蒽醌生产方法及其催化剂研究进展
2乙基蒽醌生产工艺
2乙基蒽醌生产工艺以2乙基蒽醌生产工艺为标题,本文将介绍2乙基蒽醌的生产工艺及相关信息。
2乙基蒽醌(2-Ethylanthraquinone)是一种有机化合物,化学式为C16H12O2。
它是一种重要的中间体,广泛应用于染料、颜料、光敏材料等领域。
下面将详细介绍2乙基蒽醌的生产工艺。
2乙基蒽醌的生产工艺一般分为两个步骤:蒽醌的制备和2乙基化反应。
首先是蒽醌的制备。
蒽醌是2乙基蒽醌的前体,其制备通常采用二氧化硫催化剂催化下的蒽氧化反应。
具体步骤如下:1. 将蒽和氧气经过预处理后,进入反应釜中。
2. 加入二氧化硫作为催化剂,并控制反应温度和压力。
3. 反应进行一定时间后,停止反应。
4. 分离反应产物,采用适当的提取剂进行提取。
5. 对提取得到的产物进行精制和干燥,得到纯度较高的蒽醌。
接下来是2乙基化反应。
将蒽醌进行2乙基化反应,得到2乙基蒽醌。
具体步骤如下:1. 将蒽醌和乙醇以及适当的催化剂放入反应釜中。
2. 加热反应混合物,并控制反应温度和时间。
3. 反应结束后,进行产物的分离和提取。
4. 对提取得到的产物进行精制和干燥,得到纯度较高的2乙基蒽醌。
在整个生产过程中,需要注意以下几点:1. 控制反应条件,包括温度、压力、催化剂的种类和用量等。
这些条件的选择将直接影响反应的效率和产物的质量。
2. 对产物进行分离和提取时,选择适当的溶剂和提取剂,以提高产物的纯度和收率。
3. 在精制和干燥过程中,采用适当的方法,如结晶、蒸馏等,以去除杂质,提高产品的质量。
2乙基蒽醌作为一种重要的中间体,在染料、颜料、光敏材料等领域有广泛的应用。
它可以作为染料的合成原料,用于生产各种颜色的染料。
同时,它还可以用于制备各种颜色的颜料,如红色、蓝色等。
此外,2乙基蒽醌还可以作为光敏材料,在光敏感器件、激光打印等领域发挥重要作用。
2乙基蒽醌的生产工艺是一个复杂的过程,需要控制好反应条件和选择适当的方法进行分离和提取。
通过合理的生产工艺,可以高效地制备出纯度较高的2乙基蒽醌,为相关行业的发展提供了重要的原料基础。
蒽醌法生产双氧水的研究进展
三、蒽醌法生产双氧水的工艺流 程
1、氢化物和氧化物的制备
1、氢化物和氧化物的制备
氢化物和氧化物的制备是蒽醌法生产双氧水的第一步。氢化物和氧化物的制 备方法包括:电解水、天然气重整、甲醇裂解等。其中,电解水是最常用的方法 之一,其制备的氢气纯度较高,但成本也较高。天然气重整是一种较为经济的方 法,但制备的氢气纯度较低。甲醇裂解也是一种经济的方法,但需要消耗大量的 能量。
四、蒽醌法生产双氧水的优势
1、生产效率高:通过合理的工艺流程和高效的催化剂,蒽醌法可以大规模地 生产双氧水,且产量较高。
四、蒽醌法生产双氧水的优势
2、原材料成本低:蒽醌法使用的原材料主要是氢气和氧气,来源广泛且成本 较低。
3、工艺流程短:与其他制备方法相比,蒽醌法工艺流程较短,操作简单,能 够实现连续生产。
蒽醌法生产双氧水的研究进 展
目录
01 一、引言
03
三、蒽醌法生产双氧 水的工艺流程
02
二、蒽醌法生产双氧 水的原理04源自四、蒽醌法生产双氧 水的优势
目录
05 五、蒽醌法生产双氧 水的现状和发展趋势
07 参考内容
06 六、结论
内容摘要
双氧水是一种重要的化学物质,具有广泛的用途,如纺织、造纸、化工、环 保等行业。在蒽醌法生产双氧水方面,国内外研究者对双氧水制备的工艺、催化 剂、蒽醌原料等方面进行了深入研究。本次演示介绍了蒽醌法生产双氧水的研究 进展。
谢谢观看
四、蒽醌法生产双氧水的优势
4、环保性能好:蒽醌法生产双氧水过程中产生的废气和废水较少,对环境影 响较小。
蒽醌衍生物的合成与生物活性
蒽醌衍生物的合成与生物活性蒽醌衍生物,是一类来源于二苯并酮的具有广泛生物活性的有机物。
其分子在化学结构上包含蒽醌和其衍生物,是一类具有丰富化学性质的化合物。
由于其在医药、农药、杀虫剂等领域有着广泛的应用,因此对蒽醌衍生物的合成与生物活性的研究也日益受到关注。
一、蒽醌衍生物的合成1. 光氧化法光氧化法是蒽醌衍生物合成中常用的一种方法。
利用光氧化作用将苯酚和苯乙烯酮反应生成一种新的化合物。
该方法操作简单、反应时间短,并且有良好的收率和反应效果。
但是,该方法的制备条件较为苛刻,需要在无水乙醇溶液中进行,并且光源的选择会对反应产物的形成产生影响。
2. 金属催化法金属催化法是一种新兴的蒽醌衍生物的合成方法。
通过选择合适的金属催化剂来实现反应,如钯、钌、铑等金属催化剂,可以使得反应条件更加温和,收率更高。
同时,该方法具有环保、高效的特点,已成为合成蒽醌衍生物的重要方法之一。
3. 热法合成热法合成是指利用高温条件将二苯并酮和苯酚混合物直接加热反应生成蒽醌衍生物。
该方法操作简单、反应时间短,但是需要在高温条件下进行反应,对反应器的选择、反应物质量的把控要求较高。
二、蒽醌衍生物的生物活性1. 作为抗肿瘤药物蒽醌衍生物作为一类具有广泛生物活性的有机物,其在肿瘤治疗中的作用得到了广泛的研究。
研究表明,蒽醌衍生物能够抑制肿瘤细胞的生长和分裂,从而达到抗肿瘤的功效。
其中,替蒽醌是目前临床上常用的抗癌药物之一。
2. 作为抗菌药物蒽醌衍生物作为一类广谱抗菌药物,其具有抑制细菌和真菌等病原微生物的生长和繁殖的作用。
研究表明,蒽醌衍生物具有较强的抑菌作用,其对一些多药耐药菌株也表现出较好的敏感性。
因此,蒽醌衍生物有望成为未来新一代抗菌药物的重要候选之一。
三、结语综上所述,蒽醌衍生物作为一类具有广泛生物活性的有机物,其在医药、农药等领域的应用前景广阔。
对蒽醌衍生物的合成与生物活性的研究已经成为当前有机化学领域的热点之一,相信在未来的研究中,将有更多关于蒽醌衍生物的有益发现。
蒽醌法生产过氧化氢技术浅谈
蒽醌法生产过氧化氢技术浅谈蒽醌法生产过氧化氢技术浅谈摘要:本文简要总结了过氧化氢蒽醌法生产技术,重点介绍了反应机理、工艺流程、催化剂使用等,并对今后的发展提出建议。
关键词:蒽醌过氧化氢钯加氢过氧化氢又名双氧水,分子式H2O2,是1818年首先由Thenard 利用BaO2与酸反应发现而得[1]。
由于过氧化氢分解后产生水和氧气,对环境无二次污染,属于绿色化学品,使得过氧化氢作为氧化剂受到越来越多的重视。
特别是进入20世纪后半叶,过氧化氢已成为一种重要的无机化工原料和精细化工产品,广泛应用于化学品合成、纸浆、纸和纺织品的漂白、金属矿物处理、环保、电子、军工及航天等多个领域。
随着全球经济的快速发展,过氧化氢向着大规模、高技术、自动化控制方向全方位迅猛发展[2,3]。
目前,世界上过氧化氢的生产方法主要有电解法、蒽醌法、异丙醇法、氧阴极还原法和氢氧直接化合法等。
蒽醌法最初由Riedl和Pfleiderer研制成功[4,5],并取得了一系列专利权,后经过各国公司的大量研究改进,使该法成为当前世界生产H2O2占绝对优势的方法[6]。
