双酚A生产工艺

ucoat

双酚A生产工艺(一)——盐酸法
　　盐酸法生产双酚A的工艺过程为：过量苯酚及丙酮按分子比4-10：1与饱和盐酸气一起加入反应釜，在60-65℃和常压下搅拌反应数小时，反应产物先蒸去低沸组分，剩余粗产品在160-170℃真空条件下先蒸去苯酚，再在260-1300Pa真空条件下进一步分离付产物，然后在130-260Pa下蒸馏出双酚A，产品经重结晶精制。该工艺在不断改进后，生产过程已由边疆法代替间歇法。同时多数公司双酚A的提纯已采用冷法代替蒸馏法，即利用冷却结晶分离苯酚和双酚A加合物。
    当加合反应在苯酚适量的情况下进行时，把温度降至43-45℃，析出苯酚和双酚A的加合物结晶，经离心分离，再将加合物结晶加热至熔融，然后在真空条件下用薄膜蒸发器蒸去苯酚及付产物，得到双酚A纯品。 种方法得到的产品质量较蒸馏法好，但能耗和投资较高。为得到高纯度产品，国外大多数公司采用这种冷却结晶法提纯工艺。
    总之，盐酸法产品质量高，转化率高，污染少。而且用盐酸作催化剂时，在反应知件下可使异构体重排为有用的产品。该法以丙酮汁，其转化率高达95%以上，勿需丙酮回收设施，而且含酚废水用量仅为理论反应水量的1/3，使三废处理量降低至最低限度。但盐酸法工艺也有不少缺点，它流程长，设备设资大，反应时间长。为了在反应结束时除去盐酸，要求用水冲洗，产生酸性废水。此外盐酸法设备易遭受腐蚀，对设备材料耐腐要求高。盐酸法能直接生产聚碳酸酯级的双酚A，而且投资回收率较高，因此世界上许多大公司采用此法生产双酚A。
　　双酚A生产工艺(二)：硫酸法
　　硫酸法是双酚A的传统生产方法。该法用73-74%硫酸作催化剂，按苯酚：丙酮：酸的分子比2：1：6的配料比，先将苯酚、硫酸投入反应盒中，加入甲苯作反应介质，搅拌下使温度降至30℃以下，再加入适量助催化剂，通常为巯酸乙酸，其加入主要目的是缩短反应周期，减少硫酸用量，提高产品质量和转化率，以降低生产成本。
    然后开始滴加丙酮，反应温度控制在35-40℃，反应时间为4～6小时，过滤除去酸液，滤饼经水洗，碳酸钠中和、离心分离得成品，收率为82-85%。硫酸法特点是设备少，工艺简单，但合成双酚A时有许多副产物生成，例如，会生成邻双酚，邻对双酚，三酚，色瞒以及其它一些缩合物，故该法产品质量差，物料消耗定额高，劳动强度大，而且三废多，处理特别困难。
    双酚A主要用于环氧树脂和聚碳酸酯，它们对其纯度要求很高，环氧树脂用双酚A要求纯度在95%以上，而聚碳酸酯用双酚A要求纯度为99.5%以上，它们对色度和杂质都有严格限制。硫酸法生产的双酚A产品还必须进行精制才可在这两者中应用，双酚A产品常用精制提纯方法有重结晶法，加合物提纯法及溶剂萃取法。硫酸法在发达国家60年代就已逐步淘汰，我国于90年代初淘汰，当时蓝星新材料无锡树脂厂引进建设了国内第1套离子树脂法装置， 该厂2套装置均为离子树脂法工艺。
　　双酚A生产工艺(三)：离子交换树脂法
　　离子交换法双酚A生产工艺首先由美国联碳公司于60年代初实现工业化。该工艺以强酸性阳离子交换树脂为催化剂，以巯基化合物为助催化剂，苯酚和丙酮按分子比10：1的配比加入反应器，在75℃下反应生成双酚A，产物蒸馏脱除低沸点组分后送结晶器，用冷却结晶法分离提纯。
    此法投资费用低，在合成反应中用阳离子交换树脂作催化剂，可节省耐盐酸的镍基合金或搪玻璃衬里。同时用苯酚进行洗涤，不另外用其它试剂。重结晶的精加合物浆液在分离器中用纯新鲜苯酚进行洗涤，其母液作为第一次结晶体的洗涤液，其母液经处理后返回使用。这样在本工艺中，只含苯酚、丙酮量极低的少量废水，减少废水处理。此外，固体废料、废气在工艺中作内部燃料，无需另外处理。该法是连续化工艺，开停车方便，产品质量高而稳定，操作弹性大，同一装置能生产不同级别的产品。
    不足之处是离子交换树脂一次性填充大，丙酮单程转化率低，需配备丙酮回收装置。离子交换树脂法特点是无腐蚀，污染极少，催化剂易于分离，产品质量高，操作简单，但催化剂昂贵，对原料苯酚要求高。近年来国外新建装置大多采用此法，国内无锡树脂厂引进装置亦采用此法生产双酚A，目前该厂2套装置的持术1套引进自波兰勃拉霍夫尼亚、1套引进自日本千代田，使用后者技术的装置达到国际先进水平。国内另有1套建在天津双孚公司，为中石化自主开发的离子交换树脂工艺。