[发明专利]一种甲苯氧化联产苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸的方法

权利要求书

1.一种甲苯氧化联产苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)氧化：向氧化反应器中连续通入甲苯、催化剂和含氧气体进行反应，通过控制含氧气体的通入量控制尾氧浓度在3％以内，所述催化剂为过渡金属盐或氧化物、N-羟基邻苯二甲酰亚胺、N-羟基-4-硝基邻苯二甲酰亚胺、N-羟基-4-羧基邻苯二甲酰亚胺、N-羟基-4-甲基邻苯二甲酰亚胺、N-羟基-3,4,5,6-四苯基邻苯二甲酰亚胺、N-乙酰基邻苯二甲酰亚胺、N,N’,N”-三羟基异氰尿酸、N-羟基-3-吡啶甲基邻苯二甲酰亚胺、N-羟基戊二酰亚胺、N-羟基丁二酰亚胺、金属酞菁、金属卟啉中的一种或几种的混合物，所述催化剂用量为甲苯质量的1-10000ppm，反应温度为90～200℃，反应压力0.1～3MPa，以液相物质计的氧化反应器的平均停留时间为0.4～5小时，得到氧化反应液；

(2)水解：将步骤(1)得到的氧化反应液连续进入水解反应器中，并向水解反应器中连续加入水进行反应，所述加入水量与进入水解反应器的氧化反应液体积比为0.05～1:1，反应温度为80～175℃，反应压力为0.1～2.0MPa，水解反应器内液相停留时间为0.3～4.5小时，得到水解反应混合物；

(3)液液分层：将步骤(2)得到的水解反应混合物在温度为20～175℃，压力为0.1～2.0MPa条件下分层，得到含有甲苯和苯甲醇、苯甲醛的上层油相和含有苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸的下层水相；

(4)产物的分离：将步骤(3)得到的上层油相进行精馏分别得到未反应完全的甲苯、苯甲醇和苯甲醛产品，将步骤(3)得到的下层水相冷却结晶过滤，得到滤液和苯甲酸产品。

2.根据权利要求1所述的甲苯氧化联产苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的方法，其特征在于所述的含氧气体中氧的质量百分含量大于等于5％。

3.根据权利要求1所述的甲苯氧化联产苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的方法，其特征在于所述的过渡金属盐或氧化物选自Co、Cu、Ni、Zn、Mn、Fe、Cr、Ce、Zr、Ru、Hf的盐或氧化物中的一种。

4.根据权利要求1所述的甲苯氧化联产苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的方法，其特征在于所述的金属卟啉具有通式(I)或通式(II)或通式(III)的结构：

通式(III)：

其中通式(I)中的金属原子M选自Co、Cu、Ni、Zn、Ru、Mn、Fe；通式(II)中的金属原子M选自Fe、Mn、Cr、Co；通式(III)中的金属原子M₁，M₂分别选自Fe、Mn、Cr；通式(II)中的配位基X为醋酸根、乙酰丙酮根、卤素；通式(I)、(II)和(III)中取代基R₁、R₂和R₃分别为氢、烃基、烷氧基、羟基、卤素、胺基、硝基中的一种。

5.根据权利要求1所述的甲苯氧化联产苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的方法，其特征在于所述的金属酞菁具有通式(IV)的结构：

通式(IV)：

其中金属原子M选自Co、Cu、Ni、Zn、Ru、Mn、Fe，取代基R₁和R₂分别为氢、烃基、烷氧基、羟基、卤素、胺基、硝基。

6.根据权利要求1所述的甲苯氧化联产苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的方法，其特征在于将步骤(4)得到的滤液和未反应完全的甲苯分别循环回水解反应器和氧化反应器。

7.根据权利要求1所述的甲苯氧化联产苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的方法，其特征在于所述的在步骤(2)中向水解反应器中连续加入水进行反应时，同时向水解反应器中连续通入氧质量百分含量大于等于5％含氧气体，并通过控制含氧气体的通入量控制尾氧浓度不超过3％。