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邻、对氯苯甲酸联产新工艺研究

作　者: 兰丽娟
导　师: 崔咪芬；乔旭
学　校: 南京工业大学
专　业: 化学工程
关键词: 邻、对氯甲苯液相氧化邻、对氯苯甲酸离解萃取结晶
分类号: TQ245
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

邻、对氯苯甲酸是染料、农药、医药等领域重要的有机合成中间体,用途广泛。本文综述了邻、对氯苯甲酸的生产工艺和研究状况。目前国内外邻、对氯苯甲酸的合成分别以邻、对氯甲苯为原料,由于邻、对氯甲苯是通过甲苯环上氯化同时生成的,而两者的沸点相差很小(邻、对氯甲苯的沸点分别为159℃和162℃),通过精馏进行分离能耗很大。如果能用混合氯甲苯直接进行氧化反应生成氯苯甲酸的混合物,再利用离解结晶的方法来进行分离,这样将难分离的原料氯甲苯转化成容易分离的产品氯苯甲酸,可以大大降低能耗。为此作者提出了原料混合氧化—产物分离联合新工艺,该工艺需要解决原料邻、对氯甲苯混合氧化和氧化产物邻、对氯苯甲酸分离两大关键技术,本文分别对这两步工艺进行了系统的研究,获得了该实验条件下的最优工艺参数。本文在研究氯甲苯混合氧化合成氯苯甲酸工艺时,采用氧气液相催化氧化法,反应压力为常压。原料邻、对氯甲苯按照甲苯环上氯化产物的比例配制,反应器采用带搅拌的釜式反应器。通过催化剂筛选,选择油溶性的环烷酸钴作为主催化剂,四溴乙烷作为助催化剂,未使用醋酸等作为溶剂,既提高了设备利用率,又降低了对设备防腐的要求。在此基础上,考察了催化剂配比及用量、反应温度、氧气流量等因素对氯苯甲酸收率的影响。实验结果表明,环烷酸钴和四溴乙烷之间存在一个最佳用量和配比,适宜的环烷酸钴用量为0.5克/100克原料,四溴乙烷用量为0.107克/100克原料。反应温度在120℃～150℃范围内,氯苯甲酸收率随温度的升高而提高,但160℃时催化剂失活严重,氯苯甲酸收率急剧下降,适宜的反应温度为150℃。氧气流量增大,氯苯甲酸收率提高,但气量过高,夹带出反应釜的物料增加,在本实验条件下,适宜的氧气流量为9.65mL/s。实验还考察了氯代苯甲酸收率与反应时间之间的关系。反应8h以内,氯代苯甲酸收率随反应时间增加而增加,超过8h以后,对氯苯甲酸晶体在反应液中大量析出,反应停止。根据反应特点,确定了适宜的反应时间为4h,反应4h后的母液进行循环利用。母液循环反应三次,每一次氯代苯甲酸收率与用新鲜原料

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章前言  11-13
第二章文献综述  13-27
  2．1 邻、对氯苯甲酸的物化性质及用途  13-14
    2．1．1 邻氯苯甲酸物性及用途  13
    2．1．2 对氯苯甲酸物性及用途  13-14
  2．2 邻、对氯苯甲酸的合成工艺与分析  14-22
    2．2．1 重氮化法  14-15
    2．2．2 光氯化水解法  15-16
    2．2．3 化学氧化法  16-18
    2．2．4 液相空气氧化法  18-21
    2．2．5 其它合成方法  21-22
  2．3 邻、对氯苯甲酸的分离  22-27
    2．3．1 引言  22-23
    2．3．2 分离原理和分离方法  23-27
第三章邻、对氯苯甲酸的分析方法  27-33
  3．1 两维酸碱—沉淀滴定法  27
  3．2 毛细管气相色谱分析  27
  3．3 高效液相色谱法  27-33
    3．3．1 试剂  28
    3．3．2 分析条件  28-29
    3．3．3 浓度响应线性关系试验  29-31
    3．3．4 进样重复性试验  31
    3．3．5 实际加入值和分析测定值的比较  31-33
第四章氯甲苯混合氧化合成氯苯甲酸工艺  33-50
  4．1 实验所用的原料、试剂  33
  4．2 原料氯甲苯的预处理  33-34
  4．3 预实验  34-36
    4．3．1 反应压力和反应温度的选择  34
    4．3．2 不同种类催化剂的比较与选择  34-36
  4．4 邻、对氯苯甲酸合成实验  36-40
    4．4．1 实验装置说明  36-38
    4．4．2 实验步骤  38
    4．4．3 分析  38-40
  4．5 反应产物的处理  40
  4．6 实验结果与讨论  40-47
    4．6．1 四溴乙烷用量对氯代苯甲酸收率的影响  40-42
    4．6．2 环烷酸钴用量对氯代苯甲酸收率的影响  42-43
    4．6．3 温度对氯代苯甲酸收率的影响  43-44
    4．6．4 氧气流量对氯代苯甲酸收率的影响  44-45
    4．6．5 氯代苯甲酸收率随反应时间的变化  45-46
    4．6．6 母液的循环利用实验  46-47
  4．7 反应过程中水的影响  47-49
  4．8 小结  49
  4．9 实验的不足  49-50
第五章邻、对氯苯甲酸的分离  50-61
  5．1 离解萃取结晶的物化基础  50
  5．2 试剂及仪器  50-51
  5．3 实验方法  51-52
    5．3．1 对氯苯甲酸离解萃取方法  51
    5．3．2 邻氯苯甲酸提纯方法  51-52
  5．4 实验装置  52
  5．5 结果与讨论  52-60
    5．5．1 对氯苯甲酸离解萃取实验结果  52-57
    5．5．2 邻氯苯甲酸提纯过程结果与讨论  57-60
  5．6 小结  60-61
第六章结论  61-63
参考文献  63-68
附录  68-72
发表文章  72-73
致谢  73

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