對-特辛基苯酚技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)工藝及裝置。
背景技術(shù)：
對-特辛基苯酚，常溫下為白色片狀晶體，不溶于水，可溶于大多有機溶劑，遇明火或高溫可燃。對特辛基苯酚是精細(xì)化工的原料和中間體，例如用以合成辛基酚甲醛樹脂，廣泛用于油品添加劑、油墨、電纜絕緣材料、印刷油墨、涂料、黏合劑、光穩(wěn)定劑等生產(chǎn)領(lǐng)域。合成非離子型表面活性劑，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、農(nóng)藥乳化劑、紡織均染劑等產(chǎn)品；由其合成的酚醛樹脂，廣泛用于印刷油墨、涂料、黏合劑、絕緣漆、光穩(wěn)定劑等生產(chǎn)領(lǐng)域中。
對-特辛基苯酚一般采用二異丁烯和苯酚在酸性陽離子樹脂催化劑的作用下，先經(jīng)烷基化反應(yīng)，后經(jīng)精餾提純而制取。對-特辛基苯酚的生產(chǎn)過程受反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、原料摩爾比等諸因素的影響，導(dǎo)致烷基化反應(yīng)中苯酚轉(zhuǎn)化率低，烷化液組分中對-特辛基苯酚含量低、苯酚含量高，鄰-特辛基苯酚、2,4-特辛基苯酚、對-特丁基酚等副產(chǎn)物多，精餾提純后產(chǎn)品對-特辛基苯酚純度只能達(dá)到96％。由于產(chǎn)品純度低，只能用于低端用戶。
目前，國內(nèi)普遍采用間歇法生產(chǎn)對-特辛基苯酚，在一臺反應(yīng)釜中完成合成反應(yīng)，即先將苯酚溶液從反應(yīng)釜上部加料口注入反應(yīng)釜中，再用泵把二異丁烯加入高位槽計量罐中，然后通過反應(yīng)釜上部加料管緩慢加入二異丁烯，滴加完后進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，取樣化驗合格后放料進行精餾提純，相對應(yīng)地，提純工藝也采用單一精餾塔進行間歇式提純。例如專利cn101161616b、cn101190961b中均是采用間歇法。
但是間歇法生產(chǎn)的反應(yīng)繁瑣，反應(yīng)時間長，副反應(yīng)的異構(gòu)體多，產(chǎn)品質(zhì)量低，生產(chǎn)效率較低，而且采用單一精餾塔進行間歇式提純，分離得到的輕組分利用率較低，提純效率較低，精餾提純后產(chǎn)品對-特辛基苯酚純度只能達(dá)到96％，不能滿足高端領(lǐng)域的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)工藝，整體反應(yīng)時間短，原料與催化劑接觸時間短，副反應(yīng)少(異構(gòu)體少)，提純效率高，輕組分的利用率高，提純得到的對-特辛基苯酚純度高，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品收率；本發(fā)明還提供其裝置。
本發(fā)明所述的對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
(1)將苯酚預(yù)熱后與二異丁烯分別連續(xù)通入混合器，混合后的物料從一級反應(yīng)釜底部進入一級反應(yīng)釜進行催化反應(yīng)，經(jīng)催化反應(yīng)到一定液位后由一級反應(yīng)釜上部持續(xù)放出，再從二級反應(yīng)釜底部進入二級反應(yīng)釜進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，經(jīng)催化劑持續(xù)轉(zhuǎn)位后，從二級反應(yīng)釜上部持續(xù)放出，得到對-特辛基苯酚烷基化液；
(2)將步驟(1)得到的對-特辛基苯酚烷基化液先通入一級脫輕塔中脫出部分輕組分，該部分輕組分返回一級反應(yīng)釜繼續(xù)進行催化反應(yīng)，再通入二級脫輕塔中脫出部分輕組分，該部分輕組分返回二級反應(yīng)釜繼續(xù)進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，最后通入脫重塔脫除重組分，從脫重塔的上端出料口得到產(chǎn)品對-特辛基苯酚。
步驟(1)中，苯酚預(yù)熱溫度為90-95℃。
步驟(1)中，苯酚與二異丁烯通入混合器的流量比為1：1-1.4。
步驟(1)中，一級反應(yīng)釜中，催化劑為樹脂催化劑kc102，生產(chǎn)廠家為河北凱瑞環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，催化劑加入量為380-420kg(以反應(yīng)釜容積15m3計)。
