Разработка научных основ совместного производства катехола и гидрохинона

• Автор: Орехов, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КАТЕХОЛА И ГИДРОХИНОНА
1Л Процесс получения гидрохинона окислением анилина
1.2 Процесс получения катехола щелочным гидролизом о-хлорфенола
1.3 Процесс получения гидрохинона разложением дигидропероксида 9 п-диизопропилбензола
1.4 Процессы получения катехола и гидрохинона окислением фенола и 10 бензола «зелеными» окислителями
1.5 Процесс получения катехола из каменноугольной смолы и продуктов 12 термической переработки твердых топлив
1.6 Метод получение катехола и гидрохинона из биосырья
1.7 Другие методы получения катехола и гидрохинона
1.7.1 Метод получения гидрохинона из ацетилена и монооксида углерода
1.7.2 Электрохимический метод получения катехола и гидрохинона
1.8 Сырьевая база производства ароматических кислородсодержащих 18 соединений
1.9 Постановка задачи
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ ФЕНОЛА ВОДНЫМ 24 РАСТВОРОМ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА НА ПОРОШКООБРАЗНОМ СИЛИКАЛИТЕ ТИТАНА
2.1 Механизм окисления фенола водным раствором пероксида водорода
2.2 Исследование процесса окисления фенола на гетерогенном катализаторе в периодических условиях
2.2.1 Исследование влияния природы растворителя

2.2.2 Исследование влияния соотношения реагентов
2.2.3 Исследование влияния температуры
2.2.4 Исследование влияния содержания катализатора
3 РАЗРАБОТКА СПОСОБА КАПСУЛИРОВАНИЯ СИЛИКАЛИТА ТИТАНА В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ ФЕНОЛА ВОДНЫМ РАСТВОРОМ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА В НЕПРЕРЫВНЫХ УСЛОВИЯХ
4.1 Экспериментальное исследование закономерностей процесса окисления фенола водным раствором пероксида водорода в непрерывных условиях
4.2 Построение кинетической модели, моделирование процесса получения катехола и гидрохинона
5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТАДИИ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ ТОВАРНЫХ КАТЕХОЛА И ГИДРОХИНОНА
5.1 Основные аспекты стадий выделения и очистки катехола и гидрохинона
5.2 Изучение фазовых равновесий в системе продуктов синтеза катехола и гидрохинона
6 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОХИНОНА И КАТЕХОЛА
6.1 Разработка и оптимизация технологической схемы получения гидрохинона и катехола
6.2 Результаты сравнения технико-экономических показателей предлагаемой технологии с используемыми производствами-аналогами
7 ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И АНАЛИЗОВ

7.1 Исходные вещества
7.2 Методика приготовления порошкообразного силикалита титана
7.3 Исследование структуры, химического состава и морфологии 85 катализаторов
7.4 Исследование процесса окисления фенола водным раствором 86 пероксида водорода
7.4.1 Методика проведения экспериментов на лабораторной установке 86 периодического действия
7.4.2 Методика проведения экспериментов на лабораторной установке 88 непрерывного действия
7.4.3 Методика определения массовой доли пероксида водорода в 90 реакционной массе
7.4.4 Методика идентификации и газохроматографического анализа
продуктов окисления фенола водным раствором пероксида водорода ЗАКЛЮЧЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

использовали воду. Минимальное количество растворителя определяли экспериментальным путем во избежание расслаивания и образования эмульсии. При массовом соотношении фенол/вода, равном 0.55-0.56 реакционная смесь является гомогенной во всей области исследуемых соотношений реагентов и температур.
Для оценки влияния начального мольного отношения фенол/ПВ на основные показатели процессов окисления была проведена серия экспериментов, в которых начальное мольное отношение фенол/ПВ варьировали в широком диапазоне. Изменение начального мольного соотношения фенол/ПВ достигалось путем варьирования начальной концентрации пероксида водорода, начальная концентрация фенола была одинаковой для всех экспериментов.
На рисунке 2.15 представлены построенные по экспериментальным данным графические зависимости параметров процесса окисления фенола от начального мольного отношения фенол/ПВ.
Из представленных данных видно, что при увеличении начального мольного соотношения фенол/ПВ с 0.5 до 4 происходит значительное увеличение степени превращения пероксида водорода.
Селективности образования катехола и гидрохинона возрастают при увеличении начального мольного соотношения фенол/пероксид водорода. В тоже время селективность образования бензохинона снижается. Необходимо отметить, что в условиях относительно высокой начальной концентрации пероксида водорода (начальное мольное соотношение фенол/пероксид водорода меньше 1,0) происходит ускорение побочных реакций разложения пероксида водорода и смолообразования. Снижение содержания пероксида водорода в начальной смеси способствует увеличению селективности в целевые продукты первичного окисления - катехол и гидрохинон. Таким образом окисление фенола водным раствором пероксида водорода целесообразно проводить в избытке фенола, поскольку в этих условиях достигаются максимальные значения выхода целевых продуктов.