蒽醌法技术先进,自动化控制程度高,产品成本和能耗较低,适合大规模生产;缺点是生产工艺比较复杂。
一、反应机理蒽醌法生产过氧化氢主要经历氢化和氧化两个阶段。
氢化阶段:将烷基蒽醌溶解于复合有机溶剂中,在一定温度及压力条件下通入氢气,烷基蒽醌加氢生成氢蒽醌(HEAQ)。
氧化阶段:将含有氢蒽醌(HEAQ)的有机混合溶剂通入氧气,氢蒽醌(HEAQ)被氧化再度生成烷基蒽醌(EAQ),同时生成过氧化氢[7]。
从上述反应历程可知,氢化阶段涉及的影响因素很多,催化剂种类、反应温度、反应压力、氢气通入量等均会直接影响EAQ的加氢历程,容易导致加氢副产物增多,直接影响产品收率。
因此,加大氢化过程中各影响因素的剖析对指导实际生产具有重大意义。
Aksela和Reijo公开的专利中提到一种运用微波照射进行蒽醌法生产过氧化氢的新方法[8],这种方法使得氢可以得到充分的利用,并且有利于催化剂的回收与再生。
蒽醌类化合物合成途径
蒽醌类化合物合成途径1. 引言蒽醌类化合物是一类重要的有机合成中间体,具有广泛的应用领域,如药物合成、染料合成和材料科学等。
本文将介绍蒽醌类化合物的合成途径,包括经典的方法以及最新的研究进展。
2. 传统合成方法蒽醌类化合物的传统合成方法主要包括蒽类化合物的氧化和蒽醌的还原两个步骤。
2.1 蒽类化合物的氧化蒽类化合物的氧化通常采用强氧化剂,如过氧化氢(H2O2)或过硫酸铵(NH4S2O8),在适当的反应条件下进行。
例如,将蒽(anthracene)与过氧化氢在乙酸中反应,可以得到蒽醌(anthraquinone):C14H10 + H2O2 -> C14H8O2 + 2H2O这种方法具有操作简单、反应条件温和的优点,但产率较低。
2.2 蒽醌的还原蒽醌的还原可以使用还原剂,如亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)或氢气(H2),在适当的反应条件下进行。
例如,将蒽醌与亚硫酸氢钠在碱性条件下反应,可以得到蒽醌的醇(anthrahydroquinone):C14H8O2 + 2NaHSO3 + 2NaOH -> C14H10O2 + 2Na2SO4 + 2H2O这种方法可以高选择性地得到蒽醌的醇,但反应较慢且产率较低。
3. 新型合成方法近年来,随着有机合成化学的发展,研究人员提出了一些新型的蒽醌类化合物合成方法,具有高效、高选择性和环境友好的特点。
3.1 催化氧化还原催化氧化还原方法是一种新颖的蒽醌类化合物合成方法。
通过引入催化剂,如过渡金属或有机催化剂,可以在较温和的条件下实现蒽类化合物的氧化和蒽醌的还原反应。
例如,研究人员发现过渡金属配合物(如钯、铑、铑配合物)可以催化蒽类化合物的氧化反应,从而提高产率和选择性。
同时,有机催化剂(如有机碱或有机酸)也被应用于蒽醌的还原反应中,实现高效的还原反应。
3.2 生物合成生物合成是一种绿色、环境友好的蒽醌类化合物合成方法。
通过利用生物催化剂,如酶或微生物,可以在温和的条件下实现蒽类化合物的氧化和蒽醌的还原反应。
蒽醌 生产工艺
蒽醌生产工艺
蒽醌是一种有机化合物,也称为二苯醌或者2,3-二苯并呋酮。
它有一个苯环和一个呋喃环,是一种重要的光敏材料和助燃剂。
蒽醌的生产工艺通常包括以下几个步骤:蒽的氧化、重氮化、重氮化物的脱氮和合成蒽醌。
首先,蒽的氧化是生产蒽醌的关键步骤。
蒽可通过苯的催化环化反应或麦克马洪反应合成。
一般可以选择氯化铝作为催化剂,并控制反应温度在250-300℃范围内。
氯化铝能够使蒽发生环
化反应,生成二氢蒽,然后再经过氧化反应形成蒽醌。
其次,重氮化是蒽醌生产的第二步。
通过在蒽中引入亚硝胺基离子,可将蒽转化为相应的重氮化合物。
这一步通常使用硫酸和亚硝酸钠作为反应物,在低温下进行反应。
随后是重氮化物的脱氮。
将重氮化合物加热,并加入反应剂使其脱氮,生成相应的芳香酮。
常用的脱氮剂有酸性条件下的硫酸、氯化亚铜等。
脱氮过程中生成的亚硝酸根离子与反应剂相互反应形成各种产物。
最后是合成蒽醌。
将芳香酮与亚硝酸盐反应,生成相应的蒽醌。
这一步反应通常在碱性条件下进行。
常用的反应物有碳酸钠、碳酸氢钠等,通过中和反应剂生成碱性条件。
总的来说,蒽醌的生产工艺包括蒽的氧化、重氮化、重氮化物的脱氮和合成蒽醌等几个步骤。
在实际生产过程中,还需要考
虑反应条件的选择、催化剂的使用和产物的纯化等因素,以确保蒽醌的高效率合成和高纯度产出。
1—氨基蒽醌合成方法的研究
1—氨基蒽醌合成方法的研究摘要:对合成1-氨基蒽醌的各种方法进行了综述,并指出了其目前的研究进展和方法特点。
关键词:1-氨基蒽醌;合成工艺1、前言1-氨基蒽醌是染料工业重要的中间体,用作生产溴氨酸和吡唑蒽酮的重要原料,特别是溴氨酸为生产活性染料、酸性染料,有机颜料的中间体。
蒽醌系合成染料,具有很好的耐洗耐晒牢度。
由1-NH2AQ合成的染料达22种之多。
近年来,还被应用于液晶染料,因此1-氨基蒽醌在染料工业中占有极其重要的位置。
该产品出口的潜力很大,国内价格在70000元/t左右。
现国内生产厂家大多采用硫化碱法工艺,产品质量差,收率低、三废排放量大。
而液相催化加氢等方法具有明显的优越性,因此对该产品合成工艺的研究开发具有一定的现实意义。
2、合成工艺方法2.1 磺化氨解法以蒽醌为原料,在汞催化剂存在下,经磺化氨化而得1-NH2AQ。
产品纯度高,质量好,其中副产品主要是2-NH2AQ和少量的二硝基物。
主要问题是有汞害和需要高压氨解设备。
我国早期应用过该工艺。
2.2 萘醌丁二烯法以精萘为原料,经电解氧化制得1,4-萘醌,再经硝化,与丁二烯缩合闭环、还原得产品。
该法系沈阳化工研究院“六五” 开发项目。
因电解氧化耗电量大,对设备要求高和丁二烯来源问题,国内尚未工业化生产。
该法的主要特点是产品质量优。
该法的新工艺:1-硝基萘在含有铈离子的酸性溶液中经电解氧化得5-硝基-1,4-萘醌,然后与l,3-丁二烯缩合,闭环后经NaHS还原制得该产品。
产品的纯度极高,无污染是该工艺的主要特点。
2.3 氨解法日本小田公司使用氨水与硝基蒽醌在压力下氨解。
德国拜耳公司专利认为在水或有机溶剂中用过量的氨解会生成较多的亚胺,需用酸催化剂或有机溶剂加水处理使亚胺变成1-NH2AQ。
以二甲苯为溶剂,产品纯度达99% ,收率达63.5%。
制备过程:1-NH2AQ用75%HNO3洗涤后于5.8MPa下通入气体氨(2.85L/h)和二甲苯(20L/h),然后蒸去二甲苯,减压至3.999X103Pa ,顶温294℃下蒸馏得99%的产品。
蒽醌法生产过氧化氢溶剂的研究进展
