一種利用苄基過氧化物定向分解製備苯甲醇的方法與流程
2023-05-28 07:03:26
本發明涉及一種製備有機化合物的方法，特別是一種採用苄基過氧化物定向分解製備苯甲醇的方法，屬於有機化工生產技術領域。
背景技術：
苯甲醇是一種重要的化工有機中間體，廣泛應用於紡織助劑、感光材料、醫藥、香料和染料工業。2015年苯甲醇全球總產能約33.12萬噸，中國是全球最大的苯甲醇生產國，佔全球總產能的39.61%。目前國內外生產苯甲醇的核心方法為氯化苄水解法，由於該方法不可避免導致產品含氯，與下遊的醫藥、香料及化妝品行業的綠色不含氯要求存在矛盾。隨著相關行業標準和要求的提高，無氯的苯甲醇生產技術和工藝及產品成為潛在的發展方向。因此研究和開發綠色無氯苯甲醇生產方法有利於提高行業的競爭力。
甲苯液相空氣氧化法製備苯甲醇具有工藝流程短、生產成本低、苯甲醇產品無氯，產品品質高等特點。甲苯液相空氣氧化法製備苯甲醇，是以甲苯為原料，在催化劑、引發劑和助劑存在下與空氣中的氧氣進行甲苯液相氧化反應製得苄基過氧化物，苄基過氧化物再進行分解生成苯甲醇，其中苄基過氧化物定向高效分解是製備苯甲醇的關鍵環節，因此在苯甲醇生產過程中尋求一種苄基過氧化物的定向分解工藝是至關重要。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種利用苄基過氧化物定向分解製備苯甲醇的方法，以生產無氯苯甲醇，提高苯甲醇的產品品質。
本發明的目的是通過以下方式實現的。一種利用苄基過氧化物定向分解製備苯甲醇的方法，包括以下步驟：
(1)一級分解反應
將催化劑、甲苯液相空氣氧化反應生成的苄基過氧化物溶液連續不斷地送入到一級分解反應器中，加入ph值調節劑，調節反應液ph值≥7，同時控制溫度20～160℃，壓力0～2.0mpa(g)，反應液停留時間20～40min，在催化劑的作用下，反應液中的苄基過氧化物定向分解為苯甲醇，苄基過氧化物在一級分解反應器中的的轉化率85%～95%(wt)，同時在一級分解反應器內由於壓力較高的苄基過氧化物溶液含有微量不凝氣及加入ph值調節劑後部分酸性物質被中和及分解反應有微量氣體產生，這些氣體從分解反應器頂部通過壓力自動控制器控制排出並進行回收處理；
所用催化劑是三苯基磷、鉻酸叔丁酯、1-羥基乙叉-1，1-二膦酸(二)辛酯中的一種或幾種的復配物；
所用ph值調節劑是氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鉀、碳酸鈉中的一種或幾種的復配物；
所加入的苄基過氧化物溶液的質量濃度≤50%，優選≤30%；
分解反應過程中，催化劑的質量濃度≤20%，優選≤10%；
(2)二級分解反應
當一級分解反應器中液面到達指定高度後，會自動溢流至二級分解反應器中，為了保證一級分解反應器中液面的高度，從一級分解反應器底部連續不斷的用輸送泵抽出分解液至二級分解反應器內，在二級分解反應器內，剩餘5%～15%(wt)的苄基過氧化物向苯甲醇方向繼續進行定向分解反應得到最終不含苄基過氧化物的分解液從二級分解反應器側上部溢流排出至水洗塔；一級分解反應和二級分解反應總停留時間控制在30～180min，苄基過氧化物分解率達100%，分解液中苯甲醇含量≥50%以上；在二級分解反應器頂部有少量不凝氣通過壓力自動控制器控制排出並進行回收處理；
二級分解反應器內的壓力和溫度與一級分解反應器內相同，二級分解反應器內部的壓力是通過其頂部壓力控制器來控制的；
分解反應溫度優選30～120℃,壓力優選0～1.2mpa(g)；反應總停留時間優選40～90min；
(3)水洗脫鹽
在二級分解反應器自身的壓力下，從二級分解反應器側上部溢流排出的含苯甲醇≥50%（wt）的最終分解液送入水洗塔頂部與從水洗塔底部送入的去離子水在水洗塔內逆流接觸，水相為連續相，油相為分散相，塔頂部控制界位將不含鹽的油相採出後送入後續精餾分離裝置獲得產品苯甲醇，塔底部含鹽水相控制流量排出並進行回收處理。
本發明取得如下有益效果：
(1)本發明採用分解催化劑和ph值調節劑的協同效應，定向的將苄基過氧化物分解為苯甲醇，苄基過氧化物的分解率達100%，分解液中苯甲醇含量在50%以上；
(2)本發明實現了從苄基過氧化物至苯甲醇的轉化，打通了甲苯液相空氣氧化生產苯甲醇的關鍵環節，是一條無氯介入的綠色環保工藝。
附圖說明
圖1給出的是本發明的工藝流程示意圖。
