专利名称：用硫磺酸化法生产苯酚的工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的苯酚生产工艺及设备，特别是以磺化碱熔法进行工业生产的工艺及设备，属有机化工制备技术领域。
苯酚是化学工业重要的基本有机合成原料，它广泛用于塑料、医药、农药、合成化纤及石油化工业等。二十世纪由于酚醛树脂的日益发展对苯酚的需求猛增，刺激产生了许多合成苯酚的方法，如苯氧氯化法、环己烷法、苯直接氧化法、甲苯氧化法、异丙苯法、磺化碱熔法等等。其中，磺化碱熔法以其原料消耗定额低，产品质量好及技术可靠等优点而仍为许多厂家所采纳。但是，在采用传统的磺化碱熔法生产苯酚的工艺中，当碱熔工序完成后，需进入酸化工序进行酸化，传统的酸化是以苯磺酸中和后的付产品二氧化硫为酸化原料，由于自身中和工序中的二氧化硫产量不足，仍有15%左右的苯酚钠需要用稀硫酸酸化来平衡生产，其反应式如下其中，生成物硫酸钠在苯酚生产工艺中是无用的废料。且每生产一吨苯酚约排放1%的含酚废水3-5吨，污水处理量大，厂家需另投资百万元予以处理，即便如此，其效果仍不甚理想。
本发明的目的是提供一种改进的磺化碱熔法制取苯酚的新工艺，这种工艺，应具有不排或基本不排工艺污水，参与反应的原料来源易得，反应稳定安全，成本适宜的优点。
本发明的目的是通过用硫磺燃烧生产二氧化硫气体，代替稀硫酸酸化苯酚钠而实现的。
以下将结合传统的磺化碱熔法对本发明作进一步详述。
图1是本发明的硫磺酸化设备结构示意图。
图2是二氧化硫发生炉的剖面图。
传统磺化碱熔法生产苯酚的工艺流程为磺化→中和→碱熔→酸化→粗苯酚中和→蒸馏→成品。
其中，每个工序的作用及反应式为磺化，它的作用是将原料苯与硫酸进行气相磺化而得到苯磺酸，主要反应式
中和它的作用是将苯磺酸与亚硫酸钠水溶液中和生成苯磺酸钠和二氧化硫气体，主要反应式为
碱熔它的作用是将苯磺酸钠溶液与熔融状态的氢氧化钠在300-350℃温度下作用生成苯酚钠、亚硫酸钠与水。
酸化它的作用是将苯酚钠酸化成粗苯酚和亚硫酸钠。
因二氧化硫气体量少，需另加稀硫酸来平衡生产
粗苯酚中和它的作用是将粗苯酚中的有害物质亚硫酸氢钠用碳酸钠中和。其反应式为
蒸镏中和后的粗苯酚经澄清处理，进行减压蒸镏，即得到成品苯酚。
改进后的磺化碱熔法，全部采用二氧化硫气体来酸化苯酚钠，而不再使用稀硫酸酸化来平衡生产。
反应中需用的二氧化硫气体，可以直接购买商品液态二氧化硫，但这样作，将使苯酚吨成本增加。
本发明采用硫磺燃烧生成二氧化硫气体，再用二氧化硫去酸化苯酚钠。其反应式为
酸化是在酸化槽中进行的，二氧化硫气体除由中和工序引来外，其余由硫磺酸化设备予以补足。当反应物料呈中性或微酸时，即为酸化终点。
采用二氧化硫酸化，其生成物亚硫酸钠正好可用作苯磺酸中和工序中的反应物料。反应终了后的废水量很少，每生产一吨苯酚仅有0.5吨的废水。这些废水中除含有粗苯酚外，还有剩余的亚硫酸钠仍然可以回收作为苯酚生产的原料，从而可以达到闭路循环，不再排放废水。
生产苯酚各工序使用的设备主要包括磺化设备、中和设备、碱熔设备、酸化设备、粗苯酚中和设备及蒸镏设备等，本发明将酸化工序改变后，其酸化设备亦随之改变，其它设备基本不变。改进后的酸化设备由二氧化硫气体发生炉1、酸化反应器5、贮槽4、及输送有关原料的风机2及防腐泵3所组成。其中，由碱熔工序产生的苯酚钠由管6引入贮槽4内，在槽内盛有蒸镏酚水，苯酚钠在此进行配料。配料后的苯酚钠径管7、防腐泵3和管9进入反应器5。气体发生炉1的出气口接管11，经风机2和管12后接于反应器5上，这样，由气体发生炉产生的二氧化硫，便由风机送入反应器内，与从顶部流下的苯酚钠发生酸化反应。酸化后，生成粗苯酚，重新进入贮槽4内。