蒽醌法生产过氧化氢溶剂的研究进展蒽醌法是当前工业生产过氧化氢的主要方法此法需用适当的溶剂溶解蒽醌和氢蒽醌(统称为工作物质)形成工作液,而后依次经历氢化、氧化和萃取的阶段得到过氧化氢水溶液,萃取液进一步精制浓缩就可以得到各种浓度的产品,而萃余液可以回到氢化阶段循环使用。
每一工作液都有一个最大生产能力(maimucapacity),它定义为每一循环所生产的过氧化氢的最大量(即每升工作溶液中H2O2克数)。
蒽醌法工艺的最大产率(maximumcapability)理论上是工作液最大生产能力和流率的乘积。
影响最大产率的因素主要有两项:一是工作物质在溶剂中的溶解度;二是过氧化氢在水和溶剂之间的分配系数。
分配系数定义为:在工作液和水两相平衡时,过氧化氢在水相和工作液中的质量浓度的比值。
虽然高分配系数可提高萃取过程的效率,但过高的分配系数可能会造成安全隐患,因为在氧化阶段,操作上的扰动可能会使过氧化氢分解形成一个水相,如果分配系数过高,这个水相中的过氧化氢浓度也会很高,当浓度达到一定程度,整个系统就会成为爆炸性混合物。
在选择溶剂时应该充分考虑到这一点。
溶剂的性质不仅直接决定装置的生产能力,而且对氢化、氧化、萃取操作过程的效率,有效蒽醌的降解都有较大影响。
理想的溶剂应满足以下要求:1)对蒽醌和氢蒽醌均具有良好的溶解能力;2化学稳定性好,特别是抗氢化、氧化和抗水解的能力好;3) H2O2在H2O和溶剂间的分配系数高,不至于产生爆炸危险;4)与水的密度差大,便于分离;5)粘度低,沸点和闪点高;6)在H2和H2O2的水溶液中溶解度小;7)低毒性。
由于使用单一溶剂难于全面满足以上要求,特别是难于使蒽醌和氢蒽醌两者溶解度均高,实际应用中多用两种溶剂组成的混合溶剂,其一是非极性溶剂主要用于溶解蒽醌,也叫蒽醌溶剂。
另一是极性溶剂主要用于溶解氢蒽醌,也叫氢蒽醌溶剂。
1 溶剂的选用自蒽醌法产生以来,溶剂的优选就倍受科学工作者的重视,最初的Riedl2Pfleiderer工艺中所用的溶剂被称为/Paralk0,它是体积比50B50的苯和C7~C11的仲醇组成的混合物。
蒽醌法固定床工艺生产双氧水用催化剂研究进展
蒽醌法固定床工艺生产双氧水用催化剂研究进展
饶贵久马奔姚艳敏张云众
黎明化工研究设计院有限责任公司,河南洛阳4710
摘要:论述了双氧水的生产方法及工艺技术,详述了催化剂载体氧化铝的国内外研制现状,指出使用助剂对载体进行改性,可以制得性能优良的载体。
同时对催化剂制备方法的国内外
研究情况进行了分析,蒽醌法固定床工艺生产双氧水用催化剂常采用浸渍法制备,国内外大多在
载体预处理、添加助剂、浸渍条件等方面进行研究,以提高催化剂的综合性能。
关键词:蒽醌法;双氧水;催化剂;载体
家料,用氯化铝或体溶液,习惯上弱内,固化成球,再充物,填充物在焙
0通常采用浸5催化剂的综
瓮属氧化物对
P 'o f t h e P d-B
o g e n p e r o x i d e c。
蒽醌法生产过氧化氢加氢催化剂的研究进展
2017年第36卷第11期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·4057·化 工 进展蒽醌法生产过氧化氢加氢催化剂的研究进展王松林1,程义1,张晓昕2,宗保宁2(1浙江巴陵恒逸己内酰胺有限责任公司,浙江 杭州 311228;2中国石化石油化工科学研究院,北京 100083) 摘要:加氢催化剂是蒽醌法生产过氧化氢(H 2O 2)的核心,很大程度上决定了装置的生产能力和成本,因而一直是蒽醌法工艺中的研究热点和需要重点突破的课题之一。
高活性、高选择性和高稳定性的加氢催化剂不仅能显著提高生产效率,还可明显减少蒽醌降解物的生成,从而降低生产成本。
本文简述了用于蒽醌加氢的镍基和钯基催化剂研究进展,特别重点介绍了Al 2O 3负载的钯基催化剂。
总结了Al 2O 3载体的物理性质、表面酸性和修饰等因素对钯基加氢催化剂性能的影响,还介绍了近年来发展的新型钯基加氢催化剂。
在此基础上,指出比表面积和孔径均较大、酸性和钯层厚度均适中、并且加入适当修饰剂的蛋壳型载钯催化剂是理想的蒽醌加氢催 化剂。
关键词:过氧化氢;蒽醌法;加氢;镍催化剂;钯催化剂;氧化铝中图分类号:TQ426.94 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2017)11–4057–07 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0214Advances in hydrogenation catalyst for the production of hydrogenperoxide through the anthroquinone routeWANG Songlin 1,CHENG Yi 1,ZHANG Xiaoxin 2,ZONG Baoning 2(1Zhejiang Baling Hengyi Caprolactam Co.,Ltd.,Hangzhou 311228,Zhejiang ,China ;2Research Institute of PetroleumProcessing ,SINOPEC ,Beijing 100083,China )Abstract :Hydrogenation catalyst is the core for the production of hydrogen peroxide (H 2O 2)through theanthraquinone route ,which determines the production capacity and cost to a large extent ,and thus it has always been the research spot and one of the key topics that needs to be studied. A hydrogenation catalyst with high activity ,selectivity ,and stability not only enhances the production efficiency ,but also significantly decreases the formation of the degradation products derived from anthraquinone ,and thus reduces the production cost. Herein ,advances in the nickel and palladium-based catalysts for the hydrogenation of anthraquinone are reviewed ,with special emphasis on the Al 