化工生产技术课件10第十章课件.ppt

第十章 苯酚生产技术 第一节 概述 世界苯酚生产与消费现状 苯酚生产方法简介 三、原料来源 第二节 异丙苯法合成苯酚工艺原理 一、异丙苯氧化反应原理及特点 二、CHP的分解反应原理及特点 第三节 异丙苯法合成苯酚工艺条件选择 一、异丙苯氧化过程工艺条件选择 第四节 异丙苯法合成苯酚工艺流程 一、苯烷基化合成异丙苯（原料准备过程） 二、异丙苯氧化合成过氧化氢异丙苯 1．异丙苯过氧化工艺流程 2．异丙苯氧化反应器和蒸发器 三、过氧化氢异丙苯分解 1．过氧化氢异丙苯分解工艺流程 2．分解反应器 3．苯酚精制 精馏的流程设计方案较多，如先脱去低沸物，包括惰性气体和一些烷烃，再脱丙酮。如图10-5。因此，来自贮槽的分解液，进入粗丙酮塔蒸出粗丙酮，再进入丙酮塔，经碱洗后，蒸出成品丙酮，粗丙酮塔馏出液送入割焦塔，重组分酚焦油从塔底除去；割焦塔塔顶蒸出的馏分，经第一、第二脱烃塔，将轻组分异丙苯和甲基苯乙烯分离。脱烃塔的釜出液进入苯酚精馏塔，苯酚精馏塔的塔顶蒸出成品苯酚。 10-10.请绘出苯酚分离精制工艺流程图，并用文字加以阐述。 异丙苯法合成 异丙苯合成、过氧化氢异丙苯合成和过氧化氢异丙苯分解三个步骤 苯、丙烯、催化剂看成合成苯酚的最基本的原料 苯是重要的芳香烃，为无色透明易挥发、易燃液体，沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，相对密度（水为1）0.879（20℃），不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯具有芳香味，有毒，其蒸气于空气混合可形成爆炸性混合物，爆炸极限为1.5﹪~8.0﹪。丙烯由石油烃裂解或石油裂化气分离获的。 丙烯为无色气体，略带甜味，气体相对密度（空气为1）为1.46，液体相对密度为0.5139（20℃时），沸点-47.7℃，熔点-185.2℃，临界温度91.4~92.3℃，临界压力4.5~4.56MPa。 过氧化氢异丙苯常温下为无色液体，沸点100～101℃，相对密度1.030，溶于烃类、丙酮、乙醇。由异丙苯氧化制得。 异丙苯氧化生成过氧化氢异丙苯（简称CHP）是一个液相氧化过程，其主反应式如下： 异丙苯的液相氧化与一般烃类的液相氧化相似，为自由基链锁反应历程。由于反应生成的过氧化氢异丙苯在氧化条件下能部分分解为自由基，而加速链的引发，促进反应进行，本身即为反应催化剂，所以异丙苯的氧化反应是一种自氧化反应。主反应机理如下： 在酸性催化剂作用下，CHP分解为苯酚和丙酮。其主反应式如下： 分解过程中主要副反应如下： 1．温度 氧化过程是放热反应，温度升高从热力学平衡角度对CHP生成不利在工业生产的气体线速度下，氧化反应属动力学控制，即增加温度时，反应速度加快。由于高温下CHP的热分解速度增加，故随温度的增高，副产物也增加，使CHP选择性下降。为了加快反应速度可提高异丙苯的单程转化率和反应温度。为了提高选择性，应降低异丙苯的单程转化率和反应温度。 当选择性在90％～95％时，反应温度控制在100～120℃为好。有时为了提高选择性，采用更低的温度（如90～100℃），但为了达到一定的生产能力，则应增加反应器总体积。 2．压力 对于气体分子数减少的反应，增大压力有利于反应向生成物的方向进行，氧化过程是气液相反应，增加压力也有利于提高氧的吸收率。实验表明氧化速度开始随氧分压的增加而加快，随着氧分压达到一定范围内，继续增大氧分压对氧化速度没有影响。为了加大溶氧速度，一般在0.5～1 MPa压力下操作。 3．原料纯度 异丙苯的氧化对原料要求较严格，应除去对自由基增长和中止阶段有不利影响的杂质，诸如硫化物（如异丙基噻吩、硫醇、硫化氢等）、苯酚和不饱和烃类（如丙烯三聚体、?α-甲基苯乙烯等）。烷基苯（甲苯、乙苯和丁苯等）可影响反应速度和总收率，也增加了最终产品苯酚精制的困难。金属（如铁等）和金属离子的存在，虽能增加反应速度，但也增加了副产物的生成，所以应控制原料异丙苯中的金属离子含量，对在反应过程中能产生金属离子的钢铁及其它金属均不能选用为氧化反应器及有关设备的材质。异丙苯原料中有机硫含量应小于l×10-6；乙苯和丁苯的含量分别小于2×10-4；苯酚含量小于5×10-5；不饱和烃类含量（以溴值表示）小于5×10-5；其它有机杂质亦应控制在最低限度。 ? ? 4．添加剂 异丙苯氧化反应需加入添加剂从而缩短反应的诱导期，防止CHP的分解，减少氧化过程中的副产物和提高氧化反应的收率，提高整个过程的经济技术指标。氧化反应的添加剂有CHP—Na盐，变价金属的有机酸盐（如松脂酸锰和硬脂酸钴等），碱金属和碱土金属的盐类和氢氧化物，金属氧化物等（如氢氧化钠、碳酸钠、硬脂酸的钡盐和镉盐等）。 5．pH值 异丙苯氧化受pH值影响很大，pH值过高、过低均