以羰基化合物肟化反應(yīng)為基礎(chǔ)的肟類(lèi)橡膠助劑清潔生產(chǎn)工藝.pdf

1、對(duì)苯醌二肟是一種性能優(yōu)良的交聯(lián)劑,在橡膠工業(yè)中有著非常廣泛的應(yīng)用,我國(guó)每年均生產(chǎn)數(shù)十萬(wàn)噸對(duì)苯醌二肟,但由于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)環(huán)境越來(lái)越重視,化學(xué)工業(yè)朝著綠色化的方向發(fā)展,對(duì)苯醌二肟生產(chǎn)技術(shù)面臨著改進(jìn)革新的挑戰(zhàn),既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的生產(chǎn)對(duì)苯醌二肟生產(chǎn)技術(shù),是目前化學(xué)工作者努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。本論文以清潔生產(chǎn)為核心目標(biāo),通過(guò)對(duì)現(xiàn)行工業(yè)制備對(duì)苯醌二肟和二苯甲酰對(duì)苯醌二肟的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),減少?gòu)U水及污染物的排放,提高產(chǎn)品的產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量。并且在此基礎(chǔ)上,利用羰基

2、化合物和羥胺的親核加成反應(yīng),來(lái)合成對(duì)苯醌二肟,使得生產(chǎn)過(guò)程中原子利用率大為提高,且產(chǎn)率顯著改善。1.以醋酸為催化劑,兩步法合成對(duì)苯醌二肟本章從經(jīng)濟(jì)性及對(duì)苯醌二肟的產(chǎn)率出發(fā),對(duì)工業(yè)上以苯酚,亞硝酸鈉,硫酸和鹽酸羥胺為原料,兩步合成對(duì)苯醌二肟的方法進(jìn)行改良。實(shí)驗(yàn)以少量醋酸作為催化劑,水溶液為溶劑,研究對(duì)苯醌二肟在水體系中的合成,并探索了該體系中對(duì)苯醌二肟合成的最佳條件。結(jié)果表明,以醋酸為催化劑代替工業(yè)合成中的強(qiáng)堿化環(huán)境,能夠使得對(duì)苯醌二肟的

3、產(chǎn)率有顯著的提高:在苯酚,亞硝酸鈉,醋酸摩爾比1∶1.3∶0.33時(shí),對(duì)苯醌二肟產(chǎn)率可達(dá)到65.3％。并且由于反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)時(shí)溶液PH值約為4.5,因此無(wú)需耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿的反應(yīng)設(shè)備,降低了生產(chǎn)成本。2.以碳酸鈣為催化劑合成對(duì)苯醌二肟前面一章使用醋酸為催化劑,兩步法合成對(duì)苯醌二肟雖然可以較大幅度的提高產(chǎn)品的產(chǎn)率,但是需要兩步合成,步驟繁瑣,原子利用率較低,并且由于使用了水體系,產(chǎn)生了較多的廢液,對(duì)環(huán)境亦不友好。本章從環(huán)保經(jīng)濟(jì)性出發(fā),以碳酸

4、鈣為催化劑,探索以對(duì)苯醌和鹽酸羥胺為原料在乙醇-水體系中(體積比1∶3合成對(duì)苯醌二肟的最佳條件。實(shí)驗(yàn)表明,在70℃,鹽酸羥胺與對(duì)苯醌摩爾比為5.0對(duì)苯醌二肟的產(chǎn)率可達(dá)到67.3%。此反應(yīng)一步合成了對(duì)苯醌二肟,并且溶劑乙醇可以回收利用,在保證了對(duì)苯醌二肟產(chǎn)率的前提下,進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本,并且原子利用率大大高于兩步法合成對(duì)苯醌二肟,反應(yīng)更為綠色化。3.以氨水為緩沖劑合成對(duì)苯醌二肟以碳酸鈣為催化劑合成對(duì)苯醌二肟,雖然簡(jiǎn)化了反應(yīng)步驟,提高了原

5、子利用率,但是對(duì)苯醌二肟的產(chǎn)率還比較低,導(dǎo)致最終產(chǎn)品中夾雜了少量的對(duì)苯醌,影響了產(chǎn)品的純度。本章從提高對(duì)苯醌的利用率和綠色化反應(yīng)的角度出發(fā),將對(duì)苯醌溶于乙醇體系中,采用滴加鹽酸羥胺水溶液(鹽酸羥胺水溶液用氨水來(lái)調(diào)節(jié)PH值)的方法,得到了純度較高的對(duì)苯醌二肟,并且產(chǎn)率有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。并且由于體系中以乙醇為主,因?yàn)榉磻?yīng)廢水排放量極少,符合綠色化的要求。結(jié)果表明,控制鹽酸羥胺水溶液的PH=8,鹽酸羥胺與對(duì)苯醌摩爾比為2.8∶1.0時(shí),對(duì)苯醌二

6、肟的產(chǎn)率可達(dá)93.7%。4.以對(duì)苯醌二肟為原料綠色化合成二苯甲酰對(duì)苯醌二肟二苯甲酰對(duì)苯醌二肟也是一種橡膠硫化劑,用途與對(duì)苯醌二肟相近,但由于結(jié)構(gòu)中含有苯甲?；?故比對(duì)醌二肟具有更強(qiáng)的硫化遲效性,不易焦燒。本章主要是在氯仿體系中,探索以對(duì)苯醌二肟和苯甲酰氯為原料,在非均相條件下,綠色化合成二苯甲酰對(duì)苯醌二肟。實(shí)驗(yàn)表明,在對(duì)苯醌二肟與苯甲酰氯摩爾比為1.0∶2.3,反應(yīng)溫度為60℃時(shí),二苯甲酰對(duì)苯醌二肟的產(chǎn)率可達(dá)到93%,溶劑氯仿可回收93