探析芬顿试剂氧化苯酚焦油的控制及对叔丁基苯酚的羟化过程研究

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1、天津大学硕士学位论文芬顿试剂氧化苯酚焦油的控制及对叔丁基苯酚的羟化过程研究姓名：魏月娥申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：冯惠生20070101摘要邻、对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚是重要的精细化工原料，用途非常广泛，市场需求量很大。双氧水氧化苯酚羟基化联产邻苯二酚、对苯二酚法是目前比较先进的生产工艺，但是以芬顿试剂为催化剂的工业生产中存在焦油含量过多的缺点，控制焦油的生成有重要的意义；双氧水氧化对叔丁基苯酚羟基化生产对叔丁基邻苯二酚是新型绿色化学工艺，使用芬顿试剂提高对叔丁基苯酚的转化率具有重要的意义。本文在大量实验的基础上，建立了苯酚羟化液的气相色谱的分析方法

2、。结合苯酚羟基化反应过程的特点，对产生焦油的影响因素进行了研究。主要考察了苯醌在反应过程的作用，对其还原为苯二酚进行了可行性研究。对反应体系pH值对反应产生焦油的影响进行了考察，实验过程发现，催化剂Fe2+在反应过程中，会氧化为Fe”，对铁离子的价态对产生焦油的影响进行了研究，并研究了催化剂浓度，双氧水浓度等对苯二酚氧化影响。研究了芬顿试剂氧化对叔丁基苯酚反应的最优工艺条件，主要考察了催化剂种类，酸的种类，有机溶剂的选择对产品收率的影响。实验内容还涉及有机溶剂的用量，催化剂的用量，反应液的pH值，反应原料的配比，反应温度，反应时间，加料顺序，双氧水的加入方式等，并对

3、最优工艺条件进行了重复实验。建立了对叔丁基苯酚羟化的幂函数型动力学方程，在反应温度140～180℃，pH值为4，催化剂浓度为0．05mmol·L。1的条件下，根据初始反应速率，对数学模型回归了参数，结果表明，模型的计算值和实验值一致性良好j根据pH值以及溶剂对反应的影响以及芬顿试剂催化特点，提出了对叔丁基苯酚羟基化反应的自由基反应机理。通过Bodenstein静态近似法推断了反应的控制步骤，得出·OH进攻对叔丁基苯酚是反应速率的决定步骤。关键词：芬顿试剂苯酚焦油对叔丁基苯酚甲基异丁基酮反应动力学反应机理ABSTRACTPyroeatecholandhydroquin

4、one，asimportantrawmaterialintermediatesinfinechemicalindustries，areusedinmanyfields．Thecatalytichydrogenationofphenolbyhydrogenperoxideistheadvancedtechnologythatproducespyrocatechtecholandhydroquinone．Theproducedphenolhydroxylationmixture’smoisturecontentoftarisveryhigh,therewellbeabi

5、gimprovementtofmdthewaytOcontroltheyieldoftar．Thecatalytichydrogenationof4-tert-butyl-phenolbyhydrogenperoxideisanewgreenwaytOproduces4-tert-butyl-pyrocatech01．ItisveryimportanttOusedFentoncamlytictOincreasetheyieldof4-tert-butyl—pyrocatech01．Thestandardworkingcurveofphenol，catechol，hy

6、drochinone，andwaterweremeasuredbyexternalreferencemethodofgasphasechromoatOgraphy．Thepercentagecompositionoftarwascalculatedinthereactionsystem．Theaccuracyofpercentagecompositionoftarwasprovedhi曲bycoefficientofrecoveryandinterferingexperiments。Throughaseriesofexperimentsbasedonthechara

7、cteristicofphenolhydroxylationproducedtarobtainedthat：theinitialstagesofphenolhydroxylationcallproducessmallbenzoquinone．AtthebeginningstageaddsmallbenzoquinoneCanminishthetimeofthebiggestquantitybenzoquinone，butcannotminishtheinducementtime．Inthephenolhydroxylationmixturethebenzoqui