本發(fā)明涉及一種過(guò)氧化物的分解方法，屬于反應(yīng)，特別是涉及一種旋流式過(guò)氧化氫異丙苯的分解方法

背景技術(shù)：

1、過(guò)氧化氫異丙苯(簡(jiǎn)稱(chēng)chp)是一種有機(jī)過(guò)氧化物，因?yàn)殒湺沃泻羞^(guò)氧基團(tuán)而得名，工業(yè)上多通過(guò)異丙苯與空氣中的氧氣的過(guò)氧化反應(yīng)生成chp，然后在酸性條件下將chp分解為苯酚與丙酮，苯酚與丙酮可用作多種樹(shù)脂、纖維的原材料，行業(yè)應(yīng)用廣泛。

2、工業(yè)化的chp均采用酸催化分解，分解過(guò)程會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物二甲基芐醇(簡(jiǎn)稱(chēng)dmba)，dmba會(huì)進(jìn)一步脫水產(chǎn)生α-甲基苯乙烯(簡(jiǎn)稱(chēng)ams)，ams通過(guò)后端精餾分離與加氫又被還原成原料異丙苯，重新進(jìn)行過(guò)氧化反應(yīng)。chp分解產(chǎn)生的副產(chǎn)物ams會(huì)在酸性條件下進(jìn)一步聚合，生成二聚體或多聚體，形成重組分焦油，降低反應(yīng)的選擇性，生產(chǎn)成本增加，因此分解過(guò)程中需控制dmba的分解速率與chp分解反應(yīng)后的酸濃度。

3、目前工業(yè)上主要使用硫酸催化與酸性樹(shù)脂催化兩種工藝。濃硫酸催化工藝將98％的濃硫酸加入chp分解反應(yīng)器中，提供chp分解的酸性環(huán)境，該工藝為均相催化，催化劑與物料的混合效果好，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與穩(wěn)定性高，但硫酸會(huì)跟隨物料進(jìn)入后端系統(tǒng)，進(jìn)一步催化副產(chǎn)物ams生成重組分焦油，反應(yīng)選擇性下降，同時(shí)對(duì)下游設(shè)備造成腐蝕，產(chǎn)生的鐵離子會(huì)使苯酚顯色，影響產(chǎn)品質(zhì)量。酸性樹(shù)脂催化工藝將含有磺酸基的樹(shù)脂加入chp分解反應(yīng)器中，提供chp分解的酸性環(huán)境，該工藝為固定床非均相催化，酸性固體樹(shù)脂與物料易于分離，副產(chǎn)物ams生成在酸性條件下的停留時(shí)間短，重組分焦油的產(chǎn)生量少，反應(yīng)選擇性高，但由于樹(shù)脂的分散性差，易遭成反應(yīng)器中局部反應(yīng)速率失衡，反應(yīng)速率過(guò)快，局部溫度過(guò)高，反應(yīng)副產(chǎn)物增多，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行還會(huì)堵塞樹(shù)脂孔道，導(dǎo)致樹(shù)脂失活，反應(yīng)速率過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致chp富集，反應(yīng)穩(wěn)定性下降，同時(shí)，物料自身的強(qiáng)氧化性與溶脹性還會(huì)破壞樹(shù)脂自身的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致樹(shù)脂活性位點(diǎn)失活或脫落。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供了一種旋流式過(guò)氧化氫異丙苯分解的方法，既解決了濃硫酸催化帶來(lái)的設(shè)備腐蝕、產(chǎn)品發(fā)色與ams結(jié)焦問(wèn)題，還解決了樹(shù)脂分散性差、易失活、更換繁瑣的問(wèn)題，提高了生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定性，降低了運(yùn)行成本。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

