間苯二酚氨解合成間氨基苯酚的工藝研究.pdf

1、間氨基苯酚(m-Aminophenol，MAP)，作為芳胺家族重要一員，在染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥領(lǐng)域及功能性打印紙、復(fù)寫紙、攝像等行業(yè)有很大用途，隨著化工技術(shù)快速發(fā)展，開拓了MAP在超級電容器的復(fù)合材料的市場。國內(nèi)MAP合成主要以硝基苯磺化還原堿熔工藝，較大的環(huán)境污染將限制該工藝不能大批量生產(chǎn)并面臨被淘汰。文章綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)，提出了間苯二酚通過Bucherer催化氨解合成MAP路線，僅一步反應(yīng)且僅副產(chǎn)物水可用于冷卻液。文章探索的主要目的是盡可

2、能提高間苯二酚轉(zhuǎn)化率、MAP選擇性及產(chǎn)物分離效果。
　　單因素實(shí)驗(yàn)研究了影響間苯二酚轉(zhuǎn)化率、MAP選擇性的各因素。結(jié)果表明最佳工藝條件為:以甲苯為溶劑，催化劑選用合成沸石分子篩ZSM-5，110g間苯二酚使用ZSM-5分子篩催化劑12.5g（100/8，循環(huán)使用8次）;最佳氨酚比（氨與間苯二酚摩爾比）為2.4;反應(yīng)溫度為210-220℃，此時(shí)，體系壓力約2.0MPa;反應(yīng)時(shí)間為6h較佳。此工藝參數(shù)下，間苯二酚轉(zhuǎn)化率可達(dá)85％以上，

3、MAP選擇性83％以上。
　　通過對間苯二酚、MAP及間苯二胺三者混合處理模擬間苯二酚催化氨解產(chǎn)物成分，考察間苯二酚催化氨解產(chǎn)物分離。論文做出了MAP在低溫區(qū)(5℃-25℃)溶解度曲線。使用紫外可見分光光度計(jì)確定檢測三者檢測波長275nm。對間苯二酚萃取劑選擇考察，選用乙酸正丁酯萃取效果較好且用量為間苯二酚的3-4倍。出于工業(yè)生產(chǎn)成本及污染考慮，產(chǎn)物分離最佳工藝為:結(jié)晶溫度15℃，轉(zhuǎn)速取400-600r/min，結(jié)晶時(shí)間40min

4、。此條件下的結(jié)晶效果可使水相中MAP降到12.611ug/mL，經(jīng)干燥后產(chǎn)品純度較高。
　　宏觀反應(yīng)動力學(xué)方程是工藝參數(shù)確定、擴(kuò)大生產(chǎn)時(shí)設(shè)備選型、能耗估算等問題的主要依據(jù)。因此，第四章探究了間苯二酚氨解宏觀動力學(xué)方程，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)計(jì)算出210℃及220℃下速率方程:rB=20.905cA1.50918-3.8993cB0.97733，rB=28.276cA1.30947-4.5374cB0.94055。根據(jù)Arrhenius公