專利名稱：一種制備對苯醌的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以苯胺為原料，用二氧化錳作氧化劑來制備對苯醌的方法。
背景技術(shù)：
對苯醌(C6H4O2)是一種重要的化工產(chǎn)品，主要用作氧化劑、阻聚劑、染料中間體和橡膠防老劑，還可用作聚氣反應(yīng)引發(fā)劑及生產(chǎn)對苯二酚的原料。目前工業(yè)上生產(chǎn)對苯醌的方法之一是，在低于20°C條件下，于溶解有二氧化錳(MnO2)的酸性溶液中滴加苯胺(C6H5NH2),以讓在該酸性溶液中的二氧化錳來對苯胺進(jìn)行氧化；然后再經(jīng)蒸餾、結(jié)晶、脫水干燥而得。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，利用二氧化錳來氧化苯胺的能力卻沒有得到充分發(fā)揮，最終使對苯醌的產(chǎn)率仍然不盡如人意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種充分發(fā)揮二氧化錳氧化苯胺能力的制備對苯醌的方法。實(shí)現(xiàn)所述目的之技術(shù)方案是這樣一種制備對苯醌的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相同的方面是，它有如下步驟
(1)在裝有稀硫酸的氧化槽內(nèi)加入二氧化錳，并讓二氧化錳充分溶解；
(2)在低于20°C條件下，向氧化槽中滴加苯胺，并充分?jǐn)嚢枰宰尪趸i來對苯胺進(jìn)行氧化；
(3)氧化反應(yīng)結(jié)束后，再經(jīng)蒸餾、結(jié)晶、脫水干燥而得到對苯醌。其改進(jìn)之處是在步驟(I)中，稀硫酸的質(zhì)量百分比濃度為38% ;在加入二氧化錳之前，先向氧化槽加入催化劑硫酸鈰，并在讓硫酸鈰充分溶解之后，再加入二氧化錳，同時向溶液中通入空氣；
其中，稀硫酸硫酸鈰二氧化錳=3. 63ml (λ I (λ 7g I. 25g ；
步驟(2)的反應(yīng)溫度為5 10°C，反應(yīng)時間以氧化反應(yīng)不再進(jìn)行下去為度；
其中，苯胺二氧化錳=Ig 2.94g。從方案中可以看出，本發(fā)明在二氧化錳氧化苯胺這一現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上，在其關(guān)鍵步驟中增加了催化劑硫酸鈰，并且在反應(yīng)過程中特別通入了空氣。溶入稀硫酸中的催化劑硫酸鈰的稀土離子，在空氣氛圍中不但容易從低價(Ce3 +)得氧變成高價(Ce4 +)，并且，在這過程中還要把相當(dāng)多的氧離子(O—) “輸送”到反應(yīng)體系的溶液中[見反應(yīng)式(2)];這些高價稀土離子(Ce4 +)在與二氧化錳氧化苯胺后產(chǎn)生的二價錳(Mn2 +)[見反應(yīng)式(I)]相遇時，又易從高價(Ce4 +)失氧變成低價(Ce3 + )，同時使二價錳(Mn2 +)變?yōu)槿齼r錳(Mn3 +)[見反應(yīng)式(3)]。而這三價錳又有二價錳所不具備的“脫銨”能力，能促使苯胺(C6H5NH2)更容易，當(dāng)然也是更多地被氧化成對苯醌(C6H4O2)[見反應(yīng)式(4)]。這就是說，在通入了空氣條件下加入了催化劑硫酸鈰之后，不僅可以將空氣中的氧“輸送”到溶液中，而且還充分發(fā)揮了二氧化錳這種氧化劑的氧化能力，當(dāng)然也就提高了對苯醌的產(chǎn)率。從方案中還可以看出，本發(fā)明所用催化劑硫酸鈰的量較少，加入過程十分簡單，因此，本發(fā)明在能夠提高對苯醌的產(chǎn)率的前提下，還有成本不高，工藝較簡單、易操作等優(yōu)點(diǎn)。4Mn02 + 2C6H5NH2 + IOH + = 4Mn2+ + 2C6H402 + 2NH4 + + 4H20(I)
Q2 2Ce3 + = 20 十 2Ce4 +(2)
Ce4 + +Mn2+= Mn3 + +Ce3+(3)
Mn3 + + C6H5NH2 + 3
+ 3H + = Mn2 + +C6H402+NH4 + +H2O(4 )
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

發(fā)明內(nèi)容
一種制備對苯醌的方法，其步驟如下·
(1)在裝有稀硫酸(H2SO4)的氧化槽內(nèi)加入二氧化錳，并讓二氧化錳充分溶解；
