本发明属于双酚a生产,具体涉及一种降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统及方法。
背景技术:
1、双酚a(bpa)是一种广泛应用于塑料制品、食品和饮料包装等行业的化学品,其与许多疾病的发生和发展有关。不仅双酚a本身具有良好的应用价值,其与其他化合物组成的聚合物也具有广泛的应用价值。由双酚a与环氧氯丙烷合成环氧树脂经固化剂固化后具有优良的机械性能、电绝缘性、耐化学腐蚀性、低收缩性;以双酚a合成的聚碳酸脂时非晶型热塑性工程塑料,具有耐高冲击性、透明性、优良电绝缘性、延伸性、耐应力开裂性、尺寸稳定性、耐酸耐油性、高耐热耐寒性和自熄性,且吸水率低、无毒、卫生,能着色。双酚 a的钠盐与4,4-二氯二苯基砜合成的热塑性树脂,可在高温下长时间保持原状,其耐化学腐蚀性及电绝缘性良好。双酚a与二苯基二磺酰氯合成的硫聚酯是热塑性树脂,其透明性及电绝缘性好,适宜作涂料、薄膜及纤维。双酚a与对(间)苯二甲酰氯缩合成的聚芳酯是结构材料,适合作机械部件电器部件、管板材。双酚a还可作为阻燃剂四溴双酚a的原料。
2、目前生产双酚a大多采用离子交换树脂法,即苯酚与丙酮在酸性催化剂作用下经缩合反应而来,该方法在较大的酚酮比下进行反应,苯酚既是反应物也是溶剂,在双酚a生产过程中消耗较大,需考虑降低苯酚消耗方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中离子交换树脂法合成双酚a苯酚消耗量大的问题,本发明提供了一种降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统及方法,本发明方法回收苯酚大大降低引入系统杂质量,且减少生产设备数量,降低成本及能耗,简化工艺流程,减少新鲜苯酚消耗量。
2、本发明通过以下技术方案实现:
3、一种降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统,包括一级结晶器,一级离心机,一级离心液洗涤液罐,一级加合物熔融罐,母液储罐,二级结晶器,二级离心机,二级加合物熔融罐,二级离心液洗涤液罐,苯酚脱水塔, 苯酚回收塔ⅰ,冷凝器ⅰ,回流罐ⅰ,裂解反应器,苯酚回收塔ⅱ,冷凝器ⅱ,回流罐ⅱ,苯酚回收罐;
4、所述的一级结晶器与一级离心机、一级加合物熔融罐、二级结晶器、二级离心机、二级加合物熔融罐依次连接;
5、所述的二级离心液洗涤液罐分别连接一级离心机和二级结晶器,一级离心液洗涤液罐连接一级结晶器的进口管线;
6、所述的一级离心机与一级离心液洗涤液罐、母液储罐、苯酚脱水塔、苯酚回收塔ⅰ、裂解反应器、苯酚回收塔ⅱ和苯酚回收罐依次连接;
7、所述的苯酚回收塔ⅰ与冷凝器ⅰ和回流罐ⅰ形成回流体系,通过回流罐ⅰ连接苯酚回收罐;
8、所述的苯酚回收塔ⅱ与冷凝器ⅱ和回流罐ⅱ形成回流体系,通过回流罐ⅱ连接苯酚回收罐。
9、所述的苯酚回收罐连接二级离心机;
10、进一步地,所述的一级结晶器连接苯酚和丙酮生成双酚a的发生装置。
11、进一步地,所述的二级离心机连接新鲜苯酚;所述的苯酚脱水塔塔釜连接苯酚、丙酮配置反应系统。
12、进一步地,所述的一级离心液洗涤液罐和二级离心液洗涤液罐内设置有挡板,使离心液储罐和洗涤液储罐分隔。
13、进一步地,所述的一级离心液洗涤液罐内的洗涤液储罐连接一级结晶器的进口管线,离心液储罐连接母液储罐;所述的二级离心液洗涤液罐内的离心液储罐分别连接一级离心机和二级结晶器,洗涤液储罐连接二级结晶器。
14、本发明中,利用上述系统降低双酚a生产过程苯酚消耗的的方法,包括以下步骤:
15、1)苯酚与丙酮经配置反应系统生成双酚a溶液依次进入一级结晶器和一级离心机,在一级离心机分流为含高浓度杂质苯酚离心液和双酚a加合物晶体,并采用洗涤液对双酚a加合物晶体进行洗涤,一级离心机中含高浓度杂质苯酚离心液和洗涤液进入一级离心液洗涤液罐,含高浓度杂质苯酚离心液进入母液储罐,双酚a加合物晶体进入一级加合物熔融罐;
16、2)步骤1)经一级加合物熔融罐中的熔融液进入二级结晶器形成双酚a-苯酚固体加合物,溢流进入二级离心机,经二级离心机分流为离心液和加合物晶体,加合物晶体经洗涤液洗涤后进入二级加合物熔融罐,二级离心机产生的离心液和洗涤液进入二级离心液洗涤液罐;其中,部分离心液回用至二级结晶器,部分离心液回用至一级离心机,作为一级离心机的洗涤液使用;
17、3)步骤1)母液储罐中的含高浓度杂质苯酚离心液进入苯酚脱水塔进行脱水,脱水后的大部分物料进入苯酚与丙酮配置反应系统回收利用,剩余物料进入苯酚回收塔ⅰ,苯酚回收塔ⅰ塔顶物料进入冷凝器ⅰ冷凝,然后进入回流罐ⅰ暂存,随后转移至苯酚回收罐;
