專利名稱：用硫磺酸化法生產苯酚的工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的苯酚生產工藝及設備，特別是以磺化堿熔法進行工業生產的工藝及設備，屬有機化工制備技術領域。
苯酚是化學工業重要的基本有機合成原料，它廣泛用于塑料、醫藥、農藥、合成化纖及石油化工業等。二十世紀由于酚醛樹脂的日益發展對苯酚的需求猛增，刺激產生了許多合成苯酚的方法，如苯氧氯化法、環己烷法、苯直接氧化法、甲苯氧化法、異丙苯法、磺化堿熔法等等。其中，磺化堿熔法以其原料消耗定額低，產品質量好及技術可靠等優點而仍為許多廠家所采納。但是，在采用傳統的磺化堿熔法生產苯酚的工藝中，當堿熔工序完成后，需進入酸化工序進行酸化，傳統的酸化是以苯磺酸中和后的付產品二氧化硫為酸化原料，由于自身中和工序中的二氧化硫產量不足，仍有15%左右的苯酚鈉需要用稀硫酸酸化來平衡生產，其反應式如下其中，生成物硫酸鈉在苯酚生產工藝中是無用的廢料。且每生產一噸苯酚約排放1%的含酚廢水3-5噸，污水處理量大，廠家需另投資百萬元予以處理，即便如此，其效果仍不甚理想。
本發明的目的是提供一種改進的磺化堿熔法制取苯酚的新工藝，這種工藝，應具有不排或基本不排工藝污水，參與反應的原料來源易得，反應穩定安全，成本適宜的優點。
本發明的目的是通過用硫磺燃燒生產二氧化硫氣體，代替稀硫酸酸化苯酚鈉而實現的。
以下將結合傳統的磺化堿熔法對本發明作進一步詳述。
圖1是本發明的硫磺酸化設備結構示意圖。
圖2是二氧化硫發生爐的剖面圖。
傳統磺化堿熔法生產苯酚的工藝流程為磺化→中和→堿熔→酸化→粗苯酚中和→蒸餾→成品。
其中，每個工序的作用及反應式為磺化，它的作用是將原料苯與硫酸進行氣相磺化而得到苯磺酸，主要反應式
中和它的作用是將苯磺酸與亞硫酸鈉水溶液中和生成苯磺酸鈉和二氧化硫氣體，主要反應式為
堿熔它的作用是將苯磺酸鈉溶液與熔融狀態的氫氧化鈉在300-350℃溫度下作用生成苯酚鈉、亞硫酸鈉與水。
酸化它的作用是將苯酚鈉酸化成粗苯酚和亞硫酸鈉。
因二氧化硫氣體量少，需另加稀硫酸來平衡生產
粗苯酚中和它的作用是將粗苯酚中的有害物質亞硫酸氫鈉用碳酸鈉中和。其反應式為
蒸鎦中和后的粗苯酚經澄清處理，進行減壓蒸鎦，即得到成品苯酚。
改進后的磺化堿熔法，全部采用二氧化硫氣體來酸化苯酚鈉，而不再使用稀硫酸酸化來平衡生產。
反應中需用的二氧化硫氣體，可以直接購買商品液態二氧化硫，但這樣作，將使苯酚噸成本增加。
本發明采用硫磺燃燒生成二氧化硫氣體，再用二氧化硫去酸化苯酚鈉。其反應式為
酸化是在酸化槽中進行的，二氧化硫氣體除由中和工序引來外，其余由硫磺酸化設備予以補足。當反應物料呈中性或微酸時，即為酸化終點。
采用二氧化硫酸化，其生成物亞硫酸鈉正好可用作苯磺酸中和工序中的反應物料。反應終了后的廢水量很少，每生產一噸苯酚僅有0.5噸的廢水。這些廢水中除含有粗苯酚外，還有剩余的亞硫酸鈉仍然可以回收作為苯酚生產的原料，從而可以達到閉路循環，不再排放廢水。
生產苯酚各工序使用的設備主要包括磺化設備、中和設備、堿熔設備、酸化設備、粗苯酚中和設備及蒸鎦設備等，本發明將酸化工序改變后，其酸化設備亦隨之改變，其它設備基本不變。改進后的酸化設備由二氧化硫氣體發生爐1、酸化反應器5、貯槽4、及輸送有關原料的風機2及防腐泵3所組成。其中，由堿熔工序產生的苯酚鈉由管6引入貯槽4內，在槽內盛有蒸鎦酚水，苯酚鈉在此進行配料。配料后的苯酚鈉徑管7、防腐泵3和管9進入反應器5。氣體發生爐1的出氣口接管11，經風機2和管12后接于反應器5上，這樣，由氣體發生爐產生的二氧化硫，便由風機送入反應器內，與從頂部流下的苯酚鈉發生酸化反應。酸化后，生成粗苯酚，重新進入貯槽4內。
