本發(fā)明涉及一種制備有機(jī)化合物的方法,特別是一種采用芐基過(guò)氧化物定向分解制備苯甲醇的方法,屬于有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
苯甲醇是一種重要的化工有機(jī)中間體,廣泛應(yīng)用于紡織助劑、感光材料、醫(yī)藥、香料和染料工業(yè)。2015年苯甲醇全球總產(chǎn)能約33.12萬(wàn)噸,中國(guó)是全球最大的苯甲醇生產(chǎn)國(guó),占全球總產(chǎn)能的39.61%。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)苯甲醇的核心方法為氯化芐水解法,由于該方法不可避免導(dǎo)致產(chǎn)品含氯,與下游的醫(yī)藥、香料及化妝品行業(yè)的綠色不含氯要求存在矛盾。隨著相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和要求的提高,無(wú)氯的苯甲醇生產(chǎn)技術(shù)和工藝及產(chǎn)品成為潛在的發(fā)展方向。因此研究和開(kāi)發(fā)綠色無(wú)氯苯甲醇生產(chǎn)方法有利于提高行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
甲苯液相空氣氧化法制備苯甲醇具有工藝流程短、生產(chǎn)成本低、苯甲醇產(chǎn)品無(wú)氯,產(chǎn)品品質(zhì)高等特點(diǎn)。甲苯液相空氣氧化法制備苯甲醇,是以甲苯為原料,在催化劑、引發(fā)劑和助劑存在下與空氣中的氧氣進(jìn)行甲苯液相氧化反應(yīng)制得芐基過(guò)氧化物,芐基過(guò)氧化物再進(jìn)行分解生成苯甲醇,其中芐基過(guò)氧化物定向高效分解是制備苯甲醇的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此在苯甲醇生產(chǎn)過(guò)程中尋求一種芐基過(guò)氧化物的定向分解工藝是至關(guān)重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種利用芐基過(guò)氧化物定向分解制備苯甲醇的方法,以生產(chǎn)無(wú)氯苯甲醇,提高苯甲醇的產(chǎn)品品質(zhì)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的。一種利用芐基過(guò)氧化物定向分解制備苯甲醇的方法,包括以下步驟:
(1)一級(jí)分解反應(yīng)
將催化劑、甲苯液相空氣氧化反應(yīng)生成的芐基過(guò)氧化物溶液連續(xù)不斷地送入到一級(jí)分解反應(yīng)器中,加入ph值調(diào)節(jié)劑,調(diào)節(jié)反應(yīng)液ph值≥7,同時(shí)控制溫度20~160℃,壓力0~2.0mpa(g),反應(yīng)液停留時(shí)間20~40min,在催化劑的作用下,反應(yīng)液中的芐基過(guò)氧化物定向分解為苯甲醇,芐基過(guò)氧化物在一級(jí)分解反應(yīng)器中的的轉(zhuǎn)化率85%~95%(wt),同時(shí)在一級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)由于壓力較高的芐基過(guò)氧化物溶液含有微量不凝氣及加入ph值調(diào)節(jié)劑后部分酸性物質(zhì)被中和及分解反應(yīng)有微量氣體產(chǎn)生,這些氣體從分解反應(yīng)器頂部通過(guò)壓力自動(dòng)控制器控制排出并進(jìn)行回收處理;
所用催化劑是三苯基磷、鉻酸叔丁酯、1-羥基乙叉-1,1-二膦酸(二)辛酯中的一種或幾種的復(fù)配物;
所用ph值調(diào)節(jié)劑是氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鉀、碳酸鈉中的一種或幾種的復(fù)配物;
所加入的芐基過(guò)氧化物溶液的質(zhì)量濃度≤50%,優(yōu)選≤30%;
分解反應(yīng)過(guò)程中,催化劑的質(zhì)量濃度≤20%,優(yōu)選≤10%;
(2)二級(jí)分解反應(yīng)
當(dāng)一級(jí)分解反應(yīng)器中液面到達(dá)指定高度后,會(huì)自動(dòng)溢流至二級(jí)分解反應(yīng)器中,為了保證一級(jí)分解反應(yīng)器中液面的高度,從一級(jí)分解反應(yīng)器底部連續(xù)不斷的用輸送泵抽出分解液至二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi),在二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi),剩余5%~15%(wt)的芐基過(guò)氧化物向苯甲醇方向繼續(xù)進(jìn)行定向分解反應(yīng)得到最終不含芐基過(guò)氧化物的分解液從二級(jí)分解反應(yīng)器側(cè)上部溢流排出至水洗塔;一級(jí)分解反應(yīng)和二級(jí)分解反應(yīng)總停留時(shí)間控制在30~180min,芐基過(guò)氧化物分解率達(dá)100%,分解液中苯甲醇含量≥50%以上;在二級(jí)分解反應(yīng)器頂部有少量不凝氣通過(guò)壓力自動(dòng)控制器控制排出并進(jìn)行回收處理;