3、一種旋流式過(guò)氧化氫異丙苯的分解方法，包括以下步驟：

4、1)將chp3和4與脫鹽水8和9先經(jīng)過(guò)預(yù)混，然后與反應(yīng)器外循環(huán)回路中的物料一起從頂部加入反應(yīng)器1中，兩個(gè)循環(huán)回路中的物料通過(guò)產(chǎn)物循環(huán)泵12和13送至循環(huán)冷卻器10和11，經(jīng)循環(huán)冷卻器10和11冷卻后沿水平方向以中心對(duì)稱(chēng)的方式切線(xiàn)進(jìn)入反應(yīng)器1中，形成穩(wěn)定的旋流式流場(chǎng)；

5、2)反應(yīng)器1呈錐形，滿(mǎn)液操作，其中反應(yīng)器1中填充樹(shù)脂，并在旋流式流場(chǎng)的影響下，在反應(yīng)器1底部錐形區(qū)域自動(dòng)形成拋物線(xiàn)型的密相區(qū)域，并且可通過(guò)調(diào)整循環(huán)物料流量的大小來(lái)控制樹(shù)脂的流化狀態(tài)，反應(yīng)器頂部與底部分別設(shè)有樹(shù)脂加入口5與排出口2，用于運(yùn)行過(guò)程中樹(shù)脂的更換，新樹(shù)脂通過(guò)大型漏斗從樹(shù)脂加入口5加入反應(yīng)器，廢樹(shù)脂通過(guò)打開(kāi)排出口2的蓋板排出反應(yīng)器；

6、3)反應(yīng)器1內(nèi)部沿軸線(xiàn)位置安裝有圓柱形導(dǎo)流筒14，用于穩(wěn)定內(nèi)部的旋流流場(chǎng)，同時(shí)，導(dǎo)流筒底部設(shè)置有擋板15，能夠提高樹(shù)脂與物料的分離效果，實(shí)現(xiàn)催化樹(shù)脂與反應(yīng)產(chǎn)物的分離，最終產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾器7攔截下殘余樹(shù)脂后，從反應(yīng)頂部軸線(xiàn)6處排出。

7、在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述步驟1)中chp濃度為80-84％，優(yōu)選為81-83％；脫鹽水含量在總物料中的占比為0.5-3％，優(yōu)選為1-2％。

8、在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述步驟1)中的單條循環(huán)回路中物料流量與進(jìn)料chp流量之比為10-20:1，優(yōu)選為12-18:1，反應(yīng)溫度為70-90℃，優(yōu)選為75-85℃。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述反應(yīng)器中的循環(huán)物料分為兩股，當(dāng)換熱器因重組分結(jié)焦導(dǎo)致?lián)Q熱效果下降，需沖洗換熱器時(shí)，單股循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)chp進(jìn)料混合與反應(yīng)撤熱，無(wú)需調(diào)整運(yùn)行負(fù)荷，保證了反應(yīng)穩(wěn)定性與安全性。

9、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述反應(yīng)器的苯酚產(chǎn)品選擇性控制在98％以上，當(dāng)選擇性低于98％時(shí)，需增加脫鹽水進(jìn)料量，保證苯酚產(chǎn)品收率大于99.7％，選擇性高于99.8％。

10、在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述步驟2)中錐形反應(yīng)器圓柱部分直徑與高度比為0.5-1:1，錐形面與水平面夾角為30-60°。

11、在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述步驟2)中樹(shù)脂催化劑沒(méi)有特別限制，具體可選擇商業(yè)化的樹(shù)脂催化劑，如藍(lán)曉lxc-101樹(shù)脂、凱瑞kc122c樹(shù)脂、漂萊特tc122樹(shù)脂、含氟樹(shù)脂催化劑，從提高耐磨性的角度，優(yōu)選所述含氟樹(shù)脂催化劑由專(zhuān)利cn201911351764.4中提供的方法合成，所述制備方法包括以下步驟：

12、1)(甲基)丙烯酸和交聯(lián)劑在10-30kpa和80-90℃下反應(yīng)3-6h；

13、2)在步驟1)的反應(yīng)液中加入苯乙烯和1,3,5-三氟-2-乙烯基苯，加入致孔劑，其中，苯乙烯、1,3,5-三氟-2-乙烯基苯、(甲基)丙烯酸與交聯(lián)劑的摩爾比為50-80:20-50:1-8:1-8，在自由基引發(fā)劑存在下進(jìn)行懸浮聚合，得到大孔苯乙烯系無(wú)規(guī)交聯(lián)共聚物樹(shù)脂母球；

