【DOW工藝主要包括如下過程】:
●主反應(yīng)●重整反應(yīng)●丙酮/水干燥●加合物結(jié)晶●苯酚、BPA分離●產(chǎn)品結(jié)晶和再生●產(chǎn)品干燥●副產(chǎn)物回收●苯酚回收●重組份分離與苯酚再生
1.主反應(yīng)
BPA合成反應(yīng)是由一分子丙酮和二分子苯酚在酸性催化作用(文章來源環(huán)球聚氨酯網(wǎng))條件下產(chǎn)生,反應(yīng)放熱,水是主要的反應(yīng)副產(chǎn)物。反應(yīng)選用DOWEX陽(yáng)離子交換樹脂作催化劑。該催化劑經(jīng)促進(jìn)劑處理后獲得,對(duì)BPA合成具備適當(dāng)?shù)倪x擇性。反應(yīng)時(shí)的苯酚/丙酮比很高,且是在一個(gè)絕熱式的反應(yīng)器中進(jìn)行。
反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生如下雜質(zhì):
●O.P-BPA●三酚●二羥基二氫化茚●狄安寧化合物
利用母液回流使雜質(zhì)量達(dá)到平衡,以保障主反應(yīng)主要生成P.P-BPA,裝置配備二臺(tái)并聯(lián)的固定床反應(yīng)器,其中一臺(tái)一般作為備用或再生之用。當(dāng)催化劑活性很低時(shí),一臺(tái)反應(yīng)器脫離生產(chǎn)線,卸去其中的舊催化劑,在重新并入生產(chǎn)線之前,裝入經(jīng)促進(jìn)劑處理過的新催化劑。
2.重整反應(yīng)
來自于加合物結(jié)晶時(shí)的一部分母液,在回流到主反應(yīng)器之前,首先要通過一個(gè)重整反應(yīng)器,該反應(yīng)器使用一種陽(yáng)離子交換樹脂來將一些可以重整的雜質(zhì)轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)品,這可提高工藝總體效率。另一些不可重整的雜質(zhì)量不再平衡,因此,一小部分母液被送至重組份分離與苯酚再生單元去處理。這小股母液避免不可重整雜質(zhì)在流程中積累。
3.丙酮/水干燥
反應(yīng)器出料先送入一干燥塔,在此未反應(yīng)的丙酮和反應(yīng)生成水將被去除。干燥塔包含兩個(gè)填料層。進(jìn)料口在塔的中部,該塔在中高溫和真空條件下操作。塔頂產(chǎn)品送入丙酮塔分離出丙酮與水。丙酮回流至反應(yīng)器與新鮮丙酮一起作為反應(yīng)器進(jìn)料,而水則送至苯酚萃取單元。
塔底產(chǎn)品作為干燥塔進(jìn)料的預(yù)熱劑。在此經(jīng)冷卻后送至加合物結(jié)晶器以生成P-BPA加合物。
4.加合物結(jié)晶
加合物結(jié)晶器進(jìn)料來自干燥塔底產(chǎn)品,在此產(chǎn)生結(jié)晶加合物,該加合物的苯酚/與BPA摩爾比為1:1。結(jié)晶通過冷卻溶液來獲得。而所得晶體漿液將送入一篩選離心分離機(jī),該離心機(jī)有一套同向旋轉(zhuǎn)的傳送器和篩選轉(zhuǎn)鼓,二者轉(zhuǎn)速有輕微差異,傳送器向一方推動(dòng)結(jié)晶物,而母液反向流至離心機(jī)的末端。
結(jié)晶物用苯酚洗滌后排出離心機(jī)。此時(shí)所得加合物純度很高,且最終的純度
主要有固液分離后殘留在晶粒表面母液的量所決定。結(jié)晶加合物然后送至苯酚分離單元。母液和洗滌液分別回流到反應(yīng)單元和干燥/丙酮回收單元。且母液首先被送至一裝填陰離子樹脂的容器以去除系統(tǒng)所產(chǎn)生的微量酸性物質(zhì)。