步驟(1)中，一級反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為90-95℃，常壓反應(yīng)，物料停留時間為20-40min。
步驟(1)中，二級反應(yīng)釜中，催化劑為樹脂催化劑kc102，生產(chǎn)廠家為河北凱瑞環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，催化劑加入量為320-350kg(以反應(yīng)釜容積10m3計)。
步驟(1)中，二級反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為100-105℃，常壓反應(yīng)，物料停留時間為15-30min。
步驟(2)中，一級脫輕塔的塔頂溫度120-130℃，塔頂真空度-0.094～-0.092mpa，塔底溫度185-190℃，塔底真空度-0.092～-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2。
步驟(2)中，二級脫輕塔的塔頂溫度120-130℃，塔頂真空度-0.094～-0.092mpa，塔底溫度185-190℃，塔底真空度-0.092～-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2。
步驟(2)中，脫重塔的塔頂溫度140-150℃，塔頂真空度-0.096～-0.094mpa，塔底溫度195-200℃，塔底真空度-0.092～-0.094mpa，采用外回流，回流比2:1。
本發(fā)明所述的對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)工藝所用的裝置，包括依次相連的混合器、一級反應(yīng)釜、二級反應(yīng)釜、對-特辛基苯酚烷基化液緩存罐、一級脫輕塔、二級脫輕塔和脫重塔，以及與混合器相連的二異丁烯儲罐和苯酚儲罐；
其中苯酚儲罐的物料經(jīng)過預(yù)熱器后進入混合器，混合器的物料出口連接一級反應(yīng)釜的底部進料口，一級反應(yīng)釜的上端出料口連接二級反應(yīng)釜的底部進料口，二級反應(yīng)釜的上端出料口連接對-特辛基苯酚烷基化液緩存罐；
對-特辛基苯酚烷基化液緩存罐連接一級脫輕塔的進料口，一級脫輕塔的頂部設(shè)置有一級冷凝器，在一級冷凝器的底部位置連接有一級輕組分采出管，一級輕組分采出管與一級反應(yīng)釜的底部進料口相連，一級脫輕塔的底部與一級蒸發(fā)釜形成管路循環(huán)，一級蒸發(fā)釜的上端設(shè)置有一級再沸器，一級蒸發(fā)釜與一級再沸器形成管路循環(huán)，其循環(huán)管路上連接一級重組分采出管；
一級重組分采出管連接二級脫輕塔的進料口，二級脫輕塔的頂部設(shè)置有二級冷凝器，在二級冷凝器的底部位置連接有二級輕組分采出管，二級輕組分采出管與二級反應(yīng)釜的底部進料口相連，二級脫輕塔的底部與二級蒸發(fā)釜形成管路循環(huán)，二級蒸發(fā)釜的上端設(shè)置有二級再沸器，二級蒸發(fā)釜與二級再沸器形成管路循環(huán)，其循環(huán)管路上連接二級重組分采出管；
二級重組分采出管連接脫重塔的進料口，脫重塔的底部與脫重塔再沸器形成管路循環(huán)，其循環(huán)管路上連接重組分采出管，脫重塔的上部出料口與對-特辛基苯酚緩存罐相連，對-特辛基苯酚緩存罐連接產(chǎn)品采出管。
一級冷凝器、二級冷凝器和脫重塔的頂部均與真空管路相連。
所述裝置在用于對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)時，工作過程如下：
將物料苯酚經(jīng)苯酚儲罐用預(yù)熱苯酚泵打入預(yù)熱器，預(yù)熱后與二異丁烯分別用泵連續(xù)打入混合器，混合均勻后的物料從一級反應(yīng)釜底部進料口進入有催化劑的一級反應(yīng)釜，經(jīng)催化反應(yīng)到一定液位后由一級反應(yīng)釜上部出料口經(jīng)二級反應(yīng)釜進料泵連續(xù)打入二級反應(yīng)釜底部進料口，釜內(nèi)物料經(jīng)催化劑持續(xù)轉(zhuǎn)位后，從二級反應(yīng)釜上部出料口進入對-特辛基苯酚烷基化液緩存罐。
