苯酚的生产原理和生产方法

苯酚类化合物是重要的化工原料或中间体，也是许多工矿企业生产的副产物。含酚废水直接排放出去，对人、水生物、农业都有很大危害，含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决的有毒有害废水之一，必须要先进行除酚，达到环保要求后，才能排放。溶剂萃取法成为效果好、投资小的一种处理方法。该工艺为：采用与水互不相溶但能溶解污染物的萃取剂，使其与废水充分混合接触后，利用污染物在水中和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物的一种废水净化方法。含被萃取物的萃取剂再利用反萃取剂进行反萃取，以回收有用物质，并使萃取剂再生而重复利用。郑州天一萃取公司推出的CWL-M系列离心萃取机是针对目前传统离心萃取机的弊端而开发的，拥有自主知识产权的第四代产品，专利号为：ZL2014205865573，同等处理量情况下，该系列离心萃取机功耗只有传统环隙式机型的10%～30%。同时，离心萃取机级存留时间短、分相迅速、萃取效率高、节省投资费用和溶剂的回收再生费用。适应领域：炼焦工业的煤气厂、焦化厂、炼油厂、煤气发生站、石油工业的煤油厂、林产化工厂以及采用酚为原料的生产树脂、塑料、合成纤维、染料、医药、香料、农药、食品添加剂、玻璃纤维、油漆、消毒剂、浮选剂的工厂等等。

统计，世界上90%以上的苯酚采用异丙苯法生产。其工艺步骤是:苯和丙烯反应得到异丙苯异丙苯经氧气或空气氧化，生成过氧化氢异丙苯(CHP)CHP分解生成苯酚和丙酮。该方法以KBR公司的苯酚法工艺最为典型。除从异丙苯生产高纯度苯酚和丙酮外，还回收副产物α-甲基苯乙烯(AMS)和苯乙酮(AP)。在该工艺中，异丙苯用空气氧化成CHP的效率高达95%以上，CHP被浓缩，并在酸催化剂存在下高产率(大于99%)地分解为苯酚和丙酮。AMS加氢为异丙苯，用于循环氧化或回收。带有AMS加氢的流程，1.31吨异丙苯可生产1吨苯酚和0.615吨丙酮。KBR苯酚工艺具有低能耗、低原材料消耗、低生产费用和低排放污染的特点。现已采用该工艺建设了30套生产装置，生产苯酚总能力超过280万吨/年。20世纪90年代底，Aristech公司和壳牌化学公司采用该工艺分别在美国建成10万吨/年和22.5万吨/年装置，中国石化上海高桥分公司也引进了这一工艺。采用该工艺生产的苯酚占世界能力的50%以上。埃克森美孚公司还开发了由过氧化氢异丙苯(CHP)制取苯酚的催化精馏技术，塔器催化剂床层中采用Zr-Fe-W氧化物固体催化剂，转化率可达100%，苯酚和丙酮选择率高，而4-异丙苯基苯酚、α-甲基苯乙烯(AMS)二聚物及焦油等高沸点的联产杂质数量很少。该工艺对苯酚的选择性为89.5%，稍低于采用硫酸为催化剂的传统工艺。反应器催化剂床层操作条件为:50~90、34Kpa、液时空速4h-1。联产物α-甲基苯乙烯和苯乙酮的选择性分别为9.7%和0.8%。该催化精馏工艺有效地将反应热用于丙酮精馏过程，将反应过程和精馏过程结合在一起，降低了能耗和投资。由于采用固体酸催化剂代替通用的硫酸催化剂，可免除产物的中和过程。

甲苯-苯甲酸法先将甲苯液相氧化为苯甲酸，苯甲酸再转化为苯酚。具有甲苯原料来源广泛、流程简单等优点。

目前采用的异丙苯法存在联产大量丙酮(丙酮和苯酚产率比为0.6:1)问题，同时苯酚需精制而耗用能源。现正在开发苯直接氧化制苯酚的一步反应法。日本研究人员开发了利用贵金属催化剂的一步法工艺。首诺(Solutia)公司开发了采用一氧化二氮为氧化剂使苯直接催化氧化为苯酚的一步法工艺。

