简述对苯二酚的几种工业生产方法
对苯二酚以前一直受用苯胺法生产,目前工业生产还发展了邻苯二酚联产法、异丙苯法和双酚A法。我国目前仍采用苯胺法。1.苯胺在硫酸介质中,经二氧化锰氧化成对苯醌,再经铁粉还原生成对苯二酚。经经浓缩、脱色、结晶、干燥得成品。工业级对苯二酚含量≥99%,照相级≥99.5%。原料消耗定额:苯胺1250kg/t、硫酸(93%)5500kg/t、软锰矿粉(含二氧化锰60-65%)5950kg/t、铁粉(含Fe≥90%)540kg/t。2.以硝基苯为原料,经加氢、加热制得。其制备方法有以下两种。以苯胺为原料,苯胺与硫酸作用生成苯胺硫酸盐,被二氧化锰与硫酸作用时放出的新生态氧氧化成苯醌,然后与铁粉作用制得对苯二酚溶液。经沉降分离、减压浓缩、蒸煮脱色、结晶得到成品。以苯酚为原料,经双氧水氧化制得邻苯二酚和对苯二酚,进行分离,分别得到邻苯二酚和对苯二酚
1)苯胺氧制苯醌
苯胺在硫酸溶液中,加入软锰矿粉(MnO2)。在5度反应10小时。反应毕苯醌,通入蒸汽,收集蒸出苯醌气体,冷却得到苯醌和水混合物。
2)还原
苯醌和水混合物中加入铁粉,90度以上反应10小时,过滤,滤液浓缩,脱色,结晶,用离心机脱去母液,结晶在80度烘干,得到对苯二酚。
| (1)高锰酸钾晶体是深紫色,KMnO 4 有强氧化性,利用其强氧化性杀菌消毒,消毒原理与84消毒液、双氧水一样,故选:深紫色,BD; (2)反应中K 2 MnO 4 →KMnO 4 ,Mn元素化合价由+6价升高为+7价,共升高变化1价,K 2 MnO 4 →MnO 2 ,Mn元素化合价由+6价降低为+4价,共降低2价,化合价升降最小公倍数为2,故KMnO 4 系数为2,MnO 2 系数为1.根据Mn元素守恒可知KMnO 4 系数为3, 根据K元素守恒可知K 2 C0 3 系数为2,由碳元素守恒可知系数C0 2 为2,方程式为3K 2 MnO 4 +2CO 2 =2KMnO 4 +2K 2 CO 3 +MnO 2 . 故答案为:3K 2 MnO 4 +2CO 2 =2KMnO 4 +2K 2 CO 3 +MnO 2 . (3)制备中利用的原料,在转化过程中又生成的可以循环利用.由转化关系图知,除石灰、二氧化碳外,K 2 MnO 4 溶液中通入CO 2 以制备KMnO 4 生成的MnO 2 及最后由母液加入石灰生成的KOH,会在MnO 2 、KOH的熔融制备K 2 MnO 4 中被循环利用,故答案为:KOH; (4)二氧化硫具有还原性和KMnO 4 在水溶液中发生氧化还原反应,生成硫酸和硫酸锰,依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平得到,5SO 2 +2MnO 4 - +2H 2 O=5SO 4 2- +2Mn 2+ +4H + ; 故答案为:5SO 2 +2MnO 4 - +2H 2 O=5SO 4 2- +2Mn 2+ +4H + ; (5)最初的原料中1mol MnO 2 恰好得到1mol KMnO 4 .由3K 2 MnO 4 +CO 2 =2KMnO 4 +K 2 CO 3 +MnO 2 知,1mol K 2 MnO 4 在反应中能得到
故答案为:
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一、性质与稳定性
1、本品具有高毒性。易挥发、升华。对眼睛、皮肤、黏膜,特别对眼角膜有强烈刺激性,长期接触会引起眼球晶状体混浊、溃疡等角膜障碍。生产车间应有良好的通风,设备应密闭。操作人员应穿戴防护用具。空气中最高容许浓度0.1×10-6。
2、该试剂具有刺激性气味,可导致结膜炎、角膜溃疡和皮炎,严重情况下可导致皮肤组织坏死。使用时需小心谨慎。
3、能与蒸汽一同挥发,还原时易转变为对苯二酚。
4、稳定性 稳定
5、禁配物 强氧化剂
6、聚合危害 不聚合
二、化学性质
苯醌具有恢复成苯环结构的强烈趋势,具较强氧化性,能从碘化钾的酸性溶液中夺取碘,本身还原成对苯二酚。对苯醌可由氯酸钠和硫酸氧化对苯二酚制备;工业上可由苯胺或苯酚氧化制得;苯直接电解氧化也可制得苯醌。邻苯醌可由氧化银氧化邻苯二酚制得。苯醌是有机合成工业的原料,其还原产物对苯二酚是还原剂,可作底片的显影剂和聚合反应的阻聚剂。苯醌的蒸气对眼角膜和粘膜有刺激作用,长期接触高浓度的苯醌蒸气可引起眼的伤害。
三、贮存方法
1、储存注意事项 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装密封。应与氧化剂、食用化学品分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
2、用聚乙烯塑料袋包装,盛放于塑料桶内。贮存时应避光、防晒、防热。按易燃有毒物品规定贮运。
四、合成方法
1、将苯胺溶于稀硫酸中,经二氧化锰氧化,用蒸汽蒸馏法分离提纯,结晶、脱水、干燥,得成品。在工业生产中,这一过程也是生产对苯二酚的中间步骤,在某些场合,例如试剂生产药物制造,也采用以对苯二酚为原料,氧化制备对苯醌。原料消耗定额:苯胺2000kg/t、硫酸(93%)8500kg/t、软锰矿粉(含锰60-65%)9500kg/t。
2、将苯胺溶于稀硫酸中,经二氧化锰氧化,用蒸气直接蒸馏法进行分离提纯,再经结晶、脱水、干燥,即得产品。
3、电化学氧化合成 采用氯化三乙基苄基铵为相转移催化剂,以苯为原料,硫酸、