將對-特辛基苯酚烷化液先通入一級脫輕塔，脫出未反應(yīng)的二異丁烯和苯酚等輕組分，由一級輕組分采出管回收通入一級反應(yīng)釜中繼續(xù)進行催化反應(yīng)，一級脫輕塔底部通過一級蒸發(fā)釜和一級再沸器進行加熱；脫出一部分輕組分后的物料由一級重組分采出管通入二級脫輕塔，脫出中間副產(chǎn)物對叔丁基苯酚、鄰叔丁基苯酚等組分，由二級輕組分采出管回收通入二級反應(yīng)釜中繼續(xù)進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，二級脫輕塔底部通過二級蒸發(fā)釜和二級再沸器進行加熱；脫出幾乎全部輕組分后的物料由二級重組分采出管通入脫重塔，脫出物料中的重組分，脫重塔底部通過脫重塔再沸器進行加熱，對-特辛基苯酚從脫重塔上端出料口進入產(chǎn)品緩存罐，經(jīng)2臺脫輕塔、1臺脫重塔提純后的對-特辛基苯酚純度達(dá)到99％以上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明利用兩臺反應(yīng)釜連續(xù)合成對-特辛基苯酚，整體反應(yīng)時間短，反應(yīng)液與催化劑接觸時間短，副反應(yīng)少(異構(gòu)體少)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品收率；
(2)本發(fā)明采用2臺脫輕塔、1臺脫重塔串聯(lián)對對-特辛基苯酚烷基化液進行連續(xù)提純，將不同組成的輕組分分別進行分離回收利用，與采用間歇式精餾相比，提純效率高，輕組分的利用率高，提純得到的對-特辛基苯酚純度高達(dá)99％以上，滿足高端客戶需求。
圖中：1、二異丁烯儲罐；2、苯酚儲罐；3、預(yù)熱器；4、混合器；5、一級反應(yīng)釜；6、二級反應(yīng)釜；7、對-特辛基苯酚烷基化液緩存罐；8、真空管路；9、一級輕組分采出管；10、一級冷凝器；11、一級脫輕塔；12、二級輕組分采出管；13、二級冷凝器；14、二級脫輕塔；15、脫重塔；16、對-特辛基苯酚緩存罐；17、一級重組分采出管；18、一級蒸發(fā)釜；19、一級再沸器；20、二級重組分采出管；21、二級蒸發(fā)釜；22、二級再沸器；23、重組分采出管；24、脫重塔再沸器；25、產(chǎn)品采出管。
具體實施方式
以下將對發(fā)明的具體實施方式進行詳細(xì)描述。為了避免過多不必要的細(xì)節(jié)，在以下實施例中對屬于公知的結(jié)構(gòu)或功能將不進行詳細(xì)描述。除有定義外，以下實施例中所用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。
實施例1
如圖1所示，本發(fā)明所述的對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)工藝所用的裝置，包括依次相連的混合器4、一級反應(yīng)釜5、二級反應(yīng)釜6、對-特辛基苯酚烷基化液緩存罐7、一級脫輕塔11、二級脫輕塔14和脫重塔15，以及與混合器4相連的二異丁烯儲罐1和苯酚儲罐2；
其中苯酚儲罐2的物料經(jīng)過預(yù)熱器3后進入混合器4，混合器4的物料出口連接一級反應(yīng)釜5的底部進料口，一級反應(yīng)釜5的上端出料口連接二級反應(yīng)釜6的底部進料口，二級反應(yīng)釜6的上端出料口連接對-特辛基苯酚烷基化液緩存罐7；
對-特辛基苯酚烷基化液緩存罐7連接一級脫輕塔11的進料口，一級脫輕塔11的頂部設(shè)置有一級冷凝器10，在一級冷凝器10的底部位置連接有一級輕組分采出管9，一級輕組分采出管9與一級反應(yīng)釜5的底部進料口相連，一級脫輕塔11的底部與一級蒸發(fā)釜18形成管路循環(huán)，一級蒸發(fā)釜18的上端設(shè)置有一級再沸器19，一級蒸發(fā)釜18與一級再沸器19形成管路循環(huán)，其循環(huán)管路上連接一級重組分采出管17；
一級重組分采出管17連接二級脫輕塔14的進料口，二級脫輕塔14的頂部設(shè)置有二級冷凝器13，在二級冷凝器13的底部位置連接有二級輕組分采出管12，二級輕組分采出管12與二級反應(yīng)釜6的底部進料口相連，二級脫輕塔14的底部與二級蒸發(fā)釜21形成管路循環(huán)，二級蒸發(fā)釜21的上端設(shè)置有二級再沸器22，二級蒸發(fā)釜21與二級再沸器22形成管路循環(huán)，其循環(huán)管路上連接二級重組分采出管20；
二級重組分采出管20連接脫重塔15的進料口，脫重塔15的底部與脫重塔再沸器24形成管路循環(huán)，其循環(huán)管路上連接重組分采出管23，脫重塔15的上部出料口與對-特辛基苯酚緩存罐16相連，對-特辛基苯酚緩存罐16連接產(chǎn)品采出管25。
一級冷凝器10、二級冷凝器13和脫重塔15的頂部均與真空管路8相連。
實施例2
一種對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
