苯酚的生产原理和生产方法是什么?
苯酚最早是从煤焦油回收,目前绝大部分是采用合成方法。到20世纪60年代中期,开始采用异丙苯法生产苯酚、丙酮的技术路线,已发展占世界苯酚产量的一半,目前采用该工艺生产的苯酚已占世界苯酚产量的90%以上。其他生产工艺有甲苯氯化法、氯苯法、磺化法。我国的生产方法有异丙苯法和磺化法两种。由于磺化法消耗大量硫酸和烧碱,我国也将只保留少数磺化法装置,逐步以异丙苯法生产为主。\x0d\x0a\x0d\x0a异丙苯法\x0d\x0a\x0d\x0a丙烯与苯在三氯化铝催化剂作用下生成异丙苯,异丙苯经氧化生成过氧化异丙苯,再用硫酸或树脂分解。同时得到苯酚和丙酮。每吨苯酚约联产丙酮0.6t。原料消耗定额:苯1150kg/t、丙烯600kg/t。\x0d\x0a\x0d\x0a磺化法\x0d\x0a\x0d\x0a以苯为原料,用硫酸进行磺化生成苯磺酸,用亚硫酸中和,再用烧碱进行碱熔,经磺化和减压蒸馏等步骤而制得。原料消耗定额:纯苯1004kg/t、硫酸(98%)1284kg/t、亚硫酸钠1622kg/t、烧碱(折100%)1200kg/t。
防护措施
1、进入危险区的抢险人员必须采取二级防护;
2、凡在现场参与处置人员,最低防护不得低于三级。
防护标准
一级:全身,内置式重型防化服,全棉防静电的内外衣、手套、袜子 正压式空气呼吸器或全防型滤毒罐
二级:全身,封闭式防化服,全棉防静电的内外衣、手套、袜子 正压式空气呼吸器或全防型滤毒罐
三级:呼吸,简易防化服,战斗服 简易滤毒罐、面罩或口罩、毛巾等防护器材
排险
1、从两个不同方向铺设水带到现场,并供水至分水器,做好应急准备;
2、将泄漏苯酚尽可能回收,恢复原状,完全回收有困难时,应立即喷射泡沫覆盖。
洗消
在危险区与安全区交界处设立洗消站。
洗消的对象
1、轻度中毒的人员;
2、重度中毒人员在送医院治疗之前;
3、现场医务人员;
4、消防和其它抢险人员以及群众互救人员;
5、抢救及染毒器具。
6、洗消污水的排放必须经过环保部门的检测,以防造成次生灾害。
清理
1、泄漏残物,用炉渣、干砂土、水泥粉等覆盖,回收或填埋;
2、用直流水、蒸气等清扫现场及低洼、沟渠等处,确保不留残物;
3、清点人员、车辆及器材;
4、撤除警戒,安全撤离。
2、先加氢氧化钠溶液与苯酚反应,生成苯酚钠,分层,分液,下层液体为苯酚钠,加盐酸析出苯酚,再分液即得苯酚.而上层液体为苯与甲苯混合物,可用蒸馏方法分离!甲苯沸点为110.8℃,苯沸点为80.10℃.
溶剂萃取法溶剂萃取脱酚法是工业上常用的一种脱酚方法。溶剂萃取脱酚主要有两种,物理萃取脱酚技术及络合反应萃取脱酚技术。物理萃取脱酚技术主要选用苯、重苯、重溶剂油、乙酸乙酯、异丙醚等作为萃取溶剂,它们对苯酚均能提供比较高的平衡分配系数D值。物理萃取过程的分配系数的大小是选择物理溶剂的重要标准之一。
络合萃取剂一般是由络合剂、助溶剂及稀释剂组成的。在络合萃取过程中,助溶剂和稀释剂的作用是十分重要的。常用的助溶剂有辛醇、甲基异丁基酮、醋酸丁酯、二异丙醚、氯仿等。常用的稀释剂有脂肪烃类(正己烷、煤油等)、芳烃类(苯、甲苯、重苯等)。
稀释剂的主要作用是调节形成的混合萃取剂的粘度、密度及界面张力等参数,使液液萃取过程便于实施。一些络合萃取过程中,若络合剂或助溶剂的萃水问题成为络合萃取法使用的主要障碍时,加入的稀释剂可以起到降低萃取水量的作用。当然,稀释剂的加入是以降低萃取体系的分配系数为代价的。总之,选择适当的络合剂、助溶剂和稀释剂,优化络合萃取剂的各组分的配比是络合萃取法得以实施的重要环节。络合萃取脱酚技术对一元酚可以提供很高的平衡分配系数。例如,磷酸三丁酯对苯酚的D值高达460。更有特点的是,对于二元酚、三元酚等,络合萃取剂也可以提供较高的平衡分配系数。
CF系列离心萃取器处理含酚废水与其他萃取设备相比具有停留时间短、存留液量少、萃取效率高、破乳能力强、开停车方便、适用物料处理体系范围广等优点。
