本发明专利技术涉及一种由苯一步法制备苯酚的方法；催化剂是以煤质活性炭为载体，以铁盐为活性组分，其载体经如下处理：将100g水洗过的煤质活性炭加入烧瓶，再加入250mL浓度为2～12mol/L硝酸溶液，接上冷凝管，于25～90℃水浴回流处理10小时，用NaOH或Na2CO3溶液吸收尾气，然后用自来水充分洗涤煤质活性炭至pH不变，再用蒸馏水淋洗三次，抽滤，在恒温干燥箱110℃烘干；用浓度为0.04～0.20mol/L的Fe2(SO4)3水溶液20～50mL浸渍煤质活性炭，室温放置0.5～24小时，然后抽滤，在恒温干燥箱110℃烘干；催化剂具有高活性、高选择性和高稳定性，降低了生产成本，提高了产品质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
苯酚是重要的基本有机化工原料，在工业上用途广泛。目前，工业上生产苯酚主要采用异丙苯过程，即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。该反应路线长、反应能耗大、苯酚收率低、存在易发生爆炸的中间产物(异丙苯的氧化产物)，且要产生与苯酚等摩尔量的副产物丙酮，而丙酮的需求量远小于苯酚， 所以，丙酮的处理是一个大问题。另外，三步反应中需加入酸及多种有机试剂，造成资源浪费、操作不便及环境的严重污染，不符合可持续发展的战略。近年来，直接将苯羟基化制备苯酚的一步反应吸引了各国研究者的广泛关注，其中采用双氧水为氧化剂直接氧化羟基化苯合成苯酚的路线被认为是最有希望取代异丙苯法的一种清洁生产方法，也一直是各国研究的重点。此工艺目前在苯酚市场上尚未采用。它主要通过一定的催化剂的作用，用过氧化氢直接将苯催化氧化合成苯酚，其唯一的副产物是水，具有路线短、原子经济性高、无污染物产生等突出优点。如果此工艺应用于苯酚生产，将大大降低生产成本，提高产品合成率， 填补国内市场的大量空缺。实现该工艺的核心是催化剂的选择和制备。2002 年 Tsuruya S 等人(U. S. Pat. No. 6355847B1)使用 V/A1203 或 Zn_V/Al203 或 Cu/HZSM-5为催化剂，分子氧为氧化剂，抗坏血酸为还原剂，醋酸为溶剂，得到8%的最大苯酚收率。文献(Catal. Commun. 2007，8，693 ；Appl. Clay. Sci. 2006，33，1 J. Mol. Catal. A Chem. 2002，184,215 ；)使用负载型含钒分子筛为催化剂，以过氧化氢为氧化剂，醋酸或乙腈为溶剂，得到苯酚收率为0. 33% 20%，选择性40% 93%。然而在乙腈溶剂中反应， 苯酚选择性较高(87% )，但产物收率较低(2. 5% )；在醋酸中反应，活性组分容易溶脱。文献Catal. Today 2000,61,137报道将钒掺入骨架中制得钒硅分子筛催化剂，能够避免活性组分溶脱，但苯酚收率较低(0. 33 1. 2% )。由于这些催化剂制作繁琐，催化剂制备成本较高，反应时间较长，因此都没有实现商业化。张进等人(中国专利技术专利ZL2003101041091) 采用活性炭为催化剂，过氧化氢为氧化剂，冰醋酸为溶剂，得到苯酚收率最高为13%，但反应温度相对较高(60°C )。活性炭是除分子筛和氧化铝之外，第三个具有高比表面的优良载体，此外，活性炭还具有的特点是1)价廉、易得；2)对铁、铜等各种金属离子有很强的吸附力，已用于吸附脱除或回收铁、铜等各种金属离子；幻活性炭表面有各种基团，已经证明这些基团在活性炭的各种功能中起着重要甚至决定性的作用；4)活性炭本质上是亲油的，对有机化合物， 特别是对芳香烃类具有很强的吸附。向活性炭中引入金属活性组分后，金属组分将会与活性炭表面含氧基团发生相互作用，共同影响催化剂活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种由苯一步法合成制备苯酚的方法，合成使用催化剂以煤质活性炭为载体，以铁盐为活性组分，载体使用前用硝酸对其表面进行氧化处理，采用浸渍法引入活性组分，催化剂经过较温和的处理具有高活性、高选择性和高稳定性。本专利技术所述的，将20mL乙腈、ImL苯、7mLH202 (质量百分比为30% )和0. 