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2004年9月
张金菊.对辛基酚生产工艺改进
对辛基酚生产工艺改进
张金菊
(太原化学工业集团公司设计研究院,太原030021)
摘要为解决对辛基酚生产过程中精儸时存在组分多、精馏时问长、能耗高、产品收率和纯
度低等问题,用正交实验探讨反应温度、反应时同、苯酚与二异丁烯原料摩尔比3因素对原料转化
率和产品对辛基酚收率的影响。结果表明,在反应温度105~110℃、反应时间2h、原料摩尔比2
条件下,精馏时缩短约50%,精馏温度降低50℃,能耗大幅度降低,同时对辛基酚产品纯度由
98%提高到99%以上。
关键词对辛基酚苯酚二异丁烯烷基化
对辛基酚是精细化工生产中重要原料及中间换树脂催化剂,搅拌,调节温度达规定要求。由恒
体,由苯酚与烯烃在催化剂作用下进行烷基化反压滴液漏斗将二异丁烯滴加至反应溶液中,反应
应制得,用于烷基酚醛树脂、印刷油墨、粘合剂、绝到规定时间,取烷基化液测其中组分及各组分含量。
缘漆、紫外线吸收剂、光稳定剂、表面活性剂及医
3正交实验设计
药中间体等生产领域中。
结合实际情况,确定催化剂用量不变,考察反
为满足市场以及环境保护的要求,将对辛基应温度、反应时间和原料配比对原料转化率及目
酚的生产装置进行了扩产和技改,由原来的的产物对辛基酚收率的影响,设计3因素3水平
300va扩建为1500va,同时在生产工艺方面也(32)正交实验,因素表列人表1
有改进。
原工艺使用无机物活性白土作催化剂,且是
表1正交实验因素表
次使用,且废弃的催化剂中夹带有机物,对环境
水平反应温度/℃反应时间/h苯酚与二异丁烯
摩尔比(C)
造成一定的危害。因此改用高分子型阳离子交换
树脂作催化剂。此催化剂可多次重复使用,生产
105~110
环境大大改善。但是,生产过程中又出现了一系
110~115
列新向题:由于阳离子交换树脂活性高,二异丁烯
在烷基化的同时也有部分被分解成异丁烯,再与
正交实验结果列人表2,表2中列出烷基化
苯酚生成叔丁酚类或二取代烷基酚类;烷基化液液苯酚含量及对辛基酚含量两指标,分别表示原
中组分增多,造成精儅时间长,成本提高;且精馏科转化率和目的产物收率。
后期有副反应发生,严重影响目的产物的收率和2结果与讨论
纯度。为解决此问题,结合以前的生产经验,对烷
表2正交实验结果表明,各因素对苯酚含量
基化反应做了大量的实验。
及对辛基酚含量影响程度由大到小的顺序依次
1实验部分
为:反应温度>反应时间>苯酚与二异丁烯摩尔
1.1主要原料及分析方法
比。
苯酚,二异丁烯,阳离子交换树脂催化剂,均
2.1反应温度的影响
为工业级。
反应温度是影响苯酚转化率及对辛基酚收率
凝固点采用GB618-77方法测定,各组分及的重要因素,同时也是控制副产物生成的主要因
组分含量采用气相色谱法测定。
素。温度低,反应速度慢,且易形成邻位烷基酚;
1.2对辛基酚合成方法
在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和冷凝
收日期:200406-04
作者简介:张金菊,工程师,1990年毕业于太原工业大学
器的三口烧瓶中,加人熔融萃酚,再加人阳离子交
现从事化工科研工作。
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精细石
化工进展
第5卷第9期
24
DVANCES IN EINE PETROCHEMICALS
表2正交实验结果
序号
烷基化液中苯酚含量,%烷基化液中对辛基酚含量,%
77.817
9.616
79.776
9,656
82.110
7.939
15,579
72.835
11,662
80.000
29.23
含量K
31,765
极差R8.44
227,729
235,508
对辛
基聆
含量
243,176
234,609
极差R15,447
978
5.777
高温有利于邻位烷基酚转位,但同时二异丁烯也基酚再次分解,影响对辛基酚收率。
可分解成异丁烯,与苯酚形成叔丁酚类烷基酚,且
烷基化工艺改进后,烷基化液组分减少,目的
有二取代烷基酚的形成和烷基酚脱烷基的倾向,产物对辛基酚含量高(80%以上),且没有高沸点
造成烷基化液中组分增多,精馏过程复杂,产品纯物。在精馏过程中,只收集未反应苯酚和目的产
度低,从而影响目的产物对辛基酚收率。从正交物对辛基酚,其他馏分作为过渡液。分离馏分减
实验结果综合考虑,反应温度选择105~110℃较少,精馏时间缩短,能耗大幅度下降,且烷基化液
合适。
中没有高沸点物,收集对辛基酚组分时,釜温可控
2.2反应时向的影响
制在200℃以内,回流量也相应减少,出料速度
异丁烯的滴加时间短,滴加速度快,则总扩快,对辛基酚产品纯度由原来的98%提高到99%
散速度慢,造成局部二异丁烯的浓度增加,容易生以上。
成邻位烷基酚、二取代烷基酚等副产物;二异丁烯
结论
滴加时间长,滴加速度慢,二异丁烯易扩散,有利
(1)苯酚与二异丁烯烷基化合成对辛基酚的
于生成目的产物对辛基酚的生成,但烷基化反应
最佳工艺条件为:反应温度105~110℃,反应时
是可逆反应,又有催化剂存在,停留时间过长导致
间2.0h,苯酚与二异丁烯摩尔比2.3:1。
生成的烷基酚又可能脱烷基。正交实验结果表
(2)烷基化工艺改进后,烷基化产物中组分减
明,反应时间选择2.0h较住
少,精馏时以未反应苯酚和目的产物对辛基酚为
2.3苯酚与ニ异丁烯障尔比的影响
苯酚相对二异丁烯过量,未反应苯酚可通过主要馏分,其余馏分作为过渡液,精馏时间由原来
精馏回收。苯酚过量越多,越有利于烷基酚的生的100h多缩短为50~60h,精馏温度降低约
50℃,成本大幅度降低,且收集的对辛基酚产品
成,但苯酚过量太多,造成精馏时间过长,能源消
耗高,且后期有副反应发生。从表2正交实验结
纯度由98%提高到99%以上
果看出,苯酚与二异丁烯摩尔比选择2.3:1为宜。
参考文献
烷基化工艺改进对精馏的影响
尧茂章等.世界精细化工手册.北京:北京工业部科学技术情
烷基化工艺未改进以前,由于烷基化液中组
报研究所出版,1986,154~168
分多,精馏分离馏分也多,且高沸点物含量较高,2魏文德等有机化工原料大全(第三)北京:北京化学工业
后期与对辛基酚难以分离,金温后期高达250℃
出版社,1990.5562~573
3山西化工研究所绵.塑料与橡胶工业助剂.北京:北京化学工
以上,造成精馏过程复杂,能耗提高,且高温使烷
业出版社、1981.324~339
(下转第29页)