多种煤碱氧化制备苯羧酸及其产物分离的研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：关喜讯日期：作者签名：叁垒必日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和

2、借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在一年解密后适用本授权书。，d非暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：导师签名：关桐日期：础：!苎：之墨日期：丝!竺!￡：丝学位论文数据集中图分类号TQl50．1学科分类号530．2470论文编号1001020140062密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名吴桐学号2011200062获学位专业名称化学工程与技术获学

3、位专业代码0817课题来源国家自然科学基金研究方向煤化工论文题目多种煤碱氧化制备苯羧酸及其产物分离的研究关键词煤炭，碱氧化，苯羧酸，抗溶剂法，溶解度，亨格尔反应论文答辩日期2014．5．20·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师吴卫泽教授北京化工大学化学工程、化学工艺评阅人1郑丹星教授北京化工大学化学工程评阅人2李春喜教授北京化工大学化学工程评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员蝴刘振宇教授北京化工大学化学工程、化学工艺答辩委员1郑丹星教授北京化工大学化学工程答辩委员2刘辉教授北京化工大学化学工程答辩委员3纪培军教授北京化工大学化学工

4、程答辩委员4任树行讲师北京化工大学化学工程答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在((中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(CB／T13745—9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要多种煤碱氧化制备苯羧酸及其产物分离的研究苯羧酸作为重要的化工原料和化工中问体，在合成纤维、增塑剂、医药、农药、粘结剂、工程塑料、香料及染料中间体等领域有着普遍的应用。苯羧酸主要由相应芳烃氧化制的，而70％以上的芳烃为石油芳烃。随着石油资源的日益紧张，以煤为原料，通过碱氧化

5、的方法直接制取苯羧酸显示出一定的发展前景。为此而展开了一些列的工作，主要包括煤碱氧化产物一12种苯羧酸混合物的分离以及不同煤阶多种煤碱氧化的苯羧酸收率和产物分布情况，希望能在考察不同煤种制备苯羧酸情况的规律的同时，获取一些关于煤炭结构演化的信息。利用煤炭氧化所得到的小分子化合物推测煤的结构是煤化学领域研究煤结构的重要手段之一，由于芳环结构是煤大分子结构中最重要的组成部分，因此在煤氧化产物中芳香类小分子化合物比如苯羧酸最能反映出煤结构的有关信息。苯羧酸由于苯环上所连羧基数目和位置的不同，从苯甲酸到苯三酸、苯四酸再到苯五酸、苯六酸共12种。现阶段关于不同煤种氧化得到产物中

6、12种苯羧酸的分布情况的文献较少。通过研究其在煤在一定反应条件下得到苯羧酸的收率及其羧基分布情况对反推煤的结构信息具有重要作用。同时，利用在一定条件下不同煤阶多个煤种氧化的苯羧酸产物进行分析，观察其苯羧酸收率及分布的差异，对讨论煤炭演化过程中煤大分子结构的变化也有重要意义。北京化工大学硕士学位论文目前，以褐煤为原料，通过碱氧化方法制取苯羧酸已取得一定进展。但是得到的苯羧酸却是以钾盐混合物的形式存在，因此，对苯羧酸的分离精制是有效利用煤碱氧氧化产物的一大难题。本工作尝试利用抗溶剂法来分离苯羧酸模型混合物，测试了丁酮．正己烷、丁酮．石油醚(600C．900C沸程)、丁酮．

7、石油醚(300C一600C沸程)、乙醇．水、丙酮一石油醚、丁酮．环己烷等抗溶剂体系。研究表明，丁酮．石油醚(600C．900C沸程)、丁酮．正己烷等抗溶剂体系对分离苯多羧酸混合物具有一定效果。由于抗溶剂法难以彻底分离苯多羧酸混合物，所以我们考虑将其粗略分成两部分：苯环上羧基多苯羧酸与羧基少的苯羧酸，然后再进一步反应制取单一产品或进一步分离提纯。对于羧基较少的那一部分(苯甲酸至苯三羧酸)，可以考虑采用亨格尔反应制取单一产品一对苯二甲酸。对于羧基较多的苯羧酸部分，主要是苯五酸和苯六酸，我们尝试用脱羧反应，希望使其脱去-N两个羧基得到纯度较高的均苯四甲酸。