CN115959631A - 一种蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系 - Google Patents

一种蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系 Download PDF

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刘全杰
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Abstract

本发明公开了一种蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系,包括如下组分:酰亚胺衍生物A和芳烃,以体积份数计,酰亚胺衍生物A为5~60份,优选10~50份,更优选为15~35份,芳烃为30~95份,优选60~80份。本发明的蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系对蒽醌、氢蒽醌均具有良好的溶解性,与水互溶度低,且理化性质稳定,满足蒽醌法工艺的使用要求,可显著提高蒽醌法生产双氧水工艺的生产效率,具有良好的工业应用前景。

Description

一种蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系
技术领域
本发明属于化工合成领域,具体地涉及一种蒽醌法生产双氧水工艺中的工作液溶剂体系。
背景技术
近年我国丙烯/双氧水直接氧化制环氧丙烷、环己酮经氨肟化氧化制己内酰胺等绿色生产工艺日益成熟,环境保护要求日益严格,双氧水(H2O2)作为清洁环保化工产品在化工合成、环保、造纸漂白、纺织印染、医药消毒、电子等领域得到广泛应用,市场需求量逐年剧增。
目前,全球超过99%的双氧水产品均由蒽醌法工艺生产,该工艺以2-烷基蒽醌为工作载体,对蒽醌工作液循环、交替进行催化加氢、自动氧化反应,再经萃取、精制、浓缩后可获得不同浓度的双氧水产品。工作液作为蒽醌法工艺的“血液”,对每个生产单元的生产效率具有决定性影响,工业一般以单位体积工作液经单程转化生成的H2O2质量(即每升工作液可制得H2O2克数)作为生产能力评价的重要指标。理想的工作液溶剂体系应具备如下特征:(1)溶剂化学稳定性好, 具有较好的抗氢化、抗氧化、抗水解的能力;(2)对蒽醌和氢蒽醌均具有较高的溶解度;(3)与水的密度差大, 便于工作液与水的萃取分离;(4)界面张力大,H2O2在H2O和溶剂间具有较高的分配系数;(5)粘度低、沸点和闪点高;(6)溶剂水溶性低,在H2O2溶液中溶解度小;(8)毒性低。
由于蒽醌及其加氢产物的分子极性差异较大,单一溶剂难于全面满足工作液的上述要求,工作液溶剂体系一般由非极性的蒽醌溶剂与极性的氢蒽醌溶剂复配而成。目前蒽醌溶剂主要选用C9~C10重芳烃(AR)、氢蒽醌溶剂主要选用磷酸三辛酯(TOP),但现有工作液溶剂体系主要存在如下技术问题:(1)对蒽醌、氢蒽醌溶解度较低,导致蒽醌转化率低,工作液循环量大,操作弹性小。常温条件下AR/TOP溶剂体系对2-乙基蒽醌溶解度仅为130~150g/L,工况条件下对氢蒽醌溶解度仅为55~60g/L,为避免氢蒽醌结晶析出导致工作液理化性质恶化,工业通常将蒽醌转化率控制在较低水平(一般低于40%)。工作液对蒽醌和氢蒽醌的溶解能力共同决定了工作液对双氧水的最大生产能力,工作液溶解能力不足是限制生产效率的瓶颈问题。(2)工作液加氢效率低,导致双氧水产品浓度低,限制了装置的生产效率,生产成本较高。目前国内双氧水工业装置氢化效率一般低于8.5g/L,依靠工作液在反应体系内巨大的循环量满足装置生产负荷要求,对动力设备负荷、反应器结构均提出了苛刻的要求,不仅工程难度大,且能耗高、投资大,且生产的双氧水产品浓度较低,需经进一步提纯、浓缩后方可满足丙烯/双氧水直接氧化法生产环氧丙烷(HPPO)、环己酮经氨肟化生产己内酰胺等工艺对双氧水的质量浓度要求。