异丙苯法制苯酚和丙酮_d1a81ad8_3d90_43f7_b117_fa478.pdf

异丙苯法制苯酚和丙酮 上海高桥化工厂 异丙苯法生产苯酚 丙酮 是近二十年发展起来的一项新工艺 由于原料简单 苯的消耗 定伙 额低 适合大规 摸连续生产 业能同时制取苯酚 丙 酮 因此 这个方法有很大的生命力 其产 量和规模逐 渐压倒和超过了其他 生产苯酚 的方 法 异丙苯法是以石油加工产品为原料的 所以优 越于以粮食为原料的发酵 法丙 酮生产工艺 发酵法 每生产 1吨 丙酮 要消耗 4 吨粮食 如单以我 厂每年生产6 0D 0 吨丙酮 计算 每年能为 国家节 约粮食 2 D 00 0 吨 这对 贯彻执行 伟大领 袖毛主席 关于 深 挖洞 广积粮 不称翻 的 光辉 指示有重大意义 城 一 概 一 化学反 应 异 丙苯法 分如下三个反应步骤 示 意如下 1 烃化反应 述 AI C l s H C I C eH CH 3 一C H CH z 一 C eH 95 100 C H 铆 一CH I CH 副反应 生成多异丙苯等 2 氧化反应 自动催化氧化 C H 3 j C H 一C H C H CH a 10 5 115 一 一 今 CH s 4 6大气压 C oH 一CO O H l C H 副反 应 C H 一C O O H OT 一 CHC H K O C H 番 C H 一 CO一CH s CH O H ll 一 C H 一C 一C H H O 一 HC H O 一 HCO OH 等 CH l 3 分解反应 C oH 一C OOH I CH O H ZS O 或树脂 1 1 一 C eH O H C H 一 C一C H 3 35 70 从 副 反应 与氧化相 同外还有 C H CH l飞 C H 一C OH C H O H 一 C oH 一C 一C oH 一O H H ZO 1l CH CH 召 总2 君 C H e H 一 e一e H e H o H 一 e HS一亡 一e H 一o H 罕 l CH 3 CH 3 H c o Ol l CH 一e一e H 3 eH 一 e一eH 一 e H 3一e 一eH Z一C 一o H C H s C H l 一 CH 3 一C一CH 二C H O 等 龟 杏 CH 3 二 催化剂 烃化反应所用 的催化剂种 类很多 有代表性的是 A IC13 H CI的液相催化反应和载于硅 藻土 上 的H 3 PO B F3的 气相催化反应 前 一种 对原料要 求 不高 可用 焦化苯和含硫 较高的 丙烯 但 防 腐要求高 流程 长 因为它在国内是一项成熟的工 艺 所以为我们采用 三 氧化方 法 氧化主要有干 燥和乳液氧化两种 乳液氧化不象所 预计的 那样 业 没有什么重 大 优点 因此 采用干燥氧化较多 氧化深度和温度对反 应有较大影响 温度和浓度过高则增加副产物 太低则 处理能力降低 一般有低温高浓度 反应温度8 9 11 0 浓度3 1拓 和低浓度 反应温度11 0 左右 浓度约 1 8拓 之分 我厂由于采用不提浓 法 所以氧化浓度在3 D 拓左右 温度ID 5 11 5 氧化是自动催化反应 可以不 要加催化剂 但是对原料 的要求 很高 异丙苯越 纯 副产物越 少 控 制如下 几个项目 苯酚 6Dp pm pH值 了 试 一 甲基苯乙烯含量 0 2拓 氧化液在 分解之前预 先提 浓到 9 0 拓称 全提 浓 加拓称半提 浓 以及不提 浓 直接分解 不 提 浓与半提浓相比 蒸汽消耗量大扬 不 锈 钢少用约场 分解催化剂种 类 也很多 浓硫酸催化分解与 其他无机酸 稀硫酸相比 收率最高 但是腐蚀严 重 热量不易引 出 采 用丙酮移热的方 法 