提取粗酚技术问答

什么是焦油的酚类化合物？焦油酚类化合物是具有酸性的在侧链上含有氧原子的化合物的复杂化合物。焦油酚类化合物根据沸点不同，分为低级酚和高级酚。低级酚系指酚、萘酚、菲酚、及蒽酚等，高级酚含量低，很难提取分离。也可按其能否与水工沸并和水蒸气一起挥发而分为挥发酚和不挥发酚。苯酚。甲酚和二甲酚均属挥发酚，二元酚和多元酚属不挥发酚。焦油酚类化合物是怎样分布的？焦油酚类化合物与水部分互溶，其在焦油和氨水之间的分布，在很大程度上取决于冷凝的工艺条件和氨水的生成量。一般约有13％－37％转入氨水中，其余转入焦油中。低沸点酚易溶于水，所以从氨水中提取的酚类化合物低沸点酚占80％以上。焦油馏分中主要的酚类化合物含量是怎样的？焦油馏分中主要的酚类化合物含量见表组分名称占馏分中主要化合物的质量分数／％轻油酚油萘油洗油一蒽油苯酚90.361.95.485.240.515邻位甲酚5.1414.55.463.340.33间对位甲酚3.4023.044.2014.702.08二甲酚0.6942.9412.95.73由表中参数数据可见，轻油馏分含低沸点酚较多，但轻油馏分产率;一蒽油馏分含低沸点酚较少，故不从这两种馏分中提取酚类化合物。酚油、萘油和洗油馏分作为提取酚类化合物的原料。从焦油馏分中脱除酚类化合物的基本原理是什么？酚类化合物具有弱酸性，当馏分以质量分数为10％—15％的氢氧化钠溶液洗涤时，酚类化合物和碱繁盛如下反应：C6H5ON﹢NaOH→C6H5ONa﹢H2OC6H4CH3OH﹢NaOH→C6H4CH3ONa﹢H2O理论上每1kg粗酚需要100％的氢氧化钠0.4kg,实际上生产中性酚钠时只需中性酚钠分解的基本原理是什么？中性酚钠用酸性物种和分解。采用的酸性物有硫酸和二氧化碳气体。二氧化碳可利用高炉煤气（含CO2为13%，含CO为26%）、焦炉烟道废气(含CO2为10%—17%)或石灰窑气（含CO2为30%）。用质量分数为60%~75%的硫酸分解中性酚钠的反应为：2C6H5ONa+H2SO4→C6H5OH+NaSO42C6H4CH3ONa+H2SO4→2C6H4CH3OH+H2S04每1kg粗酚需要100%H2SO40.6kg用二氧化碳分解中性酚钠的反应为：C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO32C6H5ONa+CO2+H2O→2C6H5OH+Na2CO3生产的NaHCO3溶液加热到95℃，则全部转化为Na2CO2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O将Na2CO3用石灰乳苛化后得到氢氧化钠：Na2CO3+CaO+H2O→CaCO3+2NaOH经分离除去CaCO3渣可回收NaOH溶液，在用于脱酚，从而形成氢氧化钠的闭路循环。NaOH回收率约为75%。对馏分脱酚盐的顺序有何要求？盐基呈弱碱性，酚呈弱酸性，当在馏分中同时存在时，则盐基和酚易生成分子化合物：C7H9N+C6H5OH→C7H9N·HOC6H5上述反应时可逆的，其平衡与酚和盐基含量比例有关。馏分中酚含量大于盐基的含量时，所形成的化合物酸洗时不易分解；馏分中盐基含量大于酚含量时，所形成的化合物碱洗时不易分解。故若酚含量大于盐基含量时，应先脱酚后脱盐基；反之，则应先脱盐基后脱酚。这样做可以使反应向左移，破坏分子化合物的生产。怎样配制稀硫酸？配制稀硫酸有两种方法：间歇配酸法。首先将一定量的水装入配酸槽中，然后用酸泵将浓硫酸按配比缓慢送入槽中，同时用压缩空气搅拌，配比成符合要求的稀硫酸。连续配酸法。