2O 3-supported palladium-based catalysts. The effects of physical properties ,surface acidity ,and modification of the Al 2O 3 support on the catalytic performance of palladium-based catalysts are reviewed. In addition ,the recently developed novel palladium-based hydrogenation catalysts are also introduced. Finally ,it is concluded that egg-shell palladium catalyst with large surface area and pore size ,medium acidity and palladium penetration depth ,and modified by proper additive(s),is the ideal catalyst for anthraquinone hydrogenation.Key words :hydrogen peroxide ;anthraquinone route ;hydrogenation ;nickel catalyst ;palladium catalyst ;alumina生产及管理工作。
蒽醌的合成进展
蒽醌合成方法的研究进展摘要: 综述了重要中间体蒽醌的应用以及传统工业生产方法, 评价了苯酐法、氧化法及萘醌法等各种方法的优缺点。
介绍了采用苯酐为起始原料通过两步法或一步法合成蒽醌的研究新进展, 认为沸石分子筛催化剂可使蒽醌的合成过程绿色化, 并可再生重复使用, 具有很好的发展前景。
关键词: 蒽醌; 苯酐法; 邻苯甲酰苯甲酸; 一步法蒽醌是合成蒽醌系染料及中间体的主要原料。
以蒽醌为原料, 经磺化、氯化、硝化等, 可得到应用范围很广的染料中间体, 用于生产蒽醌系分散染料、酸性染料、活性染料、还原染料等, 形成色谱全、性能好的染料类别, 据统计, 蒽醌染料有400 多个品种, 在合成染料领域中占有十分重要的地位[1]。
蒽醌还可用作造纸制浆蒸煮剂。
纸浆在制造过程中需用木材加NaOH 及Na2S进行蒸解。
蒽醌及其衍生物四氢蒽醌对纤维素在高温、强碱作用下的分解具有抑制作用, 而对脱木质素则有促进作用。
其结果可降低蒸解温度, 缩短蒸解时间, 减少碱剂。
目前, 使用蒽醌添加剂的造纸厂越来越多, 蒽醌作为蒸煮添加剂的用量也在大幅度增加[2]。
另外, 蒽醌化合物还可用于高浓度过氧化氢的生产[3]; 在化肥工业中用于制造脱硫剂蒽醌二磺酸钠[4]; 近年来还发现了蒽醌及其衍生物对肿瘤有抑制作用[5]。
1 蒽醌的工业生产方法在第一次世界大战前, 蒽醌产量很小, 仅有以重铬酸钠将蒽氧化为蒽醌的一种生产方法。
四十年代发展了蒽的气相催化氧化法。
后来, 在美国开始广泛采用苯酐法。
近年来, 又发展了萘醌法和苯乙烯法。
1.1 苯酐法苯酐法是由邻苯二甲酸酐(PhA)和苯在三氯化铝的存在下, 缩合成邻苯甲酰苯甲酸(OBB 酸), 邻苯甲酰苯甲酸再用浓硫酸脱水生成蒽醌(AQ)。
该法也称为付-克法, 其反应式如下:苯酐法是最古老的蒽醌生产方法。
它的突出优点是原料来源充分, 价格低廉, 工艺流程简单, 对设备无特殊要求, 易于建厂投产。
由于对1mol 苯酐需用1mol三氯化铝进行络合, 又需消耗1mol 三氯化铝与生成的OBB 酸成盐, 因此耗用大量的三氯化铝。
蒽醌生产方法及其催化剂研究进展
蒽醌生产方法及其催化剂研究进展摘要:介绍了蒽醌类化合物在各领域的应用、蒽醌合成的工艺过程、国内蒽醌生产工艺的发展,对主要合成方法进行了对比分析,对蒽醌合成所用催化剂进行了叙述,结合蒽醌生产双氧水工艺的改进,分析采用分子筛催化液相间歇式反应一步合成蒽醌类化合物的研究很有工业价值。
关键词:蒽醌双氧水催化剂合成蒽醌(英文缩写为AQ)是一种重要的化工原料和有机中间体,广泛用于染料、造纸、医药、农药等领域。
蒽醌类染料是除偶氮染料以外数量最多、应用最广泛的染料。
相对于其它类型的染料,蒽醌系染料以其分子结构稳定优势而得到更多关注。
蒽醌还用作造纸纸浆蒸煮剂、生产双氧水、煤气脱硫。
蒽醌化合物衍生物还具有调节机体免疫力和抗肿瘤的作用,还用作降解树脂的光敏剂和农药中间体、浸润剂、乳化剂和高分子材料。
除此之外,蒽醌类化合物还可应用于信息染料、光筛树脂、光敏聚合催化剂等。
蒽醌类化合物作为重要的化工原料,目前工业生产的主要方法有:(1) 蒽的气相氧化法;(2) 萘醌法。
萘氧化得1,4-萘醌和丁二烯Diels.Alder反应;(3)苯酐法。
前两种方法的工艺复杂,设备要求高,而且原料不易得,这直接影响产品的价格和大规模生产。
而苯酐法是以廉价易得的苯酐为原料,和不同取代芳烃经过一步酰化和脱水闭环得到产品,此工艺简单,设备无特殊要求,但目前此工艺存在严重的三废污染。
因此,对苯酐法的绿色化改进有着重要的工业价值,研究人员用固体酸催化剂、强酸离子交换树脂和金属氧化物等新型催化剂在改进酰化和脱水闭环步骤都进行了大量的研究工作,但都处于理论研究阶段,而且绿色化改进并不彻底;相关文献报道了沸石分子筛催化苯和苯酐在气一固相条件下一步合成蒽醌的研究。
相对于气一固多相催化方法,采用沸石分子筛催化液一固相反应一步合成蒽醌类化合物的研究很有工业价值。
它不仅可以精确控制物料的配比,还便于改造现有三氯化铝工业反应装置。
以沸石分子筛作催化剂,曾探索了甲苯和苯分别与苯酐在液一固相下一步合成2-甲基蒽醌和蒽醌的反应研究,并取得了一定的进展,但总体表现为单程收率不能满足生产的要求。
新型蒽醌氢化催化剂的制备及性能研究
新型蒽醌氢化催化剂的制备及性能研究天津大学硕士学位论文新型蒽醌氢化催化剂的制备及性能研究姓名:张越申请学位级别:硕士专业:工业催化指导教师:马智20031201摘要双氧水被称为“最清洁”的化学品,在造纸、纺织、合成、环保等领域都有广泛的应用。
目前随着各行业的发展,对双氧水的市场需求也越来越大。
目前,工业上主要使用蒽醌法制双氧水,采用Pd/Y.A1203作为催化剂。
本论文主要是以蒽醌法生产双氧水的Pd/Y-A1203催化剂为基础,探索不同的制各方法对催化剂的性能进行改进。
本文首先研究了能够使催化剂达到最佳效果的工艺条件。
参考相关文献,并与实验数据结合,可知氢气流速作为影响葸醌加氢性能的最主要因素,能够影响到工作液的返混程度,从而对催化剂性能有很大影响。
溶液返混程度越好,可以减少体系的外扩散阻力。
本文主要对Pd—B非晶态合金催化剂性能进行了研究与改进。
