雙酚A生產(chǎn)工藝論文精品資料

1、雙酚A生:H-pHL1項(xiàng)1雙酚A的生產(chǎn)工藝1.1硫酸法1早期工業(yè)生產(chǎn)采用硫酸法生產(chǎn)雙酚A一股使用72.5%73.0%的硫酸作為催化劑在3515C的溫度下發(fā)生縮合反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水洗結(jié)晶離心分離十燥制備出環(huán)氧樹脂及阻燃劑用雙酚A。硫酸法的生產(chǎn)工藝比較簡單初期成本低但是原料單耗高導(dǎo)致運(yùn)行成本高硫酸法生產(chǎn)雙酚A的反應(yīng)選擇性較低雜質(zhì)種類多達(dá)40多種包括異構(gòu)體、二酚、色瞞等雜質(zhì)含里也比較高分離非常困難導(dǎo)致產(chǎn)品的品質(zhì)較差。硫酸對(duì)管道、設(shè)備的腐蝕非常嚴(yán)重操作環(huán)境較差對(duì)環(huán)境的污染(裝置泄漏、二廢排放)也非常嚴(yán)重?；∫陨锨闆r目刖該工藝已被淘汰。1.2鹽酸法鹽酸法是雙酚A的主流生產(chǎn)方法到20世紀(jì)90年代為止世界上90

2、%）左右的裝置采用的是鹽酸法。鹽酸作為催化劑參與苯酚與丙酮的反應(yīng)在這個(gè)反應(yīng)體系中苯酚為過量。反應(yīng)壓力不超過0.21MPa(表壓),溫度在65C左右。反應(yīng)產(chǎn)物通過連續(xù)精逐次出氯化氫、水(冷凝后作為回收鹽酸重新投入反應(yīng)器),丙酮。溶解在木酚中的雙酚A與過里木酚一起用重結(jié)晶法脫除雜質(zhì)。重結(jié)晶法是雙酚A產(chǎn)品質(zhì)里控制的重要環(huán)節(jié)0雙酚A異構(gòu)體即鄰對(duì)雙酚與雙酚A的相對(duì)揮發(fā)度非常相近無法通過常規(guī)的精方法脫除必須采用重結(jié)晶法。重結(jié)晶法是通過降低¥木酚與雙酚A混合溶液的溫度使其結(jié)晶析出再過濾分離的方法。木酚與雙酚A會(huì)以1:1的分子比形成加合物結(jié)晶而異構(gòu)體沒有這個(gè)性質(zhì)。異構(gòu)體殘留在液相被過濾脫除。濾餅的縫

3、隙中會(huì)殘留相當(dāng)多的包含異構(gòu)體的濾液因此需要用木酚清洗。溫度與壓力的控制對(duì)結(jié)晶器的操作非常重要需要保證運(yùn)行穩(wěn)。由丁鹽酸法的雜質(zhì)含里少在一些比較成熟的專利中可以連續(xù)進(jìn)行兩次結(jié)晶后再一次過濾過濾常使用離心機(jī)離心分離。被脫除的異構(gòu)體可以在一條件下轉(zhuǎn)化為雙酚A鹽酸法工藝中一股采用兩步法即先裂化再加合需要使用氫氧化鈉作為催化劑。鹽酸法的優(yōu)占八、是丙酮轉(zhuǎn)化率高雙酚A選擇性也相當(dāng)高通過問歇分配的反應(yīng)器系統(tǒng)丙酮基本全反應(yīng)該反應(yīng)的選擇性高雜質(zhì)里就比較少易丁分離但是其缺點(diǎn)也同樣明顯。鹽酸不僅酸性強(qiáng)而且含氯離子一股的不銹鋼根本無法抵抗其腐蝕所以接觸氯化氫的設(shè)備和管道必須采用玻璃鋼內(nèi)襯四氟材料或其他特殊不銹鋼材料玻璃鋼

4、材料有易裂的特占八、在化工生產(chǎn)過程中遇到吹掃、直空負(fù)壓和振動(dòng)的情況易引起玻璃鋼管道開裂而使鹽酸外泄造成環(huán)境污染甚至人身傷害¥木酚丙酮生成雙酚A的反應(yīng)同時(shí)會(huì)產(chǎn)生水多余的水需要被排放出裝置而氯化氫無法很好地與水分離因此鹽酸法工藝的廢水中留有一里的鹽酸排水呈酸性對(duì)精塔的控制和下游污水處理廠的處理能力都有一的要求1.3離子交換樹脂法離子交換樹脂法生產(chǎn)雙酚A的總體流程與鹽酸法相似都是經(jīng)歷反應(yīng)一原料回收一結(jié)晶純化一加合物分解一提濃一造粒的過程離子交換樹脂法原料摩爾比(¥木酚:丙酮)基本在9.5:1以上酚不足會(huì)使/曰反應(yīng)的雙酚A選擇性下降反之會(huì)增加能耗因?yàn)槎嘤啾椒有枰换厥针x子交換樹脂法

