[发明专利]一种利用苯通过电催制取苯酚的工艺与装置

说明书

本发明公开了一种利用苯通过电催制取苯酚的工艺与装置，包括苯蒸气发生器、水蒸气发生器、流量计、电源、电极反应装置以及氢气检测器，所述苯蒸气发生器与所述水蒸气发生器分别产生的苯蒸气与水蒸气通入所述电极反应装置，所述电源为所述电极反应装置施加电压，所述水蒸气在所述电极反应装置中发生电离形成水自由基阳离子，所述水自由基阳离子与所述苯蒸气结合生成苯酚自由基阳离子，所述苯酚自由基阳离子在所述电极反应装置形成的电场作用下迁移至所述电极反应装置中的下电极板上，即可得到目标产物苯酚，原料廉价易得且环保，工艺流程简短。

技术领域

本发明涉及一种苯制取苯酚的工艺与装置，特别是涉及一种利用苯通过电催制取苯酚的工艺与装置。

背景技术

近几年来,苯酚市场需求增长速度较快,提高苯酚的生产技术以及生产能力势在必行。现有的工业技术,异丙苯法生产的苯酚产量占世界苯酚产量的90％左右,苯酚的合成通常采用间接的制备方法,大规模工业生产一般包括多步反应而且要受到副产物和废弃物的影响。随着世界对原子经济性和环境效益的关注,由苯直接氧化制取苯酚的工艺已成研发热点。以分子氧、氮氧化物以及作为氧化剂的气相或液相催化氧化苯制苯酚是目前苯羟基化制苯酚的主要研究方向。

传统的过氧化氢氧化制取苯酚的工艺采用毒性较大的乙腈作为溶剂,影响了该技术的工业化推广，此外因为过氧化氢较昂贵,作为一步法制苯酚的氧化剂还存在原料成本过高的问题。氧气直接氧化制苯酚的突出优点是氧气的价格低廉,但收率太低,实现工业化仍存在一些尚待改进的问题。以一氧化二氮作氧化剂的气相反应合成苯酚,虽然苯酚的收率和选择性明显优于其他两种类型的氧化剂，但是反应温度较高,成本不菲，距工业化应用的要求还有很大的距离。

从原子经济性和绿色化学的角度出发,苯直接羟基化制苯酚的工艺开发意义重大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有苯酚生产工艺复杂、生产成本高、收率低等不足而提供的一种利用苯通过电催制取苯酚的工艺与装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用苯通过电催制取苯酚的工艺与装置，包括苯蒸气发生器、水蒸气发生器、流量计、电源、电极反应装置以及氢气检测器，所述苯蒸气发生器与所述水蒸气发生器分别产生的苯蒸气与水蒸气通入所述电极反应装置，所述电源为所述电极反应装置施加电压，所述水蒸气在所述电极反应装置中发生电离形成水自由基阳离子，所述水自由基阳离子与所述苯蒸气结合生成苯酚自由基阳离子，所述苯酚自由基阳离子在所述电极反应装置形成的电场作用下迁移至所述电极反应装置中的下电极板上，即可得到目标产物苯酚。

进一步的，所述电极反应装置包括玻璃罐、安装于所述玻璃罐上方的金属盖、安装于所述金属盖的四个导气管以及放置于所述玻璃罐内部的电极组件。

进一步的，所述玻璃罐是一个由玻璃制成的透明筒状结构，所述玻璃罐的顶部外侧设置有一环状凸缘，环状凸缘上均匀安装有四个螺栓。

进一步的，所述金属盖是由一个由金属制成与所述玻璃罐上部口径一致的圆柱状结构，所述金属盖通过四个所述螺栓安装于所述玻璃罐的所述环状凸缘上方，在所述金属盖上的一个四分之一扇形区域还集中安装有四个所述导气管，每个所述导气管上都安装有固定螺母。

进一步的，所述电极组件包括阳极底座、安装于所述阳极底座的阳极板、位于所述阳极底座正下方的阴极底座、安装于所述阴极底座的所述阴极板、连接所述阳极底座与所述阴极底座的四个螺杆以及安装于所述阳极板和所述阴极板中的电极针。

进一步的，所述阳极底座是一个由硬质塑料制成的呈中空的四边形方框结构，在所述阳极底座的四个外角分别设置有四个所述螺杆安装孔，所述阳极底座的内壁凸设有凸缘，所述凸缘在两个相互平行的边上分别设置有两个螺丝安装孔。