(1)將苯酚預(yù)熱至90℃，然后與二異丁烯分別連續(xù)通入混合器，其中苯酚流量為900l/h，二異丁烯流量為1200l/h；混合后的物料從一級反應(yīng)釜底部進入一級反應(yīng)釜進行催化反應(yīng)，一級反應(yīng)釜(容積15m3)內(nèi)填充有400kg樹脂催化劑kc102，釜內(nèi)反應(yīng)溫度為90℃，物料在釜內(nèi)的停留時間為30min，物料經(jīng)催化反應(yīng)到一定液位后由一級反應(yīng)釜上部出料口持續(xù)放出，再從二級反應(yīng)釜底部進入二級反應(yīng)釜進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，二級反應(yīng)釜內(nèi)(容積10m3)內(nèi)填充有350kg樹脂催化劑kc102，釜內(nèi)反應(yīng)溫度為100℃，物料在釜內(nèi)的停留時間為20min，經(jīng)催化劑持續(xù)轉(zhuǎn)位后，從二級反應(yīng)釜上部持續(xù)放出，得到對-特辛基苯酚烷基化液；
(2)將步驟(1)得到的對-特辛基苯酚烷基化液先通入一級脫輕塔中，塔頂溫度120℃，塔頂真空度-0.093mpa，塔底溫度185℃，塔底真空度-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2，脫出未反應(yīng)的二異丁烯和苯酚等輕組分通入一級反應(yīng)釜中繼續(xù)進行催化反應(yīng)；再通入二級脫輕塔中，塔頂溫度120℃，塔頂真空度-0.093mpa，塔底溫度185℃，塔底真空度-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2，脫出中間副產(chǎn)物對叔丁基苯酚、鄰叔丁基苯酚等組分通入二級反應(yīng)釜中繼續(xù)進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，最后通入脫重塔，塔頂溫度140℃，塔頂真空度-0.096mpa，塔底溫度198℃，塔頂真空度-0.094mpa，采用外回流，回流比2:1，脫除重組分，從脫重塔的上端出料口得到產(chǎn)品對-特辛基苯酚，純度為99.2％。
實施例3
一種對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
(1)將苯酚預(yù)熱至92℃，然后與二異丁烯分別連續(xù)通入混合器，其中苯酚流量為1100l/h，二異丁烯流量為1200l/h；混合后的物料從一級反應(yīng)釜底部進入一級反應(yīng)釜進行催化反應(yīng)，一級反應(yīng)釜(容積15m3)內(nèi)填充有420kg樹脂催化劑kc102，釜內(nèi)反應(yīng)溫度為92℃，物料在釜內(nèi)的停留時間為25min，物料經(jīng)催化反應(yīng)到一定液位后由一級反應(yīng)釜上部出料口持續(xù)放出，再從二級反應(yīng)釜底部進入二級反應(yīng)釜進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，二級反應(yīng)釜內(nèi)(容積10m3)內(nèi)填充有320kg樹脂催化劑kc102，釜內(nèi)反應(yīng)溫度為105℃，物料在釜內(nèi)的停留時間為15min，經(jīng)催化劑持續(xù)轉(zhuǎn)位后，從二級反應(yīng)釜上部持續(xù)放出，得到對-特辛基苯酚烷基化液；
(2)將步驟(1)得到的對-特辛基苯酚烷基化液先通入一級脫輕塔中，塔頂溫度128℃，塔頂真空度-0.093mpa，塔底溫度190℃，塔底真空度-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2，脫出未反應(yīng)的二異丁烯和苯酚等輕組分通入一級反應(yīng)釜中繼續(xù)進行催化反應(yīng)；再通入二級脫輕塔中，塔頂溫度128℃，塔頂真空度-0.093mpa，塔底溫度190℃，塔底真空度-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2，脫出中間副產(chǎn)物對叔丁基苯酚、鄰叔丁基苯酚等組分通入二級反應(yīng)釜中繼續(xù)進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，最后通入脫重塔，塔頂溫度145℃，塔頂真空度-0.096mpa，塔底溫度200℃，塔頂真空度-0.094mpa，采用外回流，回流比2:1，脫除重組分，從脫重塔的上端出料口得到產(chǎn)品對-特辛基苯酚，純度為99.3％。
實施例4
一種對-特辛基苯酚連續(xù)生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