5、的反應(yīng)是使用固體催化劑的固床異相催化反應(yīng)因此不用考慮反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑的分離手段只需保證固體樹脂被固在反應(yīng)器中不流出即可離子交換樹脂催化劑需要固助催化劑以提高反應(yīng)活性反應(yīng)產(chǎn)物離開反應(yīng)器后首先進(jìn)入精塔脫除丙酮、水、部分¥木酚以及輕質(zhì)雜質(zhì)(主要是甲醇）。丙酮、水、¥酚及低沸占八、雜質(zhì)通過連續(xù)精分離丙酮和¥酚作為回收原料回到反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)而低沸占八、雜質(zhì)被排出裝置水通過萃取精被送出裝置。脫除丙酮的反應(yīng)混合液要通過重結(jié)晶法進(jìn)一步脫除雜質(zhì)料液在送入結(jié)晶器之刖需要蕓八、發(fā)掉一部分苯酚由丁該方法的反應(yīng)選擇性不如鹽酸法因此以異構(gòu)體為主的雜質(zhì)含量比鹽酸法多結(jié)晶后必須過濾并清洗濾餅

6、熔融后再進(jìn)行第二次結(jié)晶重結(jié)晶除雜后的苯酚、雙酚A混合液通過提濃塔脫除苯酚在造粒塔通過循環(huán)氮?dú)饫鋮s/曰到成品雙酚A。兩次結(jié)晶過濾/曰"寸到的濾液中包含各種雜質(zhì)主要是雙酚A的異構(gòu)體同時(shí)也含有大里雙酚A。雙酚A異構(gòu)體可以在一條件下轉(zhuǎn)化為雙酚A而離子交換樹脂法的裝置一股選擇反應(yīng)轉(zhuǎn)化即在一個(gè)固床反應(yīng)器中以離子交換樹脂為催化劑使一部分異構(gòu)體轉(zhuǎn)化為雙酚A再加以回收。與主反應(yīng)器不同的是異構(gòu)化反應(yīng)器中的離子交換樹脂不需要助催化劑。1.4離子交換樹脂法與鹽酸法的對(duì)比1.4.1反應(yīng)工序離子交換樹脂法使用的反應(yīng)器為申聯(lián)的固床反應(yīng)器操作方式為連續(xù)操作。根據(jù)不同的工藝及裝置產(chǎn)臺(tái)匕北大小鹽酸法使用的反應(yīng)器有申聯(lián)反

7、應(yīng)器也有申聯(lián)并聯(lián)相結(jié)合的反應(yīng)器組操作方式為連續(xù)與問歇相結(jié)合。離子交換樹脂法與鹽酸法所用¥木酚都是過里的。鹽酸法中，丙酮轉(zhuǎn)化率非常高因此反應(yīng)后的料液需要回收鹽酸和¥木酚而離子交換樹脂法則不需要回收催化劑需要回收的是未反應(yīng)的¥木酚和丙酮。1.4.2結(jié)晶工序由丁雙酚A反應(yīng)選擇性較高因此鹽酸法可以連續(xù)結(jié)晶再離心分離脫除雜質(zhì)而離子交換樹脂法需要在弟一次結(jié)晶后就洗滌過濾再進(jìn)行弟二次結(jié)晶當(dāng)然所/曰品質(zhì)也是非常理想的1.4.3雙酚A異構(gòu)體及回收工序鹽酸法制備雙酚A的回收工序往往采用先裂解再合成的方法將異構(gòu)體分兩步轉(zhuǎn)化為雙酚A在這一過程中需要用到氫氧化鈉且需要較高的溫度及壓力；離子

