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。
1. 苯磺化碱熔化法:
将苯蒸汽通过浓硫酸中,部分磺化为苯磺酸,之后用亚硫酸钠中和生成的苯磺酸生成苯磺酸钠,最后用氢氧化钠与苯磺酸钠熔融,生成苯酚钠。苯酚钠在水溶液中通二氧化硫,生成苯酚。
这是较古老的方法。工序多,原子利用率低,不易连续生产。同时,使用大量酸碱,设备腐蚀严重,维修费大。不过,生产技术较容易掌握。
2. 苯氯化水解法:
苯蒸汽与氯化氢催化反应,生成氯苯,氯苯在高温高压下催化反应生成苯酚和氯化氢。
该方法同样需要消耗大量酸和氢氧化钠,对设备腐蚀严重。苯酚收率不高。
3. 异丙苯氧化法:
用丙烯和苯在催化剂(如无水三氯化铝)作用下烷基化生成异丙苯;异丙苯很容易氧化生成过氧化异丙苯;过氧化异丙苯在硫酸存在下分解生成苯酚和丙酮。
异丙苯法是目前世界上生成苯酚最主要的方法,也最为经济。除了可以得到苯酚,还可以得到丙酮。需要注意的是中间产物过氧化异丙苯是不稳定过氧化物,有分解爆炸风险。
4. 直接氧化法
用分子氧、氮氧化物和过氧化氢作为氧化剂,催化氧化苯生产苯酚。
这类方法原子利用率高,副反应少。目前还在开发中。
苯酚被空气中的氧气、或高锰酸钾、重铬酸钾(酸性)甚至二氧化锰、氯酸钠(酸性)都会氧化成苯醌,苯醌则稳定,不易再被氧化。
一般来说,苯酚是不会氧化到CO₂的,而是氧化成苯醌,它是黄红色的,这就是苯酚在空气中久置(其实不久就会变色)先浅的粉红色的原因。
苯酚的物理性质
1、露置在空气中因小部分发生氧化而显粉红色。
2、熔点是43℃,常温时,苯酚在水中溶解度不大,当温度高于65℃时,能跟水以任意比互溶。苯酚易溶于乙醇,乙醚等有机溶剂。
3、纯净的苯酚是没有颜色的晶体,具有特殊的气味。
4、苯酚有毒,其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,使用时要小心!如果不慎沾到皮肤上,应立即用酒精洗涤。
扩展资料
苯酚的生产工艺路线主要包括苯磺酸法、甲苯氧化法、苯直接氧化和异丙苯法。其中,苯磺酸法是早期生产苯酚的方法,反应复杂、工艺落后、原料消耗高,酸碱消耗量大、产品的生产成本较高,缺点诸多,已基本淘汰。
甲苯氧化法工艺简单,原料来源广泛,催化剂无毒,不联产丙酮,但容易结焦影响催化剂寿命和产品收率,我国没有该法的工业化装置。
苯直接氧化仅通过一步反应即得最终产物,产品收率高,环境污染小等,具有工业开发和应用前景,是一条经济的路线,但尚未完全工业化。异丙苯法具有产品纯度高、原料来源广和能耗低等优点,是现阶段最主要的苯酚生产方法。
参考资料来源:百度百科-苯酚
磺化碱熔法:用浓硫酸或三氧化硫作为磺化剂,将苯进行气相磺化生成苯磺酸.苯磺酸用亚硫酸钠中和得到苯磺酸钠,后者与氢氧化钠共熔得到苯酚钠和亚硫酸钠(亚硫酸钠循环使用).苯酚钠经酸化得到苯酚.
异丙苯法:丙烯与苯在三氯化铝的催化下,于80-90摄氏度进行烃基化反应,得到异丙苯.异丙苯用空气在100-120摄氏度和300-400kPa压强下氧化生成过氧化氢异丙苯.过氧化氢异丙苯用硫酸在60℃下常压裂解为丙酮和苯酚.
氯苯水解法:氯苯与氢氧化钠水溶液在高温高压下进行催化水解,生成苯酚钠,经酸化得到苯酚.