邻异丙基酚的制造方法技术

本发明专利技术涉及以苯酚为原料，以丙烯为烷化剂，酚铝作催化剂，工业制备邻异丙基酚的方法，它包括酚盐的制备、烷基化反应、减压蒸馏、减压精馏提取邻异丙基酚合格产品。产品纯度≥９７％，产品收率达８５％以上。特别地，本发明专利技术在工艺真空系统中应用Ｗ真空泵，增设酚捕集装置，提供了邻异丙基酚残渣干馏回收初馏液的处理工艺，显著地减少了酚类“三废”污染。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烷基酚的制造方法，尤其是以苯酚和丙烯为原料，以酚铝为催化剂，工业化制造邻异丙基酚的方法。邻异丙基酚作为一种精细化工产品，主要用于合成异丙威农药的中间体，还可用于生产阻燃剂、增塑剂、染料添加剂、防腐剂、抗油漆脱落剂、聚合物的中间体。在现有技术中，关于，国内外有许多报道，苯酚和烯烃的直接烷基化可通过付列得尔——克拉夫茨反应进行，但所得产物基本上是对位取代物。提高邻位的选择性，工业制备邻异丙基酚，关键在于催化剂的选择。到目前为止，国内外使用的催化剂有四种一是酸类催化剂，报道较多的是氢氟酸、硫酸、磷酸以及有机酸等，其缺点是产品组合复杂；三种异构体的混合物分离困难，并产生大量稀酸废残液，难于处理，腐蚀设备。二是离子交换树脂催化剂，如前苏联和美国壳牌公司用KY-2型阳离子交换树脂，美国联合碳化物公司的专利报道用Dawex-50-X-4型离子交换树脂作催化剂，这一催化剂的优点是反应液与催化剂容易分离，树脂可再活化、循环使用，但缺点是邻位选择性不高，产品组成复杂，后处理难度大；三是氧化铝型催化剂，文献报道，美国乙基公司以两性元素铝为催化剂，或用高压间歇法以KA-101型催化剂，国内曾采用低压法以Y-Al2O3作催化剂和用固定床气相常压连续烃化法以Y-Al2O3作催化剂，其收率较高，反应易于进行，主要问题是产物中有对位异构体，给分离带来一定困难；四是酚盐催化剂，通常是Al、Mg、Fe、Zn、As等的酚盐，该法主要特点是邻位选择性高、工艺简单、操作容易、三废少，未反应的苯酚可循环使用，多烷基酚通过烷基转移，即歧化反应可转变成邻位产品。湖南化工研究院曾以酚铝作催化剂，丙烯作烷基化剂建成年产30吨的中试装置，江西贵溪农药厂曾建成年产250吨邻异丙基酚生产装置，苯酚转化率分别是48％～51％、40.8％，邻异丙基酚总收率(按转化苯酚计)分别为90％、82.4％，在工艺过程中增加歧化反应，工艺复杂，成本较高，而且由于控制条件等方面原因，邻异丙基酚产品纯度难以达到98％；工艺真空系统因采用蒸气喷射泵而产生含酚污水，蒸馏残渣作为锅炉燃料焚烧，影响锅炉正常运行，还可能产生二次污染，本制造方法是在湖南化工研究院中试技术基础上放大建成一套年产1500吨邻异丙基酚的工艺制造方法。本专利技术的目的是采用酚铝作催化剂、丙烯作烷基化剂，建成一套年产1500吨邻异丙基酚工艺生产装置，并且改进工艺真空系统装置，简化工艺步骤以及通过干馏装置回收邻异丙基酚初馏液来提高苯酚的转化率和邻异丙基酚总收率，消除酚污染，达到苯酚转化率≥65％，邻异丙基酚总收率≥85％，产品纯度≥98％。本专利技术目的是通过如下的技术方案实现的以苯酚和丙烯为原料，以酚铝为催化剂，包括酚铝的制备、苯酚烷基化反应、烷化液减压蒸馏得邻异丙基酚初馏液、初馏液经二塔减压精馏回收未反应的苯酚，分离出合格的邻异丙基酚等过程(1)催化剂酚铝的制备苯酚与铝以1∶0.005～0.02的配比(摩尔比)，在反应釜温度为100～180℃(最佳温度165～170℃)，压力为0.2～0.6MPa的条件下，苯酚和铝发生酚铝反应制得酚铝，Mg、Fe、Zn、As等的酚盐亦可作催化剂，但最好是酚铝，酚盐反应釜材质可为碳钢、不锈钢或其它可用的材料，酚盐反应釜最高工作压力0.6MPa，最高工作温度为260℃。