18、4)步骤3)苯酚回收塔ⅰ塔釜物料进入裂解反应器,在催化剂作用下双酚a及双酚a异构体分解为苯酚和异丙烯基苯酚,裂解反应器釜底物料送入苯酚回收塔ⅱ,苯酚回收塔ⅱ塔顶气体进入冷凝器ⅱ冷凝,然后进入回流罐ⅱ暂存,随后转移至苯酚回收罐;
19、5)步骤3)和步骤4)苯酚回收罐中的苯酚回收至二级离心机作为洗涤液使用。
20、进一步地,步骤4)中的催化剂为十二烷基苯磺酸,催化反应温度为170~210℃,催化反应时间为0.5~2h。
21、进一步地,步骤4)中苯酚回收塔ⅱ塔底产生的多元酚危废进行回收再利用。
22、进一步地,步骤1)中母液储罐伴热保持温度为50~70℃;一级加合物熔融罐,和二级加合物熔融罐的温度为110~140℃;苯酚脱水塔的温度为125~135℃,苯酚回收塔ⅰ和苯酚回收塔ⅱ的温度为100~110℃。
23、进一步地,步骤3)中进入苯酚回收塔ⅰ的物料占脱水后塔釜总物料的5~7wt%。
24、有益效果
25、(1)本发明降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统通过优化双酚a反应系统提高苯酚回收利用率,一方面通过二级离心洗涤液回用至一级离心洗涤,减少新鲜苯酚消耗;另一方面,离心母液经裂解反应后回收苯酚代替异构化-裂解重排回收双酚a方式,回收苯酚大大降低引入系统杂质量,且减少生产设备数量,降低成本及能耗,简化工艺流程,减少新鲜苯酚消耗量。
26、(2)本发明降低双酚a生产过程苯酚消耗的方法中产生的多元酚危废可作为危废处置单位原料,由危废处置单位进行回收利用生产其他产品,消除危废产生的环境影响。
27、(3)本申请的降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统结构简单、操作方便、成本低、具有普适性,易于规模化生产。
1.一种降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统,其特征在于,包括一级结晶器(1),一级离心机(2),一级离心液洗涤液罐(3),一级加合物熔融罐(4),母液储罐(5),二级结晶器(6),二级离心机(7),二级加合物熔融罐(8),二级离心液洗涤液罐(9),苯酚脱水塔(10), 苯酚回收塔ⅰ(11),冷凝器ⅰ(12),回流罐ⅰ(13),裂解反应器(14),苯酚回收塔ⅱ(15),冷凝器ⅱ(16),回流罐ⅱ(17),苯酚回收罐(18);
2.根据权利要求1所述的降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统,其特征在于,所述的一级结晶器(1)连接苯酚和丙酮生成双酚a的发生装置。
3.根据权利要求1所述的降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统,其特征在于,所述的二级离心机(7)连接新鲜苯酚;所述的苯酚脱水塔(10)塔釜连接苯酚、丙酮配置反应系统。
4.根据权利要求1所述的降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统,其特征在于,所述的一级离心液洗涤液罐(3)和二级离心液洗涤液罐(9)内设置有挡板,使离心液储罐和洗涤液储罐分隔。
5.根据权利要求4所述的降低双酚a生产过程苯酚消耗的系统,其特征在于,所述的一级离心液洗涤液罐(3)内的洗涤液储罐连接一级结晶器(1)的进口管线,离心液储罐连接母液储罐(5);所述的二级离心液洗涤液罐(9)内的离心液储罐分别连接一级离心机(2)和二级结晶器(6),洗涤液储罐连接二级结晶器(6)。
6.利用权利要求1~5任一项所述的系统降低双酚a生产过程苯酚消耗的的方法,其特征在于,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的降低双酚a生产过程苯酚消耗的的方法,其特征在于,步骤4)中的催化剂为十二烷基苯磺酸,催化反应温度为170~210℃,催化反应时间为0.5~2h。
8.根据权利要求6所述的降低双酚a生产过程苯酚消耗的的方法,其特征在于,步骤4)中苯酚回收塔ⅱ(15)塔底产生的多元酚危废进行回收再利用。
9.根据权利要求6所述的降低双酚a生产过程苯酚消耗的的方法,其特征在于,步骤1)中母液储罐(5)伴热保持温度为50~70℃;一级加合物熔融罐(4),和二级加合物熔融罐(8)的温度为110~140℃;苯酚脱水塔(10)的温度为125~135℃,苯酚回收塔ⅰ(11)和苯酚回收塔ⅱ(15)的温度为100~110℃。
10.根据权利要求6所述的降低双酚a生产过程苯酚消耗的的方法,其特征在于,步骤3)中进入苯酚回收塔ⅰ(11)的物料占脱水后塔釜总物料的5~7wt%。