一种对硝基苯酚的制备方法

宋龙锋 陈伟兴 俞佳愚 和西彬（浙江闰土股份有限公司，浙江 绍兴312369）

1 实验部分

1.1 主要试剂和设备仪器

氢氧化钠（工业品），对硝基氯苯（99%,浙江闰土股份有限公司），盐酸（30%，工业品）。

气相色谱仪（GC-14C，岛津公司）；气质联动仪（7820A+5977B）；恒速搅拌器（上海梅香仪器有限公司），电子节能控温仪（ZNHW-Ⅱ，上海予华仪器设备有限公司）；循环水真空泵（SHZ-DⅢ，上海予华仪器设备有限公司），高压反应釜（大连润昌石化设备有限公司）。

1.2 反应条件探索

1.2.1 反应方程式

对硝基氯苯碱性水解成对硝基苯酚钠，再酸化得到成品对硝基苯酚。

1.2.2 反应步骤

在1L 高压釜中加入200g 对硝基氯苯，在670g 水中加入107gNaOH，全部溶解后，投入1L高压釜中，拧紧釜盖，检查无漏后升温至157℃后搅拌1h，体系稳定后再升温至167℃反应3h；后处理：反应物料转入2000ml 烧杯，升温至80℃，缓慢加入600g+50g 浓硫酸的稀酸溶液，加毕，搅拌0.5h，降温至45℃左右，再缓慢降温至30℃以下结晶析料。

1.3 最佳工艺确定

通过单因素变量控制实验，逐步确定各物料比例、反应时间、反应温度、保温时间以及后处理方式，来确定最佳反应工艺。

1.3.1 考察后处理方式

1.3.1.1 加入水量对反应的影响

表1反应完毕，加入水量对反应的影响

序号1 2 3 4 5水/g 100 300 400 500 600纯度/%98．10 98．22 98．45 98．23 98．39收率/%94．69 93．39 92．24 91．01 89．70

实验反应完毕，将反应物料转移至2000 烧杯中，考察酸化时加入水量对于产品纯度收率的影响，从表中我们可以看出，随着水量的增加，纯度基本没什么影响，不过收率持续下降。测了母液的COD，在10000～15000ppm之间，可以说明随着用水量的增加，对硝基苯酚的损失越大，即收率越低。所以，以100g水量为宜。

1.3.1.2 酸化酸对反应的影响

表2 酸的选择对反应的影响

从表2 中可以看出，采用盐酸酸化和稀硫酸酸化对于产物没有什么影响，采用盐酸酸化原因之一是可以让母液水中的盐类单一，方便浓缩处理；另外30%盐酸是工业品的，无需再配置，减少操作工序。综上，酸化酸选择30%盐酸为宜。

1.3.2 考察对硝基氯苯最佳用量

在碱浓度不变的前提下，改变对硝基氯苯的量，考察对反应纯度及收率的影响。

表3 对硝基氯苯用量对反应的影响

从表3中可以看出，在碱浓度不变的前提下，改变对硝基氯苯的量，从165g到230g，中控对硝基苯酚钠的纯度逐渐下降，对硝基苯酚的纯度增加到200g 后，纯度开始下降，收率亦同样的趋势。所以，以对硝基苯酚的量200g为宜。

1.3.3 考察碱浓度对反应的影响

在对硝基投料量为200g 的前提下，考察碱浓度对反应的影响。

表4 碱浓度对反应的影响

从表4中可以看出，随着氢氧化钠投料量的增加，中控对硝基苯酚钠、对硝基苯酚的纯度以及收率持续上升，到了115g后，基本保持稳定。所以，在对硝基苯酚投料量不变的前提下，氢氧化钠投料量115g为宜。

1.3.4 考察反应温度对反应的影响

从表5中可以看出，反应温度从162℃上升到177℃时，中控对硝基苯酚钠、对硝基苯酚以及收率在167～172℃纯度最好。所以，反应温度在167～172℃为宜。

表5 反应温度对反应的影响

1.3.5 考察反应时间对反应的影响

表6 反应时间对反应的影响

从表6中可以看出，反应时间为3.5h时，随着反应时间的增加，各项纯度和收率基本不再变化。所以，反应时间为3.5h为宜。

1.3.6 探究成品颜色结晶问题

通过一系列实验发现，对硝基苯酚会有不同的晶型，即针型和颗粒型，但是降温结晶出的晶型即使是同一条件也会出现不同颜色，而不同晶型产品颜色也会有差异，即使同一晶型也会有颜色差异。为了确定产品的稳定型，又针对性做出一些实验。

（1）先将反应好的物料转移到1000mL 的烧杯中，升温至80℃，加入30%的盐酸至pH=1.5～2 且固体完全溶解，加入1%的活性炭，搅拌半小时后，趁热过滤，少许热水洗涤滤渣，滤液再转移会烧杯中，冷却结晶，发现即使晶型不同，产品颜色即使不同晶型也基本一样。

（2）先将反应好的物料转移到1000mL 的烧杯中，升温至80℃，加入30%的盐酸至pH=1.5～2且固体完全溶解，分别加入1%平平加、1%TX-10-2和SL-808，发现只有加入SL-808结晶才稳定，为颗粒型，重复发现，颜色基本一致。

综上，为减少实验工序，加入1%SL-808为宜。

2 结语

文章通过改变各个变量，探究最佳工艺条件。根据上述实验数据，得到最佳反应条件：在1L高压釜中加入200g对硝基氯苯，在670g 水中加入115gNaOH，全部溶解后，投入1L 高压釜中，拧紧釜盖，检查无漏后升温至157℃后搅拌1h，体系稳定后再升温至167℃反应3.5h；后处理：反应物料转入2000ml 烧杯，升温至80℃，缓慢加入180～185g30%盐酸溶液，至pH=1.5～2,加毕加入1%SL-808，搅拌0.5h，降温至45℃左右搅拌0.5h，再缓慢降温至30℃以下结晶析料，抽滤离心得到成品对硝基苯酚，纯度99%以上，收率92.5%左右。