專(zhuān)利名稱(chēng)：苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法。
背景技術(shù)：
苯酚，又名石炭酸，是重要的基本有機(jī)原料之一。它主i用于制造酚醛樹(shù) 脂、己內(nèi)酰胺、雙酚A、己二酸、烷基酚、苯胺，增塑劑、殺蟲(chóng)劑等各種化工 產(chǎn)品。2003年，世界苯酚的總消費(fèi)量約為735萬(wàn)噸，2004年總消費(fèi)量增加到約 748萬(wàn)噸。隨著我國(guó)汽車(chē)、電子、建筑及冶金工業(yè)的迅猛發(fā)展，促使苯酚及其下 游產(chǎn)品的市場(chǎng)需求急劇增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2007年國(guó)內(nèi)苯酚需求量將達(dá)到100萬(wàn)t。
異丙苯法是目前世界上最重要的苯酚生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)能力約占世界苯酚 生產(chǎn)能力的90%以上。該方法包括苯烷基化得到異丙苯、異丙苯氧化得到過(guò)氧 化異丙苯、過(guò)氧化異丙苯分解產(chǎn)生苯酚三步化學(xué)反應(yīng)。對(duì)控制和安全技術(shù)要求 較高，流程較長(zhǎng)，且能耗大，苯酚收率低不超過(guò)5%、操作不便及環(huán)境污染等不 符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
隨著世界對(duì)原子經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境效益的關(guān)注，由苯直接氧化(也稱(chēng)羥基化)制 取苯酚的工藝已成研發(fā)熱點(diǎn)。苯直接羥基化制苯酚具有工藝簡(jiǎn)單、收率高、環(huán) 境污染小等特點(diǎn)，而以分子氧作氧化劑直接羥基化苯制苯酚的突出優(yōu)點(diǎn)是02的 價(jià)格低廉，受到化學(xué)工業(yè)界的重視。
電暈放電等離子體是一種低溫非平衡等離子體，含有離子、電子、激發(fā)態(tài) 原子、分子、自由基等極活潑的化學(xué)反應(yīng)物種，因此,近幾十年來(lái)放電等離子 體在環(huán)境保護(hù)、化學(xué)合成方面受到了很大關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是提供一種對(duì)環(huán)境友好，沒(méi)有污染，不存在廢棄催化劑問(wèn)題的 苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法。
上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，施加直流高電壓10 30kV于 等離子體反應(yīng)器而產(chǎn)生電暈放電，維持等離子體反應(yīng)器溫度為50 80'C,通入 含苯和氧化劑的原料氣于反應(yīng)器中，所述的氧化劑與苯的摩爾比為1 6: 1，
停留5 10分鐘后苯被高選擇性的氧化成苯酚。
上述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，等離子體反應(yīng)器中的放電電
極為針-水電極系統(tǒng)，針尖到水面的距離為0.5 3cm。
上述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，所述的氧化劑為分子氧。
上述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，所述的原料氣以惰性氣體氦 氣或氬氣為平衡氣，所占體積比為40% 80%。 這個(gè)技術(shù)方案有以下有益效果
1. 本發(fā)明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法,其特征為離子體反應(yīng)在完全 氣態(tài)下進(jìn)行，不使用有機(jī)溶劑，苯的氧化反應(yīng)是在氣-水界面上進(jìn)行的，形成的 產(chǎn)物苯酚被萃取到水中，從而避免苯酚的深度氧化，達(dá)到提高苯酚選擇性的目 的，由于產(chǎn)物苯酚基本上存在于水中，可通過(guò)萃取的方法分離出來(lái)，所以水可 重復(fù)使用。
2. 本發(fā)明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，其可控制放電強(qiáng)弱，因此 可實(shí)現(xiàn)選擇性合成。
3. 本發(fā)明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，其中苯的轉(zhuǎn)化效率高，產(chǎn) 物苯酚易分離。
4. 本發(fā)明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，對(duì)環(huán)境友好，沒(méi)有污染， 不存在廢棄催化劑問(wèn)題。