蒸汽脱酚法采用较早的脱酚方法,操作简单,适用于处理含挥发酚为主的废水。此法的实质在于酚与水蒸汽形成的共沸的混合物,水中的酚转入蒸汽中而使废水得到净化,再用碱液洗涤含酚蒸汽以回收酚。脱酚率约80% 左右。美国有的工厂用此法处理来自焦油提取、对异丙基苯-酚生产等废水,曾获得97%的脱酚效率。此法不用有机溶剂,回收酚的质量好,处理水量较大,操作较简单;但只能回收挥发酚,蒸汽用量大,脱酚塔塔体庞大,废水中剩余酚浓度较高,处理成本高。
吸附法应用较多的是活性炭吸附。美国、英国用此法从水质较单纯的化工厂、农药厂废水中回收酚。英国菲逊·比斯特农业化学公司的废水经活性炭吸附处理,酚含量由800毫克/升降为8毫克/升,脱酚效率达99%。用活性炭滤器作为炼油厂废水高度净化设备,已在中国湖南长岭炼油厂、北京东方红炼油厂使用。捷克斯洛伐克相当普遍地用廉价的吸附剂炉渣处理焦化厂含酚废水,除酚效率可达75%。美国用大孔吸附树脂从含酚废水中回收酚获得成功。
离子交换法用离子交换剂脱酚,以弱碱性阴离子交换树脂吸附和再生回收酚的效果为最好。德意志联邦共和国早在50年代就用弱碱型阴离子交换树脂从煤气厂、焦化厂等废水中回收大量的酚。中国在医药工业中已广泛应用磺化煤滤器脱酚,上海第六制药厂的磺化煤吸附脱酚效率可达98%以上。
化学沉淀法投加化学药剂使废水中的酚生成沉淀物而分离回收,如树脂厂中的高浓度含酚和甲醛的废水经进一步蒸发浓缩后使酚与甲醛缩合成酚醛树脂;用氧化钙使泥煤煤气站废水中的酚、脂肪酸转变为钙盐再进一步回收。
生物法浓度较低没有回收价值的含酚废水,或经回收处理后每升含酚数十至数百毫克的废水需进行净化处理,然后排放或回用。常用的净化处理方法有:①活性污泥法:处理效果好,费用较低。随活性污泥生物学研究的进展,活性污泥培育技术的提高,特别是高效破酚菌种的驯化和应用,以及新型高效能装置的出现,使此法成为处理各种含酚废水的主要方法。除酚效率可达到95~99%。②生物滤池法:对负荷变动的适应性强,操作管理简单近年来出现了塑料滤料滤池、塔式生物滤池、生物转盘等,克服了普通滤池占地面积大、处理效率低的缺点,已应用于焦化厂、煤气厂、化学纤维厂的含酚废水处理。③氧化塘法:利用自然生物作用进行净化。美国使用较多,用于处理炼油厂、焦化厂等的含酚废水。此法处理费用低,但占地面积大,如具备土地条件,可考虑采用。
除上述方法外,还可采用化学氧化法、催化氧化法、光化学氧化法、电化学氧化、燃烧等方法处理含酚废水。经过二次处理后的废水,酚等有害物含量大大降低,可用于农业灌溉或熄焦、水力除灰等。
邻苯基苯酚的生产方法目前主要有分离法和合成法。邻苯基苯酚(OPP)的生产方法可以分为分离法和合成法两种。
分离法从磺化法生产苯酚的蒸馏残渣中回收
其工艺过程如下:苯酚的蒸馏残渣含苯基苯酚40%左右,其他成分为苯酚、无机盐、水等。经真空蒸馏,分离出混位苯基苯酚馏分段,真空度为400~500mm汞柱,温度在65~75℃开始截取100℃以上,但不得超过135℃。再将混合物(主要是2-羟基联苯和4-羟基联苯)加热溶解于三氯乙烯中,经冷却、分离出4-羟基联苯结晶,经离心过滤、干燥得到4-羟基联苯。母液用碳酸钠溶液洗涤,再加稀碱液使2-羟基联苯成盐。静止分离后,取上层2-羟基联苯钠盐减压脱水,即得钠盐成品。由于受资源的限制,分离法生产邻苯基苯酚的产量非常有限。 由环已酮为原料生产邻苯基苯酚工艺过程如下框图:
基本反应方程式见下图
环已酮缩合采用多釜串联连续化技术,环已酮和催化剂连续加入第一只反应釜进行反应,并依次进入第2、3只釜,生成的水由带水剂带出经分相后,带水剂回到各只釜,反应生成的水汇总后进入水洗装置用于连续水洗。分出的催化剂再循环进入第一只反应釜,水洗后的反应产物连续进入连续精馏装置,蒸出未反应的环已酮,再循环进入第一只反应釜反应。精双聚体计量后进入脱氢反应器反应,生成的粗OPP经过精馏去掉轻组份后,99%以上的OPP在混合釜中加入稳定剂后去连续切片和包装,另一部分需重结晶、离心和干燥得到99.5%以上的OPP产品。 邻苯基苯酚生产技术有以下关键技术和创新点:
(a)环己酮缩合采用超强固体酸催化剂和多釜串联连续化技术
环己酮缩合反应一般专利文献均采用浓硫酸作催化剂,反应温度在120℃,单程转化率在50%左右,总收率为85%,反应结束后用碱中和反应液,设备腐蚀严重,且有大量的废水,环境污染严重。
