CN105801377B - 光催化法制备氟化苯酚的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光催化法制备氟化苯酚的工艺，属于化学合成技术领域。所述的工艺是将苯酚加入到反应釜中进行加热，然后向反应釜中通入氟氮混合气，在光源照射下进行反应，反应结束后用氮气进行吹扫，得到氟化苯酚粗品，吹扫气及反应尾气依次送入活性炭吸附塔、固体钠石灰吸收塔内进行吸附，最后得到的不凝性气体进行高空排放，将氟化苯酚粗品进行精馏分离，分别得到邻氟苯酚、对氟苯酚、2,4‑二氟苯酚、2,6‑二氟苯酚。本发明解决了目前制备工艺中存在的产品收率低、所需溶剂量大、成本高、污染环境的问题，与其它制备方法相比，本发明不需要其它溶剂或催化剂，原料易于转化完全，混合气中氟气的利用率高，生产成本低。

Description

光催化法制备氟化苯酚的工艺
技术领域
本发明涉及一种光催化法制备氟化苯酚的工艺，属于化学合成技术领域。
背景技术
现有氟化苯酚的工业生产工艺主要是采用对胺基苯酚重氮化、再氟代的方法，采用这种方法生产时的产品收率低，产生大量废水，污染严重，成本高；另外一种生产工艺是采用氯化硝基苯，经氯原子氟代反应，再将硝基还原成胺基，胺基重氮化水解成氟代苯酚，采用这种方法时需要经过多步反应，总收率低，同时过程中也会产生很多废水。由此可见，现有的氟化苯酚的制备方法均存在多步合成成本高、过程繁琐、浪费资源、污染环境的问题。另外，文献中有以氟气作为氟源，在乙腈等溶剂中对苯酚进行氟化的报道，相比于传统所用方法，这种氟化只需要一步反应就能得到产物，但是产率较低，反应产物复杂，难于控制，且溶剂量大。
发明内容
本发明的目的是提供一种光催化法制备氟化苯酚的工艺，解决了目前的制备工艺中存在的产品收率低、反应产物复杂且难于控制、所需溶剂量大、成本高、污染环境的问题，具有生产成本低、操作简单、选择性好的特点。
本发明所述的光催化法制备氟化苯酚的工艺，包括以下步骤：
(1)反应：
将苯酚加入到反应釜中进行加热，然后向反应釜中通入氟氮混合气，在光源照射下发生反应，反应结束后用氮气进行吹扫，得到氟化苯酚粗品，吹扫气及反应尾气进入尾气处理工序；
所述氟氮混合气中氟气的体积分数为10％；
(2)尾气处理：
将吹扫气及反应尾气依次送入活性炭吸附塔、固体钠石灰吸收塔内进行吸附，最后得到的不凝性气体进行高空排放；
(3)纯化：
将氟化苯酚粗品进行精馏分离，分别得到邻氟苯酚(2-氟苯酚)、对氟苯酚(4-氟苯酚)、2,4-二氟苯酚、2,6-二氟苯酚。
其中，优选的技术方案如下：
步骤(1)中加热温度为40-50℃。
步骤(1)中光源为红外光、紫外光或可见光。
步骤(1)中反应温度为40-50℃。
步骤(1)中反应时间为5-6h。
本发明的原理是：
利用光源对氟气裂解成氟原子能够起到一定的辅助作用，从而提高了氟气对苯酚氟化反应的活性，反应能够比较快速的完成。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用光源作为催化剂，用氟氮混合气直接对苯酚进行氟化，与其它制备方法相比，反应不需要其它溶剂或催化剂，原料易于转化完全，混合气中氟气的利用率高，生产成本低；
(2)原料气的利用率高，反应副产物少，反应速度快。
附图说明
图1是本发明中反应工序的工艺流程图。
图中：1、氟氮混合气；2、氮气；3、反应釜；4、反应尾气；5、光源。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
所述的光催化法制备氟化苯酚的工艺如下：
(1)反应：