对化学还原法制得非晶态合金催化剂得活性与寿命进行了评价,发现非晶态催化剂虽然具有高于普通晶态催化剂的活性,但是寿命很低。
然后在与晶态催化剂进行对比的基础上,尝试探索不同的制备方法对催化剂性能的影响。
首次制备KBI-h作为还原剂的晶态催化剂,在氢化中不仅表现出较高的催化活性,也具有非常理想的稳定性和寿命,分析了三种催化剂失活后又再生的氢化效率曲线,并对使用KBH4作为还原剂的催化剂、晶态催化剂以及非晶态合金催化剂进行了各方面如XPS、SEM、TPR、XRD、BET的表征.综合以上的研究,发现非晶态催化剂失活的主要原因是由于活性组分的流失。
而在用KBlh作为还原剂的Pd/Y—A1:03催化剂中,由于部分B将少量电子转移至Pd,增加了Pd的d轨道电荷密度,从而提高了活性成分Pd对氢的吸附解离能力,进而提高催化剂的催化活性。
同时由于其在浸溃完活性成分之后在60矿C下进行了3个小时的煅烧,可以推知其仍具有较为稳定的晶态结构,所以催化剂的稳定性较好,寿命较为理想。
蒽醌法生产双氧水
一、蒽醌法双氧水工艺技术简介定义:蒽醌法生产双氧水,即利用醌类物质可以被氢化还原再重新回复成醌的性质,以烷基蒽醌衍生物为载体,在催化剂催化下被氢化,而后氧化合成过氧化氢(俗称双氧水)。
蒽醌法生产双氧水是目前世界上该行业最为成熟的生产方法之一,国外大型的生产厂家都采用蒽醌法生产双氧水,在国内目前双氧水的制备也几乎都是蒽醌法。
目前,世界上双氧水的生产方法主要有电解法、蒽醌法、异丙醇法、氧阴极还原法和氢氧直接化合法5种,在全球范围内蒽醌法生产占有绝对优势。
蒽醌法又分为钯催化生产工艺和镍催化剂氢化生产工艺。
国内20世纪80年代中期以前,过氧化氢的生产主要以镍催化剂搅拌釜氢化蒽醌工艺为主,随着生产能力得不断扩大,与搅拌釜工艺相比,以钯为催化剂的固定床组件显示出氢化设备结构简单、装置生产能力大、生产过程中不需经常补加催化剂、安全性能好和操作方便等优点,借助于DCS集散控制技术,可大大提高装置得安全性能,该工艺已成为过氧化氢生产发展的方向。
目前国内工业上蒽醌法生产过氧化氢的方法有悬浮釜镍催化剂工艺、固定床钯催化剂工艺、流化床工艺等,其中蒽醌法固定床钯催化剂工艺因其投资少、产量高、操作简单以及其使用的钯催化剂具有用量少、活性高、易再生和使用安全等优点,而成为国内过氧化氢生产工艺的主流,蒽醌法固定床钯催化剂工艺:是以2-乙基蒽醌为载体,以芳烃和磷酸三辛酯为溶剂配制成混合液体工作液。
工作液在固定床内于一定的温度、压力和钯催化剂的催化作用下,与氢气进行氢化反应,氢化完成液再与空气中的氧气进行氧化反应,得到的氧化液经纯水萃取、净化得到双氧水。
工作液经处理后循环使用。
其中氢化工序为整个生产工艺的核心,而氢化工序运行的效果,直接取决于钯催化剂的性能。
钯催化剂作为蒽醌法过氧化氢生产中的一种昂贵的关键原料,在生产应用时必须结合其特点进行有效的控制,使钯催化剂安全平稳地使用,否则,会影响钯催化剂效能正常发挥,造成浪费,影响产品产量质量,甚至造成难以弥补的损失。
沸石分子筛催化苯酐法合成蒽醌反应的研究的开题报告
沸石分子筛催化苯酐法合成蒽醌反应的研究的开题报告一、研究背景和研究意义蒽醌是一种重要的多环芳香族化合物,具有广泛的应用领域,如在药物合成、染料制造和光电材料方面都有重要的用途。
传统的合成方法是采用芴和二氧化锰的氧化反应,但这种方法存在的问题是反应条件较为苛刻,反应产物含杂质多,不利于产物的后续分离和提纯。
因此,寻找一种新的、高效的蒽醌合成方法成为研究的热点。
沸石分子筛作为一种重要的催化剂,在有机合成、催化氧化等领域被广泛用于升华反应、分子转化等反应,可以提高反应速率、提高产物收率和选择性。
近年来,沸石分子筛在有机合成领域的应用也逐渐受到研究者的关注。
因此,采用沸石分子筛催化合成蒽醌的方法有其研究意义和应用价值,具有广泛的应用前景。
二、研究内容和研究方法1、研究内容本研究旨在采用沸石分子筛作为催化剂,对苯酐进行催化氧化反应,合成蒽醌,并对反应体系进行优化,探究最佳反应条件。
同时,研究反应机理,并对反应产物进行分析与表征。
2、研究方法本研究采用以下方法进行:①实验室合成苯酐、蒽醌作为反应物;②采用单因素实验和正交实验等方法,对催化氧化反应条件进行优化和实验设计;③采用XRD、SEM、FTIR等方法对沸石分子筛进行表征,并通过物质平衡和能量平衡等方法,对反应机理进行分析;④采用HPLC等方法对反应产物进行分离、纯化和定量分析,研究其理化性质。
三、研究预期结果和应用前景预期结果:本研究将通过采用沸石分子筛作为催化剂,优化反应条件,制备出具有高纯度和产率的蒽醌。
同时,通过对反应机理的研究,有望揭示沸石分子筛作为催化剂的催化机理,对有机合成领域的研究及应用具有重要的意义。
应用前景:本研究的结果可以为蒽醌的合成提供一种新的、高效的方法,具有在染料、电化学、气体传感器等领域的应用前景。
同时,沸石分子筛的研究和应用也将为催化合成领域带来新的发展机遇。
上海染化七厂蒽醌生产工艺技术的研究
上海染化七厂蒽醌生产工艺技术的研究
一、研究背景
20世纪90年代以来,随着蒽醌在染料、染料衍生物领域的广泛应用,蒽醌的生产技术和生产工艺不断取得进步,其中以上海染化七厂的技术居领先。
本文详细描述了上海染化七厂生产蒽醌的生产工艺和技术,并对其特点以及其优势进行了介绍,为蒽醌生产工艺的改进提供了有益的借鉴和参考。
二、技术特点
1、技术流程:上海染化七厂生产蒽醌的技术流程分为三步:A)反应前烧结:将蒽以及过渡金属离子混合在烧结炉中烧结;B)溶剂洗涤:将烧结好的反应物与溶剂混合洗涤;C)溶剂脱苯:将溶剂洗涤后的反应物在苯中脱苯,以得到蒽醌。
2、特殊技术:上海染化七厂在生产蒽醌过程中采用了一系列特殊技术,例如采用热管加热烧结,利用毛细管技术实现快速蒸馏脱苯,以及采用超声波技术使反应物更完全溶解等。
三、优势分析
1、节省成本:上海染化七厂采用的蒽醌生产工艺相比传统工艺更节能、节水,消耗更少的原料,从而大幅降低了成本;
2、提高产量:上海染化七厂采用的蒽醌生产工艺相比传统方法大大缩短了生产周期,因此可以显著提高产量;
3、保证质量:采用的技术流程和特殊技术,能够有效避免废液污染,并保证了产品的质量。
四、结论
上海染化七厂的蒽醌生产工艺技术具有节能节水、提高产量、保证质量的特点,具有重要的应用价值。
同时,本文也可为蒽醌生产工艺的优化改进提供有用的参考。
蒽醌生产工艺
蒽醌生产工艺蒽醌是一种工业原料,它是一种农药和染料的重要中间体。
下面将介绍蒽醌的生产工艺。
首先,蒽和硫酸作为原料被混合在一起。
蒽是一种从煤焦油中提取的有机化合物,它具有强烈的臭气。
硫酸在这个工艺中主要起催化剂的作用,加快蒽醌的生成速度。
混合后的蒽和硫酸溶液被加入反应釜中,然后加入一定量的硝酸。
硝酸是工业中常用的强氧化剂,它能够使蒽发生氧化反应,生成蒽醌。