邻苯基苯酚采用一种超强固体酸作催化剂,用量2-3%,反应温度120℃左右,单程转化率60%,总收率90%以上,该催化剂可重复使用,完全是清洁生产工艺,解决了废水的产生。
采用多釜串联连续化技术克服了现生产操作麻烦、设备投资大等缺点,可实现全自动连续化。
(b) 高效的脱氢催化剂
脱氢催化剂以铂为主催化剂,添加2-3种助催化剂,其中一个为稀土元素,载在特制载体上的Pt0.5%-稀土5%的催化剂,以氢为载气,反应温度 350-370℃,以双聚体液相空速为0.2-0.4h-1的高负荷下,双聚体转化率达98%,选择性达93%以上,连续运转5000小时以上仍保持邻苯基苯酚收率90%以上。而国内的专利资料,催化剂负荷为0.2h-1,连续运转200小时,邻苯基苯酚效率已明显下降。
(c) 连续化产品精制技术
环己酮缩合产物采用薄膜蒸发+两塔连续精馏的精制技术。
脱氢产物采用高真空分子蒸镏技术和连续重结晶技术,连续重结晶将重结晶、离心分离、干燥和包装组成连续化系统,满足产品高纯度、生产安全和自动化的要求。
(d)高纯度的产品
邻苯基苯酚纯度可高达99.5%以上,满足出口和杀菌、防霉、保鲜剂领域的需要。
(e)特制的产品稳定剂
精制产品加入特制的稳定剂0.05-0.2%,使产品为白色片状结晶的色泽有了保证,满足了出口之需要。而不加上述稳定剂,产品放置不到一个月就变成淡红色。
国内外同类技术、产品主要参数比较
邻苯基苯酚由环己酮缩合、脱氢的合成方法生产,国内虽有少数单位发表了少量研究论文,但尚未见有工业化生产的报道。由环己酮合成邻苯基苯酚的生产技术,在国内由盐城华业医药化工有限公司首家建成了年产200吨邻苯基苯酚中试装置,于2002年12月一次试车成功,填补了国内空白,环己酮缩合采用超强固体酸作催化剂,环己烷作带水剂,总收率达90%以上,催化剂可循环重复使用。脱氢反应采用Pt-K-稀土/Al2O3催化制,脱氢转化率达98-100%,收率达90%以上,目前催化剂可稳定运转9000小时以上,OPP产品纯度达99.5%,产品已外销美国、德国、日本、印度和台湾等国家和地区。
国外采用环己酮合成邻苯基苯酚主要是德国拜耳公司,生产能力20000t/a,未见有工业化技术和水平的报道。经盐城市华业医药化工有限公司与该公司交流,拜耳公司环己酮缩合采用硫酸作催化剂,有大量废水,脱氢也采用贵金属铂催化剂,寿命为10个月左右,产品纯度≥99.5%,副产氢气已利用。盐城市华业医药化工有限公司公司生产的邻苯基苯酚与国内外产品质量及技术水平对比见下表2-1、表2-2、表2-3。
表2-1OPP主要质量指标与国外产品对照表
序号
指标名称
单位
盐城华业OPP
德国拜耳OPP
1
外观
/
白色片状晶体
白色片状晶体
2
OPP含量
%
99.5
99.5
3
熔点范围
℃
56-58
54-58
4
澄清度
0.1mol/l
无色透明液体
无色透明液体
5
氯离子
ppm
<50
<50
6
硫酸盐
ppm
<50
<150
表2-2 OPP生产工艺对照表
序号
指标名称
盐城华业
德国拜耳
日本三光
1
工艺路线
环已酮合成法
环已酮合成法
苯酚氯苯缩合法
2
成本
低
低
高
3
三废
无
有废水
有废水
4
缩合催化剂
固体超强酸
浓硫酸
无
表2-3盐城华业公司与拜耳公司技术水平对比表
华业公司
拜耳公司
环己酮单耗
1.6-1.65
1.5-1.55
环己酮缩合催化剂
固体超强酸
浓硫酸
废水
无废水
有废水
脱氢催化剂使用时间
9000小时
16000小时
副产氢气利用
未完全利用
完全利用
邻苯基苯酚含量
≥99.5%
≥99.5%
OPP色泽
白色片状结晶
白色片状结晶
生产规模(t/a)
10000
20000
价格(万元/t)
5.0
6.5
销售
全球
欧美 本项目具有强大的性能价格比和广阔的市场前景、市场竞争优势明显。
利用苯酚与碱生成酚钠盐,从而溶于水中,与有机物分层,然后分离。
但此题中,苯酚是与乙醇混合,用酚钠盐的方法不妥,因为乙醇与水将混溶。此时,应该采用直接蒸馏的办法,来使苯酚与酒精分离。苯酚沸点在181.9℃,乙醇在78.4℃,那么大的沸点差,很容易用蒸馏的方式分离。如果要使分离效果更完美,可以用分馏的方式,在蒸馏基础上加分馏柱,控制柱顶温度76--80℃,把乙醇分出来。
