L ỜI NÓI ĐẦ U
2. Nguyên liệu quá trình sản xuất
2.2.3. Tổng hợp phenol
- Sản xuất phenol bằng phương pháp oxy hóa toluen.
- Phản ứng tiến hành ở 220250 0C dưới áp suất bình thường hoặc là áp suất nhỏ(không quá 0,25 Mpa). Độ chọn lọc vào khoảng 90 %. Sản phẩm phụ
OH + OH - - CH3 H3C - C - CH3 - - CH3 CH3 H3C - C - Cl + HCl
44 là benzen và các chất có điểm sôi cao, chúng tạo thành cặn sau quá trình phản ứng. Quá trình là phản ứng toả nhiệt, cứ mỗi kg phenol tạo thành giải phóng một lượng nhiệt khoảng 1425 kJ. Để sản xuất mỗi tấn phenol thì chúng ta cần tới 1,45 tấn toluen, 0,3 kg Co và 3 kg Cu làm xúc tác.
- Sơđồ công nghệ
a. Tháp oxy hóa toluen b. Thiết bị tinh chế khí thải c.Tháp tái bốc hơi toluen d. Tháp tách axit benzoic
e. Tháp oxi hóa axit benzoic f. Tháp tái bốc hơi nước hydrocacbon g. Thiết bị tinh chế khí thải h. Tháp tách phenol thô
THUYẾT MINH
Toluen nguyên chất cùng với toluen tái tuần hoàn và một lượng xúc tác tương ứng đưa vào tháp oxy hóa (a). Không khí được thổi vào tháp bằng ống phun khí. Trong quá trình phản ứng lượng oxi tiêu tốn còn lại < 4%. Khí thải chứa toluen và
45 hơi nước được hình thành trong phản ứng được làm ngưng tụ và sau đó cho vào hệ thống tinh chế khí thải (b). Tại đây tất cảtoluen được tách ra. Condensate trong thiết bị làm lạnh toluen và nước được lấy ra cùng với formic và axit axetic. Do phản ứng toả nhiệt nên lò phản ứng phải có hệ thống làm lạnh. Sản phẩm là axit benzoic được tách ra khái toluen không phản ứng trong tháp tái bốc hơi toluen (c), toluen được quay lại tháp oxy hóa. Sản phẩm đáy của tháp tái bay hơi bao gồm axit benzoic và các sản phẩm phụ có nhiệt độ sôi cao, ở tháp chưng (d) tại đây axit benzoic được chưng quá nhiệt. Sản phẩm đáy của tháp này bao gồm sản phẩm phụđược xử lý hay cho quay lại tháp oxy hoá.
Quá trình oxy hóa decacbonyl axit benzoic: axit benzoic được đưa vào tháp decacbonyl (e) và cùng với lượng xúc tác cần thiết. Giai đoạn này thực hiện trong pha lỏng. Không khí được đưa vào ống phun cùng với hơi nước. Phenol hình thành được lấy ra từ tháp phản ứng dưới dạng hơi và đem tách khí bao gồm toluen và benzen. Trong tháp tái bay hơi nước – hydrocacbon (f) hơi của khí trơ được tách khỏi cặn toluen và benzen trong thiết bị tách khí thải (g).
Phenol được tháo ra ởđoạn giữa tháp tái bốc hơi (f) và được tách ra từ tháp phenol thô (h). Phân đoạn có nhiệt độ cao từ đáy tháp phenol (i) đem trích ly trong cột (l). Sản phẩm đáy của tháp (f) chứa axit benzoic được tái tuần hoàn trong thiết bị phản ứng (e). Nhựa hình thành trong quá trình phản ứng phải lấy ra liên tục, axit benzoic chứa trong nhựa sẽ được chiết ra bằng nước. Nước được tái tuần hoàn quay lại hệ thống và nhựa đem đi đốt trong thiết bịđốt và lượng nhiệt toảra được thu hồi để sử dụng.
46