[發明專利]雙酚A的生產裝置及其生產方法

有效

• 申請號: 201810635361.1
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108774113B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 韓正果;劉輝
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07C39/16
• 分類號: C07C39/16;C07C37/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種雙酚A的生產裝置及其生產方法，其屬于雙酚A生產領域。傳統雙酚A生產工藝中，反應器催化劑床層頂部容易發生雙酚A析出堵塞催化劑床層，造成停車。本發明通過在反應器催化劑床層中插入一定數量的熱管改善反應器內溫度分布，將反應器內高溫區域的熱量引至低溫區域，避免雙酚A析出堵塞催化劑床層，在不增加操作費用、不降低反應轉化率的前提下改善了生產狀況。

技術領域

本發明涉及一種雙酚A的生產裝置及其生產方法，具體涉及一種通過熱管來改善反應器內溫度分布從而避免雙酚A析出堵塞催化劑床層的裝置及方法。

背景技術

雙酚A是環氧樹脂、聚碳酸酯、聚苯醚樹脂、聚砜樹脂、不飽和聚酯樹脂等多種人工合成樹脂的原料，還用于增塑劑、阻燃劑、橡膠防老劑、熱穩定劑、涂料、農藥等。隨著國民經濟的高速發展，雙酚A的應用越來越廣泛，本專有設備可在雙酚A生產裝置中廣泛使用。

雙酚A反應器是雙酚A生產裝置的關鍵設備，其運行狀況直接影響雙酚A產量。雙酚A合成反應為放熱反應（-90kJ/mol,[Applied Catalysis, 1988,37:129-138]），且有平行副反應發生，為了保證轉化率與選擇性，進料溫度不能過高，其最佳進料溫度處在雙酚A的結晶溫度邊緣[高?；瘜W工程學報，2004 , 18 (3) :367-370]。

雙酚A析出堵塞催化劑床層是困擾雙酚A生產的一大頑疾，堵塞會造成無法正常生產，頻繁開停車不僅減少產量，而且產生大量不合格產品，開停車過程中還容易向環境中排放大量污染物。南通星辰（藍星）的雙酚A裝置，因催化劑床層堵塞，多次停車并將尚新鮮的催化劑（5臺反應器，每臺裝催化劑百噸以上）提前報廢，損失巨大。天津雙孚的雙酚A裝置，甚至因此而虧損停產。但該領域的研究近年來趨于冷門，令人滿意的解決方案遲遲未能出現，目前的生產廠商采用的各種權宜之計也并不理想。

常見的解決方案有提升進料溫度，提升進料溫度（在最佳進料溫度的基礎上提升），不僅消耗了更多加熱蒸汽，而且反應的轉化率與選擇性均因此而下降，生產能力下降的同時產生更多副產物。另一個常見的解決方案為提升進料中溶劑苯酚的摩爾比，但這不僅降低了生產能力，而且給后續的脫酚步驟帶來了更大的負擔，使本就容易出故障的薄膜蒸發器等設備故障率更高（如燕山石化的雙酚A裝置，其薄膜蒸發器屢屢密封失效或是停轉，提升機經?？ㄗ〔粍樱?。

現有技術中對雜質積累造成床層堵塞的解決方案較為成熟，例如專利CN1829787A（費托合成體系）所提及的，用酸對進料進行預處理。這類方法并不適用雙酚A析出堵塞催化劑床層，因為雙酚A析出堵塞催化劑床層的體系中造成堵塞的并非雜質，而是產物雙酚A。與該體系較為相似（即因溶液中發生結晶而造成堵塞）的狀況有大型柴油機的尾氣處理裝置里添加的尿素溶液因失水而結晶堵塞，處理方案為加入更多溶劑。此法已經有廠商（見上文）嘗試過，效果并不理想。。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對雙酚A合成中存在雙酚A析出堵塞催化劑床層的問題，提供一種避免雙酚A析出堵塞催化劑床層的裝置及方法，所述裝置及方法具有高效、環保、節能的優點。

本申請發明人經過長期研究發現，雙酚A合成中反應以苯酚為溶液，粘度大，反應器內無論軸向還是徑向的溫度分布均很不均勻，在通常55-80℃的反應溫度下，局部溫度稍有波動，便可能有雙酚A晶體從溶液中析出，從而堵塞催化劑床層，其中催化劑床層頂部更是堵塞的高發區。

基于上述發現，發明人設計一種解決方案，由于雙酚A合成反應為放熱反應，將反應器內高溫區域的熱量引至低溫區域，即可實現雙酚A不析出堵塞催化劑床層，尤其在低溫區域不析出。且采用反應體系自身的熱量，無需外部供熱即可實現，節能環保。

發明人更進一步研究發現，利用熱管作為換熱組件可以實現熱量快速傳導，通過管內液體在熱端蒸發后在冷端冷凝的相變過程（即利用液體的蒸發潛熱和凝結潛熱）將熱量從熱端轉至冷端。熱管的導熱能力超過任何已知金屬，換熱效率很高。