簡述苯酚丙酮

簡述苯酚丙酮1.1概述1.1.1設計基礎苯酚和丙酮是重要的化工原料。在我國，今年來的苯酚，丙酮市場相當活躍。作為一種重要的有機原料，苯酚的用途相當廣泛。它主要用于制造酚醛樹脂，雙酚A,環(huán)氧樹脂，苯胺膠，烷基酚等，同時也廣泛用于醫(yī)藥，染料，農藥，合成洗滌劑等行業(yè)。丙酮既是優(yōu)良的有機溶劑，廣泛用于油脂，油漆，火藥，樹脂，橡膠，照相軟片等，也是重要的化工原料之一，用于生產有機玻璃，異丙醇，溶劑，甲氨基丙烯酸甲酯，丙酮氰醇，雙酚等。近年來，受電子通訊工業(yè)，汽車工業(yè)和建筑業(yè)發(fā)展的驅動，我國苯酚-丙酮市場相當活躍。苯酚-丙酮的下游產品迅速發(fā)展，需求強勁增加。異丙苯法是目前世界上最重要的苯酚-丙酮生產方法，其生產能力約占世界苯酚生產能力的90%以上。異丙苯法生產苯酚丙酮的工藝以苯和丙烯為原料，發(fā)生加成反應生成異丙苯，然后將異丙苯氧化為過氧化氫異丙苯（CHP），再由過氧化氫異丙苯分解生成苯酚和丙酮。1.1.2生產規(guī)模年產苯酚-丙酮20萬噸，其中丙酮37%（7.4萬噸），苯酚63%（12.6萬噸）1.1.3設計方案確定原理：異丙苯法生產苯酚丙酮的工藝以苯和丙烯為原料，發(fā)生加成反應生成異丙苯，然后將異丙苯氧化為過氧化氫異丙苯（CHP），再由過氧化氫異丙苯分解生成苯酚和丙酮。另外，流程還有反烴化，生成二異三異產物的副反應發(fā)生。其涉及的主要反應：工藝流程說明：苯酚丙酮裝置的精制單元由丙酮精制系統(tǒng)和苯酚精制系統(tǒng)組成。此外，還包括丙酮汽提塔，苯酚回收塔和酚處理器等設備。在送來的分解液中除含有苯酚，丙酮，異丙苯，溶解水以外，還有少量乙醛，苯乙酮等酮類、а—甲基苯乙烯（AMS）等烴類及高沸物。分解液精粗丙酮塔進行切割分離，富含丙酮的輕組分自塔頂采出，進入丙酮精制塔進行丙酮精制，并在側線得到產品丙酮；而富含苯酚的重組分自粗丙酮塔塔底采出，經粗苯酚塔，脫烴塔和苯酚精制塔得到產品苯酚。1.1.4工藝技術路線該設計主要要求得到年產量為7.4萬噸的丙酮產品。所以，丙酮的生產工藝流程如下：A.丙酮精制精餾進料首先從初丙酮塔塔頂丙酮、水和比苯酚輕的組分作為精丙酮塔的進料，精丙酮塔用苛性鈉處理除去醛類等低沸物，塔頂餾出物作為分解用的丙酮，側線采出產品丙酮，塔釜液送回回收工段回收其有效成分。其簡要流程圖：2．原料異丙苯中雜質原料中的雜質可以分為兩類,一類是本身對反應速度影響很小，但由于雜質本身在反應條件下也發(fā)生反應，生成其它產物，而使產品過氧化氫異丙苯純度下降。這類雜質主要有苯、甲苯、乙苯、丁苯及二異丙苯。另一類本身就是阻化劑，對反應速度有較大的影響。在反應開始時，由于這類雜質的存在常導致反應不能進行。常見的有硫化物、酚類及不飽和烴類等。因此，對這些雜質要嚴格加以限制。在工業(yè)生產中，一般要求原料中，乙苯含量小于0.03%，丁苯含量小于0.01%，酚含量小于3ppm，總硫含量小于2ppm，氧含量小于4ppm。3．