[发明专利]一种由蒽制备蒽醌衍生物并用于生产过氧化氢的方法

说明书

本发明公开了一种通过蒽制备蒽醌衍生物并生产过氧化氢的方法，包括：(1)由蒽制备含有烷基蒽物系的反应产物；(2)将经步骤(1)制备的烷基蒽物系经氧化制备烷基蒽醌物系；(3)将经步骤(2)制备的烷基蒽醌物系、非极性溶剂和极性溶剂混合制成烷基蒽醌工作液；(4)将经步骤(3)制备的烷基蒽醌工作液进行加氢、氧化和萃取生产过氧化氢。本发明创新地提出，由蒽经烷基化制备的混合烷基蒽无需分离，可直接氧化制备混合烷基蒽醌，并用于生产过氧化氢的技术路线，极大地简化了工艺流程，技术路线简单、合理、高效。本发明制备得到的新型混合烷基蒽醌工作液，溶解度高，是一种新型的工作液体系，适用于生产过氧化氢。

技术领域

本发明涉及一种有机物和无机物的制备方法，具体地说，涉及一种通过蒽制备蒽醌衍生物的方法，以及采用蒽醌衍生物制备过氧化氢的方法。

背景技术

随着经济的快速发展，资源与环境问题日益凸显，实施可持续发展战略已成为全球共识。绿色化学与化工是实现该战略的重要手段之一。过氧化氢(H₂O₂)作为典型的绿色基础化学品，兼具氧化性和还原性，被广泛地应用于造纸、纺织、合成、医药、食品和电子等领域。近年来，其消费量急剧增加，2018年我国H₂O₂产能高达12.65Mt/a(以27.5％计)，位居世界第一。

目前，过氧化氢最主要的生产工艺为蒽醌法，其化学原理为烷基蒽醌循环地经历加氢和氧化制备过氧化氢，因此被称之为工作载体，工业上常用的载体包括2-乙基蒽醌和2-戊基蒽醌，它们的生产方法均为苯酐法，该工艺虽然技术成熟，但却存在严重的污染问题，限制了烷基蒽醌产业的未来发展，因此亟需开发新的绿色生产工艺。

此外，烷基蒽醌影响过氧化氢生产效率的原因之一在于溶解性，单位体积的工作液如能容纳较多的烷基蒽醌及烷基蒽氢醌，就会获得较高的过氧化氢产率。开发烷基蒽醌及其衍生物混合物是提高烷基蒽醌溶解度和氢化效率的有效途径之一，混合式的蒽醌有助于形成低共熔物，促进溶解，进而提高氢化效率。JP2010105942公开了一种2-戊基蒽醌产品，其中戊基蒽醌占98.2～99.1重量％，其余不足3重量％的物质为蒽醌、乙基蒽醌和丁基蒽醌。CN200710129174.8中公开了一种含乙基蒽醌和戊基蒽醌工作液，当两者摩尔比例为3:7时，可有效提升彼此溶解度且氢化效率高于戊基蒽醌。JP2010105942和JP2014051432中公开了一种采用苯酐法制备的蒽醌组合物，其中2-戊基蒽醌占98.2～99.1重量％、蒽醌占0.49～0.8重量％、2-叔丁基蒽醌占0.2％～0.24重量％、2-乙基蒽醌占0.02％～0.2重量％。US815810中认为有效控制烷基蒽醌与四氢烷基蒽醌的比例在3:7～2:8时，可以抑制副反应发生，提高过氧化氢产率。另有文献报道含戊基蒽醌30％+四氢戊基蒽醌70％的工作液，氢化效率可达18～20g/L。通过提高四氢烷基蒽醌与烷基蒽醌的比例，可有效提升氢蒽醌的溶解度，进而提高氢化效率。但四氢烷基蒽醌含量过高时，容易促进降解产物的生成。因此在实际生产中，四氢烷基蒽醌的含量往往需要通过白土床或其他再生手段进行控制。

为了解决苯酐法的污染问题，有学者探索开发蒽烷基化-氧化法的技术路线。US4255343、CN107602368A、CN107670686A以及Armengol E在论文中都曾探索过蒽的烷基化方法。Perezromero、蒋小平和US 3953482中都曾报道过蒽或2-烷基蒽氧化制备2-烷基蒽醌的方法。但遗憾的是，他们并未提出有效的烷基蒽的分离方法。另外，蒽烷基化反应的特点决定了其产物分布十分复杂，制备单一烷基蒽具有一定的难度，但为制备混合烷基蒽及烷基蒽醌提供了可能。从目前文献调研可知，尚无以蒽为原料生产混合烷基蒽醌的整体可行的工艺技术报道，也无以蒽为原料制备混合蒽醌衍生物来生产过氧化氢的方法报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种由蒽制备蒽醌衍生物，进一步地，利用蒽醌衍生物来生产过氧化氢的方法。

本发明提供了一种通过蒽制备蒽醌衍生物并生产过氧化氢的方法，其中，包括以下步骤：