Preparación o fuente de 9,10-antraquinona
Antes de la Primera Guerra Mundial, la producción de antraquinona era muy pequeña y el único método de producción era oxidar el antraceno a antraquinona con dicromato de sodio. El método de oxidación catalítica del antraceno en fase gaseosa se desarrolló en la década de 1940. Actualmente, el método del anhídrido ftálico se utiliza ampliamente en los Estados Unidos. En los últimos años se han desarrollado el método de la naftoquinona y el método del estireno.
1. Método de oxidación catalítica en fase gaseosa de antraceno El método de oxidación de antraceno utiliza antraceno refinado como materia prima, aire como oxidante y pentóxido de vanadio como catalizador para realizar la oxidación catalítica en fase gaseosa. tipo lecho fijo y lecho sulfurizado.
La mayoría de las plantas de producción de antraquinona en mi país utilizan reactores de lecho fijo, utilizando antraceno refinado con un contenido superior al 90%. Después de la fusión, se utiliza aire caliente a unos 300°C para sacar el refinado vaporizado. antraceno a un caudal de 1560 metros cúbicos por hora, mezclado en conductos de aire caliente y luego pasado a través de un reactor tubular de oxidación catalítica de lecho fijo, el rendimiento total alcanza el 80%-85%.
Cuota de consumo de materia prima: antraceno refinado (90%) 1260kg/t. El antraceno refinado, la materia prima utilizada para la antraquinona oxidada, proviene de la destilación del alquitrán de hulla y no contiene iones inorgánicos. En el proceso de producción de antraquinona oxidada, se utilizan principalmente destilación y oxidación catalítica en fase gaseosa. No se producen aguas residuales ni gas, y no se producen iones de cloruro, iones de sulfato, iones de hierro, etc. Ventaja al ser utilizado como tinte de alta gama. La desventaja es que la materia prima del antraceno refinado está limitada por los productos de alquitrán de hulla.
2. Método del anhídrido ftálico: utilice anhídrido ftálico y benceno como materias primas, tricloruro de aluminio como catalizador, realice la reacción de Friedel-Crafts y luego utilice ácido sulfúrico concentrado para deshidratar y generar antraquinona. El método del anhídrido ftálico se divide a su vez en método de molienda con disolventes y método de condensación en fase gaseosa.
La mayoría de nuestros países utilizan el método del solvente, que utiliza el exceso de benceno como solvente. Las materias primas de este método están fácilmente disponibles y pueden fabricarse a partir de petróleo. Tiene las ventajas de una baja temperatura de reacción, un equipo sencillo y pocas reacciones secundarias. Las desventajas son una contaminación grave, las aguas residuales ácidas con tricloruro de aluminio son difíciles de tratar y el costo de producción es alto.
En mi país se utiliza el método del anhídrido ftálico para sintetizar antraquinona.
Cuota de consumo de materia prima: anhídrido ftálico 768 kg/t; benceno puro 700 kg/t; ácido sulfúrico (98%) 1364 kg/t; tricloruro de aluminio 1554 kg/t;
3. El método de la naftoquinona utiliza naftoquinona y butadieno como materia prima y cloruro de cobre como catalizador para realizar una reacción de condensación, después de la deshidrogenación, se obtiene la antraquinona. Debido al rápido desarrollo de la industria petroquímica, se proporciona una gran cantidad de materias primas, butadieno y naftoquinona, utilizadas en este método. Este método tiene las ventajas de un bajo consumo y menos desechos. En Japón y Estados Unidos, el método de la naftoquinona ha alcanzado una escala considerable y tiene un futuro prometedor. La empresa japonesa Kawasaki utiliza este método para producir. El departamento de investigación científica de nuestro país ha realizado muchas investigaciones. Aunque los estilos pequeño y chino han tenido éxito, no se han industrializado. La desventaja de este método es que el precio de la naftoquinona y el butadieno en sí es relativamente alto. En la actualidad, debido a una investigación insuficiente sobre la cinética de reacción, el rendimiento del catalizador es deficiente, el lecho a menudo se quema y la flexibilidad operativa es baja.
4. Método del estireno: el estireno primero se dimeriza, luego se oxida a ácido ftaloilbenzoico y luego se cicla para sintetizar antraquinona. Las ventajas de este método son que las materias primas están fácilmente disponibles, no hay problemas de contaminación causados por las aguas residuales de sales de aluminio del método del anhídrido ftálico y el costo del producto es bajo. Sin embargo, las condiciones de reacción son duras, la tecnología es compleja y los requisitos de equipo son altos. Es un nuevo resultado de la investigación de BASF en Alemania, pero aún no se ha ampliado a escala de producción industrial.
Además, Mitsui Chemical Company de Japón ha obtenido una patente para la preparación de antraquinona utilizando tolueno como materia prima. Debido a que el proceso es simple y las materias primas baratas, ha atraído la atención de la gente.