圖中標號含義如下：
1、一級分解反應器2、二級分解反應器3、水洗塔4、輸送泵
a、分解催化劑b、ph值調節劑c、苄基過氧化物溶液d、含鹽水相e、去離子水f、不含鹽油相g、不凝氣h、氣體。
具體實施方式
以下實施例用於說明本發明。需要強調，這些實施例只是對本發明作進一步說明，而不應解釋為對本發明範圍的限制。
實施例1一種利用苄基過氧化物定向分解製備苯甲醇的方法，包括以下步驟：
(1)一級分解反應
將催化劑三苯基磷、甲苯液相空氣氧化反應生成的濃度為23%(wt)的苄基過氧化物溶液連續不斷地送入到一級分解反應器1中，在分解反應過程中，加入ph值調節劑氫氧化鈉調節反應液ph值為7.5，同時控制溫度為90℃，壓力為1.3mpa(g)，反應液停留時間30min，在催化劑的作用下，反應液中的苄基過氧化物定向分解為苯甲醇，苄基過氧化物在一級分解反應器中的的轉化率88%(wt),同時在一級分解反應器內,由於壓力較高的苄基過氧化物溶液含有微量不凝氣，及加入ph值調節劑後部分酸性物質被中和，及分解反應有微量氣體產生，這些氣體從一級分解反應器頂部,通過壓力自動控制器控制排出並進行回收處理；
(2)二級分解反應
當一級分解反應器中液面到達指定高度後，會自動溢流至二級分解反應器2中，為了保證一級分解反應器中液面的高度，從一級分解反應器1底部連續不斷的用輸送泵4抽出分解液至二級分解反應器2內，在二級分解反應器內，剩餘12%(wt)的苄基過氧化物向苯甲醇方向繼續進行定向分解反應得到最終不含苄基過氧化物的分解液，從二級分解反應2側上部溢流排出至水洗塔3；一級分解反應和二級分解反應總停留時間控制在100min，苄基過氧化物分解率達100%，分解液中苯甲醇含量為58%，在二級分解反應器2頂部也會有少量不凝氣通過壓力自動控制器控制排出並進行回收處理；
二級分解反應器內的壓力和溫度與一級分解反應器內相同，二級分解反應器內部的壓力是通過其頂部壓力控制器來控制的；
分解反應過程中，催化劑的濃度為8%（wt）；
(3)水洗脫鹽
在二級分解反應器自身的壓力下，從二級分解反應器側上部溢流排出的含苯甲醇58%（wt）的最終分解液送入水洗塔3頂部與從水洗塔底部送入的去離子水在水洗塔內逆流接觸，水相為連續相，油相為分散相，塔頂部控制界位將不含鹽的油相採出後送入後續精餾分離裝置獲得產品苯甲醇，塔底部含鹽水相控制流量排出並進行回收處理。
實施例2一種利用苄基過氧化物定向分解製備苯甲醇的方法，包括以下步驟：
(1)一級分解反應
將催化劑鉻酸叔丁酯、甲苯氧化反應生成的濃度為25%(wt)的苄基過氧化物溶液連續不斷地送入到一級分解反應器1中，在分解反應過程中，加入ph值調節劑碳酸鉀調節反應液ph值為8，同時控制溫度為100℃，壓力為1.5mpa(g)，反應液停留時間35min，在催化劑的作用下，反應液中的苄基過氧化物定向分解為苯甲醇，苄基過氧化物在一級分解反應器中的的轉化率90%(wt),同時在一級分解反應器內由於壓力較高的苄基過氧化物溶液含有微量不凝氣，及加入ph值調節劑後部分酸性物質被中和，及分解反應有微量氣體產生，這些氣體從一級分解反應器1頂部通過壓力自動控制器控制排出並進行回收處理；
(2)二級分解反應
當一級分解反應器1中液面到達指定高度後，會自動溢流至二級分解反應器2中，為了保證一級分解反應器中液面的高度，從一級分解反應器底部連續不斷的用輸送泵4抽出分解液至二級分解反應器2內，在二級分解反應器內，剩餘10%(wt)的苄基過氧化物向苯甲醇方向繼續進行定向分解反應，得到最終不含苄基過氧化物的分解液，從二級分解反應器2側上部溢流排出至水洗塔3；一級分解反應和二級分解反應總停留時間控制在110min，苄基過氧化物分解率達100%，分解液中苯甲醇含量為53%；在二級分解反應器2頂部也會有少量不凝氣通過壓力自動控制器控制排出並進行回收處理；
二級分解反應器內的壓力和溫度與一級分解反應器內相同，二級分解反應器內部的壓力是通過其頂部壓力控制器來控制的；
分解反應過程中，催化劑的濃度為9%（wt）；
(3)水洗脫鹽
在二級分解反應器2自身的壓力下，從二級分解反應器2側上部溢流排出的含苯甲醇53%（wt）的最終分解液送入水洗塔3頂部與從水洗塔底部送入的去離子水在水洗塔內逆流接觸，水相為連續相，油相為分散相，塔頂部控制界位將不含鹽的油相採出後，送入後續精餾分離裝置獲得產品苯甲醇，塔底部含鹽水相控制流量排出並進行回收處理。