异 丙 叉丙 酮含量增加 影响苯酚质量 分解液经中和后产生大量芒 硝 容易堵塞蒸馏塔釜 目前我 厂采用 的T 32氢型阳离子交换树脂分解 收率略高于浓硫酸分解 最 大 的优点是腐 蚀性小 热 量 易移去 蒸馏时 不 易堵塞塔釜 业有可能省去中和一个步骤 从而彻底消除堵塞 二 流程简介 丙烯和苯按0 3 0 36 1 分子 比 的比例进烃化塔 1 AIC l a 用 二倍重 量 的多异丙苯配成液 体络合物 计量 间歇 送入 烃化塔 1 苯中含有9 8拓的异 丙苯 异 丙苯送去氧化 多异 丙苯在割 焦塔 10 除焦 后 与回收苯一 道返回烃 化或 配制A IC I 络合 物 A ICI 有脱烃作用 使烃 化液中多异丙苯能维持在l D 1 5多这 一含量 新鲜异丙苯和经 碱 洗塔 11 碱洗后含酚 60ppm的回收异丙苯一 同 经预热器 12 后 由塔顶 进 入氧化塔 13 空气以理 论量 的13 0拓从塔底鼓泡入塔 维持塔底压 力5公斤 厘米 2 和10 5 1 15 温度 氧化塔共分1 0段 每段间距1 4 米 用带鼓泡管的泡 罩进行空 气再 分配 空气夹带 总 25 一 一 的异丙苯 经冷凝器 1 4 回收 经碱 洗塔 1 5 碱洗后再使用 氧化 液浓 度3 0拓左右 经 冷却器 16 后 至贮槽 17 氧化液在分解锅 18 中分解 反应 温 度7 0 左右 树 脂随 分解 液一道至沉降槽 19 树 脂沉降 下来返回一 号锅 分解 锅 分三锅六段 每 段容积3 5立 方米 分解液经碱洗 塔 2 0 碱洗后送去分离 成品精馏 第一塔为粗 丙酮塔 1 蒸出的粗 丙酮 经脱 醛塔 2 脱 醛 然后 由精丙酮塔 3 精 馏 精馏 时加入 1 0 1 5 多浓度的 N a O H 用 量为进丙 酮量 的1拓左 右 粗丙 酮釜液 由脱水塔七4 去除少量的水和酸 然后在粗 回异塔 5 回收异 丙苯 粗回收异 丙苯再在精回异塔 6 精馏 精回 收 异丙苯送去氧化 釜液返 回粗回异塔 粗回异塔釜的粗酚先在割焦塔 7 割焦 然后去脱烃塔 8 脱除轻馏 分 最后 由精酚塔 9 蒸出精苯酚 h a 再 城卜燕 气 侧幼 攀 了了了 超 J 帐 该 一日 一一 上上 对对 图 1 异丙笨法制笨盼和丙翻流程圈 1口 总2 0 脱 烃 塔顶 液中含苯酚26万左右 由脱酚塔 10 回收 回收的苯酚返回脱 烃塔 脱 酚塔顶 液是 异丙苯和试 一 甲基苯乙烯 先经过 碱洗塔 11 再由回收异 丙苯塔 12 回收异 丙苯返回氧化 然后 在粗叫 一 甲基苯乙烯塔 13 蒸出剩余的异 丙苯 此异丙苯返 回塔 12 最后在精试 一 甲基苯乙烯塔 蒸出试 一 甲基苯乙烯 割焦塔 7 及精酚塔 幻 的 塔釜 焦油 由管式炉 16 加 热 在气液分离器 1 6 中 分离出回收苯 酚 经冷凝 器 17 后 至 间歇塔 18 预蒸 然后 返回脱烃 塔 8 从汽液 分离器分 离 出来的液体是 焦油残渣 三 试生产情况 我厂的异丙苯装置每年产苯酚 9400吨 丙酮5600吨 经 过试车表明 离子交换树 脂分解工 艺是可行的 全装置除个别薄弱环 节外 生产能力能够达 到要求 烃化每小时可进苯了吨 或 更高些 烃化液 中异丙苯含量3 D 3 5终 烃化精馏 也可达到7吨 时处理 量 目前异 丙苯质量尚可 但有波 动 因为回 收苯塔不能把苯的含量降低到0 2拓以下 加 上烃化液中乙苯很 少 所以粗乙苯塔实际上成了第二蒸苯塔 虽然这样 异 丙苯中苯和乙苯的含 量仍有波动 有时可达 1 2多 有时可低于 0 3拓 这与使用 的蒸汽压力太低有很大的关系 氧化塔的处理能力比较大 由表 1可 知 反应温度在ID 5 11 D 时 