最近日本先进工业科技国家研究院(AIST)开发了由苯一步法合成苯酚工艺，而常规工艺从苯开始需三个步骤，并且产生需处埋的废酸。AIST的工艺使用不锈钢外管和多孔α-氧化铝内管组成的反应器，关键元件是厚1μm的钯膜催化剂，用化学蒸气沉积法涂复在氧化铝管的外侧。膜由AIST与丸善石化公司和NOK公司共同开发。反应器置于加热至150~250的加热炉内，苯和氧气流过氧化铝内管，0.2MPa压力的氢气沿管外侧通过。氢被吸附在膜上，在此被离解和活化，然后通过氧化铝管内表面，活化的氢捕集管子内表面上的氧分子，生成活化的氧，活化的氧与苯环的双键反应通过苯环氧化物由苯生成苯酚。实验室中，在转化率低于3%时，生成苯酚的选择性大于90%。10%~15%转化率时，选择性大于80%。苯酚产率为每千克催化剂1.5千克/时，随着工艺过程的改进，预计转化率还可提高。

密度：在25℃时比重0.788

熔点:-94℃

沸点:56.48℃

饱和蒸气压(kPa)： 53.32(39.5℃)

折光率1.3588

闪点:-17.78℃(闭杯)

是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味

易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂

极限参数：自燃点:465℃

爆炸极限：2.6%~12.8%

最大爆炸压力:87.3牛/平方厘米

最易引燃浓度:4.5

产生最大爆炸压力浓度:6.3%

最小引燃能量:1.15毫焦(当4.97%浓度时)

燃烧热值:1792千焦/摩尔(液体,25℃)

蒸气压:53.33千帕(39.5℃)

易燃、易挥发，化学性质较活泼

主要有异丙醇法、异丙苯法、发酵法、乙炔水合法和丙烯直接氧化法。目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主。世界上三分之二的丙酮是制备苯酚的副产品，是异丙苯氧化后的产物之一。该技术目前主要的专利生产商有Kellogg Brown &Root公司、三井化学公司和UOP公司。

Solutia公司开发了一种用氮氧化物氧化苯生产苯酚的技术，但是该公司去年取消了采用该工艺建厂的计划，因为采用该项技术毛利水平太低。日本的研究人员最近还开发了一种采用铕-钛催化剂以苯为原料的一步法生产苯酚和丙酮的生产工艺。

制备方法：丙酮的生产方法较多。古老的方法是用石灰中和木材干馏所得的木醋液，制成乙酸钙，再经热分解制得丙酮。工业上研究过的合成丙酮的方法有：(1)从乙酸得到乙酸钙，然后分解生成丙酮；(2)乙炔在氧化锌催化剂上与水蒸气反应生成丙酮；(3)乙醇蒸气在铬酸锌催化剂存在下，高温反应生成丙酮；(4)液化天然气或石脑油氧化制丙酮(氧化产物还包括甲醛，乙酸，丁醇等)；(5)异丙醇氧化或脱氢制丙酮；(6)异丙醇过氧化氢法制丙酮；(7)异丙醇与丙烯醛合成丙酮；(8)异丙苯法制丙酮，联产苯酚以丙烯和苯为原料，经烃化制得异丙苯，再以空气氧化得到氢过氧化异丙苯，然后以硫酸或树脂分解，同时得到丙酮和苯酚；(9)丙烯直接氧化法制丙酮　工艺路线与乙烯直接氧化制乙醛法相似；(10)对甲基异丙基苯过氧化氢法生产对甲酚，副产丙酮；(11)二异丙苯法生产氢醌，副产丙酮。但工业上实际采用的方法并不很多。目前我国用粮食发酵的生产丙酮仍占较大比重。在合成法中异丙苯法是主要的。由含淀粉的农副产品发酵,制得丙酮,丁醇和乙醇的混合物.三者的比例为丙酮:丁醇=32:56:12至25:70:3(重量比).每生产1t丙酮,约耗用11t淀粉或60-66t废糖蜜。异丙苯法是丙酮生产路线中最经济的方法，同时得到苯酚。两者之比是，苯酚:丙酮=1:0.6(重量)。以苯酚计,10万t级装置每吨苯酚消耗丙烯(90%)590kg。