将浓硫酸高位槽和温水高位槽中的浓硫酸和温水经由转子流量计按比例放出，通过一个混合器（耐腐蚀材料制成）而配制成符合要求的稀硫酸。怎样配制稀碱液？首先将浓碱送入洗碱槽，再按配比加水。一般使用的教育蒸馏产生的酚水或蒸吹酚钠的分离水配制。怎样配制碳酸钠溶液？通常将固体碳酸钠倒入半地下卧式配碱槽中，注水稀释，通入直接蒸气溶化配制成符合要求的溶液，然后用蒸气压送到碳酸钠溶液储槽。如何配制质量分数为15%的稀碱液？已知100m3碱槽中装有质量分数为40%的浓碱液30t,解：设需加水xt，则30×40%＝（30+x）×15%x=50t答；需再加水50t,可配制浓度为15%的稀碱液。11.歇洗涤脱酚脱盐基是怎样进行的？（1）酚油馏分脱酚。酚油馏分一般含酚20%～30%，需脱酚3～4遍。若油中含酚大于3%，宜采用碱性酚钠洗涤脱酚，的中性酚钠。若含酚小于3%，宜采用新碱洗涤脱酚，的碱性酚钠。（2）酚奈洗混合馏分脱酚。酚奈洗混合馏分一般含酚5%～6%，需脱酚两遍。第一遍使用碱性酚钠洗涤脱酚，洗后馏分含酚将至2.5%～4%，得到中性的酚钠。第二遍使用新碱液洗涤脱酚，使馏分含量达到0.5%一下，得到碱性酚钠。（3）奈洗混合馏分脱酚。奈洗混合馏分一般含酚3%左右，用新碱洗涤脱酚一遍，得到碱性酚钠。（4）馏分脱盐基。馏分脱盐基应进行两遍，第一遍使用酸性硫酸盐基洗涤脱盐基，得到中性硫酸盐基；第二遍使用新酸脱盐基得到酸性硫酸盐基。12.影响间歇洗涤操作的因素有哪些？影响间歇洗涤操作的因素主要有；洗涤温度。洗涤温度过低，脱酚反应迟缓而不完全，对于含奈来那个较高的馏分，又极易析出奈结晶；洗涤温度过高，则油类易溶于酚钠之中。一般酚油洗涤温度控制在50～60℃，奈洗混合馏分控制在80～90℃，酚萘洗混合馏分控制在80～85馏分脱盐基操作时，洗涤温度的影响与脱酚类似，也应控制适宜。试剂的浓度。试剂浓度太低时反应不完全，太高与反应物分离不清。新碱液的质量分数以10%～15%为宜，硫酸的质量分数以15%～17%为宜。搅拌时间与静置时间。馏分和试剂加入洗涤器后要进行搅拌，每脱一遍酚一遍盐基均应搅拌1.5h，静置2～3h,然后分离。搅拌方式有两种，即机械搅拌和压缩空气搅拌。机械搅拌是在西单器内设置一个回转的中心轴，轴上附带有一个搅拌涡轮，转速为145r／min。压缩空气搅拌时，洗涤器入口处压缩空气的压力一般为0.04～0.1Mpa.13.间歇洗涤操作易发生哪些问题，是由什么原因引起的？间歇洗涤易发生以下问题:油与酚钠分离不好，主要是馏分和建业温度过低引起。可通过蒸汽加热并延长澄清解决。馏分中酚和盐基洗涤不下来，主要原因有：馏分含水超过规定；酸或碱加入量少；搅拌不良等。洗涤后油中胶质物多，主要原因有：馏分闻不到过高；算或碱浓度过高等。14.馏分连续洗涤脱酚脱盐基有哪几种工艺？连续洗涤脱酚脱盐基工艺根据洗涤馏分与试剂接触混合方式不同，有三种工艺流程。（1）泵前混合式连续洗涤工艺流程。该工艺的特点是被洗涤馏分与试剂在泵前管道内混合，经泵搅拌达到脱酚或脱盐基的目的，然后进入分离器（连洗塔）澄清分离。根据洗涤馏分不同，可以设3～4个分离器。如洗涤酚萘洗混合馏分，可按下图所示流程进行。（2）对喷式连续洗涤工艺流程。该工艺特点是被洗涤馏分用泵送入塔底经喷嘴上喷，试剂由塔顶注入，二者在反应区内充分接触反应，依浓度差不同，净馏分由塔顶排出，反应物由塔底排出。（3）喷射混合器式连续洗涤工艺流程。该工艺的特点是被洗涤馏分与试剂采用喷射混合器胡管道混合器进行混合搅拌，达到充分反应的目的，然后进入分离塔分离。15.馏分酸洗脱盐基和碱洗脱酚对得到的馏分和半成品的质量有何要求？主要有以下要求；（1）净馏分含酚、盐基及水质量分数均应小于1%。