若提高工作液的氢化效率,相同工况条件下不仅可明显降低工作液的循环量,且可避免产品提纯、浓缩工序,降低了随之带来的生产成本和安全隐患。(3)工作液降解严重,导致双氧水产品质量等级低,蒽醌消耗高,无法满足高纯双氧水产品的需求。工作液中降解物的存在,不仅造成有效蒽醌流失,使得蒽醌消耗量增大,且明显恶化工作液的理化性质,导致流动性变差,界面张力降低,萃取塔易发生液泛,工作液在萃取塔内难以凝聚,致使萃余液带水;工作液粘度增大,流动阻力增加,影响萃取塔的分离;工作液密度增大,降低工作液与水的密度差,工作液在萃取塔内与水共溶造成分离困难,进一步导致产品中杂质较多。
在AR/TOP二元溶剂体系基础上,CN1552618A公开了芳烃+磷酸三辛酯+醋酸甲基环己酯(AR/TOP/MCHA)三元溶剂体系,相比AR/TOP传统二元体系,AR/TOP/MCHA体系对2-乙基蒽醌溶解度可提高30g/L,工作液氢化效率可提高至9~9.5g/L。CN1583546A公开了芳烃+磷酸三辛酯+四丁基脲(AR/TOP/TBU)三元溶剂体系,相比AR/TOP传统二元体系,AR/TOP/TBU体系对氢蒽醌溶解度提高10%左右,随之工作液氢化效率略有提高。EP0287421公开了芳烃+N-苯基N-乙基苯甲酰胺(AR/BEA)二元溶剂体系,该体系对蒽醌、氢蒽醌溶解度虽有明显提高,但与蒽醌形成的工作液密度较高、水溶性大,导致双氧水萃取分离效果较差,双氧水产品中残炭较高,应用效果不佳,无法满足工业应用的要求。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出一种蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系,该体系对蒽醌、氢蒽醌均具有良好的溶解性,与水互溶度低,且理化性质稳定,可满足蒽醌法工艺的使用要求,提高蒽醌法生产双氧水工艺的生产效率,具有良好的工业应用前景。
本发明的蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系,包括如下组分:酰亚胺衍生物A和芳烃,其中酰亚胺衍生物A的结构式为:,其中R1、R2、R3为1~8个碳原子的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基中的一种,所述的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基上还含有烷基、烷氧基、酯基中的一种或多种官能团;以体积份数计,酰亚胺衍生物A为5~60份,优选10~50份,更优选为15~35份,芳烃为30~95份,优选60~80份。
本发明中,所述的重芳烃一般为C9~C10芳烃;酰亚胺衍生物A分子中R1~ R3优选为C2~C6的正/异构烷基取代基团,可根据工作液不同的理化性质需求对不同位置取代基团的碳原子数进行分配调整,但总碳原子数一般不高于18。
本发明同时提供一种蒽醌法生产双氧水工作液,该工作液的溶剂体系包括酰亚胺衍生物A和芳烃,工作载体为蒽醌及其衍生物中的一种或多种,优选为2-烷基蒽醌,进一步优选为2-乙基蒽醌或2-丁基蒽醌或2-戊基蒽醌。
本发明同时还提供一种蒽醌法生产双氧水氢化工艺,所述的氢化步骤采用包含酰亚胺衍生物A和芳烃的工作液溶剂体系。氢化步骤的工艺条件为:氢化温度25~80℃,压力0.1~0.7MPa,加氢反应器形式可为流化床、浆态床或固定床。
所述的氢化步骤中可采用蒽醌法技术领域熟知的加氢催化剂,所述的加氢活性组分一般为Pd,载体一般为氧化铝或硅胶,催化剂中也可加入助剂组分,如Mo、Na、K、Ni、Mg、Au、Ca、Fe等元素中的一种或多种,以加氢催化剂组分重量计,加氢活性组分含量为0.05%~5%,助剂含量为0.05%~3%。