(2)苯酚的烷基化反应苯酚与丙烯以1∶0.45～0.95的摩尔配比，以酚铝作催化剂，酚铝含量≥2.8％，在反应釜温度为160～265℃，压力为0～1.6MPa下，反应时间0.5小时以上，制得含有邻异丙基酚、对异丙基酚、2，6-二异丙基酚、2，4-二异丙基酚、3，5-二异丙基酚、2，4，6-三异丙基酚等多烷基酚及其他高沸物的混合物即烷化液。烷化反应釜最高工作压力1.6Mpa，最高工作温度300℃。(3)烷化液减压蒸馏烷化液在蒸馏塔中减压蒸馏，在蒸馏塔顶控制压力1.5～7.5KPa，塔顶控制温度80～104℃，塔釜控制温度为160～260℃，冷凝收集得邻异丙基酚含量为20％(摩尔百分比)以上，苯酚含量为24％(摩尔百分比)以上，2，6-二异丙基酚含量为5％(摩尔百分比)以上的初馏液，然后(4)初馏液经二塔减压精馏精馏为二塔或多塔减压精馏，可为间歇、亦可为连续精馏，整个精馏过程在密闭条件下进行，精馏塔可以是填料塔，也可以是筛板塔或其它类型的精馏塔，塔内填料可以是拉西环，可以是矩鞍环，亦可是波纹板或其它形式的填料。塔材质可以是碳钢、不锈钢或其它可用的材料。二塔减压精馏条件是，I塔釜温为155～185℃，I塔顶控制温度为95～110℃，I塔顶控制压力为4.55～7.85KPa，II塔釜温度为145～180℃，II塔顶控制温度为110～136℃，II塔顶控制压力为4.55～7.85KPa，I塔回收未反应的苯酚，II塔收集邻异丙基酚，其纯度≥97％，精馏回流比控制在1～10范围内，苯酚转化率≥65％，邻异丙基酚总收率≥85％。(5)工艺真空系统采用W真空泵，增设酚捕集装置，W真空泵与酚捕集装置并用，避免因采用蒸气喷射泵产生含酚污水，节约了酚废水处理费用。(6)烷化反应液蒸馏残渣即邻异丙基酚残渣，通过干馏装置回收邻异丙基酚初馏液，回收率≥33％，回收的初馏液可进入精馏塔回收苯酚，并提取合格的邻异丙基酚，干馏装置即为干馏炉，干馏炉炉体采用耐火材料，炉胆采用耐高温腐蚀的材料，干馏为间歇干馏，干馏可采取常压干馏，亦可采取减压干馏，干馏终点温度为150～380℃。干馏残渣可作为炉用燃料和入煤中完全燃烧。无二次污染，干馏装置可适合所有有机残渣的处理，特别是酚类残渣。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1、简化工艺，取消了歧化反应步骤。在现有技术中，由于歧化反应邻位转化率低，能耗高，增加了生产成本，在本专利技术中取消了歧化反应步骤，严格控制酚盐和烷化反应条件，使邻位选择性比现有技术提高了5％，达到了98.3％。邻异丙基总收率(以转化苯酚计)高于现有技术总收率，达到85％以上，邻异丙基酚含量在98％以上。2、改进工艺真空系统装置，消除了含酚污水并且提高了苯酚的转化率。在现有技术中，工艺真空系统采用蒸气喷射泵，由产生的含酚污水，用生化法处理，运转费用高，效果差。在本专利技术中用W真空泵取代蒸气喷射泵，并设置酚捕集装置，捕集的酚可以回用，消除了含酚污水，节省了采用蒸气喷射泵产生含酚污水的处理费用，提高了苯酚的利用率。3、应用干馏装置，提高了苯酚转化率和产品的总收率，消除了残渣的二次污染。