工艺评价和研究规划-双酚Adoc

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1、《工艺评价和研究规划》（PERP）系列报告–双酚A简介双酚A(BPA)是两种主要聚合物生产的基本单体：环氧树脂和聚碳酸酯。因此，BPA是苯酚和丙酮增长最快的终端用途。由丙基联在一起的两个芳环将赋予由BPA制成的材料强度和韧性，以及环氧树脂和聚碳酸酯因此家喻户晓的性能。技术双酚A(BPA)通过1摩尔丙酮和2摩尔苯酚的反应获得，主要产生对,对’-缩合产物——对,对’-异亚丙基二酚：+Clickimagetoenlarge酸催化反应的第一步由丙酮和强酸反应组成，形成碳鎓离子。该碳鎓离子增加1摩尔苯酚，然后形成第二个碳鎓离子。第二

2、个碳鎓离子脱去1摩尔水，然后与第二摩尔苯酚反应，形成BPA。按18.4千卡/摩尔BPA的生成热计算通常为25°C物理状态反应物和产物的反应热。主要副产品是邻，对-异构体，以及数量较少的邻，邻-异构体。已经形成的BPA同第三碳鎓离子中间体反应产生含有三个芳环的高级酚，叫做三酚或BPX。盐酸或硫酸等强矿物酸可以用作催化剂。盐酸由于沸点低，相对容易从反应混合物中去除，因此更可取。强酸性阳离子交换树脂，如苯乙烯/二乙烯基苯类，可以代替强矿物酸连同活性增强改性剂一起使用或单独使用。树脂催化剂排除了催化剂循环利用，大大减缓了设备腐蚀和

3、废水处理问题。为了补偿活性短缺，树脂催化剂的反应温度可以上升到70to80°C，而浓缩含水或气态干燥HCl催化剂的温度是50°C。生产苯酚的过氧化氢异丙苯法产生的苯酚和副产物丙酮的原生反应混合物可以用来生产BPA。由于在过氧化氢异丙苯苯酚法中每磅苯酚产生0.62磅丙酮，而在双酚A生产中，每磅苯酚需用0.26磅丙酮，因此必须通过蒸馏减少混合物中丙酮或通过添加增加苯酚，从而调整到BPA合成所要求的比例。陶氏离子交换树脂催化工艺陶氏在二十世纪六十年代首先开发了BPA技术，用于环氧树脂的生产。第一个BPA生产装置位于密歇根州Mid

4、land。陶氏在六十年代下叶连续不断地进行工艺开发和改进，一种基于专有的阳离子交换树脂催化剂，生产聚碳酸酯级BPA产品的新技术应运而生。1972年，陶氏利用这项树脂基新技术的第一套工业化装置在得克萨斯州Freeport投产。从此以后，陶氏继续改进技术，尤其是在提高产品质量，提高营运效率，降低基建成本。目前，陶氏是世界BPA主要生产商之一，四个装置位于美国得克萨斯州和德国Stade，年总生产能力达到37万吨。提供BPA技术的第一个许可授给了南亚塑料公司，该公司为其在台湾麦寮新建的90700吨/年BPA装置选用了陶氏的第一代技

5、术。装置于1999年初投产，于2005年扩建为10万吨/年。陶氏不断改进其BPA工艺，而且在其Stade厂址成功地示范了高纯度双酚A第二代工艺。双酚A反应由DOWEX®阳离子交换树脂催化。催化剂通过专有的系统分批助催化，使对，对异构体达到适当的选择性。在大量过量苯酚的情况下进行反应，反应器绝热运行。该工艺使生成可重排和不可重排副产品最小化。通过运用工艺物料流再循环，使可重排的杂质达到平衡，这样苯酚和丙酮的反应主要产生高纯度对,对-双酚。装置有多台固定床反应器。当反应器活性太低，反应器运行不了时，卸掉失去效能的催化剂，更新为

6、独特的DOWEX®催化剂，然后使反应器恢复运行。一个反应器更换了失去效能的催化剂后，通常随时备用。经济分析根据美国墨西哥湾海岸2007年1季度不变价格假设，考虑了两个年生产能力为2.2亿磅的双酚A例子，不过，使用不同的催化剂。另外，由于苯酚是双酚A生产中使用的原料，因而进行了苯酚生产成本预测。假定在各种情况下，苯酚可以跨厂获得，其价格反映生产成本加上10%投资回报。有关案例是：·双酚A（美国墨西哥湾海岸，HCl催化剂）·双酚A（美国墨西哥湾海岸，陶氏高纯度BPA第二代工艺，离子交换树脂催化剂）我们的成本分析认为：·两种工艺

7、的原料成本净值实际上相同。·离子交换催化剂工艺的公用工程成本较低。·离子交换树脂催化工艺的投资相关的费用如维护、保险、财产税和一般装置管理费（部分依赖）较低。健康和安全关注今年年初，欧洲食品安全机构(EFSA)规定婴儿儿童接触BPA低于每天每公斤体重5微克的新的日容许摄入量(TDI)。然而，根据新的数据，EFSA将TDI从每天每公斤体重5微克增加到每天每公斤体重50微克，反映将“未经观察的负面影响”(NOAEL)标准变成TDI水平所需要的不确定因素的变化。在2007年5月，欧洲议会建议地表水中应限制的污染物名单中增加28种

8、物质（含BPA），以便达到“良好的化学状态”。美国正在开展关于双酚A的使用安全和/或风险的辩论。加利福尼亚、马里兰、马萨诸塞和缅因等州提出了禁止在儿童产品中使用BPA的立法，而在旧金山，BPA禁令暂缓实施。在2007年5月，旧金山取消了BPA禁令，使邻苯二甲酸成为适用于《有毒玩具法》的唯一化学品。该市将