本发明提供的双氧水工作液在蒽醌法工艺应用过程中,氧化步骤可采用空气或纯氧或其他常规氧化剂,优选为空气。氧化步骤的工艺条件一般为:氧化温度为25~70℃,压力0.1~0.5MPa。
本发明的酰亚胺衍生物A的合成方法,包括如下步骤:
(1)将羧酸A和羧酸B溶于有机溶剂中,在催化剂A、脱水剂A和高温条件下,进行分子间脱水反应,反应结束后分离出脱水剂A,然后进行萃取分离,得到无机萃取液和含有酸酐C的有机萃余液;
(2)催化剂B和脱水剂B的作用下,将步骤(1)得到的含有酸酐C的有机萃余液与氨源,先低温反应一段时间,然后高温反应一段时间,反应结束后,分离出无机相,得到含有酰亚胺D的有机溶液;
(3)向含酰亚胺D的有机溶液添加适量的卤代烃,在弱碱或强碱性条件下进行亲核取代反应,反应结束后洗涤、萃取得到有机萃取相,减压蒸馏去除溶剂,经干燥,得到酰亚胺衍生物产品。
本发明方法中,步骤(1)所述的分子间脱水反应式如下:
步骤(1)通过含有不同或相同结构官能团的羧酸A和羧酸B的分子间脱水目的是形成不同结构官能团的高分子酸酐C。
本发明方法中,步骤(1)所述的羧酸A(R1COOH)和羧酸B(R2COOH),其中R1和R2为呋喃、单取代或多取代的芳烃取代基或苄基,或直链或支链烷烃取代基;其中芳烃取代基或苄基上的取代基可以为烷基、烷氧基、酯基等其中的一种或多种。
本发明方法中,步骤(1)所述的有机溶剂选自二甲苯、三甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙酸乙酯或吡啶等中的一种或多种;有机溶剂与羧酸用量比例为2~10 mL/g,优选为3~6mL/g。
本发明方法中,步骤(1)所述的催化剂A为甲醇钠和铁盐的水溶液,二者的摩尔浓度分别为0.01~5mol/L和0.1~10mol/L,脱水剂A为P2O5
本发明方法中,步骤(1)所述的羧酸A:羧酸B:催化剂A:脱水剂A摩尔比为1: 1:0.15~0.5: 0.5~5。
本发明方法中,步骤(1)所述的脱水反应条件为:常压、240~280℃条件下反应18~25小时。反应过程中以逐层分析法(乙酸乙酯:正己烷=2:1)选用300~400目的硅胶,通过TCL跟踪监测目标产物反应过程。反应结束后,采用去离子水对反应混合物洗涤3次,再经二氯甲烷萃取得到有机萃取相,减压蒸馏去除溶剂,放入烘箱干燥,得到目标产物白色固体。
本发明方法步骤(2)中,反应首先在25~50℃低温条件进行预水解反应,待反应底物在催化体系中活化后,在210~230℃高温条件下进行氨解反应;
本发明方法中,步骤(2)所述的氨解反应式如下:
本发明方法中,步骤(2)所述的催化剂B和脱水剂B为三乙胺与碳酸钾的混合溶液,二者的摩尔浓度分别为0.01~2mol/L和0.5~10mol/L,三乙胺与碳酸钾的摩尔比为1 : 0.6~2.5。
本发明方法中,步骤(2)所述的氨源为氨气、氨水、碳酸氢铵或尿素等,优选为氨气或氨水,氨源与酸酐C的投料摩尔比为1.2~10:1。
本发明方法中,步骤(2)所述的压力为0.1~0.5MPa。
本发明方法中,步骤(2)所述的低温反应条件为:25~50 ℃下反应2~5小时;所述的高温反应条件为:210~230℃下反应1~1.5小时。
本发明方法中,步骤(2)优选在高温反应过程中,设置真空脱水条件,真空度为-0.01~ -0.1MPa。
本发明方法中,步骤(2)优选地,将含有酸酐C的有机萃余液分批投料或缓慢滴定的方式加入到催化剂B和脱水剂B(三乙胺与碳酸钾)的混合溶液中,加入时间优选为25~35分钟。
本发明方法中,步骤(3)所述的亲核取代反应(β-消除反应)生成的卤化氢溶解于碱性水溶液,目标主产物溶解于有机溶剂中。
本发明方法中,步骤(3)反应方程如下(以溴代烷烃为例):
本发明方法中,步骤(3)所述的反应条件为:25~50℃下反应8~15小时。
本发明方法中,步骤(3)所述的干燥条件为:常压、120~140℃温度下干燥12~24小时。