在现有技术中，烷化液蒸馏塔釜产生的邻异丙基酚残渣的处理，是把它和入煤中作为锅炉燃料焚烧，这样，既影响锅炉的正常运行，又因残渣中的酚类有机物在高温和氧供应不足的情况下挥发，进入烟道与烟尘粘合，引起烟道堵塞，而且不能完全燃烧的残渣混入炉渣中，引起二次污染。在本专利技术中，使用干馏炉装置将残渣干馏回收邻异丙基酚初馏液，再精馏分离出苯酚和邻异丙基酚。干馏残渣又可用作干馏炉燃料，能完全燃烧，不产生二次污染。既消除了残渣引起的酚污染，又节约了资源，提高了苯酚利用率和邻异丙基酚总收率。以下通过具体的实施例对本专利技术作进一步详细的描述实施例1从原料仓库来的苯酚送烘房融化后，通过真空抽至苯酚贮罐，然后把苯酚抽入计量罐，经计量后的1000kg苯酚放入酚铝釜，升温至150℃时逐步加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种邻异丙基酚的制造方法，以苯酚和丙烯为原料，以酚铝为催化剂，包括酚铝的制备，苯酚与丙烯以酚铝作催化剂、在反应釜温度为１６０～２６５℃、压力为０～１．８ＭＰａ下苯酚烷基化反应，烷化液减压蒸馏得邻异丙基酚初馏液，初馏液经二塔减压精馏回收未反应的苯酚，分离出合格的邻异丙基酚等过程，其特征在于：（１）烷化液减压蒸馏：苯酚烷基化反应制得含有邻异丙基酚、对异丙基酚、２，６－二异丙基酚、２，４－二异丙基酚、３，５－二异丙基酚、２，４，６－三异丙基酚等多烷基酚及其他高沸物的混合物即烷化 液，烷化液在蒸馏塔中减压蒸馏，在蒸馏塔顶控制压力１．５～７．５ＫＰａ，塔顶控制温度８０～１０４℃，塔釜控制温度为１６０～２６０℃，冷凝收集得邻异丙基酚含量为２０％（摩尔百分比）以上，苯酚含量为２４％（摩尔百分比）以上，２，６－二异丙基酚含量为５％（摩尔百分比）以上的初馏液，然后（２）初馏液经二塔减压精馏，Ⅰ塔釜温为１５５～１８５℃，Ⅰ塔顶控制温度为９５～１１０℃，Ⅰ塔顶控制压力为４．５５～７．８５ＫＰａ，Ⅱ塔釜温度为１４５～１８０℃，Ⅱ塔顶控制温度为１１０～１３６℃，Ⅱ塔 顶控制压力为４．５５～７．８５ＫＰａ，Ⅰ塔回收未反应的苯酚，Ⅱ塔收集邻异丙基酚，其纯度≥９７％，精馏回流比控制在１～１０范围内，邻异丙基酚总收率≥８５％。（３）工艺真空系统采用Ｗ真空泵，增设酚捕集装置。（４）烷化反应液蒸馏残渣即邻异 丙基酚残渣，通过干馏装置回收邻异丙基酚初馏液，回收率≥３３％，回收的初馏液可进入精馏塔回收苯酚，并提取合格的邻异丙基酚，干馏残渣可作为炉用燃料和入煤中完全燃烧。...

【技术特征摘要】
1.一种邻异丙基酚的制造方法，以苯酚和丙烯为原料，以酚铝为催化剂，包括酚铝的制备，苯酚与丙烯以酚铝作催化剂、在反应釜温度为160～265℃、压力为0～1.8MPa下苯酚烷基化反应，烷化液减压蒸馏得邻异丙基酚初馏液，初馏液经二塔减压精馏回收未反应的苯酚，分离出合格的邻异丙基酚等过程，其特征在于(1)烷化液减压蒸馏苯酚烷基化反应制得含有邻异丙基酚、对异丙基酚、2，6-二异丙基酚、2，4-二异丙基酚、3，5-二异丙基酚、2，4，6-三异丙基酚等多烷基酚及其他高沸物的混合物即烷化液，烷化液在蒸馏塔中减压蒸馏，在蒸馏塔顶控制压力1.5～7.5KPa，塔顶控制温度80～104℃，塔釜控制温度为160～260℃，冷凝收集得邻异丙基酚含量为20％(摩尔百分比)以上，苯酚含量为24％(摩尔百分比)以上，2，6-二异丙基酚含量为5％(摩尔百分比)以...

【专利技术属性】
技术研发人员：程永辉，佘仁秀，廖建雄，杨立明，赵达，李晓刚，
申请(专利权)人：临湘市氨基化学品厂，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]