（2)中性酚钠含酚质量分数控制在20%～25%，含游离碱质量分数不大于1.5%。（3）中性硫酸盐基含盐基质量分数不小于20%，含游离酸质量分数不大于2%。16.碱洗脱酚得到的中性酚钠为什么要进行净化？因为中性酚钠含有1%～3%的中性油、萘和盐基等杂质，在用酸性物分解前必须除去，以免影响粗酚精制产品的质量。17.中性酚钠采用什么方法净化？中性酚钠净化采用以下两种方法：（1）蒸吹法。蒸吹法德主体设备时蒸吹釜和蒸吹柱或者是设有再沸器的脱油塔。中性酚钠静置分离出一部分中性油后，与排出的净酚钠和柱顶蒸出的油水混合气换热至90～95℃由柱顶喷淋而下。（2）洗净法。（2）洗涤法。利用轻油（如粗苯馏分）萃取粗酚钠中的油类杂质。轻油由净化塔塔底进入，粗酚钠由塔上部供入，轻油与粗酚钠在逆流接触过程中油类杂质便被轻油萃取，粗酚钠得到净化。净化后的酚钠含油质量分数一般小于0.05%。18．蒸吹废水含酚过高是什么原因引起的？蒸吹废水含酚过高主要由以下原因引起的：供给塔内的蒸汽量大。粗酚钠供给量大冷凝冷却器管漏，粗酚钠与油气换热过程有漏入发生。一般蒸吹废水含酚质量分数要求不大于0.6%。19．蒸吹釜排出的精制酚钠呈弱浑浊是什么原因引起的？主要由以下原因引起：粗粉钠供给量大。供给塔内的蒸汽量不足。20．蒸吹塔压力升高是什么原因引起的？主要由以下原因引起的：塔顶冷凝冷却器供水力量不足，油气和水蒸汽冷凝冷却效果差。精制酚钠流出管道发生堵塞。一般蒸吹塔的工作压力不大于0.03Mpa。21．馏分脱酚的碱消耗量怎样计算？馏分脱酚加入碱性酚钠量的计算公式:G1=式中G1-碱性酚钠量，t;G0-洗涤馏分量，t;馏分含酚质量分数，%；B1-碱性酚钠含游离碱质量分数，%；0.36-1kg粗粉需100%NaOH约0.36kg。馏分脱酚加入稀碱量的计算公式：G2=式中G2-稀碱量，t；B2-稀碱质量分数，%；2.5-碱的过量系数。22．馏分脱盐基的酸消耗量怎样计算？馏分脱盐基加入酸性盐基量的计算公式：G1=式中G1-酸性盐基量，t；G0-洗涤馏分量，t；C-馏分含盐基质量分数，%；D1-酸性盐基含游离酸质量分数，%；0.4-1kg粗盐基需100%H2SO4约0.4kg。馏分脱盐基加入稀酸量的计算公式：G2=式中G2-稀酸量，t；D2-稀酸质量分数，%；2.0-酸的过量系数。23.馏分连续洗涤采用的主要设备构造是怎样的？（1）连洗塔。连洗塔式泵前混合式连续洗涤工艺的主要设备，主要起已洗馏分与反应生成物分离的作用和继续反应的作用，所以也叫分离器。连洗塔是中空的直立圆筒形设备，一般高9.5m,直径以生产能力而定。分离时间约为4h。脱盐基德连洗塔内壁应设耐酸内衬。(2)脉冲式脱酚塔。脉冲式脱酚塔内装18层筛板并固定在中心轴上，借助塔顶的传动装置，以高频率上下往复振动，其搅拌作用，使试剂与物料充分接触反应，馏分与反应生成物分别在塔上部和下部的分离区澄清分离。（3）喷射混合器。喷射混合器油喷嘴、接受室、混合室及扩散器组成，其工作原理是利用工作流体在高压下经过喷嘴，以高速度喷射出，使它的位能转变为动能，产生压降而将液体吸入，工作流体流速与吸入流体经过混合式混合，在进入扩散器。在扩散器中混合流体流速逐渐减小，而位能逐渐增高，即压力逐渐增高，故能将液体排出。(4)管道混合器。管道混合器式一种静止型混合器，内部填充着单元。它的作用原理是通过的液体被单元不断地分割和叠加，流体被单元分割后，在向前流动中旋转而改变方向。由于这种作用而使被洗馏分和试剂充分混合。24.联系塔内馏分与反应生成物分层不好的原因是什么？分层不好的主要原因是：（1）液位调节不当。