碘代烷烃催化剂中碘素的回收方法

摘要

本发明提供了一种在烷基环己烯酮芳构化合成烷基苯酚过程中对碘代烷烃催化剂中碘素回收的工业化方法。该方法用中和、分离、酸化和氧化的程序回收碘代烷烃催化剂中的碘素，不但降低了生产成本，而且减轻了生产过程中碘化物对设备的腐蚀，具有明显的经济意义。

说明书

技术领域

本发明涉及一种碘代烷烃催化剂中碘素回收的工业化方法。

背景技术

碘为灰黑色或蓝黑色、有金属光泽的片状结晶或块状物，以微量广泛分布于大气圈、水圈和岩石圈中，属稀少碘素之一。碘被称为生命元素、智慧元素，是人体和植物生长不可缺少的元素，是创造无机或有机碘化物的原料，也是许多化学反应良好的催化剂。产品广泛应用于食品、医药、工业、农业、国防尖端科技等诸多行业。

目前，由于相关的医药、消毒剂、胶片显影等行业的迅速发展，以及来自老年人口增加和发展中国家需求的增长。全球碘的需求强劲。虽然我国碘资源位于世界前列，但是由于工艺技术的相对落后和开发的局限性。我国碘的产量不能满足国内的需求，每年仍然需要大量进口碘产品。目前国际市场碘的供求紧张，受其影响，国内市场碘的价格持续上扬。

在用烷基环己烯酮芳构化合成烷基苯酚的过程中，需要用到含碘化合物作为芳构化的催化剂。由于碘的稀有性，以及高价值性。因此，工业上对碘进行回收具有重要的经济意义和社会意义。

美国专利4086282中，Freddy Wattimena等人提出了用碘甲烷作为催化剂，利用均相气相法裂解烷基环己烯酮的方法。该反应条件为常压反应，如果要达到转化率99％以上，选择性90％以上，催化剂的用量需要大于1.5％，增加了生产成本。而且该专利没有能够对催化剂进行回收，不但浪费稀有元素碘素，而且造成环境污染和对设备的污染。

中国专利CN1583697A中，刘纯山提出了一条液固两相催化剂的方法用烷基环己烯酮裂解制备烷基苯酚。其中催化剂包括碘甲烷和三氧化二铝负载氧化铬。尽管转化率为100％，但是选择性仅为92.8％。且反应须在惰性气氛中进行，增加了产品的生产成本，且两相的催化剂不易于控制，未对催化剂碘甲烷进行回收。

发明内容

本发明的目的是对以前未进行回收的碘代烷烃催化剂中的碘素进行回收研究，从而提高碘的利用率，减轻含卤物质对环境的污染并减少化工设备的腐蚀。

本专利发明者认为，在用有机碘化物催化的芳构化反应中，有机碘化物会分解成碘化氢等化合物。所以，本专利发明人根据用三甲基环己烯酮芳构化合成烷基苯酚的工艺特点，提供了一种碘代烷烃催化剂中碘素的回收方法：用弱碱的水溶液中和烷基环己烯酮芳构化合成烷基苯酚过程中产生的碘化氢，然后将含碘盐的水分离，加氧化剂进行氧化得不溶于水的碘素，最后进行过滤分离，得到碘素产品。

具体回收过程描述如下：1)往缓冲罐中加入一定量的弱碱水溶液，所提到的弱碱包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾等，最好选用碳酸钠；在水溶液中，弱碱的浓度控制在1-20％之间，以5-10％之间为宜；弱碱的用量控制在碘化物加入量的100-300％之间，以120％-200％之间为宜；2)反应产物冷却后，用鼓泡的方式通过碱水层，使反应产物中的碘化物和碱水进行反应，使碘化物停留在碱水中；3)静止分层后，将碱水分出；4)将碱水倒入一搪瓷反应釜中，在搅拌条件下加入氧化剂；所选用的氧化剂包括三氯化铁、硫酸，或者双氧水，其中选用双氧水为佳；氧化剂的用量和碘化物的摩尔比在0.75-1.5∶1之间，优选0.95-1.05∶1；5)将反应产生的碘素过滤，即得产品。

实践证明，通过本发明的方法进行回收生产过程中的碘素，回收率大于80％。极大的降低了生产成本和环境污染，以及碘化物对后续分离设备的腐蚀等问题。

具体实施方式

下面的实施例解释了该发明，但并不对该发明的技术方案和在其他方面的应用构成限制。

实施例1：

碘甲烷催化剂中碘素的回收

往1000L的缓冲罐中加入200公斤20％的碳酸钠溶液，烷环己烯酮和碘甲烷的混合物经计量泵注入裂解釜中，在550℃和2atm条件下反应。反应后的产物经冷凝后，经一浸入碳酸钠溶液中的不锈钢管鼓泡，产生的甲烷经水封后鼓泡排空。待缓冲罐装满物料后，将物料导入另外一个类似的缓冲罐中。前者静止约4小时，将下层水份分出，检测碘含量为3％。将分出累积的含碘3％的水溶液500公斤投入1000升搪瓷釜中，用盐酸调pH值至酸性，滴加入13.4公斤30％双氧水，反应1小时，过滤，得14公斤粗碘，含量为90％。

实施例2：

方法同实施例1，只是氧化剂改为64公斤30％的三氯化铁水溶液，得13.5公斤粗碘，含量为88％。

实施例3：

方法同实施例1，只是氧化剂改为12公斤浓硫酸，得粗碘12.5公斤，含量为90％。

实施例4：

方法同实施例1，只是将碘甲烷改为碘乙烷，得粗碘12公斤，含量90％。

实施例5：

方法同实施例1，将200公斤20％的碳酸钠溶液改为300公斤10％的碳酸氢钠溶液，得粗碘13公斤，含量为88％。

实施例6：

方法同实施例1，只是将200公斤20％的碳酸钠溶液改为300公斤15％的碳酸钾溶液，13.4公斤30％双氧水改为20公斤30％双氧水得粗碘14.5公斤，含量为91％。

实施例7：

方法同实施例1，只是将200公斤20％的碳酸钠溶液改为150公斤15％的碳酸氢钾溶液，得粗碘12.5公斤，含量为90％。