反应釜中的混合物被加热至反应温度,通常在130-160摄氏度之间。
高温有利于提高反应速率和产率。
同时,反应釜中需要维持一定的酸碱度。
当反应开始时,溶液的酸性会逐渐增加,此时需要适量加入碱剂(如氢氧化钠)来中和反应液中的酸性物质。
反应过程中,需要注意釜内的平均温度和搅拌速度。
温度过高或搅拌不均匀都会影响反应的进行。
因此,在生产过程中,需要对反应条件进行严格控制,以确保产物的纯度和产量。
反应约持续4-6小时后,反应完成。
然后,将反应液经过过滤分离固体物质,得到蒽醌的初步产物。
初步产物需要经过进一步的萃取和纯化才能得到高纯度的蒽醌。
最后,蒽醌被加入蒽醌结晶器中,经过冷却结晶和离心分离,得到蒽醌的结晶产物。
产物经干燥处理后,就可以得到最终的蒽醌产品。
总结一下蒽醌的生产工艺:首先,混合蒽和硫酸。
然后加入硝酸,并加热至反应温度。
反应过程中,保持适宜的酸碱度、温度和搅拌速度。
反应完成后,分离出初步产物,并经过进一步的萃取和纯化。
最后,将产物结晶并干燥,得到最终的蒽醌产品。
以上就是蒽醌的生产工艺。
这个工艺需要严格控制反应条件,以保证产物的质量和产量。
蒽醌作为重要的工业原料,广泛应用于农药和染料等领域。
蒽醌法生产过氧化氢用加氢催化剂的研究进展
2018年2月 贵 金 属 Feb. 2018第39卷第1期Precious MetalsV ol.39, No.1收稿日期:2017-07-15基金项目:国家自然科学基金(21763014)。
第一作者:张孟旭,男,硕士研究生,研究方向:负载型贵金属催化剂开发与应用。
E-mail :961070032@ *通讯作者:戴云生,男,博士,副研究员,研究方向:贵金属催化剂开发与应用。
E-mail :daiysh@蒽醌法生产过氧化氢用加氢催化剂的研究进展张孟旭,戴云生*,谢继阳,安霓虹,唐 春,沈亚峰,周 伟(贵研铂业股份有限公司 稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,贵研工业催化剂(云南)有限公司,昆明 650106)摘 要:从载体的改性,包括载体的预处理、制备过程中加入特定元素;以及催化剂的制备,包括活性金属负载方法、浸渍过程中添加助剂等方面,综述了蒽醌法生产过氧化氢所采用的固定床和流化床两种工艺使用的加氢催化剂的研究进展。
分析认为,对于普遍使用的钯载体催化剂,助剂对载体的改性和催化剂的制备优化具有显著的效果。
固定床工艺近期仍将是国内双氧水生产的主要方式,加强助剂添加和活性金属替代钯的研究具有重要的意义。
引进流化床工艺取代固定床工艺,增加单套装置产能是未来国内双氧水生产发展趋势,需加强催化剂的研究开发。
关键词:催化化学;过氧化氢;蒽醌法;固定床;流化床;钯中图分类号:O643.36,TQ123.6 文献标识码:A 文章编号:1004-0676(2018)01-0068-11Review on Hydrogenation Catalyst for Anthraquinone Route in Hydrogen Peroxide ProductionZHANG Mengxu, DAI Yunsheng *, XIE Jiyang, AN Nihong, TANG Chun, SHEN Yafeng, ZHOU Wei(State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Metals, Sino-Platinum Metals Co. Ltd., Sino-Platinum Industrial Catalyst (Yunnan) Co. Ltd., Kunming 650106, China)Abstract: Review on hydrogenation catalyst for anthraquinone route in hydrogen peroxide production in both fixed bed and fluidized bed processes, including the pretreatment and modification of catalyst carriers, the additives during the preparation, the preparation processes, the active metal loading methods and the additives during impregnation, etc. The results show that the additives have a significant effect on the modification of supports and the optimization of palladium-supported catalyst preparations. Fixed bed process will continue to be the main method for hydrogen peroxide production in the near future. It is of great significance to strengthen the research on the additives and the substitution of active metal palladium. Replacing fixed bed with fluidized bed process is the future trend for hydrogen peroxide production in that it can increase the production capacity of a single unit. It is necessary to strengthen the research and development of catalysts.Key words: catalytic chemistry; hydrogen peroxide; anthraquinone route; fixed bed; fluidized bed; Pd过氧化氢(H 2O 2)是一种重要的无机过氧化物,具有氧化性、漂白性和使用过程绿色环保等特点,被广泛应用于纸张漂白、化工合成、污水处理、医疗、冶金、军工、食品加工等领域。
蒽醌加氢催化剂金属助剂的研究进展
蒽醌加氢催化剂金属助剂的研究进展作者:王震王景芸来源:《当代化工》2020年第10期摘要:描述了金属助剂对蒽醌加氢催化剂Pd/Al2O3钯分散度的影响,进而研究了蒽醌法制备过氧化氢的研究进展。