5g催化剂加入到两颈瓶中，在30°C恒温水浴中反应他；所述的催化剂是由如下方法制备(1)研磨活性炭取IOOg煤质活性炭，研磨，筛分，取40-80目的颗粒，用自来水充分洗涤，去除活性炭表面灰尘等无机杂质，再用蒸馏水洗涤3次，去除吸附到活性炭表面的微量金属离子，然后在恒温干燥箱110°C烘干。(2)硝酸氧化改性活性炭将IOOg水洗过的活性炭加入500mL烧瓶，再加入250mL浓度为2 12mol/L硝酸溶液，接上冷凝管，于25 90°C水浴回流处理10小时，用NaOH或Na2CO3溶液吸收尾气，然后用自来水充分洗涤活性炭至PH不变，再用蒸馏水淋洗三次，抽滤，在恒温干燥箱110°C烘干。(3)负载铁准确称取0. 7997g 3. 9978g Fe2 (SO4) 3溶于50mL蒸馏水中，配制成浓度为 0. 04 0. 20mol/L的(SO4) 3水溶液，取15g经处理后的活性炭，量取20 50mL Fe2 (SO4) 3 水溶液浸渍活性炭，室温放置0. 5 M小时；然后抽滤，在恒温干燥箱110°C烘干。上述催化剂的最佳制备条件为硝酸的浓度为12mol/L，硝酸处理温度为QOt^Fe52(SO4)3浸渍液的浓度为0. 175mol/L，浸渍液体积为25mL，浸渍时间为0. 5小时。本专利技术提供一种由苯一步法合成苯酚的催化剂制备方法，使催化剂在较温和的反应条件下具有高活性、高选择性和高稳定性，改善生产条件，降低生产成本，提高产品质量。(1)催化剂制备过程简单，价廉、成本低；(2)催化剂效率高，产物苯酚收率和选择性高；(3)催化剂性能稳定，寿命长，可循环使用，使用温度低(30°C )。因此，本专利技术具有可观的工业应用前景。具体实施例方式实施例1取IOOg煤质活性炭，研磨，筛分，取40-80目。自来水充分洗涤，去除活性炭表面灰尘等无机杂质。再用蒸馏水洗涤3次，去除吸附到煤质活性炭表面的微量金属离子。放入烘箱，110°C烘干。加IOOg水洗过的煤质活性炭于500mL烧瓶中，加入250mL 10mol/L的HNO3 溶液，接上冷凝管，于90°C水浴加热回流，用NaOH溶液吸收尾气，处理10小时。用自来水充分洗涤酸处理过的活性炭至PH不变，再用蒸馏水淋洗三次。真空泵抽滤，放入烘箱，110°C 烘干。称取3. 5090g Fe2 (SO4) 3 T 50mL蒸馏水中，配制得0. 175mol/L的Fii2(SO4)3溶液，向其中加入15g处理过的煤质活性炭，常温静置，浸渍0.证，真空泵抽滤，放入烘箱，110°C烘干。实施例2取IOOg煤质活性炭，研磨，筛分，取40-80目。自来水充分洗涤，去除活性炭表面灰尘等无机杂质。再用蒸馏水洗涤3次，去除吸附到煤质活性炭表面的微量金属离子。放入烘箱，110°C烘干。加IOOg水洗过的煤质活性炭于500mL烧瓶中，加入250mL 12mol/L的 HNO3溶液，接上冷凝管，于90°C水浴加热回流，用NaOH溶液吸收尾气，处理10小时。用自来水充分洗涤酸处理过的煤质活性炭至PH不变，再用蒸馏水淋洗三次。真空泵抽滤，放入烘箱，110°C烘干。称取 3.5090g Fii2(SO4)3 于 50mL 蒸馏水中，配制得 0. 175mol/L 的 (SO4) 3 溶液，向其中加入15g处理过的煤质活性炭，常温静置，浸渍0. 5h，真空泵抽滤，放入烘箱， 110°C烘干。实施例3取IOOg煤质活性炭，研磨，筛分，取40-80目。自来水充分洗涤，去除活性炭表面灰尘等无机杂质。再用蒸馏水洗涤3次，去除吸附到煤质活性炭表面的微量金属离子。放入烘箱，110°C烘干。加IOOg水洗过的煤质活性炭于500mL烧瓶中，加入250mL 2mol/L的 HNO3溶液，接上冷凝管，于90°C水浴加热回流，用NaOH溶液吸收尾气，处理10小时。用自来水充分洗涤酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐新良，胡常伟，徐亚荣，李桂英，李亚平，祝良芳，展江宏，张丽，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，四川大学，
类型：发明
国别省市：
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