(2)在低于20°C條件下，向氧化槽中滴加苯胺，并充分?jǐn)嚢枰宰尪趸i來對苯胺進(jìn)行氧化；
(3)氧化反應(yīng)結(jié)束后，再經(jīng)蒸餾、結(jié)晶、脫水干燥而得到對苯醌；
本發(fā)明在步驟(I)中，稀硫酸的質(zhì)量百分比濃度為38% ;在加入二氧化錳之前，先向氧化槽加入催化劑硫酸鈰[Ce2 (SO4) 3]，并在讓硫酸鈰充分溶解之后，再加入二氧化錳；
其中，稀硫酸硫酸鈰二氧化錳=3. 63ml O. I O. 7g I. 25g ；
步驟(2)的反應(yīng)溫度為5 10°C，反應(yīng)時間以氧化反應(yīng)不再進(jìn)行下去為度(時間通常為12小時左右)；
其中，苯胺二氧化錳=Ig 2. 94g O. 644g I. 25g)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚，在脫水干燥而得到對苯醌后，所剩殘液是含有硫酸錳的。對這殘液，通常還需進(jìn)行回收硫酸錳的處理。具體方法是，將這殘液放入重力沉降器分離出廢液和廢渣，從而制得純凈的硫酸錳溶液，此溶液可作為制備電解金屬錳的合格液、或用于生產(chǎn)二氧化錳、或濃縮結(jié)晶再干燥后而得到硫酸錳產(chǎn)品。本發(fā)明通過了在實(shí)驗(yàn)室所做的試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證采用在相同條件下的對比方式，即對比組為不加入催化劑的現(xiàn)有方法(簡稱“常規(guī)”，加催化劑的簡稱“催化”)。各對比例中所用二氧化錳粉相同(均取30g)，氧化時間相同(均為12小時)。氧化反應(yīng)結(jié)束后，取少量溶液進(jìn)行蒸餾，用碘量法進(jìn)行測定(用硫代硫酸鈉進(jìn)行滴定，用淀粉做指示劑)，并計(jì)算對苯醌的產(chǎn)率。驗(yàn)證結(jié)果見驗(yàn)證表(注對于組分用量為固定值的，在驗(yàn)證表中未列出；驗(yàn)證表所列均為其用量有配比范圍的組分。驗(yàn)證表內(nèi)，其“X”為稀硫酸硫酸鈰二氧化錳=3.63ml O. I O. 7g I. 25g中“O. I O. 7g”范圍內(nèi)的具體值；反應(yīng)溫度一項(xiàng)中，各對比例具體溫度值中“ 土 ”和“一”之后的數(shù)值，是驗(yàn)證時的溫度偏差)。驗(yàn)證表
權(quán)利要求
1 一種制備對苯醌的方法，其步驟如下 (1)在裝有稀硫酸的氧化槽內(nèi)加入二氧化錳，并讓二氧化錳充分溶解； (2)在低于20°C條件下，向氧化槽中滴加苯胺，并充分?jǐn)嚢枰宰尪趸i來對苯胺進(jìn)行氧化； (3)氧化反應(yīng)結(jié)束后，再經(jīng)蒸餾、結(jié)晶、脫水干燥而得到對苯醌； 其特征在于在步驟(I)中，所述稀硫酸的質(zhì)量百分比濃度為38% ;在加入二氧化錳之前，先向氧化槽加入催化劑硫酸鈰，并在讓硫酸鈰充分溶解之后，再加入二氧化錳，同時向溶液中通入空氣； 其中，稀硫酸硫酸鈰二氧化錳=3. 63ml 0. I 0. 7g I. 25g ； 步驟(2)的反應(yīng)溫度為5 10°C，反應(yīng)時間以氧化反應(yīng)不再進(jìn)行下去為度； 其中，苯胺二氧化錳=Ig 2.94g。
全文摘要
一種制備對苯醌的方法，它有如下步驟(1)在裝有稀硫酸的氧化槽內(nèi)加入二氧化錳，并讓二氧化錳充分溶解；(2)在低于20℃條件下，向氧化槽中滴加苯胺，并充分?jǐn)嚢枰宰尪趸i來對苯胺進(jìn)行氧化；(3)氧化反應(yīng)結(jié)束后，再經(jīng)蒸餾、結(jié)晶、脫水干燥而得到對苯醌。在本發(fā)明的步驟(1)中，稀硫酸的質(zhì)量百分比濃度為38％；在加入二氧化錳之前，先向氧化槽加入催化劑硫酸鈰，并在讓硫酸鈰充分溶解之后，再加入二氧化錳，同時向溶液中通入空氣。在本發(fā)明于關(guān)鍵步驟中增加了催化劑硫酸鈰，并向溶液中通入空氣的情況下，能夠較多地提高對苯醌的產(chǎn)率，還有成本不高，工藝較簡單、易操作等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07C50/04GK102976914SQ201210547349
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者杜軍, 劉作華, 陶長元, 費(fèi)珊珊 申請人:重慶優(yōu)萃科技有限公司