二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)的壓力和溫度與一級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)相同,二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)部的壓力是通過(guò)其頂部壓力控制器來(lái)控制的;
分解反應(yīng)溫度優(yōu)選30~120℃,壓力優(yōu)選0~1.2mpa(g);反應(yīng)總停留時(shí)間優(yōu)選40~90min;
(3)水洗脫鹽
在二級(jí)分解反應(yīng)器自身的壓力下,從二級(jí)分解反應(yīng)器側(cè)上部溢流排出的含苯甲醇≥50%(wt)的最終分解液送入水洗塔頂部與從水洗塔底部送入的去離子水在水洗塔內(nèi)逆流接觸,水相為連續(xù)相,油相為分散相,塔頂部控制界位將不含鹽的油相采出后送入后續(xù)精餾分離裝置獲得產(chǎn)品苯甲醇,塔底部含鹽水相控制流量排出并進(jìn)行回收處理。
本發(fā)明取得如下有益效果:
(1)本發(fā)明采用分解催化劑和ph值調(diào)節(jié)劑的協(xié)同效應(yīng),定向的將芐基過(guò)氧化物分解為苯甲醇,芐基過(guò)氧化物的分解率達(dá)100%,分解液中苯甲醇含量在50%以上;
(2)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了從芐基過(guò)氧化物至苯甲醇的轉(zhuǎn)化,打通了甲苯液相空氣氧化生產(chǎn)苯甲醇的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是一條無(wú)氯介入的綠色環(huán)保工藝。
附圖說(shuō)明
圖1給出的是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)含義如下:
1、一級(jí)分解反應(yīng)器2、二級(jí)分解反應(yīng)器3、水洗塔4、輸送泵
a、分解催化劑b、ph值調(diào)節(jié)劑c、芐基過(guò)氧化物溶液d、含鹽水相e、去離子水f、不含鹽油相g、不凝氣h、氣體。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。需要強(qiáng)調(diào),這些實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,而不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
實(shí)施例1一種利用芐基過(guò)氧化物定向分解制備苯甲醇的方法,包括以下步驟:
(1)一級(jí)分解反應(yīng)
將催化劑三苯基磷、甲苯液相空氣氧化反應(yīng)生成的濃度為23%(wt)的芐基過(guò)氧化物溶液連續(xù)不斷地送入到一級(jí)分解反應(yīng)器1中,在分解反應(yīng)過(guò)程中,加入ph值調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)液ph值為7.5,同時(shí)控制溫度為90℃,壓力為1.3mpa(g),反應(yīng)液停留時(shí)間30min,在催化劑的作用下,反應(yīng)液中的芐基過(guò)氧化物定向分解為苯甲醇,芐基過(guò)氧化物在一級(jí)分解反應(yīng)器中的的轉(zhuǎn)化率88%(wt),同時(shí)在一級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi),由于壓力較高的芐基過(guò)氧化物溶液含有微量不凝氣,及加入ph值調(diào)節(jié)劑后部分酸性物質(zhì)被中和,及分解反應(yīng)有微量氣體產(chǎn)生,這些氣體從一級(jí)分解反應(yīng)器頂部,通過(guò)壓力自動(dòng)控制器控制排出并進(jìn)行回收處理;
(2)二級(jí)分解反應(yīng)
當(dāng)一級(jí)分解反應(yīng)器中液面到達(dá)指定高度后,會(huì)自動(dòng)溢流至二級(jí)分解反應(yīng)器2中,為了保證一級(jí)分解反應(yīng)器中液面的高度,從一級(jí)分解反應(yīng)器1底部連續(xù)不斷的用輸送泵4抽出分解液至二級(jí)分解反應(yīng)器2內(nèi),在二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi),剩余12%(wt)的芐基過(guò)氧化物向苯甲醇方向繼續(xù)進(jìn)行定向分解反應(yīng)得到最終不含芐基過(guò)氧化物的分解液,從二級(jí)分解反應(yīng)2側(cè)上部溢流排出至水洗塔3;一級(jí)分解反應(yīng)和二級(jí)分解反應(yīng)總停留時(shí)間控制在100min,芐基過(guò)氧化物分解率達(dá)100%,分解液中苯甲醇含量為58%,在二級(jí)分解反應(yīng)器2頂部也會(huì)有少量不凝氣通過(guò)壓力自動(dòng)控制器控制排出并進(jìn)行回收處理;