8、交換樹脂法則更愿息選擇一個(gè)同樣裝填了離子交換樹脂的反應(yīng)器反應(yīng)溫度較低(45C左右),反應(yīng)溫升也很小。1.4.4環(huán)保對(duì)比與鹽酸相比作為一種綠色催化劑離子交換樹脂幾乎沒有毋性也沒有腐蝕性而且設(shè)備管道的材質(zhì)也只需要不銹鋼就可以很好地滿足工藝要求采用離子交換樹脂法生產(chǎn)時(shí)廢水是含有微里木酚的中性廢水而鹽酸法工藝廢水中則留有一里的鹽酸需要先用堿中和后才臺(tái)匕北排放2離子交換樹脂法工藝的應(yīng)用從上海中石化三井化工有限公司120kt/a雙酚A裝置的運(yùn)行情況來看離子交換樹脂法工藝的提升空問比較大但是也有些缺陷下面介紹該裝置部分反應(yīng)工序的優(yōu)化成果及存在的問題。2.1丙酮轉(zhuǎn)化率提升在離子交換樹脂的催化作用下苯酚與丙酮反

9、應(yīng)生成雙酚A如刖所述丙酮轉(zhuǎn)化率往往在80%83%1201kt/a雙酚A裝置有3臺(tái)申聯(lián)反應(yīng)器苯酚從第一反應(yīng)器進(jìn)入流經(jīng)3個(gè)反應(yīng)器丙酮?jiǎng)t分配好流量分別加入3個(gè)反應(yīng)器經(jīng)過一系列嘗試與調(diào)整丙酮轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到86%90%丙酮轉(zhuǎn)化率越高需要回收的未反應(yīng)丙酮就越少耗費(fèi)的蕓八、汽也越少。丙酮的轉(zhuǎn)化率與許多因素有關(guān)如反應(yīng)溫度、壓力、丙酮分配比、水含里、¥木酚流里也與催化劑的裝填有看不可分割的關(guān)系2.2雙酚A反應(yīng)選擇性提升離子交換樹脂催化雙酚A的反應(yīng)選擇性一股在92%94%這也與許多因素有關(guān)如反應(yīng)溫度、壓力、丙酮分配比和催化劑特性經(jīng)過反復(fù)調(diào)整該裝置的反應(yīng)選擇性超過96%.0反應(yīng)選擇性的提升代表雜質(zhì)含量減少

10、不僅可以減少純化階段用丁清洗的木酚也節(jié)約了用丁分離及回收的蕓八、汽。從理論上來說丙酮應(yīng)該更多地加入靠刖的反應(yīng)器這樣不僅可以更有效地利用剩余壽命更短的催化劑未反應(yīng)的丙酮也自然地流入后續(xù)反應(yīng)器。但是實(shí)際未必如此在某些情況下向靠后的反應(yīng)器多輸送些丙酮反而可以起到更好的效果。因?yàn)樵娇亢蟮拇呋瘎┰叫迈r效果更好向靠刖的反應(yīng)器投加丙酮由丁停留時(shí)問的關(guān)系即使提高反應(yīng)溫度也未必會(huì)取/曰理想的效果。2.3離子交換樹脂本身的缺陷在停車檢修或反應(yīng)器不投用的情況下離子交換樹脂催化劑需要保存在木酚中長時(shí)問的停滯會(huì)使酸性基團(tuán)脫離離子交換樹脂進(jìn)入¥木酚這就使次曰離子交換樹脂催化劑在長時(shí)問(一星期左右)存放后必須對(duì)反

11、應(yīng)液脫酸處理才臺(tái)匕北正常投用否則將影響雙酚A產(chǎn)品的色度。除此之外離子交換樹脂與其他類型的固體催化劑一樣裝填不慎或者經(jīng)過一段時(shí)問的使用后會(huì)有不同程度的物理損傷這主要跟進(jìn)出反應(yīng)器的物料流里有關(guān)樹脂會(huì)碎裂形成顆粒由丁帶有酸性基團(tuán)流品的純度造成影響。2.4離子交換樹脂長時(shí)問酚A裝置使用的離子交需要至少35天的脫酸處過嘗試脫酸周期成功在反應(yīng)器停用后停止伴投用刖再通入蕓八、汽融化2.5離子交換樹脂碎顆粒換樹脂碎顆粒會(huì)隨看催來越多地流出最終會(huì)須設(shè)置過濾器反應(yīng)器生網(wǎng)需要注息的是過芯濾芯的過濾精度在期檢查更換濾芯。3結(jié)語鹽酸法可以直接生產(chǎn)聚良好的操作性投資回?fù)Q樹脂法作為一種綠色隨反應(yīng)液流出反應(yīng)器入后續(xù)工序可臺(tái)匕北會(huì)對(duì)產(chǎn)保存方法的優(yōu)化120kt/a雙換樹脂保存一周后還理方可投用反應(yīng)器。經(jīng)地縮短到12天。只需要熱蕓八、汽使木酚凝固即可。流出