(1)將苯酚預(yù)熱至92℃，然后與二異丁烯分別連續(xù)通入混合器，其中苯酚流量為1000l/h，二異丁烯流量為1200l/h；混合后的物料從一級反應(yīng)釜底部進入一級反應(yīng)釜進行催化反應(yīng)，一級反應(yīng)釜(容積15m3)內(nèi)填充有380kg樹脂催化劑kc102，釜內(nèi)反應(yīng)溫度為92℃，物料在釜內(nèi)的停留時間為28min，物料經(jīng)催化反應(yīng)到一定液位后由一級反應(yīng)釜上部出料口持續(xù)放出，再從二級反應(yīng)釜底部進入二級反應(yīng)釜進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，二級反應(yīng)釜內(nèi)(容積10m3)內(nèi)填充有330kg樹脂催化劑kc102，釜內(nèi)反應(yīng)溫度為102℃，物料在釜內(nèi)的停留時間為18min，經(jīng)催化劑持續(xù)轉(zhuǎn)位后，從二級反應(yīng)釜上部持續(xù)放出，得到對-特辛基苯酚烷基化液；
(2)將步驟(1)得到的對-特辛基苯酚烷基化液先通入一級脫輕塔中，塔頂溫度130℃，塔頂真空度-0.093mpa，塔底溫度200℃，塔底真空度-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2，脫出未反應(yīng)的二異丁烯和苯酚等輕組分通入一級反應(yīng)釜中繼續(xù)進行催化反應(yīng)；再通入二級脫輕塔中，塔頂溫度130℃，塔頂真空度-0.093mpa，塔底溫度200℃，塔底真空度-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2，脫出中間副產(chǎn)物對叔丁基苯酚、鄰叔丁基苯酚等組分通入二級反應(yīng)釜中繼續(xù)進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)，最后通入脫重塔，塔頂溫度150℃，塔頂真空度-0.096mpa，塔底溫度200℃，塔頂真空度-0.094mpa，采用外回流，回流比2:1，脫除重組分，從脫重塔的上端出料口得到產(chǎn)品對-特辛基苯酚，純度為99.2％。
對比例1
本對比例采用間歇式生產(chǎn)工藝生產(chǎn)對-特辛基苯酚，包括以下步驟：
(1)先將460kg苯酚溶液和400kg樹脂催化劑kc102加入反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜中抽真空至微負(fù)壓(-0.05mpa左右)，用泵把540kg二異丁烯加入高位槽計量罐中，當(dāng)反應(yīng)釜溫度在80℃時，緩慢加入二異丁烯，加入時間為2-3小時，滴加完畢后在90℃，微負(fù)壓(-0.05mpa左右)條件下反應(yīng)進行轉(zhuǎn)位反應(yīng)2-3小時，取樣化驗合格后放料，得到對-特辛基苯酚烷基化液；
(2)將步驟(1)得到的對-特辛基苯酚烷基化液先通入脫輕塔中，塔頂溫度120℃，塔頂真空度-0.093mpa，塔底溫度185℃，塔底真空度-0.090mpa，采用內(nèi)回流，回流比1:2，輕組分從脫輕塔上端脫出，作為原料繼續(xù)用于合成對-特辛基苯酚，重組分從脫輕塔下端采出，進入脫重塔，塔頂溫度140℃，塔頂真空度-0.096mpa，塔底溫度198℃，塔頂真空度-0.094mpa，采用外回流，回流比2:1，脫除重組分，從脫重塔的上端出料口得到產(chǎn)品對-特辛基苯酚，純度為96.5％。
與間歇式生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明將苯酚和二異丁烯預(yù)混后連續(xù)通過一級反應(yīng)釜和二級反應(yīng)釜進行反應(yīng)，縮短了反應(yīng)時間，將反應(yīng)時間由原來的4-6小時縮短到1小時左右，反應(yīng)液與催化劑的接觸時間短，副反應(yīng)減少，生成的異構(gòu)體含量也大大減小，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，且整個合成過程在常壓下即可進行；此外，本發(fā)明通過將2臺脫輕塔和1臺脫重塔串聯(lián)，對反應(yīng)液(對-特辛基苯酚烷基化液)進行分離提純，使反應(yīng)液中的輕組分脫出更徹底，更容易脫出的二異丁烯和苯酚等輕組分大部分在一級脫輕塔中脫出，直接返回一級反應(yīng)釜進行反應(yīng)，其余輕組分例如對叔丁基苯酚、鄰叔丁基苯酚等大部分在二級脫輕塔中脫出，直接返回二級反應(yīng)釜進行反應(yīng)，脫出輕組分后的物料進入脫重塔進行再次分離，最終得到高純度的對-特辛基苯酚產(chǎn)品，純度達(dá)到99％以上，滿足高端客戶要求，且輕組分得到了充分回收利用，提高了產(chǎn)品收率。
該技術(shù)已申請專利。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系技術(shù)所有人。
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