当从塔内流出的油中带有硫酸盐基或酚钠时，说明硫酸盐基或酚钠液位太高，应调节液位使其降低；当从塔流出的硫酸盐基和酚钠带油时，说明液位太低，应调节使其升高。（2）加热的试剂（稀碱、稀酸、碱性酚钠、酸性酚钠）量不足。（3）加热的试剂浓度低。 （4）洗涤温度低。这主要是由塔馏分或试剂温度低所至。（5）被洗涤馏分质量差，水分含量高。25.精制酚钠有哪些分解方法？酚钠分解有硫酸法和二氧化碳法。硫酸分解法又有间歇操作和连续操作两种。二氧化碳分解法采用连续操作。26.间歇操作的硫酸分解法是怎样进行分解酚钠的？首先将净酚钠装入分解器内，装入量占器内有效容积的75%，然后从高位槽缓慢注入质量分数为70%～75%的硫酸，同时用机械或压缩空气搅拌。反应终了后静置数小时。分解生成的粗酚浮于上层，硫酸钠液沉于器底，一次放出。分解加酸要产生反应热，加酸时应缓慢均应，利用开闭器或孔板调节流量。一般用水间接冷却，控制反应温度在90℃27.连续式硫酸分解法是怎样进行分解酚钠的？将净酚钠和质量分数为60%的稀硫酸同时送入喷射混合器，再经过管道混合器进入分离槽，反应得到的粗酚从槽上部排出，底部排出硫酸钠溶液。为洗去粗酚中的游离酸，将粗酚与占粗酚量30%的水经管道混合器进入分离槽，含酚月0.5%的分离水从槽上排出，粗酚从槽底经液位调节器排出。水洗后的粗酚含硫酸钠10～20mg／kg。28.为什么分解酚钠不宜使用浓硫酸？因为浓硫酸能与酚类化合物发生磺化反应，磺化物溶于粗酚。粗酚精制时磺化物分解产生二氧化硫气体，影响产品纯度并腐蚀设备。另外，不用浓硫酸分解反应激烈，烟雾逸出较少，操作环境得到一定改善。29.用烟道废气中的CO2是怎样进行分解酚钠的？烟道气分解酚钠的工艺流程图。烟道气经除尘后进入直接水冷器，冷却至40℃，由鼓风机送入酚钠分解塔德上段。下段和酸化段的下段。酚钠液经套管加热器加热至40～50℃30.粗酚和粗盐基为什么要进行精制？粗酚和粗盐基都是粗产品，它们是多种化合物的混合物，并含有各种杂质，直接用途不大，只有将它们精制成纯产品，才能提高其使用价值。某厂粗酚组成的质量分数／%苯酚37.2-43.2邻位甲酚7.62-10.35间、对位甲酚31.9-37.82,6-二甲酚0.76-2.542,42,3-二甲酚4.88-6.2-二甲酚7.27-8.922,53,53,4-二甲酚0.74-2.4531.采用什么方法精制粗酚?粗酚精制时利用酚类化合物的沸点差异，采用精馏方法加工，以获得酚产品。为了降低粗酚的蒸馏温度，减轻粗酚在高温下分解及高沸点物的聚合；延长设备使用周期；降低能耗；提高产品质量量和产率；改善劳动环境，因此多采用减压精馏法。粗酚精制的工艺有减压间歇精馏和减压连续精馏两种。32.减压间歇精馏工艺是怎样进行精制粗酚的？该工艺包括脱水、脱渣和精馏。（1）脱水和脱渣。脱水的目的是为了缩短精馏时间。脱渣的目的是为了避免高沸点树脂状物质热聚合，加速釜内加热器垢层形成，降低传热效率，甚至造成釜内残渣固化。粗酚在脱水釜内，用蒸气间接加热脱水。脱出的酚水和少量轻酚馏分经冷能冷却和油水分离后，清馏分送回粗酚中，含酚之类酚水为3%-4%的酚水用于配制脱酚用碱液。当脱水填料柱温度达到140-150℃时，脱水结束。如不脱渣即停止加热，釜内粗酚作为精馏原料。如需脱渣，则在脱水后启动真空系统，当釜顶粗酚度达到70kPa和釜顶上升管温度达到165-170（2）间歇精馏。馏分靠真空吸入蒸馏釜，釜内真空度达73-80kPa并稳定时，开始加热釜内原料进行精馏。蒸馏釜采用中压蒸汽或导热油等高温热载体间接加热，按所选择的操作制度切取馏分，精馏塔顶镏出物经冷能冷却后进入回流分配器，按要求调节回流比。