苯酚的生产原理和生产方法

丙酮的生产方法主要有异丙醇法、异丙苯法 、发酵法、乙炔水合法 和丙烯直接氧化法。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。 工业上研究过的合成丙酮的方法有： 1、从乙酸得到乙酸钙，然后加热至160摄氏度分解生成丙酮和碳酸钙；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：乙醇=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。

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。

Ph-NH2+NaNO2——（Ph-N2+），（Ph-N2+）+H3O+=Ph-OH+N2

工业制法：1.由异丙苯制备：C6H6+CH3CH=CH2——Ph-CH（CH3）2，

Ph-CH（CH3）2+O2——Ph-C（CH3）-OOH，再加水——Ph-OH+CH3COCH3

2.由芳磺酸制备：C6H6+H2SO4浓——Ph-SO3H

Ph-SO3H+NaSO3——（NaOH熔融）Ph-ONa——水解

苯酚制备方法有磺化法、异丙苯法、氯苯水解法、粗酚精制法、苯氧化法和甲苯氧化法六种。我国主要采用磺化法和异丙苯法。

磺化法以苯为原料，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。

异丙苯法是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。

扩展资料：

苯酚是重要的有机化工原料，用它可制取酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、水杨酸、苦味酸、五氯酚、2,4-D、己二酸、酚酞n-乙酰乙氧基苯胺等化工产品及中间体，在化工原料、烷基酚、合成纤维、塑料、合成橡胶、医药、农药、香料、染料、涂料和炼油等工业中有着重要用途。

此外，苯酚还可用作溶剂、实验试剂和消毒剂,苯酚的水溶液可以使植物细胞内染色体上蛋白质与DNA分离，便于对DNA进行染色。

参考资料：百度百科——苯酚

异丙苯法生产苯酚的反应原理如下：

1、原料与亲电催化剂（磷酸，H3PO4）在30倍标准大气压与250摄氏温标下被加压。苯通过傅-克反应与丙烯加成为异丙苯。异丙苯在微碱的环境下被产生自由基的化合物（R·）带走唯一的三级氢原子；并氧化成异丙苯自由基（以黑点表示）。

2、苯酚生产以异丙苯法为主流，国内新上项目基本全部为异丙苯法的苯酚/丙酮联合装置，生产1吨苯酚同时副产0.65吨丙酮，主要原料纯苯和丙烯的单耗分别为0.92和0.51。

3、异丙苯自由基与氧气共价结合为过氧化氢异丙苯自由基；该自由基然后从另一个异丙苯分子取得氢原子而演化过氧化氢异丙苯。这另一个异丙苯分子则因为失去三级氢原子而演化为另一个过氧化氢异丙苯自由基。

4、随后的连锁反应不断制作过氧化氢异丙苯与过氧化氢异丙苯自由基。这一步骤使用5倍大气压力令过氧化氢异丙苯保持液态。过氧化氢异丙苯于酸（例如硫酸）的环境下水解为苯酚与丙酮。失去水分子的过氧化氢异丙苯演化出电子不足的氧原子。

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。