減少五氯苯酚合成期間微污染物的方法技術

減少五氯苯酚合成期間污染物的方法包括提供基于苯酚的原料和催化劑，兩者形成反應混合物。引進氯流，使之與反應混合物接觸，并使原料和氯按程序控溫反應進行反應。在程序控溫反應結束之前的預定溫度下或在五氯苯酚的產率小于約９５％時終止氯流。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】背景本公開一般地涉及五氯苯酚的合成，更具體地，涉及減少五氯苯酚 合成期間微污染物的方法。五氯苯酚是木材防腐劑， 一般通過苯酚或氯代苯酚混合物在液相中的催化氯化而制成。合成五氯笨酚的方法常導致產生ppm量級的含6個 或更多個氯取代基的多氯化二苯并二嚅英(PCDD)和多氯化氧芴 (PCDF)。一般，這類方法在接近五氯苯酚最大產率的狹窄時間范圍內毒當量 (TEQ)濃度急劇增加。此外，在冷卻和凝固的補充反應樣品內，TEQ濃 度似乎還會進一步增加。因多種理由，尤其為環境目的，希望減少五氯苯酚產品內的微污染 物量。在合成五氯苯盼產品期間可能產生的毒性物質(toxins)會造成 或增加對環境和健康的危害性。因此，最好能提供合成微污染物量大大減少的五氯苯酚的方法。概述減少五氯苯酚合成期間污染物的方法包括提供基于苯酚的原料和 催化劑。該基于苯盼的原料和催化劑形成反應混合物。引進氯流，使之 與反應混合物接觸，并使原料和氯按程序控溫反應進行反應。在程序控 溫反應結束前的預定溫度下和/或在五氯苯酚的產率小于約95%時終止氯流。附圖簡述參考以下詳述和附圖，本公開的特點和優點將變得顯而易見。在各 圖內，各曲線上選定點的TEQ量以ppm表示。附圖說明圖1是示意在整個過程中氯流漸減的合成中氯代苯酚產率和毒當量 (TEQ)濃度隨時間變化的曲線。圖2A-2B是示意在分別于174。C和186。C終止氯流的合成中氯代苯 酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖3A是示意在18(TC終止氯流并加進0.75 gAlCl3的合成中氯代苯 酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖3B是示意在180。C終止氯流并加進10g四氯苯酚的合成中氯代 苯酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖4A-4C是示意在分別于177°C、 180。C和183。C終止氯流接著進行 氮掃的合成中氯代苯酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖5是示意在183。C終止氯流和勻速升溫，接著進行氮掃的合成中 氯代苯酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖6A-6B是示意在分別于18(TC和183。C終止氯流接著進行氮掃并 加入苯酚的合成中氯代苯酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖7是示意從氯流終止溫度不同的實驗得到的平均終點TEQ濃度圖。圖8是示意在始于笨盼，并于180。C終止氯流和勻速升溫，接著進 行氮掃的合成中氯代苯酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖9A-9C是示意在180。C終止氯流及分別于180°C、 160。C和90°C 加進2500 ppm鎳的合成中氯代苯朌產率和TEQ濃度隨時間變化的曲 線。圖IOA和IOB是示意在180。C終止氯流并在90。C加進2500 ppm鎳 的合成中氯代苯酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖10C是示意在18(TC終止氯流和勻速升溫，并在9(TC加進2500 ppm鎳的合成中氯代苯酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖IIA和IIB是示意在18(TC終止氯流，在9(TC加進2500 ppm鎳 并分別加進0.75 wt。/oAlCl3和1.5 wt% A1C13的合成中氯代苯酚產率和 TEQ濃度隨時間變化的曲線。圖12A-12D是示意在lS0。