一種製備對硝基苯甲酸的方法及其電解槽的製作方法

2023-11-06 03:27:27 1

專利名稱：一種製備對硝基苯甲酸的方法及其電解槽的製作方法
技術領域：
本發明涉及製備對硝基苯甲酸的方法及其所用設備，是一種用間接電解氧化法製備對硝基苯甲酸的工藝方法及其所用的電解槽。
對硝基苯甲酸是製造藥物和染料的重要中間體。製備該產品有化學法，即可用高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法。此方法的缺點是收率較低。也有用直接電解氧化法來製造對硝基苯甲酸。但在此工藝方法中，其反應物在電解液中難以溶解，同時，易被電極吸附而降低了產率。用電解法生產對硝基苯甲酸時需要電解槽。印度烏託巴公司在Indiam J.Appl.Chem 1971.34(1)1-7上刊登了一篇文章，專門介紹了一種電解槽，其主要特點在於在電解槽的陰極上纏繞了石棉繩，以防止反應物汙染電極。但這種結構由於石棉纖維又會汙染電解液，故該電解液一般只能使用5～6次。為此本發明人曾試用陶瓷管套在電極外作為隔膜，使用這樣的方法後，電解液可以長期地使用，但其缺點是增加了電耗。此外，在生產對硝基苯甲酸過程中所必須的洗滌工藝中，洗滌液未能循環使用，造成含鉻廢水汙染環境。
本發明的目的在於提供一種電解液能長期使用，電耗較少，洗滌液能循環使用的生產對硝基苯甲酸的工藝方法及其所使用的電解槽。
本發明的反應原理為
本發明的具體工藝為將含有Cr3+的電解液進行電解氧化後轉換為Cr6+，將該含有Cr6+的電解液移置於反應釜中，升溫至60-80℃後加入對硝基甲苯，再升溫至100-120℃，保溫1-2小時，使對硝基甲苯轉化為對硝基苯甲酸，然後冷卻到室溫(小於40℃)，抽取出反應物進行過濾，使濾液返回電解槽，而對結晶析出的固態對硝基苯甲酸粗品進行多次洗滌。利用過的洗滌液視其濃度或直接返回電解槽或作為洗滌下一批物料的洗滌液。把經洗滌過的固態對硝基苯甲酸粗品進行鹼洗，即使之溶解於鹼液中，然後再進行過濾、酸洗中和，使其重新結晶，再清洗後乾燥、包裝。
為保證本發明方法的正確實施，本發明中改進了所用的電解槽，在具有陰、陽電極、電解槽池及隔塊，陰極室壁的電解槽中，於電極間設置有含氟材料製成的隔膜，它可以是全氟材料或含氟材料的離子交換膜。並且，由於電解時會產生高溫，從而使隔膜受到損壞，所以需在電解槽中裝置有冷卻管。
採用本發明生產對硝基苯甲酸，能降低生產成本，減少三廢汙染，特別是採用本發明的電解槽後，能使電解液的使用次數由原來的5-6次增加到60次以上，而使鉻的消耗只及原來的1/10。


圖1為本發明所採用的電解槽的結構示意圖。
下面結合實施例對本發明作進一步說明。
由圖1見，能裝容電解液的電解槽池6內部設置有陽極1、陰極5、隔塊2和陰極室7，陰極5裝置在陰極室7中。本實施例中於陽極1和陰極5之間用含氟離子交換膜3隔開，並於電解槽中裝有冷卻管4。
本實施例中，電解液為鉻溶液和硫酸，電解的輸出電壓小於10伏，電流為4000安倍，電解液溫度為60-70℃，電解時間為1.5-2小時，首先把此含有Cr3+的電解液電解氧化轉化為Cr6+;其次，將該含有Cr6+的電解液移置於反應釜中，加熱到80℃後加入對硝基甲苯，再升溫至120℃，保溫1小時後冷卻到室溫(小於40℃)，使之結晶析出固態對硝基苯甲酸;第三將上述物料抽吸出並置於過濾器中進行過濾，過濾液送至電解槽重新進行電解，而得到固態對硝基苯甲酸粗品;第四，對此粗品先進行第一次洗滌，並將洗滌液送至電解槽，然後再進行第二次洗滌，將該次洗滌液作為下一批物料的第一次洗滌液，然後再進行第三次洗滌，將此洗滌液作為下一批物料的第二次洗滌時的洗滌液;第五，對已經過三次洗滌的對硝基苯甲酸的粗品加鹼，溶解後進行過濾，對濾液再進行酸析中和可得到固態的對硝基苯甲酸精品;第六，對精製後的對硝基苯甲酸進行水洗，後進行乾燥，製成成品，而對水洗後的液體又可用於粗品的洗滌。
權利要求
1.一種用間接電解氧化法製備對硝基苯甲酸的方法，其特徵在於(1)將含有Cr3+的電解液進行電解氧化後轉化為Cr6+；(2)將上述含有Cr6+的電解液移置於反應釜中，升溫至60-80℃，加入對硝基甲苯，再升溫至100-120℃，並保溫1-2小時，後冷卻到室溫(小於40℃)，結晶析出對硝基苯甲酸粗品；(3)取出反應物進行過濾，濾液返回電解槽，對態的對硝基苯甲酸粗品進行多次洗滌；(4)將上述多次洗滌過的固態對硝基苯甲酸用鹼溶解，過濾和酸析中和，使其重新結晶；(5)清洗後乾燥、包裝。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是對硝基苯甲酸粗品經三次洗滌，洗滌後的洗滌液視其濃度或直接返回電解槽或作為洗滌下一批物料的洗滌液。
3.一種如權利要求1所述工藝方法中所用的電解槽，有陰、陽電極、電解槽池6及隔塊2、陰極室7，其特徵在於在陰、陽電極5、1間置有含氟材料製成的隔膜2，在電解槽池6中裝置有冷卻管4。
4.根據權利要求1所述的電解槽，其特徵在於所述的隔膜2是全氟材料或含氟材料的離子交換膜。
全文摘要
本發明是一種用間接電解氧化法製備對硝基苯甲酸的工藝方法。其主要特點是，首先將含鉻電解液中的Cr本發明具有產率高、含鉻三廢少特點。
文檔編號C25B9/00GK1066058SQ91107369
公開日1992年11月11日 申請日期1991年4月20日 優先權日1991年4月20日
發明者陳松茂, 顧建生, 符加寅, 董瑾, 喬放 申請人:上海化學工業專科學校