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双酚A生产工艺——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。这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,据中国环氧树脂行业协会介绍,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——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。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,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,目前该厂2套装置均为离子树脂法工艺。 |