5.苯酚分離
P-BPA加合物熔解后。經(jīng)兩臺(tái)串聯(lián)的降膜式蒸發(fā)器和一填料塔汽提除去并回收殘留苯酚。蒸發(fā)器在真空和高溫條件下操作,填料塔經(jīng)蒸汽噴射,從塔頂汽提除去殘留苯酚;厥盏谋椒优c新鮮苯酚一起,一部分回流至離心機(jī)作為洗滌液,另一部分回流至反應(yīng)單元。所得熔融BPA送至成品結(jié)晶器作進(jìn)一步提純。
6.成品結(jié)晶
在此,P.P-BPA將被有選擇地結(jié)晶并回收,最終產(chǎn)品中O.P-BPA含量不超過0.25%(重量百分比)。
熔融BPA與水混合后,進(jìn)入產(chǎn)品/水結(jié)晶器,結(jié)晶溫度通過低真空度下蒸發(fā)水來維持。晶體、水和殘余BPA所形成的漿液送至離心機(jī)分離。推進(jìn)式離心機(jī)分二個(gè)階段回收P.P-BPA,第一階段分離出晶體,第二階段進(jìn)行濃縮洗滌,晶體送入螺旋傳送式干燥器,母液和洗滌水送到副產(chǎn)物回收工序。
7.產(chǎn)品干燥
結(jié)晶處理后的晶體在幾個(gè)串聯(lián)的螺旋式傳送器中被干燥和冷卻,殘留水份太高會(huì)導(dǎo)致結(jié)塊以及下游設(shè)備的流動(dòng)性問題。成品為白色晶體,可用幾種不同方法輸送(如氣動(dòng)輸送器和斗式提升機(jī))到成品儲(chǔ)倉(cāng)。成品的儲(chǔ)倉(cāng)和包裝計(jì)量輸送系統(tǒng)可使產(chǎn)品達(dá)到商品銷售標(biāo)準(zhǔn)。
8.副產(chǎn)物回收
該工序的目的是為分離和回收成品離心分離時(shí)洗滌液中與BPA相關(guān)的化合物。來自于推進(jìn)式離心機(jī)的水和BPA轉(zhuǎn)入一個(gè)分離槽中進(jìn)行分離,水相被閃蒸與任何殘留的BPA分離,然后送至苯酚萃取單元,有機(jī)相送入一降膜蒸發(fā)器,在此水被汽提除去,剩余的有機(jī)物回流并一起作為干燥/丙酮回收單元的進(jìn)料。
9.苯酚萃取/水脫酚
該工序從水中回收苯酚,以便提高苯酚的總體利用率,同時(shí)也為確保裝置區(qū)的水流中苯酚含量不至于過高,該單元回收分離以下操作所帶來水中的苯酚,即丙酮回收、副產(chǎn)物回收和間隙的反應(yīng)器、容器及其它設(shè)備的洗滌過程產(chǎn)生的含酚水。
含苯酚較多的水首先送入一個(gè)液-液萃取器,
其中使用一種化學(xué)有機(jī)溶劑作為萃取劑,從水中萃取苯酚,然后該萃取器中的水相被送入一填充的蒸鎦塔,從水中回收有機(jī)溶劑。而水,一般含有低于50PPM的苯酚,被送出裝置區(qū)作廢水的生物處理。
萃取器上部的有機(jī)相被送入另一個(gè)填料式蒸鎦塔,在此有機(jī)溶劑被汽提分離,并與新鮮溶劑一起送到萃取器循環(huán)使用。輕組份的有機(jī)物被從此塔中除去。
10.重組份分離和苯酚回收
該工序從重組份物料(高分子量的酚類化合物)回收苯酚,來自于苯酚-有機(jī)溶劑分離器的苯酚和一小股來自于苯酚母液回流的需凈化物料作為重組份分離塔的進(jìn)料,那一股需凈化物料可減少不可重整雜質(zhì)在流程中的積累。在重組份分離塔中,苯酚被汽提,而重組份集中在塔底,所得苯酚回流到反應(yīng)單元,重組份產(chǎn)物收集后,送到裝置區(qū)外進(jìn)行焚燒處理。