气体发生炉是一个密闭的容器，上面设有若干投料口14，硫磺自此口喂入，所需氧气也从这里流入，燃烧后即产生二氧化硫。硫磺的燃烧是一个放热反应，反应后的二氧化硫气体温度达200度以上，需降低到40-50度左右。本发明在管11上套有一个冷却器13。所述冷却器，实际上是一个包裹在管11上的一个封闭容器，冷却水从一端流进，自另一端流出。二氧化硫气体的热量传递给冷却水后即降低到合适的温度。
在酸化过程中，为了控制流量或反应速度，需要调节加入反应器内的苯酚钠的流量，为此，在管9和管6之间连接一根回流管8，在其管中各设有一个阀门17，调节阀的开启程度，即可控制回流量的大小。
在管9上还接有一根管10，它的作用是将反应终了的粗苯酚导入下一道工序。
在反应器的上部还接有一根尾气管21，尾气管伸入到贮槽的蒸镏酚水中，其作用是将残余二氧化硫气体重新导入酚水中，以进行二次反应。
一个酸化装置的实施例示于图1中，贮槽4采用铸铁或钢板制造，防腐泵采用内壁搪玻璃的防腐泵，为了延缓反应速度，在反应器内填充了一些耐腐蚀的填料等;二氧化硫气体发生炉用钢板焊接，投料口可设置3个;在管系中设置阀门16、18、19、20等，用于控制反应物或生成物的流向;为了有毒气体的流逸，贮槽上盖密闭盖15，并同时用排空管21将残气导至合适部位。
按本发明提供的工艺及设备生产苯酚，可以完全满足苯酚生产，特别是酸化工序的要求，生产中不再排放废水。苯酚成本和用稀硫酸酸化的苯酚成本基本相等，成品质量明显提高，苯酚的优级品率达到100%。同时，其工艺简单易行，便于操作，原料易得。改进的设备结构简单，宜于制造，故很便于推广应用。
权利要求
1.一种改进的用硫磺酸化法生产苯酚的工艺，它以苯为原料，经硫酸磺化工序，亚硫酸钠中和工序，氢氧化钠碱熔工序，酸化工序，粗苯酚中和工序及蒸馏工序，制取成品苯酚，其特征在于，酸化工序全部采用二氧化硫气体与苯酚钠进行反应生成粗苯酚和亚硫酸钠。
2.一种用硫磺酸化法生产苯酚的设备，它由磺化设备、中和设备、碱熔设备、酸化设备、粗苯酚中和设备及蒸镏设备等组成，其特征是，酸化设备由二氧化硫气体发生炉1、酸化反应器5、贮槽4及输送有关原料的风机2及防腐泵3所组成，其中，由碱熔工序产生的苯酚钠由管6引入贮槽4内，与槽内的蒸馏酚水进行配料，经管7、防腐泵3和管9进入反应器5，气体发生炉1产生的二氧化硫经管11、12和风机2送入反应器5内，在此与苯酚钠进行酸化反应，酸化后的粗苯酚由管10送至下道工序。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，在管6和管9之间安装一根回水管8。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，在管11的外面套有一个冷却器13。
全文摘要
一种改进的，以硫磺酸化为特点的生产苯酚的工艺及设备。它通过用硫磺燃烧生成的二氧化硫气体，代替稀硫酸酸化苯酚钠，从而生产出苯酚来。改进的工艺解决了废水污染问题。其酸化设备结构简单，便于制造和操作，苯酚的一级品率达到100％。
文档编号C07C39/04GK1074895SQ92100510
公开日1993年8月4日 申请日期1992年1月30日 优先权日1992年1月30日
发明者张景奎 申请人:张景奎