本发明方法中,步骤(3)所述的洗涤一般采用去离子水对反应混合物洗涤2~4次。
本发明方法中,步骤(3)所述的卤代烷烃为溴代烷烃、氯代烷烃等,优选为溴代烷烃,卤代烷烃与羧酸A的摩尔比为1.2~1.5:1。
与工业现有双氧水工作液相比,本发明提供的新型工作液具备如下特点:(1)对蒽醌、氢蒽醌溶解性能好,常温、常压条件下该工作液对2-烷基蒽醌溶解度达180g/L以上,蒽醌法工况条件下对2-烷基氢蒽醌的溶解度分别可达110g/L以上,可大程度提高工作液中有效蒽醌浓度,提高蒽醌的加氢转化率;(2)氢化效率高、蒽醌降解率低,工况条件下2-乙基蒽醌浓度为180g/L、2-戊基蒽醌浓度为350g/L工作液的氢化效率分别可达13.5g/L、15g/L以上;(3)工作液与水互溶度低,双氧水产品中残碳值低于200ppm。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步的描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
本发明按如下过程评价不同工作液体系对蒽醌、氢蒽醌的溶解度,双氧水产品中残炭指标:
(1)蒽醌溶解度分析:采用“固−液溶解平衡法”对蒽醌溶解度进行测定。在25℃恒温条件下,将2-烷基蒽醌逐渐溶解于200 ml工作液中,待蒽醌达到固−液两相平衡不再溶解后,工作液静置2小时,完全分层后取1mL上层澄清液溶解于乙腈,稀释200倍后经高效液相色谱分析测定工作液中蒽醌浓度。高效液相色谱测试条件为:Agilent HPLC 1260, 4.6×250mm×5um Eclipse PAH反向色谱柱, 流动相为乙腈/水=80/20,紫外检测器, 检测波长255nm,流动相流速1ml/min,进样量1ml,色谱柱温度308.15 K。溶解度测定过程中,温度精度为 ±0.03℃,高效液相分析误差为0.1mg,三次平行实验数据的平均值为该条件下所测蒽醌溶解度实验值。
(2)氢蒽醌溶解度分析:氢蒽醌溶解度由临界加氢实验获得,工作液在透明可视化的固定床反应器内进行加氢反应,由激光检测器观察固定床层内的工作液的流动情况,工作液达到临界结晶析出状态时,停止加氢反应。取1mL氢化液以高效液相色谱分析氢化液组成,同时取5ml氢化液经空气或氧气完全氧化,以高锰酸钾(KMnO4)滴定法分析氧化液中双氧水的质量浓度,经高效液相色谱分析工作液中无蒽醌降解物条件下,以氢化效率值计算氢蒽醌在不同溶剂体系中的溶解度。
(3)双氧水中残碳分析:以去离子水对氧化液中的双氧水进行萃取,静置24小时以上,待萃取相与萃余相完全分层后,一次性抽取50ml萃取液,以TOC残碳仪分析萃取液中残碳含量。
实施例1
以N-叔丁基二叔丁基酰亚胺合成过程为例,酰亚胺衍生物A的具体合成过程为:在500 mL反应釜中一次投入176.2 g叔丁酸、75 g P2O5、50mL的甲醇钠和铁盐的混合液(其中甲醇钠6.8g、硝酸亚铁10g)将系统温度升至265℃,恒温反应20小时后结束反应,过滤出P2O5粉末,将反应液转移至分页漏斗中用去离子水充分洗涤三次,分离出无机水溶液;将有机萃余液返回至反应釜内,向反应系统内填充氨和氮的混合气,提高压力至0.25~0.3MPa,35℃温度条件下反应2小时,反应过程中将50mL、45~50wt.%碳酸钾与三乙胺的混合液泵入反应体系中,泵入时间为20 min,再提高系统温度至220 ℃反应1.5小时,待系统冷却降至室温后分离混合液中无机相;向剩余有机相反应液中添加165g 1-溴丁烷,35℃反应12小时,采用逐层分析法(乙酸乙酯:正己烷=2:1)选用300~400目的硅胶,通过TCL跟踪监测反应体系内原料和产物的组成,反应结束后,采用去离子水对反应产物进行水洗3次,并在-0.6~-0.75MPa真空度条件下对反应液进行真空脱水,以二氯甲烷对产物洗涤,减压蒸馏溶剂,将产物放置烘箱内干燥4小时,最终得到N-正丁基二叔丁基酰亚胺白色晶体。所得产物经1HNMR、MS光谱分析,确证为N-正丁基二叔丁基酰亚胺,总收率为95.6%(以原料羧酸计)。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ=0.9~1.0(m,18H),1.9~2.05(m,1H),2.05~2.15(m,2H),2.25~2.4(m,4H),3.4~3.45(s,2H);
