双酚A的合成工艺

化学工程与工艺（2）班蓝华锋学号：P092013658双酚A的合成中文名称：双酚A英文名称：BisphenolA（缩写为BPA）一、物化性质性状：白色针状晶体气味：微带苯酚气味分子量：228.29熔点：155~157.2℃沸点：250~2502℃闪点：79.4℃密度：1.195（25/25℃）溶解性：不溶于水、脂肪烃，溶于丙酮、乙醇、甲醇、乙醚、醋酸及稀碱液，微溶于二氯甲烷、甲苯等毒性：LD50（mg/kg）二、性能及用途双酚A是世界上使用最广泛的工业化合物之一。由双酚A与环氧氯丙烷合成的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、低收缩性及金属间或非金属间及金属与非金属间强的翁结性。故广泛用于电子电气绝缘、浇铸、塑封、包封、灌封、金属与非金属等豁合、层压材料和涂料，在人们日常生活及工农业、航空航天、运输工具、舰艇制造等方面都发挥了很大的作用。以双酚A合成的聚碳酸醋是非晶形热塑性工程塑料。它具有耐高冲击性、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（-60℃-141℃）和自熄性，且吸水率低、无毒、卫生，能着色。因而用途非常广泛如用作飞机、火车、汽车、轮船、军舰上的车体护板、保险杠、玻璃、仪表板、车灯等；建筑业中用作装饰玻璃、门窗门板、防护板，此外，还用于吸音屏障、电子电器外壳，以及计算机、打印机的部分部件、CD、镜片、软盘片、医疗器械、照明用具、路标、防护罩、阀门、齿轮、螺丝、管件、食品用包装物及容器。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。三、生产方法及反应方程式工业上双酚A一般是用苯酚和丙酮在催化剂硫酸、盐酸或离子交换树脂催化下缩合成而成。用新丙酮与回收苯酚以一定量浓度比加入备有改性催化剂的双酚A反应器内缩合。生成物双酚A、水及副产物op-BPA、三酚、二羟基二氢化茚等，共入脱除了未反应丙酮和苯酚及反应水的填料型干燥塔中部，塔底为双酚A与副产物和部分苯酚，加成物的苯酚与双酚A的浓度比为1:1，共入冷却结晶器、离心机分离。并用已在除酸反应器除去有机杂质的新苯酚洗涤，滤饼转入熔融槽，经降膜蒸发器汽提塔、冷凝分离除去苯酚，再入结晶器及离心机，用蒸汽冷凝水冲洗，固体经干燥、冷却即为双酚A结晶产品，产品中op-BPA含量不超过0.25%（质量分数）。离心机内母液经BPA-油回收系统，有机物循环回干燥塔，水相返回结晶器。干燥塔于中高温及真空下操作，塔顶物流入丙酮回收分离塔分离出丙酮及水，回收丙酮与新丙酮一起进入反应器。丙酮回收塔底的水及苯酚去苯酚萃取系统，各工序的所有苯酚汇集用甲基异丁基酮萃取，并经脱除含高分子酚化合物的重组分后返回双酚A缩合反应器。重组分于塔底送到焚烧炉处理，加成物第一次离心分离所得到的反应液去具离子交换树脂的重整反应器，使可重整成双酚A的物质入双酚A合成反应器，少部分母液送到重组分分离器与苯酚再生单元处理，以防重整杂质在流程中积累。离子交换法合成双酚A的单耗为苯酚0.836t/t、丙酮0.661t/t、蒸汽3.000t/t、电180kW•h，冷却水170m3。该法工艺成熟，既可间歇也可连续性生产。反应方程式：四、工艺流程图五、总结双酚A的合成工艺有多种，有硫酸法、盐酸法和离子交换树脂法。用苯酚和丙酮合成双酚A，硫酸法制得的双酚A质量差，只能作一般用环氧树脂的原料，且单耗及成本高，设备腐蚀和三废排放严重，应尽快淘汰。盐酸法虽可合成聚碳酸酯级双酚A并可连续性生产，但对设备管道材质要求高，投资大，设备使用周期又短。离子交换法的设备投资及单耗少，催化剂活性和选择性高、使用周期长，产品质量好，可作聚碳酸酯原料，三废少又容易处理，是今后合成双酚A的发展方向。缩合焦油轻焦油废水新鲜苯酚新鲜丙酮脱水结晶过滤熔融再结晶、过滤熔融脱酚造粒贮存包装裂解重排回收提纯