双酚A生产工艺论文精品资料

1、双酚A生:H-pHL1项1双酚A的生产工艺1.1硫酸法1早期工业生产采用硫酸法生产双酚A一股使用72.5%73.0%的硫酸作为催化剂在3515C的温度下发生缩合反应产物经水洗结晶离心分离十燥制备出环氧树脂及阻燃剂用双酚A。硫酸法的生产工艺比较简单初期成本低但是原料单耗高导致运行成本高硫酸法生产双酚A的反应选择性较低杂质种类多达40多种包括异构体、二酚、色瞒等杂质含里也比较高分离非常困难导致产品的品质较差。硫酸对管道、设备的腐蚀非常严重操作环境较差对环境的污染(装置泄漏、二废排放)也非常严重。基丁以上情况目刖该工艺已被淘汰。1.2盐酸法盐酸法是双酚A的主流生产方法到20世纪90年代为止世界上90

2、%）左右的装置采用的是盐酸法。盐酸作为催化剂参与苯酚与丙酮的反应在这个反应体系中苯酚为过量。反应压力不超过0.21MPa(表压),温度在65C左右。反应产物通过连续精逐次出氯化氢、水(冷凝后作为回收盐酸重新投入反应器),丙酮。溶解在木酚中的双酚A与过里木酚一起用重结晶法脱除杂质。重结晶法是双酚A产品质里控制的重要环节0双酚A异构体即邻对双酚与双酚A的相对挥发度非常相近无法通过常规的精方法脱除必须采用重结晶法。重结晶法是通过降低¥木酚与双酚A混合溶液的温度使其结晶析出再过滤分离的方法。木酚与双酚A会以1:1的分子比形成加合物结晶而异构体没有这个性质。异构体残留在液相被过滤脱除。滤饼的缝

3、隙中会残留相当多的包含异构体的滤液因此需要用木酚清洗。温度与压力的控制对结晶器的操作非常重要需要保证运行稳。由丁盐酸法的杂质含里少在一些比较成熟的专利中可以连续进行两次结晶后再一次过滤过滤常使用离心机离心分离。被脱除的异构体可以在一条件下转化为双酚A盐酸法工艺中一股采用两步法即先裂化再加合需要使用氢氧化钠作为催化剂。盐酸法的优占八、是丙酮转化率高双酚A选择性也相当高通过问歇分配的反应器系统丙酮基本全反应该反应的选择性高杂质里就比较少易丁分离但是其缺点也同样明显。盐酸不仅酸性强而且含氯离子一股的不锈钢根本无法抵抗其腐蚀所以接触氯化氢的设备和管道必须采用玻璃钢内衬四氟材料或其他特殊不锈钢材料玻璃钢

4、材料有易裂的特占八、在化工生产过程中遇到吹扫、直空负压和振动的情况易引起玻璃钢管道开裂而使盐酸外泄造成环境污染甚至人身伤害¥木酚丙酮生成双酚A的反应同时会产生水多余的水需要被排放出装置而氯化氢无法很好地与水分离因此盐酸法工艺的废水中留有一里的盐酸排水呈酸性对精塔的控制和下游污水处理厂的处理能力都有一的要求1.3离子交换树脂法离子交换树脂法生产双酚A的总体流程与盐酸法相似都是经历反应一原料回收一结晶纯化一加合物分解一提浓一造粒的过程离子交换树脂法原料摩尔比(¥木酚:丙酮)基本在9.5:1以上酚不足会使/曰反应的双酚A选择性下降反之会增加能耗因为多余苯酚需要被回收离子交换树脂法

5、的反应是使用固体催化剂的固床异相催化反应因此不用考虑反应产物与催化剂的分离手段只需保证固体树脂被固在反应器中不流出即可离子交换树脂催化剂需要固助催化剂以提高反应活性反应产物离开反应器后首先进入精塔脱除丙酮、水、部分¥木酚以及轻质杂质(主要是甲醇）。丙酮、水、¥酚及低沸占八、杂质通过连续精分离丙酮和¥酚作为回收原料回到反应器继续参与反应而低沸占八、杂质被排出装置水通过萃取精被送出装置。脱除丙酮的反应混合液要通过重结晶法进一步脱除杂质料液在送入结晶器之刖需要芸八、发掉一部分苯酚由丁该方法的反应选择性不如盐酸法因此以异构体为主的杂质含量比盐酸法多结晶后必须过滤并清洗滤饼

6、熔融后再进行第二次结晶重结晶除杂后的苯酚、双酚A混合液通过提浓塔脱除苯酚在造粒塔通过循环氮气冷却/曰到成品双酚A。两次结晶过滤/曰"寸到的滤液中包含各种杂质主要是双酚A的异构体同时也含有大里双酚A。双酚A异构体可以在一条件下转化为双酚A而离子交换树脂法的装置一股选择反应转化即在一个固床反应器中以离子交换树脂为催化剂使一部分异构体转化为双酚A再加以回收。与主反应器不同的是异构化反应器中的离子交换树脂不需要助催化剂。1.4离子交换树脂法与盐酸法的对比1.4.1反应工序离子交换树脂法使用的反应器为申联的固床反应器操作方式为连续操作。根据不同的工艺及装置产台匕北大小盐酸法使用的反应器有申联反

