項(xiàng)目十五：苯酚的生產(chǎn)

1、項(xiàng)目十五苯酚的生產(chǎn)一、概述二、反應(yīng)原理三、操作條件四、工藝流程11、苯酚、丙酮的性質(zhì)和用途用途性質(zhì)苯酚俗名石炭酸，為無(wú)色針狀或白色塊狀有芳香味的晶體。當(dāng)接觸光或暴露在空氣中時(shí)，有逐步轉(zhuǎn)為紅色的趨勢(shì)，如有堿性物質(zhì)存在時(shí)，可加速這一轉(zhuǎn)化過(guò)程。 苯酚溶解于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳中，在室溫下稍溶于水，幾乎不溶于石油醚，65.5時(shí)，苯酚和水可以任意比例互溶。 苯酚的毒性程度為極度危害介質(zhì)類(lèi)，對(duì)各種細(xì)胞有直接損害，對(duì)皮膚和粘膜有強(qiáng)烈腐蝕作用，工作場(chǎng)所苯酚最高允許濃度為5ppm。 丙酮是無(wú)色、透明、易燃、易揮發(fā)的液體，具有特殊刺激性氣味，略甜。與水、乙醇、二甲基甲酰胺、氯仿、乙醚及大多數(shù)油品互溶。

2、在空氣中爆炸極限為2.5613，空氣中允許濃度0.40mgL。 苯酚是生產(chǎn)染料、醫(yī)藥、炸藥、塑料等的重要原料。 丙酮是重要的有機(jī)溶劑，同時(shí)又是表面活性劑、藥物、有機(jī)玻璃、環(huán)氧樹(shù)脂的原料。22、苯酚、丙酮的生產(chǎn)方法由丙烯和苯合成異丙苯， 異丙苯由空氣氧化得過(guò)氧化氫異丙苯， 過(guò)氧化氫異丙苯在酸性條件下分 解成苯酚和丙酮， 此法是當(dāng)前工業(yè)上生產(chǎn)苯酚和丙酮的主要方法。31、異丙苯的生產(chǎn) (1)主副反應(yīng) 主反應(yīng)： 是放熱反應(yīng) 副反應(yīng)：(2)催化劑 磷酸-硅藻土催化劑 ，氣固相反應(yīng)。二、反應(yīng)原理4(1)主、副反應(yīng) 主反應(yīng)：由于過(guò)氧化氫異丙苯的熱穩(wěn)定性較差，受熱后能自行分解，所以在氧化條件下，還有許多副反應(yīng)

3、發(fā)生。副反應(yīng)：2、異丙苯氧化生成過(guò)氧化氫異丙苯5這些副反應(yīng)的發(fā)生不僅使氧化液的組成復(fù)雜，而且某些副產(chǎn)物還對(duì)氧化反應(yīng)起抑制作用。例如，微量的酚會(huì)嚴(yán)重抑制氧化反應(yīng)的進(jìn)行，生成的含羧基、羥基的物質(zhì)不僅阻滯氧化反應(yīng)，還能促使過(guò)氧化氫異丙苯的分解。6(2)催化劑 異丙苯的液相氧化與一般烴類(lèi)的液相氧化相似，是按自由基鏈鎖反應(yīng)歷程進(jìn)行，包括鏈的引發(fā)、增長(zhǎng)和終止三個(gè)過(guò)程。 由于反應(yīng)生成的過(guò)氧化氫異丙苯在氧化條件下能部分分解成自由基從而加速鏈的引發(fā)以促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，因而異丙苯的氧化反應(yīng)是一種非催化自動(dòng)氧化反應(yīng)。73、過(guò)氧化氫異丙苯的分解(1)主、副反應(yīng)主反應(yīng)：在發(fā)生主反應(yīng)的同時(shí)將伴有副反應(yīng)發(fā)生，而生成的副產(chǎn)物具有

