间苯二酚的低污染合成工艺开发探索

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间苯二酚是一种重要的精细有机中间体,广泛用于农业、染料、涂料、医药、胶粘剂、橡胶等领域。随着汽车工业的迅猛发展,子午轮胎生产能力迅速扩大,国内生产的间苯二酚已远远不能满足市场需求。而国内现有的间苯二酚生产工艺污染比较严重,产品收率低。随着间苯二酚用量的增加,产品质量要求的提高及人们对环保问题的日益关注,探索新的环保型生产工艺势在必行。首先对传统的磺化碱熔法制备间苯二酚进行了改进性实验研究。结果表明,传统磺化碱熔法操作条件恶劣,“三废”排放量大,环境污染严重;反应中大量使用强酸强碱,设备腐蚀严重,产品收率低,副产物生成量大。该方法的工艺改进空间小,发展前景不容乐观。因此,本论文着重对间二异丙苯氧化法制备间苯二酚进行了探索性研究。经过深入的实验研究,提出了具有一定可行性的生产工艺:以氧气作氧化剂,于85℃、无水无碱的条件下氧化间二异丙苯20~25h生成氢过氧化物DHP和HHP,未反应物料循环使用。产物先用4%NaOH萃取,继而以甲基异丁基酮于80℃反萃。所得产物DHP和HHP,经双氧水酸性预处理并用4 A分子筛干燥后,在三氟化硼乙醚催化下于50℃分解20min,然后用乙醚萃取三次即可得间苯二酚粗品。单批次产品收率可达到20%左右,考虑到物料的循环使用,最终产品产率可达到40%左右。实验研究结果表明:氧化体系中水分的存在会使氧化效率下降;由于DHP/HHP对热极不稳定,实验过程中温度的控制极为重要;预处理过程可将HHP转变为DHP,有利于提高产品收率;由于水分会使催化剂BF3失活,分解前,需对预处理产物进行干燥,干燥剂以4A 分子筛为宜。根据实验研究结果,从多个角度对传统磺化碱熔法和间二异丙苯氧化法进行了对比分析和讨论,认为间二异丙苯氧化法工艺新、环境效益好、污染低、原料利用率高、副产物市场较大,具有较大的发展潜力,是传统磺化碱熔法较为理想的替代工艺。并根据间二异丙苯氧化法的探索性研究结果,提出了该工艺的深入研究及工业化实验方向。
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