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

1、對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,我國每年均生產(chǎn)數(shù)十萬噸對苯醌二肟,但由于現(xiàn)代社會對環(huán)境越來越重視,化學(xué)工業(yè)朝著綠色化的方向發(fā)展,對苯醌二肟生產(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)對苯醌二肟生產(chǎn)技術(shù),是目前化學(xué)工作者努力實現(xiàn)的目標(biāo)。本論文以清潔生產(chǎn)為核心目標(biāo),通過對現(xiàn)行工業(yè)制備對苯醌二肟和二苯甲酰對苯醌二肟的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),減少廢水及污染物的排放,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),來合成對苯醌二肟,使得生產(chǎn)過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,兩步法合成對苯醌二肟本章從經(jīng)濟(jì)性及對苯醌二肟的產(chǎn)率出發(fā),對工業(yè)上以苯酚,亞硝酸鈉,硫酸和鹽酸羥胺為原料,兩步合成對苯醌二肟的方法進(jìn)行改良。實驗以少量醋酸作為催化劑,水溶液為溶劑,研究對苯醌二肟在水體系中的合成,并探索了該體系中對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,對苯醌二肟產(chǎn)率可達(dá)到65.3％。并且由于反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)時溶液PH值約為4.5,因此無需耐強(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苯醌二肟前面一章使用醋酸為催化劑,兩步法合成對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合成對苯醌二肟的最佳條件。實驗表明,在70℃,鹽酸羥胺與對苯醌摩爾比為5.0對苯醌二肟的產(chǎn)率可達(dá)到67.3%。此反應(yīng)一步合成了對苯醌二肟,并且溶劑乙醇可以回收利用,在保證了對苯醌二肟產(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苯醌二肟,反應(yīng)更為綠色化。3.以氨水為緩沖劑合成對苯醌二肟以碳酸鈣為催化劑合成對苯醌二肟,雖然簡化了反應(yīng)步驟,提高了原

5、子利用率,但是對苯醌二肟的產(chǎn)率還比較低,導(dǎo)致最終產(chǎn)品中夾雜了少量的對苯醌,影響了產(chǎn)品的純度。本章從提高對苯醌的利用率和綠色化反應(yīng)的角度出發(fā),將對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調(diào)節(jié)PH值)的方法,得到了純度較高的對苯醌二肟,并且產(chǎn)率有了長足的進(jìn)步。并且由于體系中以乙醇為主,因為反應(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,鹽酸羥胺與對苯醌摩爾比為2.8∶1.0時,對苯醌二

6、肟的產(chǎn)率可達(dá)93.7%。4.以對苯醌二肟為原料綠色化合成二苯甲酰對苯醌二肟二苯甲酰對苯醌二肟也是一種橡膠硫化劑,用途與對苯醌二肟相近,但由于結(jié)構(gòu)中含有苯甲?；?故比對醌二肟具有更強(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苯醌二肟。實驗表明,在對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,二苯甲酰對苯醌二肟的產(chǎn)率可達(dá)到93%,溶劑氯仿可回收93