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《华东理工大学》 2011年
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硝基苯电解合成对氨基酚相关工艺过程研究

郎超  
【摘要】:对氨基酚是重要的精细化工原料和医药中间体,主要用于医药、橡胶、染料和感光材料等行业。医药用对氨基酚对产品纯度要求较高,硝基苯电解法可用来生产高纯度对氨基酚。 硝基苯电解反应会生成中间产物羟基苯胺,羟基苯胺可以转移到溶液中重排为对氨基酚,也可以在电极上进一步还原生成苯胺。为提高对氨基酚选择性,本文考察不同酸对重排反应的催化效果。用锌粉还原硝基苯来制备羟基苯胺,温度在62℃-66℃,反应60min时,所得的羟基苯胺产率最高,达到74.49%。中性水溶液中,离子交换树脂具有较好催化效果。酸性条件下温度为80℃时,最佳反应条件为:H~+浓度为0.5mol/L-2mol/L,反应时间为15min,无机酸采用磷酸。循环伏安扫描发现硅藻土,硫酸氧化锆,β沸石具有较显著催化效果。羟基苯胺在盐酸中会生成对氯苯胺,Cl~-浓度为0.3mol/L时,对氨基酚仍能保持80%的选择性。 阳极室和阴极室分别采用盐酸和硫酸作为电解质,中间用阳离子膜隔开,可实现析氯,延长电极寿命。考察了Cl~-透过阳离子交换膜行为:60℃时5%盐酸10h后透过CMV膜扩散到另一侧的Cl~-浓度仅0.14mol/L,此时Cl~-扩散系数为1.54×10~(-6)cm~2/s,在CMV膜内的扩散系数约为10~(-7)cm~2/s。产物分离时,调节酸度在pH=4.5,对氯苯胺和苯胺从体系中分离,提高pH=6.5,对氨基酚实现分离。减压蒸馏分离苯胺和对氯苯胺,苯胺纯度达到98%。 研究了扩散渗析回收电解工艺中硫酸电解质。比较APS, AHT和AAV三种膜的酸回收效果,流量为0.003ml/min时,APS膜的酸回收率效果最好,能达到68%。所得回收酸中PAP和AN含量不足1g/L,硫酸可以实现循环利用。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ243.1

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