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《南京工业大学》 2005年
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苯酚羟基化反应新型催化剂与工程技术基础研究

顾晓利  
【摘要】:苯二酚包括邻苯二酚和对苯二酚,是重要的精细化工产品,广泛应用于石油化工、医药、农药、染料、香料、橡胶等领域,市场潜力巨大,其下游衍生产品也具有十分广阔的应用空间。 传统的苯二酚生产工艺主要有邻氯苯酚水解法生产邻苯二酚、苯胺氧化法生产对苯二酚等,因环境污染严重,生产能力极低,已逐渐被淘汰。在众多苯二酚合成的工艺路线中,具有原子经济反应特征的苯酚双氧水羟基化反应是苯二酚生产的优选工艺,二十世纪80年代国际上就已经建成了以无机酸盐为催化剂的万吨级工业生产装置,但存在催化剂分离困难、反应转化率低等诸多问题。迄今国内外关于苯酚羟基化反应的新型催化剂和工艺研究仍方兴未艾,尤其是国内力图冲破国外的技术封锁,研究具有自主知识产权的苯二酚生产技术成为精细化工领域的热点,尽管国内已经建成了2000吨/年的工业生产装置,但因技术原因与国外装置的差距甚大。我国具有丰富的低浓度(30wt%)双氧水资源,以此作为氧化剂进行苯酚羟基化反应无疑是最高效、最具有工业化应用价值的苯二酚生产工艺,本文力求在具有工业化价值的新型催化剂、工艺条件与动力学和反应装置等方面开展研究,为工业苯二酚生产技术和装置的国产化打下基础。 众所周知,开发苯酚/双氧水羟基化反应生产苯二酚技术的关键是催化剂的研制。目前已见报道的催化剂已不下百种,其发展过程从最初单一的无机酸和无机盐类催化剂,发展到非均相的金属氧化物、杂原子分子筛、杂多酸盐催化剂等。其中无机酸(盐)催化剂的缺点在于苯酚单程转化率过低、需使用高浓度双氧水导致操作不安全、催化剂分离回收困难、环境污染严重等;而以TS-1钛硅分子筛为代表的分子筛催化剂由于合成过程复杂、价格昂贵,催化剂使用量大、反应时间长,极大地限制了其在工业上的应用。本文采用共沉淀法制各了一系列铁酸盐化合物,筛选出对苯酚过氧化氢羟基化反应具有高活性的铁酸铜Fe-Cu尖晶石类催化剂,对该类催化剂的结构进行了分析表征,研究了不同催化剂核心元素、不同金属元素组成对苯酚羟基化反应的影响,得出制备Fe-Cu催化剂的最佳铁源为Fe(NO_3)3·9H_2O,最佳铜源为Cu(CH_3COO)_2·H_2O,Fe/Cu最佳原子比为7。 苯酚羟基化反应工艺条件的优化是确定工业生产中工艺操作条件的依据,本文详细考察了各因素对采用铁酸铜尖晶石类催化剂的苯酚羟基化反应的影响,得出了
【学位授予单位】:南京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ243

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