对苯二酚生产工艺比较
对苯二酚,又名氢醌,化学式为C6H6O2,为白色结晶性粉末。主要用于丙烯酸阻聚剂、蒽醌染料、偶氮染料、农药中间体、橡胶防老剂、阻燃剂、显影剂等领域。
对苯二酚工业化生产主要有“苯胺氧化-还原法”、“二异丙苯过氧化法”、“苯酚羟化法”及“苯酚氧化-还原法”等 4 种工艺。
对苯二酚主要生产工艺对比
1、“苯胺氧化‐还原法”合成对苯二酚
“苯胺氧化-还原法”工艺以苯胺为原料,经氧化、还原等 2 步反应合成对苯二酚。
(1)传统工艺采用化学氧化法及化学还原法,氧化剂为软锰矿粉(MnO2)、还原剂为铁粉、锌粉、亚硫酸铵或硫代硫酸钠等,反应原理如下:
苯胺在酸性条件下被 MnO2氧化生成对苯醌,对苯醌被铁粉还原生成对苯二酚。

(2)改进工艺采用催化加氢还原法,反应原理如下:

工艺结果:
以苯胺计,“苯胺氧化-还原法”改进工艺可让对苯二酚收率达 80~85%。
2、“二异丙苯过氧化法”合成对苯二酚
“二异丙苯过氧化法”工艺以对二异丙苯、空气为原料,经催化氧化、分解两步反应合成对苯二酚,反应原理如下:
Step1 对二异丙苯催化氧化生成对二过氧化氢二异丙苯

Step2 对二过氧化氢二异丙苯在酸性条件下分解生成对苯二酚和丙酮

工艺结果:
以对二异丙苯计,对苯二酚收率~80%。
由于异丙基空间位阻的原因,“二异丙苯过氧化法”工艺适应于对苯二酚与间苯二酚的生产,不适应于邻位二酚的生产。
3、“苯酚羟化法”合成邻/对苯二酚
“苯酚羟化法”工艺以苯酚、双氧水为原料,在催化剂作用下,经 1 步氧化反应生成邻苯二酚与对苯二酚,反应原理如下:

工艺结果:
根据催化剂及反应条件的不同,苯酚单程转化率为10~25%,苯二酚收率为80~85%(以苯酚计),产物邻/对比为 0.6~2.0。
4、“苯酚氧化‐还原法”合成对苯二酚
“苯酚氧化-还原法”工艺以苯酚、O2、H2 为原料,经催化氧化、加氢还原两步反应合成对苯二酚,反应原理如下:
Step1 苯酚催化氧化生成对苯醌

Step2 对苯醌加氢还原生成对苯二酚

工艺结果:
以苯酚计,对苯二酚收率~95%。
对苯二酚生产工艺比较
1、“苯胺氧化‐还原法”工艺
“苯胺氧化-还原法”传统工艺是最早用于工业化生产对苯二酚的方法,此工艺的优势在于工艺成熟,但存在的问题是软锰矿和铁粉消耗量大,生产过程产生大量的硫酸锰、硫酸铵废液和铁泥固渣,难以处理,严重污染环境。
我国《产业结构调整指导目录(2011 年本)(修正)》将铁粉还原工艺列为“淘汰类”,“苯胺氧化-还原法”改进工艺将化学还原法改进为催化加氢还原法,解决了第 2 步反应的环境污染问题,但第 1 步反应的问题依然存在。
我国《环境保护综合名录(2015 版)》首次将“苯胺法合成对苯二酚”工艺列入“高污染、高环境风险”名录。
2、“二异丙苯过氧化法”工艺
“二异丙苯过氧化法”工艺的工业化应用始于 20 世纪 60 年代,与“苯胺氧化-还原法”工艺相比,具有成本低(比苯胺法低 30%左右)、三废少等优点,但存在副产物多、产物分离困难、投资较大、操作困难等问题,技术难度较大;二异丙苯原料来自采用“异丙苯过氧化法”工艺的“苯酚-丙酮”装置的副产物,原料来源高度局限性。
采用“二异丙苯过氧化法”工艺的企业主要有日本三井化学和住友化学、美国伊斯曼化学和固特异橡胶等。
3、“苯酚羟化法”工艺
“苯酚羟化法”工艺的工业化应用始于 20 世纪 70 年代,生产工艺发展经历Rhone Poulenc 法、Ube 法、Brichima 法和 Enichem 法等 4 个阶段,目前仍在运行或正在建设中的生产装置全部采用Brichima 法和 Enichem 法工艺。
Brichima 法和 Enichem 法两种工艺对比见下表:

“苯酚羟化法”是目前成本最低、绿色环保的苯二酚工业化生产工艺。
4、“苯酚氧化‐还原法”工艺
“苯酚氧化-还原法”工艺目前自安国内还未有工业化的案例。但是“苯酚氧化-还原法”工艺在原料成本、能源消耗、三废排放等方面均具有一定的优势,随着催化氧化技术的进步,未来会成为一个发展方向。
谈合作,选设计,就上中天化工设计网
询技术,找项目,就上中天化工技术网
山东中天科技工程有限公司有着丰富的设计经验,可以提供对苯二酚的工艺包技术,并进行工程定制设计,实现前期设计、过程跟踪、后期优化的“一站式”设计服务。