间歇精馏要产生中间馏分和主馏分（含主要化合物的混合馏分），需要二次精馏方能得到符合要求的产品。33.粗酚间歇精馏切取主馏分或产品采取哪些控制手段？主要控制手段如下：（1）回流比。切取不同的馏分回流比控制不同。（2）切取速度。切取不同的馏分，控制不同的切取速度。（3）结晶点。根据结晶点的变化切取馏分。（4）初馏点、干点及馏程。（5）主化合物含量。以某厂全馏分精馏切取邻甲酚馏分的切换制度为例说明，见下表。切取制度依原料组成、处理量及产品种类不同而异，应从生产实践中总结出合理的切换制度。全馏分精馏切取邻甲酚馏分的切换制度馏分名称回流比切取速度／kg·h-1切换条件开始终了轻馏分工业酚中间馏分邻甲酚馏分工业甲酚工业二甲酚0-36-8883-50.5200-300400-200100150-200600-400≤600初馏结晶点10-15结晶点下降至30185℃前小于初馏点大于195干点215.5-217结晶点10-15结晶点下降至30185℃前小于初馏点大于195干点215.5-217225℃34.减压连续精馏工艺是怎样精制粗酚的？减压连续工艺进行精制粗酚可由简图说明。各塔内热源均采用蒸汽加热部分塔底残油，通过重沸器循环向塔内供热。初馏塔底得到的重馏分和间对甲酚塔底的残油，其组分主要是甲酚以后的高沸点酚，可以通过减压间歇精馏生产二甲酚。35.粗酚精制得到的产品质量指标是什么？粗酚精制得到的产品有苯酚、工业酚、工业甲酚、邻甲酚、间对甲酚、工业二甲酚。（1）苯酚和工业酚。苯酚和工业酚的质量指标见表。苯酚和工业酚质量指标指标名称苯酚工业酚一级二级外观白色或略带颜色的结晶结晶点（对无水物）／℃≥40≥39.7≥31水分质量分数／%≤0.2≤0.3≤1.0中性油质量分数／%≤0.1≤0.1≤0.5吡啶碱质量封闭式／%≤0.3（2）工业甲酚。工业甲酚质量指标见表。工业甲酚质量指标指标名称指标一级二级外观无色至棕红色透明液体密度(20℃)／g·cm1.03-1.05蒸馏实验(大气压101325Pa)：190℃≤5210℃≥95间甲酚质量分数／%≥41≥34中性油质量分数／%≤1.0水分质量分数／%≤1.0邻甲酚。邻甲酚质量指标见表。邻甲酚质量指标指标名称指标邻甲酚质量分数（干基）／%≥96苯酚质量分数／%≤22,6-二甲酚质量分数／%≤2水分质量分数／%≤0.5邻甲酚组成（质量分数）：苯酚0.89%-1.2%；邻甲酚95.3%-96.77%；间对甲酚1.69%-2.8%。（4）间对甲酚。间对甲酚质量指标见表。间对甲酚质量指标指标名称指标一级二级外观无色至褐色透明液体密度(20℃)／g·cm1.03-1.04蒸馏实验(大气压101325Pa)：195-205℃≥95水分质量分数／%≤0.3≤0.5中性油质量分数／%≤0.2≤0.3间甲酚质量分数／%≥50≥45间对甲酚组成（质量分数）：中性油0.05%；苯酚1.66%-5.67%；邻甲酚5.27%-9.90%；对甲酚27.16%-31.12%；间甲酚50.77%-58.80%；2,4-二甲酚和2,5-二甲酚3.09%-6.06%；2,3-二甲酚0-0.24%；3,5-二甲酚0-0.14%。（5）工业二甲酚。工业二甲酚质量指标见表。工业二甲酚质量指标指标名称指标一级二级外观无色至棕红色透明液体密度(20℃)／g·cm1.01-1．04蒸馏实验(大气压101325Pa)：195-205℃≤5中性油质量分数／%≥95≥90间甲酚质量分数／%≤1.0≤1.5水分质量分数／%≤1.0工业二甲酚组成（质量分数）：苯酚0.46%-1.37%；邻甲酚0.41%-1.61%；间对甲