14、3)用溶劑溶脹所述樹(shù)脂母球，加入濃硫酸磺化所述樹(shù)脂母球，得到所述樹(shù)脂催化劑；

15、其中，所述交聯(lián)劑為式(i)所示的硅烷偶聯(lián)劑：

16、

17、其中m為1-30。

18、對(duì)于樹(shù)脂催化劑制備過(guò)程中的其他工藝條件以及工藝步驟，均借鑒cn201911351764.4中提供的內(nèi)容。

19、在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述步驟2)中樹(shù)脂的填充體積占反應(yīng)器總體積的0.5-10％，樹(shù)脂交換容量為5-8eq/kg，平均粒徑為0.5-1.2mm。

20、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述反應(yīng)器出口的chp濃度高于1％時(shí)，需對(duì)反應(yīng)器中的樹(shù)脂進(jìn)行更換，保證chp分解的轉(zhuǎn)化率，將樹(shù)脂從反應(yīng)器上部加入，加入口位于導(dǎo)流筒與反應(yīng)器外壁之間，同時(shí)從錐形反應(yīng)器底部將失活樹(shù)脂排出，直至反應(yīng)器出口的chp濃度低于0.1％，過(guò)程中保持樹(shù)脂的填充體積不變。

21、在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述步驟3)中的圓柱形導(dǎo)流筒，其直徑與反應(yīng)器直徑之比為0.4-0.6:1，高度與反應(yīng)器直管段高度之比為0.8-1:1。

22、在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述步驟3)中的圓柱形導(dǎo)流筒底部設(shè)置有擋板，擋板與水平面呈30-60°，向反應(yīng)器壁面斜向下延伸，單個(gè)擋板長(zhǎng)度與導(dǎo)流筒直徑比為0.01-0.05:1。

23、在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述步驟3)中的過(guò)濾器過(guò)濾孔徑為0.4-1mm，用于攔截破碎的樹(shù)脂顆粒。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面：

25、1、解決濃硫酸催化造成的后端設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，通過(guò)樹(shù)脂的流化避免了固定床催化造成的反應(yīng)選擇性低、樹(shù)脂壽命短等問(wèn)題，同時(shí)可在不停車(chē)的情況下實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的替換，增加了生產(chǎn)運(yùn)行周期。

26、2、兩條循環(huán)回路與導(dǎo)流筒的設(shè)計(jì)可以給反應(yīng)器提供穩(wěn)定的旋流式流場(chǎng)，同時(shí)保證樹(shù)脂與反應(yīng)產(chǎn)物分離，并且便于進(jìn)料的均勻混合與反應(yīng)熱的移除，提高反應(yīng)穩(wěn)定性與安全性。

27、3、通過(guò)加入一定量的脫鹽水，抑制中間產(chǎn)物α-甲基苯乙烯的生成，降低chp分解過(guò)程重組分枯基酚與α-甲基苯乙烯二聚體的生成與結(jié)焦速率，防止生成的重組分堵塞樹(shù)脂孔道。

28、4、圓柱形導(dǎo)流筒底部設(shè)計(jì)擋板，擋板斜向下向反應(yīng)器壁面延伸，提高了固液分離的效果，避免了反應(yīng)產(chǎn)物中的樹(shù)脂夾帶，實(shí)現(xiàn)了催化樹(shù)脂的高效分離。

29、5、反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)反應(yīng)器后經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾，充分除去夾帶的樹(shù)脂粉末，防止樹(shù)脂堵塞并腐蝕后端管線(xiàn)，通過(guò)選擇含有氟元素的樹(shù)脂可有效提高樹(shù)脂自身的耐磨性，避免樹(shù)脂粉末產(chǎn)生。