８０℃，通入含苯和氧化剂的原料气于反应器中，所述的氧化剂与苯的摩尔比为１～６∶１，停留５～１０分钟后苯被高选择性的氧化成苯酚。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董丽敏，韩志东，张显友，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]