[發明專利]苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法

無效

• 申請號: 200610010250.9
• 申請日: 2006-07-03
• 公開（公告）號: CN101100415A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 董麗敏;韓志東;張顯友
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C07C39/04
• 分類號: C07C39/04;C07C37/58
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發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：

苯酚，又名石炭酸，是重要的基本有機原料之一。它主要用于制造酚醛樹脂、己內酰胺、雙酚A、己二酸、烷基酚、苯胺，增塑劑、殺蟲劑等各種化工產品。2003年，世界苯酚的總消費量約為735萬噸，2004年總消費量增加到約748萬噸。隨著我國汽車、電子、建筑及冶金工業的迅猛發展，促使苯酚及其下游產品的市場需求急劇增長，預計到2007年國內苯酚需求量將達到100萬t。

異丙苯法是目前世界上最重要的苯酚生產方法，其生產能力約占世界苯酚生產能力的90％以上。該方法包括苯烷基化得到異丙苯、異丙苯氧化得到過氧化異丙苯、過氧化異丙苯分解產生苯酚三步化學反應。對控制和安全技術要求較高，流程較長，且能耗大，苯酚收率低不超過5％、操作不便及環境污染等不符合可持續發展的戰略。

隨著世界對原子經濟性和環境效益的關注，由苯直接氧化(也稱羥基化)制取苯酚的工藝已成研發熱點。苯直接羥基化制苯酚具有工藝簡單、收率高、環境污染小等特點，而以分子氧作氧化劑直接羥基化苯制苯酚的突出優點是O2的價格低廉，受到化學工業界的重視。

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、激發態原子、分子、自由基等極活潑的化學反應物種，因此，近幾十年來放電等離子體在環境保護、化學合成方面受到了很大關注。

發明內容

本發明的目是提供一種對環境友好，沒有污染，不存在廢棄催化劑問題的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

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于等離子體反應器而產生電暈放電，維持等離子體反應器溫度為50～80℃，通入含苯和氧化劑的原料氣于反應器中，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，等離子體反應器中的放電電極為針-水電極系統，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％。

這個技術方案有以下有益效果：

1.本發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在完全氣態下進行，不使用有機溶劑，苯的氧化反應是在氣-水界面上進行的，形成的產物苯酚被萃取到水中，從而避免苯酚的深度氧化，達到提高苯酚選擇性的目的，由于產物苯酚基本上存在于水中，可通過萃取的方法分離出來，所以水可重復使用。

2.本發明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，其可控制放電強弱，因此可實現選擇性合成。

3.本發明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，其中苯的轉化效率高，產物苯酚易分離。

4.本發明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，對環境友好，沒有污染，不存在廢棄催化劑問題。

5.本發明苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，生產過程簡單，制備過程無三廢排出，是一種綠色合成苯酚的新方法，為環境友好的苯酚工業化生產奠定了基礎。

具體實施方式：

實施例1：

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生電暈放電，控制反應器溫度為65℃，通入氧氣與苯的摩爾比為2∶1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器中停留5min，苯轉化率為38％，苯酚選擇性達85％。

實施例2：

實施例1所述的苯直接羥基化制苯酚的綠色合成方法，將等離子體反應器中針尖距水面的距離固定為1cm，施加30kV直流高電壓于針電極產生電暈放電，控制反應器溫度為65℃，通入氧氣與苯的摩爾比為2∶1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器中停留5min，苯轉化率為46％，苯酚選擇性達90％。

實施例3：