[发明专利]一种催化分子氧液相氧化苯直接合成苯酚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接合成苯酚的方法。

背景技术

苯酚是一种重要、基本的有机化工原料，在工业上广泛应用。现在世界上苯酚的工业生产方法主要是异丙苯法，但其副产物丙酮的产率大。由苯直接催化合成苯酚的方法有气相法和液相法，但是气相法所用催化剂在短时间内就失活；而以过氧化氢为氧化剂的液相法存在过氧化氢利用率低，储存、运输危险，成本高的缺点。分子氧是来源最广，最为经济，最清洁的氧化剂。目前，以分子氧为氧化剂的液相法中反应温度较低，也有较高的选择性，但是转化率低，苯酚的产率低，仅为7～13％。因此，开发一种催化分子氧液相氧化苯直接合成高选择性和高收率苯酚的方法具有重要意义。

发明内容

本发明目的是为了解决现有直接合成苯酚的方法存在成本高和产率低的问题，而提供一种催化分子氧液相氧化苯直接合成苯酚的方法。

催化分子氧液相氧化苯直接合成苯酚的方法按以下步骤实现：一、以SBA-16介孔分子筛为载体，浸渍法负载钒，得催化剂；二、在不锈钢高压反应釜中按质量份数比依次加入0.05～0.15的催化剂、1.05～2.1的抗坏血酸、2.4～2.8的苯和20～30的乙酸，再通入浓度为99％的氧气使压力为1.0～2.0MPa，在60～80℃的条件下反应1～8h，冷却后过滤，分离纯化后得苯酚；其中步骤一中钒的负载量为载体质量的6～10％；步骤二中乙酸的质量浓度为50～90％。

本发明中所用的负载钒的SBA-16催化剂对反应物和产物具有很好的传输作用，能够实现了对苯羟基化反应的有效催化；采用液相法反应温度比较低，条件温和，节约能源，生产成本低。本发明中在具有高的苯酚选择性的同时获得高的苯转化率，苯酚的收率高，苯的转化率为15.4～28.2％，苯酚的选择性为70～80％，苯酚的收率为15.0～18.7％，且其余副产物全部为对苯二酚和邻苯二酚，对苯二酚的选择性为8.6～13.6％，邻苯二酚选择性为6.4～11.4％，且副产物相对于异丙苯法生产苯酚中的副产物丙酮具有更高的经济价值。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式催化分子氧液相氧化苯直接合成苯酚的方法按以下步骤实现：一、以SBA-16介孔分子筛为载体，浸渍法负载钒，得催化剂；二、在不锈钢高压反应釜中按质量份数比依次加入0.05～0.15的催化剂、1.05～2.1的抗坏血酸、2.4～2.8的苯和20～30的乙酸，再通入浓度为99％的氧气使压力为1.0～2.0MPa，在60～80℃的条件下反应1～8h，冷却后过滤，分离纯化后得苯酚；其中步骤一中钒的负载量为载体质量的6～10％；步骤二中乙酸的质量浓度为50～90％。

本实施方式中分离纯化采用的是本技术领域中的常规方法。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中钒的负载量为载体质量的8％。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中按质量份数比依次加入0.09的催化剂、1.5的抗坏血酸、2.6的苯和25的乙酸。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中压力为1.5MPa，在70℃的条件下反应5h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中乙酸的质量浓度为70％。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：本实施方式催化分子氧液相氧化苯直接合成苯酚的方法按以下步骤实现：一、以SBA-16介孔分子筛为载体，浸渍法负载钒，得催化剂；二、在不锈钢高压反应釜中按质量份数比依次加入0.1的催化剂、2.1的抗坏血酸、2.6的苯和25的乙酸，再通入浓度为99％的氧气使压力为1.5MPa，在70℃的条件下反应5h冷却后过滤，分离纯化后得苯酚；其中步骤一中钒的负载量为载体质量的8％；步骤二中乙酸的质量浓度为70％。

本实施方式中苯的转化率为24.8％，苯酚的选择性为75.4％，苯酚的收率为18.7％。