2，6—二叔丁基對(duì)甲苯酚抗氧劑烷基化反應(yīng)產(chǎn)生尾氣回收方法探討

馬振英++郭浩++張丹

摘 要：烷基化反應(yīng)后產(chǎn)生的尾氣中含有大量未反應(yīng)異丁烯氣體和其他烴類雜質(zhì)氣體。本文針對(duì)烷基化反應(yīng)過程中采用活性炭吸附處理尾氣的現(xiàn)狀，提出對(duì)烷基化反應(yīng)過程中尾氣的回收再利用的一種方法，通過該方法的實(shí)施可大幅度降低尾氣的排放量，回收的異丁烯尾氣作為原料進(jìn)入反應(yīng)過程，節(jié)約了原材料，同時(shí)節(jié)約了尾氣治理的相關(guān)費(fèi)用，從而降低了生產(chǎn)成本。且與原有烷基化反應(yīng)的技術(shù)相比，可縮短烷基化反應(yīng)周期，加快物料流通，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：2，6-二叔丁基對(duì)甲苯酚；烷基化；異丁烯；尾氣回收再利用

中圖分類號(hào)：TQ028 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

2，6-二叔丁基對(duì)甲苯酚抗氧劑（簡稱2，6，4）是烷基酚的一種，是國內(nèi)外廣泛使用的油溶性抗氧化劑，它抗氧化能力較強(qiáng)，耐熱及穩(wěn)定性好，可作為飼料抗氧化劑，橡膠防老劑以及合成橡膠后的處理穩(wěn)定劑等。

目前生產(chǎn)2，6-二叔丁基對(duì)甲苯酚的一種方法是以異丁烯與對(duì)甲酚為原料，以對(duì)甲苯磺酸為催化劑，在一定溫度、壓力下進(jìn)行烷基化反應(yīng)得到含有2，6-二叔丁基對(duì)甲苯酚的混合液體，現(xiàn)有的烷基化反應(yīng)過程中需通入過量的異丁烯以確保對(duì)甲酚的完全反應(yīng)，烷基化反應(yīng)后產(chǎn)生的尾氣中含有大量未反應(yīng)異丁烯氣體和其他烴類雜質(zhì)氣體，該類氣體需經(jīng)過活性炭吸附處理達(dá)標(biāo)后外排進(jìn)入大氣環(huán)境。

現(xiàn)有生產(chǎn)過程中造成部分原材料異丁烯的浪費(fèi)，同時(shí)增大了廢氣治理的成本，尤其是生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大后，以上問題更為嚴(yán)重，使得2，6-二叔丁基對(duì)甲苯酚的生產(chǎn)成本增大，嚴(yán)重制約了2，6-二叔丁基對(duì)甲苯酚生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。

1.擬改進(jìn)的方法

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，本文提供一種2，6-二叔丁基對(duì)甲苯酚的烷基化反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣回收再利用的方法，它通過將三個(gè)反應(yīng)釜作為一個(gè)生產(chǎn)單元，每兩個(gè)反應(yīng)釜之間依次錯(cuò)開半個(gè)反應(yīng)周期，各釜反應(yīng)完成后產(chǎn)生的烷基化尾氣通過兩釜之間的連通裝置，將烷基化尾氣中的異丁烯回收再利用，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

為達(dá)到上述目的，本方法是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的：烷基化反應(yīng)工序備有3個(gè)反應(yīng)釜，將3個(gè)烷基化反應(yīng)釜作為一個(gè)生產(chǎn)單元，每相鄰兩反應(yīng)釜之間設(shè)計(jì)了一個(gè)異丁烯連通裝置，每相鄰兩反應(yīng)釜的投料時(shí)間控制依次相錯(cuò)半個(gè)反應(yīng)周期。

將標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量好的對(duì)甲酚、對(duì)甲苯磺酸加入第一個(gè)烷基化反應(yīng)釜中，密閉后抽真空減壓，通入汽化的異丁烯。為加快反應(yīng)速率，本發(fā)明擬采用反應(yīng)恒溫加熱攪拌器代替目前單一攪拌功能的攪拌器，縮短烷基化反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)接近完全時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)出現(xiàn)正壓且壓力持續(xù)上升時(shí)，停止通入異丁烯。

