对甲酚生产中碱熔产物分离工艺研究及固液平衡数据测定

发布时间：2020-04-05 12:17

【摘要】：对甲酚是一种重要的精细化工中间体,广泛应用于农药、医药、香料、染料、化妆品和食品等领域。虽然对甲酚生产已有其他工艺路线,但均不太成熟,目前仍较多采用甲苯磺化碱熔法生产对甲酚,该法主要包括磺化工序、中和工序、碱熔工序和酸化工序。其中碱熔工序往往需要加入过量碱,同时副反应较多,反应收率较低(仅有70%),导致碱熔后产物中含有大量未反应的碱,造成了碱的浪费。因此本文采用动态法测定了常压下,温度范围从277K到341K时,对甲苯磺酸钠(NaPTS)、亚硫酸钠(Na_2SO_3)及对甲酚钠(NaCRS)在氢氧化钠水溶液中的溶解度,根据溶解度数据对碱熔后续工艺进行了改进,提出碱熔反应产物分离及碱回收新工艺并优化了新工艺的参数。固液相平衡研究表明对甲苯磺酸钠、亚硫酸钠及对甲酚钠的溶解度均随氢氧化钠水溶液浓度的上升而下降,同时在对甲苯磺酸钠与亚硫酸钠的溶解度曲线中存在明显的转折点,且转折点随氢氧化钠水溶液浓度的上升而前移。经相关表征证明转折点的出现是由于形成了不同的平衡固相组分。对甲苯磺酸钠与对甲酚钠的溶解度均随温度的上升而上升,而亚硫酸钠则是先升后降。测定的固液相平衡数据使用了E-NRTL方程和Apelblat方程进行了拟合,得到了相关的模型参数和温度均方差。对甲苯磺酸钠、亚硫酸钠及对甲酚钠在氢氧化钠水溶液中用E-NRTL方程拟合的温度均方根方差分别为0.19~1.14K、0.50~0.91K和0.60~1.27K。表明用E-NRTL方程的拟合结果与测量结果吻合良好。根据亚硫酸钠及对甲酚钠的溶解度差异,本文提出了碱熔反应产物分离及碱回收新工艺。亚硫酸钠与对甲酚钠通过多步浓缩过滤,先后从碱熔反应产物分离出来。在过滤出亚硫酸钠后,滤液再次被浓缩,通过两次过滤以回收滤液中的氢氧化钠。回收的氢氧化钠可循环用于第二中和工序中。同时本文通过实验优化并确定了工艺参数。三次过滤的氢氧化钠浓度分别为15%、18%和25%。得到的亚硫酸钠纯度和收率分别为97.74%和90.28%,而NaCRS?H_2O的总纯度和总收率分别为91.72%和91.69%。碱回收率可达78%。
【图文】：

对甲酚,结构式

[9]。图1-1 对甲酚结构式Fig 1-1 The chemical structure of p-cresol1.2 对甲酚的应用对甲酚作为一种十分重要的有机合成中间体，用途非常广泛，其可用于合成抗氧剂2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)、杀菌剂甲基立枯磷、杀虫剂氟氰戊菊酯、香兰素、荧光增白剂DT、医药抗菌剂甲氧苄胺嘧啶(TMP)和染料可利西丁磺酸等[10]，也是合成阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂、增白剂增塑剂、防腐剂、医药消毒剂、

碱熔法,磺化,对甲酚,主要反应

（1-4）（1-5）图1-2 磺化碱熔法生产对甲酚的主要反应方程式Fig 1-2 The main reaction equations of the sulfonation-alkail fusion processfor producing p-cresol工业上生产对甲酚的具体工艺流程如图 1-3 与 1-4 所示。详细的工艺流程如下所述[32]。（1）磺化：甲苯与浓硫酸在温度为 110℃时于磺化釜中进行反应，得到的甲苯磺酸中对位体约占 85%，，邻位与间位分别占 10%和 5%左右。在反应过程中
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ243.1;TQ028

【参考文献】