一种制备对硝基苯甲酸的方法及其电解槽.pdf

本发明涉及制备对硝基苯甲酸的方法及其所用设备，是一种用间接电解氧化法制备对硝基苯甲酸的工艺方法及其所用的电解槽。
    对硝基苯甲酸是制造药物和染料的重要中间体。制备该产品有化学法，即可用高锰酸钾法和重铬酸钾法。此方法的缺点是收率较低。也有用直接电解氧化法来制造对硝基苯甲酸。但在此工艺方法中，其反应物在电解液中难以溶解，同时，易被电极吸附而降低了产率。用电解法生产对硝基苯甲酸时需要电解槽。印度乌托巴公司在Indiam  J.Appl.Chem  1971.34（1）1-7上刊登了一篇文章，专门介绍了一种电解槽，其主要特点在于在电解槽的阴极上缠绕了石棉绳，以防止反应物污染电极。但这种结构由于石棉纤维又会污染电解液，故该电解液一般只能使用5～6次。为此本发明人曾试用陶瓷管套在电极外作为隔膜，使用这样的方法后，电解液可以长期地使用，但其缺点是增加了电耗。此外，在生产对硝基苯甲酸过程中所必须的洗涤工艺中，洗涤液未能循环使用，造成含铬废水污染环境。

    本发明的目的在于提供一种电解液能长期使用，电耗较少，洗涤液能循环使用的生产对硝基苯甲酸的工艺方法及其所使用的电解槽。

    本发明的反应原理为：

    本发明的具体工艺为：

    将含有Cr3+的电解液进行电解氧化后转换为Cr6+，将该含有Cr6+的电解液移置于反应釜中，升温至60-80℃后加入对硝基甲苯，再升温至100-120℃，保温1-2小时，使对硝基甲苯转化为对硝基苯甲酸，然后冷却到室温（小于40℃），抽取出反应物进行过滤，使滤液返回电解槽，而对结晶析出的固态对硝基苯甲酸粗品进行多次洗涤。利用过的洗涤液视其浓度或直接返回电解槽或作为洗涤下一批物料的洗涤液。把经洗涤过的固态对硝基苯甲酸粗品进行碱洗，即使之溶解于碱液中，然后再进行过滤、酸洗中和，使其重新结晶，再清洗后干燥、包装。

    为保证本发明方法的正确实施，本发明中改进了所用的电解槽，在具有阴、阳电极、电解槽池及隔块，阴极室壁的电解槽中，于电极间设置有含氟材料制成的隔膜，它可以是全氟材料或含氟材料地离子交换膜。并且，由于电解时会产生高温，从而使隔膜受到损坏，所以需在电解槽中装置有冷却管。

    采用本发明生产对硝基苯甲酸，能降低生产成本，减少三废污染，特别是采用本发明的电解槽后，能使电解液的使用次数由原来的5-6次增加到60次以上，而使铬的消耗只及原来的1/10。

    附图说明：

    图1为本发明所采用的电解槽的结构示意图。

    下面结合实施例对本发明作进一步说明。

    由图1见，能装容电解液的电解槽池6内部设置有阳极1、阴极5、隔块2和阴极室7，阴极5装置在阴极室7中。本实施例中于阳极1和阴极5之间用含氟离子交换膜3隔开，并于电解槽中装有冷却管4。

    本实施例中，电解液为铬溶液和硫酸，电解的输出电压小于10伏，电流为4000安倍，电解液温度为60-70℃，电解时间为1.5-2小时，首先把此含有Cr3+的电解液电解氧化转化为Cr6+;其次，将该含有Cr6+的电解液移置于反应釜中，加热到80℃后加入对硝基甲苯，再升温至120℃，保温1小时后冷却到室温（小于40℃），使之结晶析出固态对硝基苯甲酸;第三将上述物料抽吸出并置于过滤器中进行过滤，过滤液送至电解槽重新进行电解，而得到固态对硝基苯甲酸粗品;第四，对此粗品先进行第一次洗涤，并将洗涤液送至电解槽，然后再进行第二次洗涤，将该次洗涤液作为下一批物料的第一次洗涤液，然后再进行第三次洗涤，将此洗涤液作为下一批物料的第二次洗涤时的洗涤液;第五，对已经过三次洗涤的对硝基苯甲酸的粗品加碱，溶解后进行过滤，对滤液再进行酸析中和可得到固态的对硝基苯甲酸精品;第六，对精制后的对硝基苯甲酸进行水洗，后进行干燥，制成成品，而对水洗后的液体又可用于粗品的洗涤。