分析认为,适量的添加助剂,可以抑制钯催化剂的团聚,使钯颗粒减小,提高钯催化剂的分散度。
载体中加入特定的元素,改善钯催化剂的分散状态,抑制金属活性相在长期使用过程中的团聚行为;通过探究载体新的制备方法,可以使载体具有高的比表面积以及规则的孔道结构,从而促进Pd纳米颗粒分散更均匀,促进反应物的传质扩散。
关键词:过氧化氢;蒽醌法;分散度中图分类号:TQ244.6 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2020)10-2322-05Abstract: Effect of metal additives on the palladium dispersion in anthraquinone hydrogenation catalyst Pd/Al2O3 was introduced, the research progress in the preparation of hydrogen peroxide by anthraquinone process was discussed. It was pointed out that the appropriate amount of additives could suppress the agglomeration of the palladium catalyst, reduce the palladium particles, and improve the dispersion of the palladium catalyst. Specific elements were added to the carrier to increase the specific surface area of the carrier and improve the dispersion state of the palladium catalyst. By the new preparation method of the carrier, the carrier had a high specific surface area and a regular pore structure, so that the Pd nanoparticles were more uniformly dispersed. By using new materials, the dispersion of the palladium catalyst was improved, thereby improving the performance of the catalyst.Key words: Hydrogen peroxide; Anthraquinone process; Dispersion過氧化氢是一种无色无味的透明液体,可以以任意比与水混溶,是一种重要的无机过氧化物。
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蒽醌生产方法及其催化剂研究进展摘要:介绍了蒽醌类化合物在各领域的应用、蒽醌合成的工艺过程、国内蒽醌生产工艺的发展,对主要合成方法进行了对比分析,对蒽醌合成所用催化剂进行了叙述,结合蒽醌生产双氧水工艺的改进,分析采用分子筛催化液相间歇式反应一步合成蒽醌类化合物的研究很有工业价值。
关键词:蒽醌双氧水催化剂合成蒽醌(英文缩写为AQ)是一种重要的化工原料和有机中间体,广泛用于染料、造纸、医药、农药等领域。
蒽醌类染料是除偶氮染料以外数量最多、应用最广泛的染料。
相对于其它类型的染料,蒽醌系染料以其分子结构稳定优势而得到更多关注。
蒽醌还用作造纸纸浆蒸煮剂、生产双氧水、煤气脱硫。
蒽醌化合物衍生物还具有调节机体免疫力和抗肿瘤的作用,还用作降解树脂的光敏剂和农药中间体、浸润剂、乳化剂和高分子材料。
除此之外,蒽醌类化合物还可应用于信息染料、光筛树脂、光敏聚合催化剂等。
蒽醌类化合物作为重要的化工原料,目前工业生产的主要方法有:(1) 蒽的气相氧化法;(2) 萘醌法。
萘氧化得1,4-萘醌和丁二烯Diels.Alder反应;(3)苯酐法。
前两种方法的工艺复杂,设备要求高,而且原料不易得,这直接影响产品的价格和大规模生产。
而苯酐法是以廉价易得的苯酐为原料,和不同取代芳烃经过一步酰化和脱水闭环得到产品,此工艺简单,设备无特殊要求,但目前此工艺存在严重的三废污染。
因此,对苯酐法的绿色化改进有着重要的工业价值,研究人员用固体酸催化剂、强酸离子交换树脂和金属氧化物等新型催化剂在改进酰化和脱水闭环步骤都进行了大量的研究工作,但都处于理论研究阶段,而且绿色化改进并不彻底;相关文献报道了沸石分子筛催化苯和苯酐在气一固相条件下一步合成蒽醌的研究。
相对于气一固多相催化方法,采用沸石分子筛催化液一固相反应一步合成蒽醌类化合物的研究很有工业价值。
它不仅可以精确控制物料的配比,还便于改造现有三氯化铝工业反应装置。
以沸石分子筛作催化剂,曾探索了甲苯和苯分别与苯酐在液一固相下一步合成2-甲基蒽醌和蒽醌的反应研究,并取得了一定的进展,但总体表现为单程收率不能满足生产的要求。
蒽醌在国际和国内市场都比较紧俏。
世界蒽醌年产量数万吨,主要由精蒽氧化制得,炼焦厂生产的精蒽也大多用于蒽醌生产。
著名蒽醌生产厂家如德国Bayer公司、瑞士Ci-ba-Gieigy 公司、日本蒸馏化学公司等固定床生产能力都在2000 t/a以上。
我国是蒽醌生产和出口大国,蒽醌年产30000 t以上,主要由苯酐法和蒽气相氧化法制得,蒽醌生产厂家有30多家,如吉化染料厂、上海染化七厂和北京焦化厂等。
由于氧化蒽醌质量好,生产的自动化水平高,能充分利用煤焦油中蒽资源,发挥我国煤炭资源优势,因此氧化蒽醌在大规模煤焦油加工中占有重要地位,具有广阔的前景。
蒽醌法是当今世界上生产双氧水的主要方法,是以适当的溶剂溶解蒽醌的衍生物,在催化剂的存在下用氢气将溶剂中的蒽醌还原为蒽氢醌,后者在氧气或空气的存在下自动氧化为蒽醌并产生双氧水。
经水萃取并分离浓缩得各种浓度的双氧水产品,萃余液经处理后回到氢化阶段循环使用。
蒽醌法所生产的双氧水约占世界双氧水总产量的95%以上[1]。
蒽醌加氢是蒽醌法生产双氧水的关键步骤,目前工业上大都采用和研发以Al2O3、SiO2为载体的钯或铂催化剂,取得了一系列进展,但仍存在催化剂活性不够高、稳定性差等问题。
开发具有高活性和高稳定性的蒽醌加氢催化剂具有非常重要的意义。
1 蒽醌类化合物的应用蒽醌及其衍生物是重要的精细化工原料,它们主要是染料的中间体,通过磺化、氯化、硝化等步骤就可以得到各种性能不同的染料,具有重要的工业价值。
其衍生物主要以2-烷基蒽醌品种较多,包括2-甲基蒽醌,2-乙基蒽醌等,还有2-甲氧基蒽醌和2,3-二甲基蒽醌。
目前,蒽醌系列染料仍占据染料市场的重要地位,仅次于偶氮类染料。