你有些概念可能还不太清楚。我仔细说说,首先乙醇不会和苛性钠溶液反应,乙醇只会和活泼金属单质钠、钾等反应。加入苛性钠溶液后,苯酚的乙醇溶液中,乙醇不会发生任何变化,但苯酚全部变成苯酚钠。这样原来的溶液就变成了苯酚钠、苛性钠溶液(加入苛性钠溶液是过量的)中混有乙醇。乙醇的沸点是78度,水的沸点是100度。这样加热到78度,达到乙醇的沸点,乙醇被全部蒸馏掉,而剩下的苯酚钠、苛性钠溶液不变。最后通入过量的二氧化碳气体,由于碳酸酸性强于苯酚酸性,所以加入二氧化碳后,苛性钠先全部转化为NaHCO3(加入过量二氧化碳),然后苯酚钠全部转化为苯酚。苯酚不溶水,与生成的NaHCO3溶液分层,静置后分液可以得到苯酚。
写了这么多,楼主要是明白的话,就给我加分吧。
苯酚可混溶于醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、挥发油、强碱水溶液。常温时易溶于乙醇、甘油、氯仿、乙醚等有机溶剂,室温时稍溶于水,与大约8%水混合可液化,65℃以上能与水混溶,几乎不溶于石油醚。
可吸收空气中水分并液化。有特殊臭味,极稀的溶液有甜味。腐蚀性极强。化学反应能力强。
与醛、酮反应生成酚醛树脂、双酚A,与醋酐;水杨酸反应生成醋酸苯酯、水杨酸酯。还可进行卤代、加氢、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反应。
苯酚在通常温度下是固体,与钠不能顺利发生反应,如果采用加热熔化苯酚,再加入金属钠的方法进行实验,苯酚易被还原,在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。
有人在教学中采取下面的方法实验,操作简单,取得了满意的实验效果。在一支试管中加入2-3毫升无水乙醚,取黄豆粒大小的一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放入乙醚中,可以看到钠不与乙醚发生反应。
然后再向试管中加入少量苯酚,振荡,这时可观察到钠在试管中迅速反应,产生大量气体。这一实验的原理是苯酚溶解在乙醚中,使苯酚与钠的反应得以顺利进行。
扩展资料:
一、健康危害
苯酚对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,可抑制中枢神经或损害肝、肾功能。急性中毒:吸入高浓度蒸气可致头痛、头晕、乏力、视物模糊、肺水肿等。
误服引起消化道灼伤,出现烧灼痛,呼出气带酚味,呕吐物或大便可带血液,有胃肠穿孔的可能,可出现休克、肺水肿、肝或肾损害,出现急性肾功能衰竭,可死于呼吸衰竭。
眼接触可致灼伤。可经灼伤皮肤吸收经一定潜伏期后引起急性肾功能衰竭。慢性中毒:可引起头痛、头晕、咳嗽、食欲减退、恶心、呕吐,严重者引起蛋白尿。可致皮炎。
二、操作处置储存
1、操作注意事项:
密闭操作,提供充分的局部排风。尽可能采取隔离操作。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。
建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿透气型防毒服,戴防化学品手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。
避免与氧化剂、酸类、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
2、储存注意事项:
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。避免光照。库温不超过30℃,相对湿度不超过70%。包装密封。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。
配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。
参考资料:
百度百科-苯酚