5. 本發(fā)明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，制備過(guò)程 無(wú)三廢排出，是一種綠色合成苯酚的新方法，為環(huán)境友好的苯酚工業(yè)化生產(chǎn)奠 定了基礎(chǔ)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:
一種苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，將等離子體反應(yīng)器中針尖距水面 的距離固定為2cm，施加30kV直流高電壓于針電極產(chǎn)生電暈放電，控制反應(yīng) 器溫度為65'C，通入氧氣與苯的摩爾比為2: l的原料氣，平衡氣體氦氣或氬氣
體積比為40%或60%或80%均可，控制流速使氣體在反應(yīng)器中停留5min，.苯 轉(zhuǎn)化率為38%,苯酚選擇性達(dá)85%。 實(shí)施例2:
實(shí)施例1所述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，將等離子體反應(yīng)器中 針尖距水面的距離固定為lcm ,施加30kV直流高電壓于針電極產(chǎn)生電暈放電， 控制反應(yīng)器溫度為65'C，通入氧氣與苯的摩爾比為2: l的原料氣，平衡氣體氦 氣或氬氣體積比為40%或60%或80%均可，控制流速使氣體在反應(yīng)器中停留 5min，苯轉(zhuǎn)化率為46%，苯酚選擇性達(dá)卯％。
實(shí)施例3:
實(shí)施例1或2所述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，將等離子體反應(yīng) 器中針尖距水面的距離固定為3cm ,施加30kV直流高電壓于針電極產(chǎn)生電暈 放電，控制反應(yīng)器溫度為65'C，通入氧氣與苯的摩爾比為2: l的原料氣，平衡 氣體氦氣或氬氣體積比為40%或60%或80%均可，控制流速使氣體在反應(yīng)器中 停留5min，苯轉(zhuǎn)化率為30%，苯酚選擇性達(dá)72%。
實(shí)施例4:
實(shí)施例3所述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，將等離子體反應(yīng)器中 針尖距水面的距離固定為lcm ,施加20kV直流高電壓于針電極產(chǎn)生電暈放電， 控制反應(yīng)器溫度為65'C，通入氧氣與苯的摩爾比為2: l的原料氣，平衡氣體氦 氣或氬氣體積比為40%或60%或80%均可，控制流速使氣體在反應(yīng)器中停留 5min，苯轉(zhuǎn)化率為43%,苯酚選擇性達(dá)86%。
權(quán)利要求
1.一種苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，其特征是施加直流高電壓10～30kV于等離子體反應(yīng)器而產(chǎn)生電暈放電，維持等離子體反應(yīng)器溫度為50～80℃，通入含苯和氧化劑的原料氣于反應(yīng)器中，所述的氧化劑與苯的摩爾比為1～6∶1，停留5～10分鐘后苯被高選擇性的氧化成苯酚。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，其特征是等離子體反應(yīng)器中的放電電極為針-水電極系統(tǒng)，針尖到水面的距離為0.5 3cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，其特征是: 所述的氧化劑為分子氧。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，其特征是所 述的原料氣以惰性氣體氦氣或氬氣為平衡氣，所占體積比為40% 80%。
全文摘要
苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法。異丙苯法是目前世界上最重要的苯酚生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)能力約占世界苯酚生產(chǎn)能力的90％以上，該方法包括苯烷基化得到異丙苯、異丙苯氧化得到過(guò)氧化異丙苯、過(guò)氧化異丙苯分解產(chǎn)生苯酚三步化學(xué)反應(yīng)，其存在對(duì)控制和安全技術(shù)要求較高，流程較長(zhǎng)，且能耗大，苯酚收率低不超過(guò)5％、操作不便及環(huán)境污染等。因此需要一種苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，施加直流高電壓10～30kV于等離子體反應(yīng)器而產(chǎn)生電暈放電，維持等離子體反應(yīng)器溫度為50～80℃，通入含苯和氧化劑的原料氣于反應(yīng)器中，所述的氧化劑與苯的摩爾比為1～6∶1，停留5～10分鐘后苯被高選擇性的氧化成苯酚。本發(fā)明方法適用于制備苯酚。
文檔編號(hào)C07C37/58GK101100415SQ200610010250
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者張顯友, 董麗敏, 韓志東 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)