MS[M+H]+:241.7。
实施例2
以N-异戊基1-异丙基-2叔丁基酰亚胺合成过程为例,其制备方法类似实施例1,不同之处在于,羧酸A、B和卤代烷烃反应原料及使用量根据目标产物略有调整。500 mL反应釜中一次性分别投入88.1g叔丁酸、74.5g丙酸、71g P2O5、30mL的甲醇钠和铁盐的混合液(其中甲醇钠5.4g、硝酸亚铁9.1g),如实施例1中制备方法得到中间产物后,向中间产物反应液中添加165g 1-溴戊烷,265℃反应12小时,采用逐层分析法(乙酸乙酯:正己烷=2:1)选用300~400目的硅胶,通过TCL跟踪监测反应体系内原料和产物的组成,反应结束后,采用去离子水对反应产物进行水洗3次,以二氯甲烷对产物洗涤,减压蒸馏溶剂,将产物放置烘箱内干燥4小时,最终得到白色晶体产物。所得产物经1H NMR、MS光谱分析确证为N-异戊基1-异丙基-2叔丁基酰亚胺结构,产率为95.6%(以原料羧酸计)。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ=0.95~1.10(m,18H),2.07~2.17(m,1H),2.25~2.4(m,2H),2.5~2.55(m,2H),3.45~3.55(s,2H);
MS[M+H]+:241.3。
实施例3
按体积分数计,以C9~C10芳烃/N-苯甲基二叔丁基酰亚胺=75/25混合物为溶剂体系,配制成2-乙基蒽醌工作液。采用500ml间歇式搅拌反应釜对上述工作液进行加氢反应评价,氢化温度为45~50℃,氢化压力为0.1~0.3MPa,搅拌速率为300~400rpm;所得氢化液用空气于常压、30~50℃条件下氧化15~30min;氧化液经纯水萃取4次后,以高锰酸钾滴定法测定萃取液中双氧水含量,计算工作液的加氢效率;加氢实验所用催化剂采用双氧水工业常规的Pd/Al2O3催化剂,粒径为0.4~0.5mm,孔容0.6~0.7cm3/g,比表面积150~180m2/g,Pd含量为0.25~0.30 wt.%。
试验结果表明:25℃、常压条件下2-乙基蒽醌在该工作液溶剂体系中的溶解度为199.5g/L,50~55℃、0.25~0.28MPa条件下2-乙基氢蒽醌的溶解度为102.5 g/L,2-乙基蒽醌质量浓度为180 g/L的工作液氢化效率为14.9 g/L,双氧水产品中有机残碳为155~160ppm。
实施例4
按体积分数计,以C9~C10芳烃/N-苯基1-异丙基-2-叔丁基酰亚胺=75/25混合物为溶剂体系,配制成2-戊基蒽醌工作液,采用实施例3工艺条件对该工作液体系进行使用性能评价。试验结果表明:25℃、常压条件下2-戊基蒽醌在该工作液体系中的溶解度为497.5g/L,60~70℃、0.25~0.30MPa条件下2-戊基氢蒽醌的溶解度为141.9g/L,2-戊基蒽醌质量浓度为480g/L的工作液氢化效率为15.7g/L,双氧水产品中有机残碳为149.5~154.2 ppm。
实施例5
按体积分数计,以C9~C10芳烃/N-异戊基1-异丙基-2-苄基酰亚胺=80/20混合物为溶剂体系,配制成2-乙基蒽醌工作液,采用实施例3工艺条件对该工作液体系进行使用性能评价。试验结果表明:25℃、常压条件下2-乙基蒽醌在该工作液体系中的溶解度为188.3g/L,53~60℃、0.25~0.30MPa条件下2-乙基氢蒽醌的溶解度为105.8g/L,2-乙基蒽醌质量浓度为180g/L的工作液氢化效率为13.7g/L,双氧水产品中有机残碳为145~152ppm。
实施例6