反應壓力壓力對異丙苯氧化無特殊影響，反應一般在0.4～0.5MPa下進行。適當加壓是為了提高氧分壓，從而提高反應速度。但過高的壓力也無益處，壓力過高對反應速度影響不大，而設備費用和操作費用隨著壓力的升高而增大。（二）過氧化氫異丙苯分解的操作條件1．反應溫度反應溫度的影響見圖2。由圖可見，反應溫度越高，反應速度越快。溫度升高，相應的過氧化氫異丙苯擴散速度加快，從而加快了反應速度。但溫度過高會使過氧化氫異丙苯的分解速度加快，副產物生成量增加。另外，溫度升高易使離子交換樹脂失效。因此，溫度不宜超過80℃。2．雜質過氧化氫異丙苯中的雜質對反應速度有影響。在氧化反應過程中，為了控制介質的pH值，一般在異丙苯中加有Na2CO3或NaOH。因此，如過氧化氫異丙苯中含有Na+離子，則Na+離子可與活性基團中的氫發(fā)生交換，使樹脂失去活性。因此，氧化反應后，應對氧化液進行水洗，除去其中的Na+離子。另外，過氧化氫異丙苯中還含有苯乙酮，二甲基苯基甲醇、α-甲基苯乙烯等雜質。在分解反應中，這些雜質會進一步發(fā)生聚合、縮合等反應，而生成一些大分子的呈焦油狀的副產物，它們將樹脂表面覆蓋，從而使樹脂活性降低。因此，要求過氧化氫異丙苯中的雜質要盡量低一些。1.2文獻綜述1.2.1裝置簡介異丙苯法制備苯酚、丙酮是目前世界上獲得苯酚、丙酮的主要技術路線，從20世紀50年代開始工業(yè)化到目前為止，世界上約90%的苯酚來自該路線，在世界苯酚工業(yè)中占主導地位，2002年世界苯酚產能約為720X104t/a，其中91%采用異丙苯法。我國采用異丙苯法制備苯酚、丙酮始自20世紀60年代中期，國內第一套萬噸級異丙苯法苯酚丙酮裝置于1970年在燕化公司建成投產，1986年國內首套引進技術8X104t/a異丙苯法苯酚丙酮裝置在燕化公司建成投產，成為當時國內最大的苯酚丙酮生產裝置。目前國內苯酚丙酮主要生產廠家有燕山石化、高橋石化、華字石化、吉林石化、廣州建濤集團，所采用的工藝路線都是異丙苯法制備苯酚、丙酮。隨著技術的不斷發(fā)展、進步，苯酚丙酮裝置生產規(guī)模不斷擴大，目前國內單套裝置最大產能為燕化公司16X104t/a苯酚丙酮裝置，國內正在籌建的單套裝置最大產能為20X104t/a。德國Ineos苯酚有限公司以生產能力為62.0X104t/a為世界之最。隨著催化劑和生產工藝的發(fā)展，大多數(shù)生產裝置制取異丙苯工藝已從傳統(tǒng)的AlCl3法轉為固體磷酸或沸石催化法，我國四大生產廠家和正在籌建的生產裝置皆采用后者。目前較先進的異丙苯制備苯酚工藝是Allied/UOP工藝，由美國UOP公司和美國聯(lián)合化學公司共同開發(fā)，全球已有11家苯酚生產廠家采用該工藝。目前，世界許多生產廠家紛紛對苯酚的生產技術進行改進和開發(fā)新的生產工藝。通過對成熟的異丙苯制備苯酚工藝中催化劑和CHP分解、苯酚精制兩個工藝的研究，朝著工藝路線更短，經濟效益更好的方向發(fā)展。1.2.2裝置的主要類型異丙苯制備苯酚工藝分為三步：(1)苯和丙烯反應生成異丙苯，傳統(tǒng)工藝為