杂酚的应用

背景及概述^[1][2]

酚类化合物是重要的化工原料，在合成纤维、工程塑料、农药、医药、炸药、增塑剂、防腐剂及染料中间体等方面有着广泛的用途。杂酚是苯酚、甲酚、二甲酚的混合物。浅黄色至粉红色液体，有酚臭。溶于水、乙醇、乙醚。粗酚多从煤焦油中提取得到，煤焦油是煤干馏过程中产生的黑色或黑褐色粘稠状液体，根据干馏温度和方法的不同，可得到低温煤焦 油、中低温煤焦油、高温煤焦油。

煤焦油的成分极其复杂，有上万种化合物，其中煤高温热解 (焦化)的液体一般占1～3％左右，酚类含量约占0.5～1.5％，煤中低温热解的液体一般占 10％以上，酚类含量约10-30％，可见煤中低温热解的液体产物中酚类化合物的含量高，而且相比于高温煤焦油粗酚，中低温煤焦油粗酚中高沸点酚如2,6-二甲酚、间对甲酚、邻乙基酚等的比例也大大提高，有着诱人的回收前景。

但中低温煤焦油组成十分复杂，包括酚水、酚渣、吡啶系化合物、苯酚、邻甲酚、间对甲酚、乙基酚、2,6-二甲基苯酚、2,4-二甲酚等二甲酚以及三甲酚等，而且2,6-二甲基苯酚和间对甲酚的沸点非常接近，造成了2,6-二甲基苯酚和间对甲酚的分离困难。

例如有研究公开了一种连续精馏分离中低温煤焦油粗酚的方法，其以中低温煤焦油所得的粗酚为原料，经过六塔连续精馏，有效进行除杂、分离，得到纯度 为99.5％以上的苯酚和99.5％以上的邻甲酚，和含量大于99％以上的2,6-二甲基苯酚、间对甲酚和2-乙基苯酚的混酚。虽然上述技术中得到了纯度为99.5％以上的苯酚和99.5％以 上的邻甲酚，但无法实现沸点接近的2,6-二甲基苯酚和间对甲酚的分离。

应用^[2][3]

杂酚是苯酚、甲酚、二甲酚的混合物，主要用于制酚醛树脂和分离出苯酚、甲酚、二甲酚。应用举例如下：以粗酚为主要原料制备酚醛树脂。酚醛树脂是一种常用的粘结剂，其的制备一般采用苯酚和甲醛制备，由于苯酚价 格高昂，造成酚醛树脂成本居高不下，在大多数领域比如汽车刹车片，对于酚醛树脂各项指 标要求非常高，而粗酚成分复杂，含苯酚、甲酚、二甲酚等不同酚类，再加上来源不同，成分 波动很大，即使同一焦化厂，煤种的变化也会造成成分波动，造成粗酚生产的酚醛树脂质量 波动大，各项指标很难达到要求。

以粗酚为主要原料制备酚醛树脂，首先，对粗酚原料进行分析，计算出粗酚的摩尔数；然后将粗酚用真空泵加入反应釜中；接着向反应釜内加入草酸，然后将反应釜内的温度升至70～75℃，然后开始向反应釜内加入甲醛进行反应，甲醛滴加完毕后，待反应结束时打开真空泵，进行脱水作业，温度升至160℃脱水结束，将酚醛树脂块放料至接料斗；待酚醛树脂块冷却后磨粉，计量，包装。上述方法克服了现有技术的缺陷，大幅降低了生产成本，同时，生产出的酚醛树脂可以单独或复合配制成应用于耐火材料领域的结合剂。

制备^[4]

方法1：硫酸间歇分解工艺：净酚钠由净酚钠泵抽送到分解器，分解时一般采用70-75％或浓硫酸，硫酸自酸高位槽定量加入分解器，同时进行搅拌，分解过程产生的热量，用间接冷却水移出；分解反应完成后，停止搅拌，静止分离4-5小时。下层硫酸钠废水放入硫酸钠槽，由硫酸钠泵定期送往油库酚水槽，上层粗酚放入粗酚槽，由粗酚泵送往油库。

方法2：硫酸连续分解工艺：此工艺流程国内采用不多，基本上是硫酸间歇分解的工艺流程的翻版，其流程是将净酚盐和浓度为40-45％的硫酸混合进入管道混合器，分解产物经冷却后进入一次分离器(带有搅拌器)，在一次分离器(带有搅拌器)内用搅拌器进行搅拌继续完成硫酸和净酚盐的分解，同时，伴有酸雾溢出。

分解得到的粗酚从分离器上部排出，底部排出硫酸钠溶液，该硫酸钠溶液进入二次分离器(无搅拌器)，含0.4％-0.6％的硫酸钠溶液从分离器底部排出，粗酚从分离器上部排出。由于用稀硫酸分解，分解不剧烈，酸雾溢出较硫酸间歇分解的工艺少，但硫酸钠废水产生量相对较大，设备与管道的腐蚀严重。此种工艺是在常压下进行粗酚生产，其酸雾的产生没有得到有效控制。

方法3：一种煤焦油粗酚生产方法，该方法酚盐转化过程在密闭系统中完成，没有气体溢出，废气不含硫酸和酚类物质，而本发明装置占地小、投资少，可利用自身产生的反应气体气相搅拌，更加节能、环保。具体包括以下步骤：

A、将净酚盐与浓度为40％～98％的硫酸按重量比净酚盐∶硫酸＝1∶0.6～1.2的比例进入混合器，控制流速为0.1～0.5m/s，反应生成酚盐、粗酚和硫酸钠的混合液；

B、使酚盐、粗酚和硫酸钠的混合液高速进入反应器，流速为1.5～2.5m/s，反应温度100～150℃，反应压力：0.1～0.5MPa；

C、反应器产生的气相与液相物料经喷射器进入第二反应器，液相出来粗酚和硫酸钠的混合液，反应温度：60～70℃，反应压力：0.1～0.5MPa；

D、上述粗酚和硫酸钠的混合液进入分离器，分离出粗酚和硫酸钠废水。

工艺流程如下：

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2].一种从中低温煤焦油粗酚中分离多种酚的方法及装置CN201711026776.0 ，申请日  20171027

[3] 赵鹏瑞.一种以粗酚为主要原料制备酚醛树脂的方法. CN201610982824.2 ，申请日 20161109

[4] 王伟;赵冰;高妍;王勇.煤焦油粗酚生产方法及其装置. CN200910197912.1 ，申请日 20091029