按体积分数计,以C9~C10芳烃/N-乙基1-烷氧基-2-庚基酰亚胺=60/40混合物为溶剂体系,配制成2-乙基蒽醌工作液,采用实施例3工艺条件对该工作液体系进行使用性能评价。试验结果表明:25℃、常压条件下2-乙基蒽醌在该工作液体系中的溶解度为190.5g/L,50~60℃、0.25~0.30MPa条件下2-乙基氢蒽醌的溶解度为102.5~103g/L,2-乙基蒽醌质量浓度为185 g/L的工作液氢化效率为14.8g/L,双氧水产品中有机残碳为150~160ppm。
实施例7
按体积分数计,以C9~C10芳烃/N-乙基1-苄基-2-辛基酰亚胺=70/30混合物为溶剂体系,配制成2-戊基蒽醌工作液,采用实施例3工艺条件对该工作液体系进行使用性能评价。试验结果表明:25℃、常压条件下2-戊基蒽醌在该工作液体系中的溶解度为496.5g/L,60~70℃、0.25~0.30MPa条件下2-戊基氢蒽醌的溶解度为135.9~142.5g/L,2-戊基蒽醌质量浓度为480g/L的工作液氢化效率为15.3g/L,双氧水产品中有机残碳为141~154ppm。
对比例1
按体积分数计,以C9~C10芳烃/磷酸三辛酯=75/25混合物为溶剂体系,配制成2-乙基蒽醌工作液,采用实施例1条件对该工作液体系进行性能分析。试验结果表明:25℃、常压条件下2-乙基蒽醌在C9~C10芳烃/磷酸三辛酯工作液体系中的溶解度为123~130g/L,53~60℃、0.25~0.30MPa条件下2-乙基氢蒽醌的溶解度为68.5~70g/L,2-乙基蒽醌质量浓度为125g/L的工作液氢化效率为6.5~7.3 g/L,双氧水产品中有机残碳为205ppm。
对比例2
按CN1552618A实施例3配制工作液,采用实施例1条件对该工作液体系进行性能分析。
试验结果表明:温度为53~60℃、压力为0.25~0.30MPa条件下,2-乙基蒽醌质量浓度为154g/L的工作液,对氢蒽醌的溶解度为51.5~53.1g/L,氢化效率为7.4~7.8g/L,双氧水中有机残碳为351ppm。
对比例3
按EP0287421公开的芳烃+N-苯基N-乙基苯甲酰胺(BEA)二元溶剂体系,配制成2-乙基蒽醌工作液,采用实施例1条件对该工作液体系进行性能分析。试验结果表明:25℃、常压条件下2-乙基蒽醌在该工作液体系中的溶解度为155~163g/L,55~60℃、0.25~0.30MPa条件下2-乙基氢蒽醌的溶解度为85~89g/L,2-乙基蒽醌质量浓度为150 g/L的工作液氢化效率为10.33 g/L,双氧水产品中有机残碳为554.8ppm。

Claims (15)

1.一种蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系,其特征在于包括如下组分:酰亚胺衍生物A和芳烃,其中酰亚胺衍生物A的结构为:,其中R1、R2、R3分别为1~8个碳原子的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基中的一种;以体积份数计,酰亚胺衍生物A为5~60份,优选10~50份,更优选为15~35份,芳烃为30~95份,优选60~80份。
2.根据权利要求1所述的蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系,其特征在于:所述的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基上还含有烷基、烷氧基、酯基中的一种或多种官能团。
3.根据权利要求1所述的蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系,其特征在于:所述的重芳烃为C9~C10芳烃;酰亚胺衍生物A分子中R1~ R3为C2~C6的正/异构烷基取代基团。
4.一种蒽醌法生产双氧水工作液,其特征在于:该工作液的溶剂体系包括酰亚胺衍生物A和芳烃,工作载体为蒽醌及其衍生物中的一种或多种,优选为2-烷基蒽醌。