氣體發生爐是一個密閉的容器，上面設有若干投料口14，硫磺自此口喂入，所需氧氣也從這里流入，燃燒后即產生二氧化硫。硫磺的燃燒是一個放熱反應，反應后的二氧化硫氣體溫度達200度以上，需降低到40-50度左右。本發明在管11上套有一個冷卻器13。所述冷卻器，實際上是一個包裹在管11上的一個封閉容器，冷卻水從一端流進，自另一端流出。二氧化硫氣體的熱量傳遞給冷卻水后即降低到合適的溫度。
在酸化過程中，為了控制流量或反應速度，需要調節加入反應器內的苯酚鈉的流量，為此，在管9和管6之間連接一根回流管8，在其管中各設有一個閥門17，調節閥的開啟程度，即可控制回流量的大小。
在管9上還接有一根管10，它的作用是將反應終了的粗苯酚導入下一道工序。
在反應器的上部還接有一根尾氣管21，尾氣管伸入到貯槽的蒸鎦酚水中，其作用是將殘余二氧化硫氣體重新導入酚水中，以進行二次反應。
一個酸化裝置的實施例示于圖1中，貯槽4采用鑄鐵或鋼板制造，防腐泵采用內壁搪玻璃的防腐泵，為了延緩反應速度，在反應器內填充了一些耐腐蝕的填料等;二氧化硫氣體發生爐用鋼板焊接，投料口可設置3個;在管系中設置閥門16、18、19、20等，用于控制反應物或生成物的流向;為了有毒氣體的流逸，貯槽上蓋密閉蓋15，并同時用排空管21將殘氣導至合適部位。
按本發明提供的工藝及設備生產苯酚，可以完全滿足苯酚生產，特別是酸化工序的要求，生產中不再排放廢水。苯酚成本和用稀硫酸酸化的苯酚成本基本相等，成品質量明顯提高，苯酚的優級品率達到100%。同時，其工藝簡單易行，便于操作，原料易得。改進的設備結構簡單，宜于制造，故很便于推廣應用。
權利要求
1.一種改進的用硫磺酸化法生產苯酚的工藝，它以苯為原料，經硫酸磺化工序，亞硫酸鈉中和工序，氫氧化鈉堿熔工序，酸化工序，粗苯酚中和工序及蒸餾工序，制取成品苯酚，其特征在于，酸化工序全部采用二氧化硫氣體與苯酚鈉進行反應生成粗苯酚和亞硫酸鈉。
2.一種用硫磺酸化法生產苯酚的設備，它由磺化設備、中和設備、堿熔設備、酸化設備、粗苯酚中和設備及蒸鎦設備等組成，其特征是，酸化設備由二氧化硫氣體發生爐1、酸化反應器5、貯槽4及輸送有關原料的風機2及防腐泵3所組成，其中，由堿熔工序產生的苯酚鈉由管6引入貯槽4內，與槽內的蒸餾酚水進行配料，經管7、防腐泵3和管9進入反應器5，氣體發生爐1產生的二氧化硫經管11、12和風機2送入反應器5內，在此與苯酚鈉進行酸化反應，酸化后的粗苯酚由管10送至下道工序。
3.根據權利要求2所述的設備，其特征在于，在管6和管9之間安裝一根回水管8。
4.根據權利要求2或3所述的設備，其特征在于，在管11的外面套有一個冷卻器13。
全文摘要
一種改進的，以硫磺酸化為特點的生產苯酚的工藝及設備。它通過用硫磺燃燒生成的二氧化硫氣體，代替稀硫酸酸化苯酚鈉，從而生產出苯酚來。改進的工藝解決了廢水污染問題。其酸化設備結構簡單，便于制造和操作，苯酚的一級品率達到100％。
文檔編號C07C39/04GK1074895SQ92100510
公開日1993年8月4日 申請日期1992年1月30日 優先權日1992年1月30日
發明者張景奎 申請人:張景奎