對(duì)甲酚分子氧氧化的催化劑開發(fā)及工藝優(yōu)化.pdf

1、對(duì)羥基苯甲醛（PHB）是一種重要的有機(jī)化工中間體，被廣泛應(yīng)用于肥皂、香料、醫(yī)藥、防腐劑、農(nóng)藥等化工領(lǐng)域。對(duì)羥基苯甲醛可以由苯酚制得，也可由對(duì)甲酚制得。目前已有大量關(guān)于空氣部分氧化對(duì)甲酚合成對(duì)羥基苯甲醛的報(bào)道。然而，工業(yè)上生產(chǎn)對(duì)羥基苯甲醛的傳統(tǒng)工藝存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、污染環(huán)境和后續(xù)分離復(fù)雜等問題。尤其是將甲醇作為這個(gè)氧化反應(yīng)的溶劑時(shí)，反應(yīng)設(shè)備必須經(jīng)過特別設(shè)計(jì)后克服這些不安全因素才能應(yīng)用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。因?yàn)榧状际且环N有毒、易燃、低閃點(diǎn)(11

2、℃)的物質(zhì)，且其爆炸限在5.5-44％(v/v)范圍內(nèi)，存在重大的安全隱患。
　　本文針對(duì)上述問題，研究了一種分子氧氧化對(duì)甲酚制備對(duì)羥基苯甲醛的方法。這個(gè)氧化反應(yīng)采用Co3O4作為催化劑，綠色且廉價(jià)的分子氧代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)試劑作為氧化劑，以乙二醇和水作為混合溶劑，保持了甲醇作為溶劑的優(yōu)點(diǎn)，卻克服了甲醇作為溶劑時(shí)產(chǎn)生的缺點(diǎn)。此外，反應(yīng)還得到了較高收率的目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)羥基苯甲醛。這個(gè)體系的氧化反應(yīng)不僅對(duì)環(huán)境友好，還可通過冷凍結(jié)晶法后處理分離得

3、到產(chǎn)品，大大減少了工業(yè)廢水和廢渣。
　　本文系統(tǒng)地研究了催化劑種類及用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、NaOH用量、溶劑種類等因素對(duì)氧氣催化氧化對(duì)甲酚制取對(duì)羥基苯甲醛反應(yīng)的影響。綜合考慮后得到優(yōu)化條件如下:催化劑:0.7gCo3O4;反應(yīng)時(shí)間:26h;反應(yīng)溫度:90℃;乙二醇:85mL;水:15mL;對(duì)甲酚:200mmol;NaOH:660mmol;氧氣流速:80mL/min;攪拌速度:800r/min。
　　在上述最優(yōu)化反應(yīng)條件下