7、应器也有申联并联相结合的反应器组操作方式为连续与问歇相结合。离子交换树脂法与盐酸法所用¥木酚都是过里的。盐酸法中，丙酮转化率非常高因此反应后的料液需要回收盐酸和¥木酚而离子交换树脂法则不需要回收催化剂需要回收的是未反应的¥木酚和丙酮。1.4.2结晶工序由丁双酚A反应选择性较高因此盐酸法可以连续结晶再离心分离脱除杂质而离子交换树脂法需要在弟一次结晶后就洗涤过滤再进行弟二次结晶当然所/曰品质也是非常理想的1.4.3双酚A异构体及回收工序盐酸法制备双酚A的回收工序往往采用先裂解再合成的方法将异构体分两步转化为双酚A在这一过程中需要用到氢氧化钠且需要较高的温度及压力；离子

8、交换树脂法则更愿息选择一个同样装填了离子交换树脂的反应器反应温度较低(45C左右),反应温升也很小。1.4.4环保对比与盐酸相比作为一种绿色催化剂离子交换树脂几乎没有毋性也没有腐蚀性而且设备管道的材质也只需要不锈钢就可以很好地满足工艺要求采用离子交换树脂法生产时废水是含有微里木酚的中性废水而盐酸法工艺废水中则留有一里的盐酸需要先用碱中和后才台匕北排放2离子交换树脂法工艺的应用从上海中石化三井化工有限公司120kt/a双酚A装置的运行情况来看离子交换树脂法工艺的提升空问比较大但是也有些缺陷下面介绍该装置部分反应工序的优化成果及存在的问题。2.1丙酮转化率提升在离子交换树脂的催化作用下苯酚与丙酮反

9、应生成双酚A如刖所述丙酮转化率往往在80%83%1201kt/a双酚A装置有3台申联反应器苯酚从第一反应器进入流经3个反应器丙酮则分配好流量分别加入3个反应器经过一系列尝试与调整丙酮转化率可以达到86%90%丙酮转化率越高需要回收的未反应丙酮就越少耗费的芸八、汽也越少。丙酮的转化率与许多因素有关如反应温度、压力、丙酮分配比、水含里、¥木酚流里也与催化剂的装填有看不可分割的关系2.2双酚A反应选择性提升离子交换树脂催化双酚A的反应选择性一股在92%94%这也与许多因素有关如反应温度、压力、丙酮分配比和催化剂特性经过反复调整该装置的反应选择性超过96%.0反应选择性的提升代表杂质含量减少

10、不仅可以减少纯化阶段用丁清洗的木酚也节约了用丁分离及回收的芸八、汽。从理论上来说丙酮应该更多地加入靠刖的反应器这样不仅可以更有效地利用剩余寿命更短的催化剂未反应的丙酮也自然地流入后续反应器。但是实际未必如此在某些情况下向靠后的反应器多输送些丙酮反而可以起到更好的效果。因为越靠后的催化剂越新鲜效果更好向靠刖的反应器投加丙酮由丁停留时问的关系即使提高反应温度也未必会取/曰理想的效果。2.3离子交换树脂本身的缺陷在停车检修或反应器不投用的情况下离子交换树脂催化剂需要保存在木酚中长时问的停滞会使酸性基团脱离离子交换树脂进入¥木酚这就使次曰离子交换树脂催化剂在长时问(一星期左右)存放后必须对反

11、应液脱酸处理才台匕北正常投用否则将影响双酚A产品的色度。除此之外离子交换树脂与其他类型的固体催化剂一样装填不慎或者经过一段时问的使用后会有不同程度的物理损伤这主要跟进出反应器的物料流里有关树脂会碎裂形成颗粒由丁带有酸性基团流品的纯度造成影响。2.4离子交换树脂长时问酚A装置使用的离子交需要至少35天的脱酸处过尝试脱酸周期成功在反应器停用后停止伴投用刖再通入芸八、汽融化2.5离子交换树脂碎颗粒换树脂碎颗粒会随看催来越多地流出最终会须设置过滤器反应器生网需要注息的是过芯滤芯的过滤精度在期检查更换滤芯。3结语盐酸法可以直接生产聚良好的操作性投资回换树脂法作为一种绿色随反应液流出反应器入后续工序可台匕北会对产保存方法的优化120kt/a双换树脂保存一周后还理方可投用反应器。经地缩短到12天。只需要热芸八、汽使木酚凝固即可。流出