5.一种蒽醌法生产双氧水氢化工艺,其特征在于:所述的氢化步骤采用包含酰亚胺衍生物A和芳烃的工作液溶剂体系;氢化步骤的工艺条件为:氢化温度25~80℃,压力0.1~0.7MPa。
6.根据权利要求1~3任一所述的蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系,其特征在于:(1)将羧酸A和羧酸B溶于有机溶剂中,在催化剂A、脱水剂A和高温条件下,进行分子间脱水反应,反应结束后分离出脱水剂A,然后进行萃取分离,得到无机萃取液和含有酸酐C的有机萃余液;(2)催化剂B和脱水剂B的作用下,将步骤(1)得到的含有酸酐C的有机萃余液与氨源,先低温反应一段时间,然后高温反应一段时间,反应结束后,分离出无机相,得到含有酰亚胺D的有机溶液;(3)向含酰亚胺D的有机溶液添加适量的卤代烃,在弱碱或强碱性条件下进行亲核取代反应,反应结束后洗涤、萃取得到有机萃取相,减压蒸馏去除溶剂,经干燥,得到酰亚胺衍生物产品。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,步骤(1)所述的羧酸A(R1COOH)和羧酸B(R2COOH),其中R1和R2为呋喃、单取代或多取代的芳烃取代基或苄基,或直链或支链烷烃取代基;其中芳烃取代基或苄基上的取代基为烷基、烷氧基、酯基中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,步骤(1)所述的有机溶剂选自二甲苯、三甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯或吡啶中的一种或多种;有机溶剂与羧酸用量比例为2~10 mL/g。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,其特征在于:步骤(1)所述的催化剂A为甲醇钠和铁盐的水溶液,二者的摩尔浓度分别为0.01~5mol/L和0.1~10mol/L,脱水剂A为P2O5
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,步骤(1)所述的羧酸A:羧酸B:催化剂A:脱水剂A摩尔比为1: 1: 0.15~0.5: 0.5~5。
11.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,步骤(1)所述的脱水反应条件为:常压、240~280℃条件下反应18~25小时。
12.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,步骤(2)所述的催化剂B和脱水剂B为三乙胺与碳酸钾的混合溶液,二者的摩尔浓度分别为0.01~2mol/L和0.5~10mol/L,三乙胺与碳酸钾的摩尔比为1 : 0.6~2.5。
13.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,步骤(2)所述的氨源为氨气、氨水、碳酸氢铵或尿素,氨源与酸酐C的投料摩尔比为1.2~10:1。
14.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,步骤(2)所述的压力为0.1~0.5MPa;所述的低温反应条件为:25~50 ℃下反应2~5小时;所述的高温反应条件为:210~230℃下反应1~1.5小时。
15.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:酰亚胺衍生物A的合成方法中,步骤(3)所述的反应条件为:25~50℃下反应8~15小时;卤代烷烃与羧酸A的摩尔比为1.2~1.5:1。
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