简述苯酚丙酮

简述苯酚丙酮1.1概述1.1.1设计基础苯酚和丙酮是重要的化工原料。在我国，今年来的苯酚，丙酮市场相当活跃。作为一种重要的有机原料，苯酚的用途相当广泛。它主要用于制造酚醛树脂，双酚A,环氧树脂，苯胺胶，烷基酚等，同时也广泛用于医药，染料，农药，合成洗涤剂等行业。丙酮既是优良的有机溶剂，广泛用于油脂，油漆，火药，树脂，橡胶，照相软片等，也是重要的化工原料之一，用于生产有机玻璃，异丙醇，溶剂，甲氨基丙烯酸甲酯，丙酮氰醇，双酚等。近年来，受电子通讯工业，汽车工业和建筑业发展的驱动，我国苯酚-丙酮市场相当活跃。苯酚-丙酮的下游产品迅速发展，需求强劲增加。异丙苯法是目前世界上最重要的苯酚-丙酮生产方法，其生产能力约占世界苯酚生产能力的90%以上。异丙苯法生产苯酚丙酮的工艺以苯和丙烯为原料，发生加成反应生成异丙苯，然后将异丙苯氧化为过氧化氢异丙苯（CHP），再由过氧化氢异丙苯分解生成苯酚和丙酮。1.1.2生产规模年产苯酚-丙酮20万吨，其中丙酮37%（7.4万吨），苯酚63%（12.6万吨）1.1.3设计方案确定原理：异丙苯法生产苯酚丙酮的工艺以苯和丙烯为原料，发生加成反应生成异丙苯，然后将异丙苯氧化为过氧化氢异丙苯（CHP），再由过氧化氢异丙苯分解生成苯酚和丙酮。另外，流程还有反烃化，生成二异三异产物的副反应发生。其涉及的主要反应：工艺流程说明：苯酚丙酮装置的精制单元由丙酮精制系统和苯酚精制系统组成。此外，还包括丙酮汽提塔，苯酚回收塔和酚处理器等设备。在送来的分解液中除含有苯酚，丙酮，异丙苯，溶解水以外，还有少量乙醛，苯乙酮等酮类、а—甲基苯乙烯（AMS）等烃类及高沸物。分解液精粗丙酮塔进行切割分离，富含丙酮的轻组分自塔顶采出，进入丙酮精制塔进行丙酮精制，并在侧线得到产品丙酮；而富含苯酚的重组分自粗丙酮塔塔底采出，经粗苯酚塔，脱烃塔和苯酚精制塔得到产品苯酚。1.1.4工艺技术路线该设计主要要求得到年产量为7.4万吨的丙酮产品。所以，丙酮的生产工艺流程如下：A.丙酮精制精馏进料首先从初丙酮塔塔顶丙酮、水和比苯酚轻的组分作为精丙酮塔的进料，精丙酮塔用苛性钠处理除去醛类等低沸物，塔顶馏出物作为分解用的丙酮，侧线采出产品丙酮，塔釜液送回回收工段回收其有效成分。其简要流程图：2．原料异丙苯中杂质原料中的杂质可以分为两类,一类是本身对反应速度影响很小，但由于杂质本身在反应条件下也发生反应，生成其它产物，而使产品过氧化氢异丙苯纯度下降。这类杂质主要有苯、甲苯、乙苯、丁苯及二异丙苯。另一类本身就是阻化剂，对反应速度有较大的影响。在反应开始时，由于这类杂质的存在常导致反应不能进行。常见的有硫化物、酚类及不饱和烃类等。因此，对这些杂质要严格加以限制。在工业生产中，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，总硫含量小于2ppm，氧含量小于4ppm。3．反应压力压力对异丙苯氧化无特殊影响，反应一般在0.4～0.5MPa下进行。适当加压是为了提高氧分压，从而提高反应速度。但过高的压力也无益处，压力过高对反应速度影响不大，而设备费用和操作费用随着压力的升高而增大。（二）过氧化氢异丙苯分解的操作条件1．反应温度反应温度的影响见图2。由图可见，反应温度越高，反应速度越快。温度升高，相应的过氧化氢异丙苯扩散速度加快，从而加快了反应速度。但温度过高会使过氧化氢异丙苯的分解速度加快，副产物生成量增加。另外，温度升高易使离子交换树脂失效。因此，温度不宜超过80℃。2．杂质过氧化氢异丙苯中的杂质对反应速度有影响。在氧化反应过程中，为了控制介质的pH值，一般在异丙苯中加有Na2CO3或NaOH。因此，如过氧化氢异丙苯中含有Na+离子，则Na+离子可与活性基团中的氢发生交换，使树脂失去活性。因此，氧化反应后，应对氧化液进行水洗，除去其中的Na+离子。另外，过氧化氢异丙苯中还含有苯乙酮，二甲基苯基甲醇、α-甲基苯乙烯等杂质。在分解反应中，这些杂质会进一步发生聚合、缩合等反应，而生成一些大分子的呈焦油状的副产物，它们将树脂表面覆盖，从而使树脂活性降低。因此，要求过氧化氢异丙苯中的杂质要尽量低一些。1.2文献综述1.2.1装置简介异丙苯法制备苯酚、丙酮是目前世界上获得苯酚、丙酮的主要技术路线，从20世纪50年代开始工业化到目前为止，世界上约90%的苯酚来自该路线，在世界苯酚工业中占主导地位，2002年世界苯酚产能约为720X104t/a，其中91%采用异丙苯法。我国采用异丙苯法制备苯酚、丙酮始自20世纪60年代中期，国内第一套万吨级异丙苯法苯酚丙酮装置于1970年在燕化公司建成投产，1986年国内首套引进技术8X104t/a异丙苯法苯酚丙酮装置在燕化公司建成投产，成为当时国内最大的苯酚丙酮生产装置。目前国内苯酚丙酮主要生产厂家有燕山石化、高桥石化、华字石化、吉林石化、广州建涛集团，所采用的工艺路线都是异丙苯法制备苯酚、丙酮。随着技术的不断发展、进步，苯酚丙酮装置生产规模不断扩大，目前国内单套装置最大产能为燕化公司16X104t/a苯酚丙酮装置，国内正在筹建的单套装置最大产能为20X104t/a。德国Ineos苯酚有限公司以生产能力为62.0X104t/a为世界之最。随着催化剂和生产工艺的发展，大多数生产装置制取异丙苯工艺已从传统的AlCl3法转为固体磷酸或沸石催化法，我国四大生产厂家和正在筹建的生产装置皆采用后者。目前较先进的异丙苯制备苯酚工艺是Allied/UOP工艺，由美国UOP公司和美国联合化学公司共同开发，全球已有11家苯酚生产厂家采用该工艺。目前，世界许多生产厂家纷纷对苯酚的生产技术进行改进和开发新的生产工艺。通过对成熟的异丙苯制备苯酚工艺中催化剂和CHP分解、苯酚精制两个工艺的研究，朝着工艺路线更短，经济效益更好的方向发展。1.2.2装置的主要类型异丙苯制备苯酚工艺分为三步：(1)苯和丙烯反应生成异丙苯，传统工艺为