二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)的壓力和溫度與一級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)相同,二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)部的壓力是通過(guò)其頂部壓力控制器來(lái)控制的;
分解反應(yīng)過(guò)程中,催化劑的濃度為8%(wt);
(3)水洗脫鹽
在二級(jí)分解反應(yīng)器自身的壓力下,從二級(jí)分解反應(yīng)器側(cè)上部溢流排出的含苯甲醇58%(wt)的最終分解液送入水洗塔3頂部與從水洗塔底部送入的去離子水在水洗塔內(nèi)逆流接觸,水相為連續(xù)相,油相為分散相,塔頂部控制界位將不含鹽的油相采出后送入后續(xù)精餾分離裝置獲得產(chǎn)品苯甲醇,塔底部含鹽水相控制流量排出并進(jìn)行回收處理。
實(shí)施例2一種利用芐基過(guò)氧化物定向分解制備苯甲醇的方法,包括以下步驟:
(1)一級(jí)分解反應(yīng)
將催化劑鉻酸叔丁酯、甲苯氧化反應(yīng)生成的濃度為25%(wt)的芐基過(guò)氧化物溶液連續(xù)不斷地送入到一級(jí)分解反應(yīng)器1中,在分解反應(yīng)過(guò)程中,加入ph值調(diào)節(jié)劑碳酸鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)液ph值為8,同時(shí)控制溫度為100℃,壓力為1.5mpa(g),反應(yīng)液停留時(shí)間35min,在催化劑的作用下,反應(yīng)液中的芐基過(guò)氧化物定向分解為苯甲醇,芐基過(guò)氧化物在一級(jí)分解反應(yīng)器中的的轉(zhuǎn)化率90%(wt),同時(shí)在一級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)由于壓力較高的芐基過(guò)氧化物溶液含有微量不凝氣,及加入ph值調(diào)節(jié)劑后部分酸性物質(zhì)被中和,及分解反應(yīng)有微量氣體產(chǎn)生,這些氣體從一級(jí)分解反應(yīng)器1頂部通過(guò)壓力自動(dòng)控制器控制排出并進(jìn)行回收處理;
(2)二級(jí)分解反應(yīng)
當(dāng)一級(jí)分解反應(yīng)器1中液面到達(dá)指定高度后,會(huì)自動(dòng)溢流至二級(jí)分解反應(yīng)器2中,為了保證一級(jí)分解反應(yīng)器中液面的高度,從一級(jí)分解反應(yīng)器底部連續(xù)不斷的用輸送泵4抽出分解液至二級(jí)分解反應(yīng)器2內(nèi),在二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi),剩余10%(wt)的芐基過(guò)氧化物向苯甲醇方向繼續(xù)進(jìn)行定向分解反應(yīng),得到最終不含芐基過(guò)氧化物的分解液,從二級(jí)分解反應(yīng)器2側(cè)上部溢流排出至水洗塔3;一級(jí)分解反應(yīng)和二級(jí)分解反應(yīng)總停留時(shí)間控制在110min,芐基過(guò)氧化物分解率達(dá)100%,分解液中苯甲醇含量為53%;在二級(jí)分解反應(yīng)器2頂部也會(huì)有少量不凝氣通過(guò)壓力自動(dòng)控制器控制排出并進(jìn)行回收處理;
二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)的壓力和溫度與一級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)相同,二級(jí)分解反應(yīng)器內(nèi)部的壓力是通過(guò)其頂部壓力控制器來(lái)控制的;
分解反應(yīng)過(guò)程中,催化劑的濃度為9%(wt);
(3)水洗脫鹽
在二級(jí)分解反應(yīng)器2自身的壓力下,從二級(jí)分解反應(yīng)器2側(cè)上部溢流排出的含苯甲醇53%(wt)的最終分解液送入水洗塔3頂部與從水洗塔底部送入的去離子水在水洗塔內(nèi)逆流接觸,水相為連續(xù)相,油相為分散相,塔頂部控制界位將不含鹽的油相采出后,送入后續(xù)精餾分離裝置獲得產(chǎn)品苯甲醇,塔底部含鹽水相控制流量排出并進(jìn)行回收處理。