氧化液生成量达 到 9 6 吨 时 如果提高反 应温度到 12 D 处理 能力就 更大 了 但副产物多一些 由于试 剂质量 不大好 副产物没有分析 衰 I 级化塔不 同处 理能 力 的 比较 投料里 吨 时反应温度 氧化深度拓 尾气夹带吨 时 氧化液pH值l氧化液杂质书 g 10 14 105 115 115 120 30士2 30士2 3 4 3 4 2 不过表1是氧化塔稳定 后 的处理能力 稳定之前波动是很 大 的 往 往开车4 D小 时 左右 反 应 速度明显减慢 有时很快就减慢 因而影响树脂分解和成品精馏 后来 通 过小试验 查出 了影响 因素 尾气夹带出来的异丙苯 尾料 回收后碱洗不稳定是问题 的关键 试验结果见表2 衰 2 各 种异 丙笨叙 化结 果 序 号 原 料 反应温度 弓 发浓度 反应时间 时 氧化深度 备注 4忿30 4 30 7 30 4 15 26 0 245 7 0 23 9 nU自Un甘介 U 曰 曰 曰9自 J 二 通 二 J 二 人 回收异丙苯 新鲜异丙 苯 含尾料的新鲜异丙苯 第 3项经碱洗 几二 心口 试验前用分 液 漏斗碱洗 J 几 门几劝1 占 造成 尾 料碱 洗不 稳定 的主要原因是原碱洗流 程安排不合 理 从 图2看 尾料由稳 压槽出来经 K减压后 直接 进碱 洗塔 此时溶 解 在尾 料中 的空气 大量放出 使碱 洗一 直处于冲塔状 态 碱液 被 气体带走 造成碱 洗 效果 不好 以后将 流程修改如图3所 示 尾料经K减压后 先由气液分离器将气休除掉 再用泵碱洗 这样能达到稳定 的碱洗效果 解 决了氧化经常洗塔 的 问题 使车间开车稳定正常 树脂分解是一 项新 工艺 原50 0吨中试车间是 间 歇反应 现15 00 0 吨 年生 产装置改为连续 分解罐 六段中四段是反 应段 第五 六 段 用作冷 却 其处理 能力可 到7吨 时 实际上还可提高 目 前因成品精馏 跟不 上 没有提高 树脂 分解容 易受 氧化的影响 有一 段较长的 时 间氧化波动大 稳 定后开车时间也不太长 因此 还不能验证1公斤树脂分解15 0 00 2 0 0 0 公斤 氧化液的寿命 总 2 I 11 丰万八 圈2 原尾料碱洗流程 图3 修改后的尾料破洗流程 1 稳压槽 2 气液分离器 3 碱洗泵 稳压槽 2 碱洗塔 3 尾料贮槽 4 油碱分离器 6 尾料槽 最近我们进行了树脂 的改型工作 将 2型 改 了4 2型 74 2型的 交链度比T 32型大2倍多 它 的 抗氧化性能好 膨胀 度小 了4 2 型使用6000倍以上 仍不 粉碎 保持原有粒度 而73 2 型使用2 50倍 以后就 逐渐 由4 D目粉碎至15 0目以上 7 3 2型有一个较长 的活化期 往往 要到20 0 30 0倍以后才 能达到最高活性 活化 期可 长达一 星 期 活化时苯酚 丙酮产率比最高活性时要低1 0 拓 一而 74 2 型 没有活化期 2 3 小时后就 可到 最高活性 业保持稳定 的苯酚 丙 酮产率 最高活性时 二者的收 率相比 7 4 2型 还要高一 些 因此7 42型树脂对降低单耗 提 高连续反 应的性能有明显的优越性 产品质量也是在试车中逐 渐提高的 特别 是丙 酮 高锰酸钾褪 色一 直不符合要求 增加精丙 酮 塔的用碱量 到 1 5 拓以上仍不解决问 题 以后我们在粗丙 酮与精丙酮塔之间加了一个脱 醛塔 此塔 塔径 4 D 0 毫米 填充16x 15 x 2的瓷环8 00 0 毫米 控制 釜温 6 2 左右 顶温4 0 左右 回流比为 30 4 蒸出含乙醛的丙 酮为成品丙 酮 的3另 能取得很 好 的脱醛 效果 表 3 列出了脱 醛前后丙 酮 质量的 变化 加