但是和偶氮类的染料相比,蒽醌类染料具有稳定和无污染特性,而偶氮类染料在一定条件下微量分解生产致癌物质,使我国在此类染料染色纺织物出口上受到了一些限制,此外在深色染料方面,还是以蒽醌结构染料为主导,特别在高档耐晒染料上具有不可替代的作用。
例如,以蒽醌为原料的染料中间体,用于生产蒽醌系分散染料、酸性染料、活性染料、还原染料等,形成色谱全、性能好的染料类别,据统计,蒽醌染料有400多个品种,在合成染料领域中占有十分重要的地位。
蒽醌还可用作造纸制浆蒸煮剂。
纸浆在制造过程中需用木材加NaOH及Na2S进行蒸解。
蒽醌及其衍生物四氢蒽醌对纤维素在高温、强碱作用下的分解具有抑制作用,而对脱木质素则有促进作用。
其结果可降低蒸解温度,缩短蒸解时间,减少碱剂。
目前,使用蒽醌添加剂的造纸厂越来越多,蒽醌作为蒸煮添加剂的用量也在大幅度增加。
另外,蒽醌化合物还可用于高浓度双氧水的生产,在化肥工业中用于制造脱硫剂蒽醌二磺酸钠;2-甲基蒽醌也是一种重要的蒽醌系染料中间体,主要用于合成有机中间体1-硝基-2-甲基蒽醌、1-氯-2-甲基蒽醌、甲基蒽醌磺酸、蒽醌羧酸等,进而合成多种染料、颜料等。
2-甲基蒽醌还是一种医药中间体和制浆造纸蒽醌类蒸煮助剂的中间体。
另外,2-甲基蒽醌可以通过硝化、氧化、还原等步骤得到染料光敏太阳能电池的光敏剂中间体。
还可以转化为2-乙基蒽醌使用。
2-烷基蒽醌最常用的产品为2-乙基蒽醌,主要用于蒽醌法生产双氧水的催化剂,使我国逐渐采用双氧水替代了“氯漂”在纺织和造纸工业中的应用,并且应用于环保领域的水处理以及电子领域。
2-乙基蒽醌也用于制备感光化合物,二苯基蒽及衍生物,是光聚合或阻聚级聚合的敏化剂,还用于信息染料和光筛树脂等领域。
2-戊基蒽醌也是生产双氧水不可少的反应载体和催化剂,由于2-戊基蒽醌在双氧水生产中具有很高的稳定性,且工作液的相容性非常好,催化效能高,因而备受重视。
另外,2-戊基蒽醌在光筛树脂,光敏聚合催化剂,医药和染料中间体上也有应用。
2 蒽醌的合成方法国内外蒽醌的工业生产方法主要分为两种,一种是以苯、苯酐、萘醌等为原料的合成蒽醌法,如苯酐法、萘醌法等;另一种是以蒽为原料的氧化蒽醌法,包括蒽液相氧化法和气相氧化法。
目前欧洲国家采用精蒽氧化法,美国采用合成法,日本则两种方法都有。
以蒽油或粗蒽为原料生产蒽醌[3],对焦油进行深加工。
以蒽油或粗蒽为原料生产蒽醌,蒽油中主要成分的质量分数为: 蒽>6%,咔唑>4%,菲<19%;粗蒽中主要成分的质量分数为: 蒽>30%,咔唑>14%。
蒽与空气发生氧化反应生成蒽醌,这个反应过程属放热反应。
蒽的氧化反应速度随着反应温度升高而急剧增加,但温度过高,生成苯酐、顺酐和二氧化碳的副反应加剧。
因此,适当的反应条件和催化剂可以增加蒽醌的收率。
2.1 苯酐法合成AQ 的传统方法为苯酐法,该方法包括两步:第一步是以AlCl3为催化剂,由邻苯二甲酸酐和苯进行酰基化反应, 生成邻苯甲酰苯甲酸(BBA );第二步是以浓硫酸为催化剂, BBA 脱水闭环生成AQ。
该方法虽然具有工艺简单、操作稳定、产量高、成本低等优点, 但此方法以AlCl3和浓硫酸为催化剂,设备腐蚀严重,严重污染环境。
多年来,国内外的研究人员对苯酐法合成AQ 进行了大量研究,目的是开发无污染、无腐蚀的固体酸催化剂,实现绿色合成AQ。
反应方程式如下:关于苯酐法合成AQ 的第二步反应, Cundy等[ 4 ]曾分别采用高硅沸石分子筛催化剂和H -ZSM - 5催化剂对BBA合成AQ进行了研究,但该过程需要以二氯甲烷为溶剂。
Bram等[5 ]以膨润土为催化剂对BBA 在微波中的脱水闭环过程进行了研究,但失活催化剂的再生需使用浓硫酸且反应温度较高。
Tesser等[ 6, 7]研究了酸性膨润土、Y型和β型沸石以及杂多酸在连续反应器中催化BBA 脱水合成AQ 的情况,结果表明H7PW12O42·xH2O 的催化活性优于其他催化剂。
2.2萘醌法萘醌法合成蒽醌分为三步:先用空气将原料萘氧化成萘醌,再将丁二烯与制得的萘醌进行Diels-Alder反应,生成四氢蒽醌;最后将四氢蒽醌氧化脱氢,制得蒽醌。
反应方程式如下:1974年日本川崎化成公司将萘醌生产装置改装成萘醌法生产蒽醌的装置,五氧化二钒为催化剂。
后来又对该工艺进行了改进,自1980年以来,蒽醌生产能力为2000 t/a。
2.3 苯乙烯法此方法是以苯乙烯为原料来合成蒽醌。
首先,苯乙烯在酸性催化剂如硫酸、磷酸等的作用下,生成线性分子1,3-二苯基-2-丁烯,接着环化得1-甲基-3苯基茚满,然后在气相条件下氧化并且闭环生成蒽醌。
反应中,氧化所用催化剂与芴氧化的催化剂相同,主要是五氧化二钒和氧化铊与氧化锑的混合物,氧化阶段收率近于77%。
因副产物一直夹杂在沉淀中,故产品需进一步精制提纯。
此工艺的反应条件苛刻,技术复杂,设备要求高,但是此工艺是对石油资源限制的突破,在一定时期还是有重要意义的。
2.4蒽液相氧化法1836年法国化学家Lorent用硝酸氧化蒽制得蒽醌,为以后蒽醌行业的发展奠定了基础。
20世纪初,蒽醌生产主要采用重铬酸钠和浓H2SO4氧化蒽制蒽醌。
由于其为间歇式生产,且环境污染严重,现早已被气相氧化法所取代。
2.5蒽气相氧化法在催化剂存在下,精蒽与空气中的氧气进行气相氧化反应生成蒽醌,反应温度为390℃。
按反应器不同,可分为固定床法和流化床法,目前国内主要采用固定床催化氧化。
流化床较固定床反应温度和反应速率都有些提高,并且改善了产品卸料方式操作条件,国外已得到普遍推广。
副反应产物主要是蒽氧化过度得到的苯酐、顺酐,或是再进一步完全氧化所得的CO2和H2O。
工业氧化温度一般控制在400℃以下。
蒽氧化反应方程式如下:一步气相氧化法存在反应局部过热和能量利用率低等缺点,分步氧化反应工艺能改善这些不足,分步氧化把催化氧化反应分5段进行,每段反应器对应一个冷却器,采用直接接触的相变热交换,每一步反应的放热被及时移出;另外,反应前精蒽的两次过滤可除去反应气体中夹杂的液滴,有效地避免反应过程中的局部过热。
分步氧化反应工艺,能扩大装置生产规模、提高热量利用率和产品收率。
具体流程如下:原料经闪蒸系统提取富蒽油,经结晶系统把含蒽和咔唑的组分进一步分离出来,在蒸馏系统实现蒽和咔唑的分离,提取的精蒽与空气氧化后生产蒽醌,工艺流程见图1图1 蒽醌生产的工艺流程框图2.5.1 闪蒸原料经过预热以后,进人闪蒸塔,从闪蒸塔出来的共有4种组分:萘油(可以作精萘的原料)、重洗油、富蒽油(送往结晶系统)、屈油(其中重洗油和屈油合在一起称为脱晶蒽油)。
脱晶蒽油可用做生产炭黑的原料或配制各种专用油,还可进一步深加工,提炼其中的组分。
2.5.2 结晶由于菲在溶剂油中的溶解度大大高于蒽和咔唑,因此可以选用溶剂油作溶剂使菲溶解,而蒽与咔唑则形成结晶,从而实现分离。