[发明专利]一种工业上连续生产2‑乙基蒽醌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及2‐乙基蒽醌的工业生产领域，具体涉及一种工业上连续生产2‐乙基蒽醌的方法。

背景技术

在工业上，2-乙基蒽醌主要应用于双氧水的合成、作为一些染料的中间体，同时在光敏和光催化领域有着重要的应用。目前国内外的大型双氧水生产厂家均采用蒽醌法制造双氧水，2-乙基蒽醌的产量和质量在极大程度上影响着双氧水制造及相关产业的发展。国内的2-乙基蒽醌在质量和产量都不能满足我国的需求。

目前国内大多数工厂采用浓硫酸催化2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸(BE酸)脱水形成2-乙基蒽醌，此类方法对设备要求较高，同时浓硫酸作为催化剂容易腐蚀管道，产生大量的三废物质，对环境有很大的影响。

固体酸催化剂是一种对环境友好的酸性催化剂，固体酸催化剂种类繁多，主要包括以下几类：固载化液体酸，简单氧化物，硫化物，金属盐，沸石固体酸，杂多酸固体酸，阳离子交换树脂等，这些固体酸催化剂在化工行业有着广泛的应用。固体酸催化剂的催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位，称为酸中心，它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。

目前国内外对于使用固体酸催化剂催化BE酸形成2-乙基蒽醌均有研究，EP127511中介绍2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸(BE酸)与白土类催化剂(SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-MgO-Cao)在400℃下共热,脱水闭环制得蒽醌,收率较高,但催化剂活性下降快,且难以再生。日本专利介绍2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸(BE酸)与白土类催化剂混合均匀,使用低沸点的丙酮苯、醇等为溶剂,蒸出丙酮后将混合物置于沙浴加热,收率较高。M.Dveci等对一系列固体酸催化剂进行评价,认为符合闭环制蒽醌的催化剂应具有层状结构,并有强酸中心。但所有评价的催化剂均易于失活,且套用次数极低。俄罗斯学者等研究了用固体酸催化酸闭环合成蒽醌的反应，认为活性膨润土,载磷酸的硅藻土或含氧化硅、氧化铝的分子筛可作为催化剂。巴斯夫公司在中DE2527491中介绍了在管式反应器中进行酸闭环合成蒽醌的方法,采用直径为1.5mm的反应管,利用45％Al₂O₃-55％SiO₂型催化剂,反应管加热到300℃,压力保持在5mmHg,以使蒽醌升华,BE酸通过管后即可生成蒽醌,产物的熔点283-285℃,收率95％。

发明内容

为了解决工业上生产2-乙基蒽醌中的弊端，本发明采用固体酸催化剂连续催化BE酸脱水形成2-乙基蒽醌。反应过程中不加入溶剂，利用熔融BE酸作为反应产物和溶剂进行脱水反应。对比使用浓硫酸催化反应，本生产工艺采用的技术废酸零排放，绿色环保；对比使用浓硫酸作为催化剂，使用固体酸催化剂，尤其是H-β沸石分子筛催化剂催化反应收率可以达到80％，得到的产物纯度较浓硫酸作为催化得到产物纯度高；反应之后对失活催化剂的未反应的BE酸进行回收，经过再生处理后继续投入反应中，对比现有工艺具有很好的经济效益。

本发明的技术方案如下：

一种工业上连续生产2‐乙基蒽醌的方法，包括以下步骤：

1)液化BE酸与加热到150～200℃的预热固体酸催化剂，按投料质量比固体酸催化剂：BE酸＝0.1‐5:1加入反应器，在180-500℃温度、常压反应0.5-10h，产物为2‐乙基蒽醌和水，反应产物保温150‐300℃，同时收集反应底物；

2)反应底物在150‐500℃之间过滤，得到未反应BE酸和失活催化剂，对失活催化剂进行再生，未反应BE酸继续循环使用；

3)喷洒溶剂对步骤1中得到的产物2‐乙基蒽醌和水进行吸收得到混合物；

4)将混合物静止分相得到水相和有机相；

5)有机相经过常压蒸馏后得到粗产物2‐乙基蒽醌和溶剂，溶剂返回步骤3继续对产物2‐乙基蒽醌和水进行吸收。

6)将粗产物通过精馏得到产物2‐乙基蒽醌。

所述的固体酸催化剂包括氧化物、硫化物、金属盐、沸石固体酸、杂多酸固体酸、阳离子交换树脂。

所述的沸石固体酸优选沸石分子筛，包括ZSM-5，Y，β型沸石分子筛及使用贵金属如铂、金、钌及非贵金属如铜、铁、钴、锰负载的复合分子筛。

优选固体酸催化剂和BE酸的投料质量比为固体酸催化剂：BE酸＝0.1-1：1

优选反应温度180-300℃。优选反应时间1-2h。