C終止氯流并在9(TC分別加進5000 ppm、 1250 ppm、 833 ppm和100ppm鎳的合成中氯代苯酚產率和TEQ濃度隨 時間變化的曲線。圖13是示意始于苯酚，在18(TC終止氯流和勻速升溫，并在90°C 加進2500 ppm Ni的合成中氯代苯酚產率和TEQ濃度隨時間變化的曲 線。詳述本文所公開方法的實施方案有利于減少五氯苯酚合成期間PCDD 和PCDF毒當量濃度的形成。不受任何理論的約束，相信這種減少可減 少 一般與五氯苯酚相關的健康和/或環境危害性。本方法的 一 個實施方案包括使基于苯酚的原料和催化劑反應，以形 成反應混合物。該反應混合物可在反應器內與氯接觸，從而按程序控溫 反應，形成五氯苯酚。如本文所述，術語"程序控溫反應"是指反應混 合物的溫度按隨時間變化的預定過程控制。在其它實施方案中，反應器 的溫度在整個程序控溫反應中逐漸升高。反應 一般在原料的熔點開始， 而且反應器的溫度一般不超過190°C。隨反應進展，反應混合物可基本上連續混合。攪拌和其它混合技術 是本領域技術人員所熟知的，而且商品混合器也很易獲得。適用基于苯酚的原料的非限定性實例包括苯酚、氯代苯酚(其非限定 性實例包括2,4,6-三氯苯酚)和/或它們的組合。應理解，可以用任意適量 的原料。而且，原料的量可至少部分地依賴于反應規模。能有效地催化苯酚氯化的催化劑是本領域周知的，應理解，在本文 所公開方法的實施方案中，可選用任何合適的催化劑。在一個實施方案 中，催化劑是AlCl3。催化劑的用量一般在約0.25 wt。/o-約1.5wto/。范圍 內。催化劑用量可至少部分地隨反應規模而變。在預定時刻和/或在預定溫度下起動氯流/喂料，使之與反應混合物 接觸。在有些實施方案中，在反應器溫度達到約105。C時開始引進氯流。 在其它實施方案中，反應混合物一熔化就立即起動氯流。氯流/喂料能以 任何適用的流率引進。反應混合物的凝固點/熔點隨氯化進展而提高；為此，反應器溫度隨 反應進展而逐漸升高，從而使反應混合物基本保持為液相(即高于熔點)。 在優選實施方案中，溫度保持在反應混合物熔點以上不到約5°C、更優 選不到約2。C,又更優選不到約0.5°C。隨五氯苯盼合成的進展，會形成其它氯代苯酚，然后被轉化或耗盡， 或留在最終產物內。在五氯苯盼合成期間能形成的其它氯代苯酚的實例 包括2-氯苯酚、4-氯苯盼、2,4-氯苯酚、2，6-二氯苯盼、2,4,6-三氯苯盼 和/或四氯苯酚。本方法的實施方案包括在程序控溫反應結束之前的預定溫度下終 止氯流。已經發現，在合成結束之前終止氯流大大降低了反應器中五氯苯酚產物內和補充反應五氯苯酚產物內的TEQ濃度。還已發現，當部 分四氯苯酚仍未轉化時，TEQ濃度會進一步降低。因此，按照優選實施方案，在反應混合物達到約17(TC 約190°C 范圍內的溫度下終止氯流。在具體的非限定實施例中，在174°C、 177 °C、 180°C、 183。C或186。C下終止氯流。例如，只是當基于苯酚的原料 是2,4,6-三氯苯酚并在約170°C ~約190。C之間的溫度下終止氯流時，在 五氯苯酚的補充反應樣品內，微污染物的毒當量濃度小于約0.85 ppm。 又如，當基于苯酚的原料是苯酚并在約170。C-約190。C的溫度下終止 氯流時，在五氯苯酚的補充反應樣品內，微污染物的毒當量濃度小于約 2.4 ppm。在終止前，氯流可以隨溫度上升而逐漸減少。在第一預定時間結束 或第一預定溫度已達到后，可以把起始/第一氯流率降低到第二流率，然 后在第二預定時間結束或第二預定溫度已達到后，可以把第二流率降低 到第三流率。應理解，在氯流終止前，流率可以連續降低或按需要多次 降4氐。此外，使流率降〗氐的時刻可以是任意合適時刻，至少部分取決于 合成的進展。在其它實施方案中，在五氯苯酚的產率(相對于原料量)小于約95% 時終止氯流。例如，可以在五氯苯酚的產率小于約80%,或小于約85% 時終止氯流。在另一個實施方案中，可以在四氯苯酚產率仍大本文檔來自技高網...

【技術保護點】
減少五氯苯酚合成期間微污染物的方法，包括：　提供基于苯酚的原料和催化劑，該基于苯酚的原料和催化劑形成反應混合物；　引進氯流，與反應混合物接觸，并使原料和氯按程序控溫反應進行反應；和　在程序控溫反應結束之前的預定溫度下終止氯 流。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：PE薩瓦奇，J于，
申請(專利權)人：密執安大學評議會，
類型：發明
國別省市：US[美國]