第二個(gè)反應(yīng)釜與第一個(gè)反應(yīng)釜、第三反應(yīng)釜與第二反應(yīng)釜的烷基化反應(yīng)時(shí)間控制相錯(cuò)半個(gè)反應(yīng)周期，反應(yīng)原理不變。在第一個(gè)反應(yīng)釜反應(yīng)進(jìn)行半個(gè)反應(yīng)周期后，第二個(gè)反應(yīng)釜開始進(jìn)行烷基化反應(yīng)，在第二個(gè)反應(yīng)釜反應(yīng)進(jìn)行半個(gè)反應(yīng)周期后，第三個(gè)反應(yīng)釜開始進(jìn)行烷基化反應(yīng)，依次類推，循環(huán)進(jìn)行。

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)反應(yīng)釜壓力感應(yīng)器達(dá)到0.08MPa時(shí)，壓力感應(yīng)器控制的自動(dòng)開關(guān)打開，第一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)含有異丁烯的不凝氣體通過單向連通閥流入負(fù)壓狀態(tài)的第二反應(yīng)釜，其中的異丁烯作為第二反應(yīng)釜原料參加反應(yīng)，依次類推。

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)反應(yīng)釜內(nèi)氣體壓力下降為0MPa時(shí)，壓力感應(yīng)器控制的自動(dòng)開關(guān)關(guān)閉，第二反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)；在第二個(gè)反應(yīng)釜反應(yīng)接近完全時(shí)，第三個(gè)反應(yīng)釜反應(yīng)進(jìn)行到半個(gè)反應(yīng)周期，依次類推。在第二個(gè)反應(yīng)釜半反應(yīng)周期后至第三個(gè)反應(yīng)釜的半反應(yīng)周期期間，第一反應(yīng)釜內(nèi)得到的烷化液完成冷卻、排氣、放料，并完成第二次烷基化反應(yīng)的進(jìn)料過程，開始第二次烷基化反應(yīng)，依次類推。

當(dāng)?shù)诙€(gè)反應(yīng)釜內(nèi)出現(xiàn)正壓且壓力持續(xù)上升時(shí)，停止通入異丁烯，當(dāng)?shù)诙磻?yīng)釜壓力感應(yīng)器達(dá)到0.08MPa時(shí)，壓力感應(yīng)器控制開關(guān)自動(dòng)打開，第二反應(yīng)釜內(nèi)含有異丁烯的不凝氣體通過單向連通閥流入正在烷基化反應(yīng)進(jìn)行中的負(fù)壓狀態(tài)的第三反應(yīng)釜；當(dāng)?shù)诙€(gè)反應(yīng)釜內(nèi)氣體壓力下降為0MPa時(shí)，壓力感應(yīng)器控制的自動(dòng)開關(guān)關(guān)閉，依次循環(huán)反應(yīng)，通過單向異丁烯回收連通裝置可回收并利用烷基化反應(yīng)過程中通入的過量異丁烯氣體，有效降低烷基化尾氣中異丁烯的排放。

2.擬改進(jìn)的方法采用的設(shè)備

以上所述方法采用的設(shè)備，包括反應(yīng)釜1、反應(yīng)釜2、反應(yīng)釜3，恒溫加熱攪拌器1、恒溫加熱攪拌器2、恒溫加熱攪拌器3，壓力感應(yīng)器及壓力感應(yīng)器控制的自動(dòng)開關(guān)1、壓力感應(yīng)器及壓力感應(yīng)器控制的自動(dòng)開關(guān)2、壓力感應(yīng)器及壓力感應(yīng)器控制的自動(dòng)開關(guān)3，單向連通閥1、單向連通閥2、單向連通閥3。

烷基化工序的生產(chǎn)工藝流程及設(shè)備連接圖如圖1所示。

3.本方法的有益效果

通過對(duì)烷基化反應(yīng)過程中尾氣的回收再利用，可大幅度降低了尾氣的排放量，回收的異丁烯尾氣作為原料進(jìn)入反應(yīng)過程，節(jié)約了原材料，同時(shí)節(jié)約了尾氣治理的相關(guān)費(fèi)用，從而降低了生產(chǎn)成本。

與原有技術(shù)相比，可縮短烷基化反應(yīng)周期，加快物料流通，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

與原有技術(shù)相比，每生產(chǎn)1噸2，6-二叔丁基對(duì)甲苯酚抗氧劑產(chǎn)品可以回收利用異丁烯約0.023t，若采用活性炭吸附尾氣，可減少活性炭的使用量約0.05t，廢活性炭產(chǎn)生量約0.08t同時(shí)減少外排進(jìn)入大氣環(huán)境的異丁烯0.0012t。

參考文獻(xiàn)

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