4、相互作用的能力，從而使催化分解過(guò)程的產(chǎn)物非常復(fù)雜，其主要的副反應(yīng)如下：8這些副反應(yīng)不僅降低了苯酚、丙酮的收率，而且使產(chǎn)品的分離變得困難。(2)催化劑 這一反應(yīng)所用的催化劑有：硫酸以及磺酸型離子交換樹(shù)脂等。硫酸作為催化劑，價(jià)廉易得，但酸性分解液中所生的硫酸鹽，容易堵塞管道，腐蝕設(shè)備 所以目前主要采用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為催化劑。9三、操作條件1、過(guò)氧化氫異丙苯生產(chǎn)中的操作條件反應(yīng)溫度2、過(guò)氧化氫異丙苯分解的操作條件原料純度反應(yīng)壓力反應(yīng)溫度原料純度停留時(shí)間 溫度越高，轉(zhuǎn)化率越大。 其原因是該反應(yīng)具有較大的活化能，溫度越高，反應(yīng)速度常數(shù)越大，反應(yīng)速度越高。當(dāng)反應(yīng)溫度由110升到120時(shí)，反應(yīng)速度常

5、數(shù)增加兩倍。 在主反應(yīng)速度提高的同時(shí)，副反應(yīng)速度也相應(yīng)增加。據(jù)研究，對(duì)副反應(yīng)而言，溫度由110升到120，反應(yīng)速度提高23倍，使反應(yīng)的選擇性大大降低。 因此，控制反應(yīng)溫度對(duì)提高反應(yīng)速度和過(guò)氧化氫異丙苯的收率至關(guān)重要。 通常反應(yīng)溫度控制在105120之間。原料中的雜質(zhì)可以分為兩類(lèi)： 一類(lèi)是本身對(duì)反應(yīng)速度影響很小，但由于雜質(zhì)本身在反應(yīng)條件下也發(fā)生反應(yīng)，生成其它產(chǎn)物，而使產(chǎn)品過(guò)氧化氫異丙苯純度下降。這類(lèi)雜質(zhì)主要有苯、甲苯、乙苯、丁苯及二異丙苯。 另一類(lèi)本身就是阻化劑，對(duì)反應(yīng)速度有較大的影響。在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，由于這類(lèi)雜質(zhì)的存在常導(dǎo)致反應(yīng)不能進(jìn)行。常見(jiàn)的有硫化物、酚類(lèi)及不飽和烴類(lèi)等。 因此，對(duì)這些雜質(zhì)要嚴(yán)

6、格加以限制。在工業(yè)生產(chǎn)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。適當(dāng)加壓是為了提高氧分壓，從而提高反應(yīng)速度。 但過(guò)高的壓力對(duì)反應(yīng)速度提高不大，而設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用隨著壓力的升高而增大。 所以反應(yīng)一般在0.40.5MPa下進(jìn)行。反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)速度越快。 溫度升高，相應(yīng)的過(guò)氧化氫異丙苯擴(kuò)散速度加快，從而加快了反應(yīng)速度。 但溫度過(guò)高會(huì)使過(guò)氧化氫異丙苯的分解速度加快，副產(chǎn)物生成量增加。 另外，溫度升高易使離子交換樹(shù)脂失效。 因此，溫度不宜超過(guò)80。在氧化反應(yīng)過(guò)程中，為了控制介質(zhì)的pH值，一般在異丙苯中加有Na2CO3或NaOH。因此，如過(guò)氧化氫異丙苯中含有Na+離子，則Na+ 離子可與活性基團(tuán)中的氫發(fā)生交換，使樹(shù)脂失去活性 因此，氧化反應(yīng)后，應(yīng)對(duì)氧化液進(jìn)行水洗，除去其中的Na+離子。過(guò)氧化氫異丙苯分解反應(yīng)采用不同的停留時(shí)間對(duì)生成亞異丙基丙酮量有較大影響。停留時(shí)間越長(zhǎng)，亞異丙基丙酮生成量越大10四、工藝流程1、異丙苯氧化生成過(guò)氧化氫異丙苯1氧化塔；2、3第一、第二提濃塔；4貯槽；5冷凝器；6氣液分離器；7降膜蒸發(fā)器112、過(guò)氧化氫異丙苯的分解及分解液的分離 1分解塔；2中