过氧化氢异丙苯分解制苯酚的反应精馏工艺

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1、第53卷第1期厦门大学学报(自然科学版)VolJ53No．12O14年1月Journa1ofXiamenUniversity(NaturalScience)Jan．2O14过氧化氢异丙苯分解制苯酚的反应精馏工艺周道伟，叶建初，林晗丹，焦放健，余光雄，沙勇(厦门大学化学化工学院，福建厦门361005)摘要：以未经浓缩处理的过氧化氢异丙苯(CHP)为原料，通过动力学实验考察了不同类型的阳离子交换树脂催化CHP分解制苯酚的催化活性，实验表明，干型树脂比湿型树脂具有更高的催化活性．为了该工艺的小试实验，搭建了反应精馏塔，其操作在57kPa的真空度下，并采用干型树脂作为催化剂．小试实验结果表明，CH

2、P和二甲基苄醇(DMBA)的转化率均达到100，且在塔内可实现苯酚和丙酮的分离．通过实验证明了CHP分解制苯酚的反应精馏工艺具有技术可行性．本研究所得结论可为进一步的过程开发，如过程模拟和优化提供重要帮助．关键词：苯酚；反应精馏；阳离子交换树脂；催化剂中图分类号：TQ028文献标志码：A文章编号：0438—0479(2014)01—0096—04苯酚作为一种重要的化学品，每年的消耗量多达事实上，如果直接使用氧化得到的CHP和异丙数百万吨．目前，90以上的苯酚均通过异丙苯法制苯混合物作为反应精馏塔进料，则可利用原料中含有备，该工艺路线属于典型的反应+分离过程．异丙苯首的大量异丙苯作为热夹带剂

3、，利用其汽化吸收热量移先经氧化反应生成过氧化氢异丙苯(CHP)，将氧化产除反应热、控制塔内反应段温度，从而不必额外引入物CHP和大量未反应的异丙苯混合物提纯浓缩后得丙酮，可显著降低设备投资，并减少提纯浓缩CHP所到高浓度的CHP，再通过酸催化分解生成苯酚和丙需的能耗，进一步简化了生产工艺流程．此外，流程的酮ll]．由于进入酸分解反应器的反应原料中还含有一改变使适用于该反应精馏工艺的催化剂种类得到扩定量的二甲基苄醇(DMBA)，其在酸催化剂的作用下展，即除了用于传统反应精馏工艺的金属氧化物型超生成a一甲基苯乙烯(AMS)和水．分解反应器的出料进强酸以及众多关于催化性能研究报道的沸石、蒙脱土入

4、后续的分离单元，对产物苯酚、丙酮进行分离，并回及杂多酸等催化剂[911]外，阳离子交换树脂也将可作收AMS．为该反应精馏工艺的催化剂．这主要是由于该工艺中反应精馏作为一种工艺强化手段，具有高设备集未引入额外丙酮，因此反应段丙酮含量显著下降，从成度和高反应热利用率等优势Ⅲ4。]．由于CHP分解产而使得阳离子交换树脂避免了因丙酮而出现溶胀、破物苯酚和丙酮的沸点相差大，因此可使用合适的固体碎的现象．酸催化剂，通过反应精馏技术实现CHP完全分解、利本文建立的苯酚生产反应精馏工艺将采用未经用反应热实现产物及时分离的双重目的．目前Exxon浓缩处理的CHP为原料，并选择阳离子交换树脂作Mobli公司已

5、报道了使用金属氧化物型超强酸作为催为反应催化剂．通过对不同类型树脂催化剂的催化活化剂的CHP分解反应精馏制苯酚技术l_8]．该过程使用性进行实验考察，将确定适合该工艺的树脂类型．在另提纯浓缩后的CHP作为原料，为移除CHP分解反应一方面，将通过反应精馏小试实验来探究该反应精馏产生的大量反应热，向塔内引人大量丙酮作为热夹带工艺在实际中的耦合可行性．剂．但是，由于丙酮的额外引入增加了分离负荷和设备投资，因此，尽管该CHP分解反应精馏技术具备技术1实验装置及方法上的先天优势，但其仍未在工业中广泛应用．CHP、苯酚、丙酮、AMS以及异丁醇均购自国药集团化学试剂有限公司，异丙苯购自天津市光复精细收稿

6、日期：2013-0609化工研究所．以上原料中除作为反应原料的CHP外，*通信作者：ysha@xmu．edu．cn其余均为分析纯．经碘量法分析，购置的化学纯CHP第1期周道伟等：过氧化氢异丙苯分解制苯酚的反应精馏工艺·97·中CHP质量分数为84．5．DMBA购自Adamas—装处理．封装得到每个催化剂包内含树脂约0．15g，整beta，纯度为98，将作为色谱分析的标准品使用．个反应段共装有9个这样的催化剂包．反应混合物的主要成分包含CHP、丙酮、异丙苯、苯酚、AMS和DMBA，利用以异丁醇为内标物的气相2CHP催化分解的动力学实验色谱法进行分析_1]．色谱分析中采用的色谱柱为OV101毛

7、细管柱(30m)，气化温度和检测温度分别为对于采用不同类型催化剂的动力学实验，反应物210和250℃，柱炉起始温度为8O℃，设定以1O的初始组成、反应条件及催化剂用量列于表1．在4组。C／min升至180℃，保持此温度2．5min．经气相色谱实验中，反应温度均设定为65℃．实验中CHP和异丙检测，原料CHP中含有8(质量分数，下同)的DM—苯组成比例接近于氧化得到的CHP和异丙苯混合物BA．工业流股组成比例，苯酚在反应过