[发明专利]双酚A的生产装置及其生产方法

说明书

一种双酚A的生产装置及其生产方法，其属于双酚A生产领域。传统双酚A生产工艺中，反应器催化剂床层顶部容易发生双酚A析出堵塞催化剂床层，造成停车。本发明通过在反应器催化剂床层中插入一定数量的热管改善反应器内温度分布，将反应器内高温区域的热量引至低温区域，避免双酚A析出堵塞催化剂床层，在不增加操作费用、不降低反应转化率的前提下改善了生产状况。

技术领域

本发明涉及一种双酚A的生产装置及其生产方法，具体涉及一种通过热管来改善反应器内温度分布从而避免双酚A析出堵塞催化剂床层的装置及方法。

背景技术

双酚A是环氧树脂、聚碳酸酯、聚苯醚树脂、聚砜树脂、不饱和聚酯树脂等多种人工合成树脂的原料，还用于增塑剂、阻燃剂、橡胶防老剂、热稳定剂、涂料、农药等。随着国民经济的高速发展，双酚A的应用越来越广泛，本专有设备可在双酚A生产装置中广泛使用。

双酚A反应器是双酚A生产装置的关键设备，其运行状况直接影响双酚A产量。双酚A合成反应为放热反应（-90kJ/mol,[Applied Catalysis, 1988,37:129-138]），且有平行副反应发生，为了保证转化率与选择性，进料温度不能过高，其最佳进料温度处在双酚A的结晶温度边缘[高校化学工程学报，2004 , 18 (3) :367-370]。

双酚A析出堵塞催化剂床层是困扰双酚A生产的一大顽疾，堵塞会造成无法正常生产，频繁开停车不仅减少产量，而且产生大量不合格产品，开停车过程中还容易向环境中排放大量污染物。南通星辰（蓝星）的双酚A装置，因催化剂床层堵塞，多次停车并将尚新鲜的催化剂（5台反应器，每台装催化剂百吨以上）提前报废，损失巨大。天津双孚的双酚A装置，甚至因此而亏损停产。但该领域的研究近年来趋于冷门，令人满意的解决方案迟迟未能出现，目前的生产厂商采用的各种权宜之计也并不理想。

常见的解决方案有提升进料温度，提升进料温度（在最佳进料温度的基础上提升），不仅消耗了更多加热蒸汽，而且反应的转化率与选择性均因此而下降，生产能力下降的同时产生更多副产物。另一个常见的解决方案为提升进料中溶剂苯酚的摩尔比，但这不仅降低了生产能力，而且给后续的脱酚步骤带来了更大的负担，使本就容易出故障的薄膜蒸发器等设备故障率更高（如燕山石化的双酚A装置，其薄膜蒸发器屡屡密封失效或是停转，提升机经常卡住不动）。

现有技术中对杂质积累造成床层堵塞的解决方案较为成熟，例如专利CN1829787A（费托合成体系）所提及的，用酸对进料进行预处理。这类方法并不适用双酚A析出堵塞催化剂床层，因为双酚A析出堵塞催化剂床层的体系中造成堵塞的并非杂质，而是产物双酚A。与该体系较为相似（即因溶液中发生结晶而造成堵塞）的状况有大型柴油机的尾气处理装置里添加的尿素溶液因失水而结晶堵塞，处理方案为加入更多溶剂。此法已经有厂商（见上文）尝试过，效果并不理想。。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对双酚A合成中存在双酚A析出堵塞催化剂床层的问题，提供一种避免双酚A析出堵塞催化剂床层的装置及方法，所述装置及方法具有高效、环保、节能的优点。

本申请发明人经过长期研究发现，双酚A合成中反应以苯酚为溶液，粘度大，反应器内无论轴向还是径向的温度分布均很不均匀，在通常55-80℃的反应温度下，局部温度稍有波动，便可能有双酚A晶体从溶液中析出，从而堵塞催化剂床层，其中催化剂床层顶部更是堵塞的高发区。

基于上述发现，发明人设计一种解决方案，由于双酚A合成反应为放热反应，将反应器内高温区域的热量引至低温区域，即可实现双酚A不析出堵塞催化剂床层，尤其在低温区域不析出。且采用反应体系自身的热量，无需外部供热即可实现，节能环保。

发明人更进一步研究发现，利用热管作为换热组件可以实现热量快速传导，通过管内液体在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程（即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热）将热量从热端转至冷端。热管的导热能力超过任何已知金属，换热效率很高。