将30kg固体苯酚加入到反应釜中，用热水对反应釜进行加热，加热温度为40-50℃，使得苯酚完全融化并进行搅拌，然后向反应釜中通入氟氮混合气，在紫外光照射下反应5h，反应温度为40-50℃；其中，氟氮混合气的流速为1.2L/s，氟氮混合气中氟气的体积分数为10％，反应结束后用氮气吹扫30min，得到氟化苯酚粗品，吹扫气及反应尾气进入尾气处理工序；
(2)尾气处理：
将吹扫气及反应尾气依次送入活性炭吸附塔、固体钠石灰吸收塔内进行吸附，以去除未反应的氟气和反应尾气中的酸性气体，最后得到的不凝性气体进行高空排放；
(3)纯化：
将氟化苯酚粗品进行精馏分离，分别得到2-氟苯酚、4-氟苯酚、2,4-二氟苯酚、2,6-二氟苯酚。
将本实施例中得到的产品质量组成与相同条件下的现有方法中无催化剂且采用乙腈作为溶剂对苯酚进行氟化，即无催化乙腈法所得到的产品质量组成相对比，其结果见表1。
表1实施例1与无催化乙腈法产品质量组成对比
项目 苯酚 2-氟苯酚 4-氟苯酚 2,4-二氟苯酚 2,6-二氟苯酚 其它
实施例1 0％ 55％ 25％ 8％ 10％ 2％
无催化乙腈法 25％ 35％ 14％ 3％ 3％ 20％
实施例2
本实施例所述的光催化法制备氟化苯酚的工艺如实施例1，所不同的是步骤(1)中采用的是红外光照射。
将本实施例中得到的产品质量组成与相同条件下的现有方法中无催化剂且采用乙腈作为溶剂对苯酚进行氟化，即无催化乙腈法所得到的产品质量组成相对比，其结果见表2。
表2实施例2与无催化乙腈法产品质量组成对比
项目 苯酚 2-氟苯酚 4-氟苯酚 2,4-二氟苯酚 2,6-二氟苯酚 其它
实施例2 8％ 56％ 25％ 5％ 4％ 2％
无催化乙腈法 25％ 35％ 14％ 3％ 3％ 20％
实施例3
本实施例所述的光催化法制备氟化苯酚的工艺如实施例1，所不同的是步骤(1)中采用的是可见光照射。
将本实施例中得到的产品质量组成与相同条件下的现有方法中无催化剂且采用乙腈作为溶剂对苯酚进行氟化，即无催化乙腈法所得到的产品组成相对比，其结果见表3。
表3实施例3与无催化乙腈法产品质量组成对比
项目 苯酚 2-氟苯酚 4-氟苯酚 2,4-二氟苯酚 2,6-二氟苯酚 其它
实施例3 3％ 55％ 33％ 3％ 4％ 2％
无催化乙腈法 25％ 35％ 14％ 3％ 3％ 20％
由表1-3可知，本发明得到的产品质量分数组成较无催化乙腈法要高，且副产物少，应用前景广阔。

Claims (3)

1.一种光催化法制备氟化苯酚的工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)反应：
将苯酚加入到反应釜中进行加热，然后向反应釜中通入氟氮混合气，在光源照射下发生 反应，反应结束后用氮气进行吹扫，得到氟化苯酚粗品，吹扫气及反应尾气进入尾气处理工 序；
氟氮混合气中氟气的体积分数为10％；氟氮混合气的流速为1.2L/s；加热温度为40-50℃；光源为红外光、紫外光或可见光；
(2)尾气处理：
将吹扫气及反应尾气依次送入活性炭吸附塔、固体钠石灰吸收塔内进行吸附，最后得到 的不凝性气体进行高空排放；
(3)纯化：
将氟化苯酚粗品进行精馏分离，分别得到邻氟苯酚、对氟苯酚、2,4-二氟苯酚、2,6-二氟 苯酚。
2.根据权利要求1所述的光催化法制备氟化苯酚的工艺，其特征在于：步骤(1)中反应温度为40-50℃。
3.根据权利要求1所述的光催化法制备氟化苯酚的工艺，其特征在于：步骤(1)中反应时间为5-6h。
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