據統計,世界上90%以上的苯酚是由異丙苯法生產的。工藝步驟如下:苯與丙烯反應得到異丙苯;異丙苯被氧氣或空氣氧化生成氫過氧化異丙苯(CHP);CHP分解成苯酚和丙酮。KBR公司的苯酚法是最典型的方法。除了從異丙苯生產高純度苯酚和丙酮外,還回收了α-甲基苯乙烯(AMS)和苯乙酮(AP)。在該工藝中,異丙苯空氣氧化制CHP的效率可達95%以上,CHP在酸性催化劑的作用下濃縮分解為苯酚和丙酮,產率可達99%以上。AMS被氫化成枯烯用於循環氧化或回收。采用AMS加氫工藝,1.31噸異丙苯可生產1噸苯酚和0.61.05噸丙酮。KBR苯酚工藝具有低能耗、低原料消耗、低生產成本和低排放汙染的特點。目前,該工藝已建成30套生產裝置,苯酚生產總能力超過280萬噸/年。上世紀90年代末,美國Aristech公司和殼牌化學公司分別建成654.38+萬噸/年和22.5萬噸/年裝置,中國石化上海高橋分公司也引進了這壹工藝。這種方法生產的苯酚占世界產能的50%以上。埃克森美孚還開發了壹種催化蒸餾技術,從氫過氧化枯烯(CHP)生產苯酚。該塔催化劑床層采用鋯鐵鎢氧化物固體催化劑,轉化率可達100%。苯酚和丙酮的選擇性高,而高沸點雜質如4-枯基苯酚、α-甲基苯乙烯(AMS)二聚體和焦油的量非常少。該工藝對苯酚的選擇性為89.5%,略低於以硫酸為催化劑的傳統工藝。反應器中催化劑床層的操作條件為:50~90,34Kpa,液時空速4h-1。副產物α-甲基苯乙烯和苯乙酮的選擇性分別為9.7%和0.8%。催化蒸餾過程有效利用了丙酮蒸餾過程中的反應熱,將反應過程和蒸餾過程結合起來,降低了能耗和投資。由於用固體酸催化劑代替壹般的硫酸催化劑,可以避免產品的中和過程。
甲苯-苯甲酸法首先在液相中將甲苯氧化成苯甲酸,然後苯甲酸轉化成苯酚。它具有甲苯原料來源廣泛、工藝簡單的優點。
目前異丙苯法存在聯產大量丙酮的問題(丙酮與苯酚的收率比為0.6:1),苯酚需要精制,消耗能量。開發了苯直接氧化制苯酚的壹步反應法。日本研究人員開發了壹種使用貴金屬催化劑的壹步法。Solutia公司開發了壹種使用壹氧化二氮作為氧化劑將苯直接催化氧化成苯酚的壹步法。
最近,日本國家高級工業科學技術研究所(AIST)開發了壹種由苯合成苯酚的壹步法工藝,但常規工藝需要由苯合成三步,並產生需要掩埋的廢酸。AIST工藝使用由不銹鋼外管和多孔α-氧化鋁內管組成的反應器。關鍵元件是厚度為1μm的鈀膜催化劑,用化學氣相沈積法塗覆在氧化鋁管的外側。這種膜是由AIST、丸山石化公司和NOK公司聯合開發的。將反應器置於加熱爐中,加熱至65438±050 ~ 250℃。苯和氧氣流過氧化鋁內管,壓力為0.2MPa的氫氣沿管的外側通過。氫氣吸附在膜上,在此解離活化,然後通過氧化鋁管內表面,活化的氫氣在管內表面捕集氧分子,生成活性氧,與苯環的雙鍵反應,通過苯環氧化物由苯生成苯酚。在實驗室中,當轉化率低於3%時,苯酚的選擇性大於90%。當轉化率為10%~15%時,選擇性大於80%。苯酚產量為1.5kg/HR/kg催化劑,隨著工藝的改進,轉化率有望提高。
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