磺化法制苯酚

苯酚的合成方法
苯酚是一种重要的有机合成中间体，以下是两种常见的合成方法：
1. 磺化法：以苯为原料，用硫酸进行磺化生成苯磺酸，再用亚硫酸中和，然后用烧碱进行碱熔，经磺化和减压蒸馏等步骤而制得。

具体步骤如下：
将苯和浓硫酸按摩尔比1:1.15 投入磺化釜中，加热至70℃，保温3h；
向磺化釜中慢慢加入亚硫酸钠水溶液，直至磺化液由棕色变为无色为止，然后冷却至30℃以下，过滤除去磺酸钙；
将过滤后的磺酸钙加入碱熔釜中，加入适量的烧碱，加热至130-140℃，保温3h；
将碱熔釜中的物料冷却至80℃以下，然后放入蒸馏釜中，在减压条件下进行蒸馏，收集180-182℃的馏分，即为苯酚。

2. 异丙苯法：丙烯与苯在三氯化铝催化剂作用下生成异丙苯，异丙苯经氧化生成过氧化异丙苯，再用硫酸或树脂分解，得到苯酚和丙酮。

具体步骤如下：
将丙烯和苯按摩尔比1:0.8 投入反应釜中，加入适量的三氯化铝催化剂，在温度为80-100℃下进行反应，生成异丙苯；
将异丙苯和空气按摩尔比1:10 投入氧化釜中，在温度为120-130℃下进行氧化反应，生成过氧化异丙苯；
将过氧化异丙苯和硫酸或树脂投入分解釜中，在温度为60-70℃下进行分解反应，得到苯酚和丙酮。

需要注意的是，在使用化学合成方法时，请务必注意安全操作，并在通风良好的环境中进行。

苯酚苯酚（C6H6O，PhOH），又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，一种弱酸。

常温下为一种无色晶体。

有毒。

有腐蚀性，常温下微溶于水易溶于有机溶液；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶，其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。

暴露在空气中呈粉红色。

苯酚是一种常见的化学品，是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物（如阿司匹林）的重要原料。

【中文名称】苯酚；石炭酸【英文名称】phenol【结构或分子式】所有C原子均以sp2杂化轨道形成σ键，O原子均以sp3杂化轨道形成σ键。

【相对分子量或原子量】94.11【密度】1.071【熔点（℃）】42～43【沸点（℃）】182【折射率】1.5425（41）【毒性LD50(mg/kg)】大鼠经口530。

【性状】无色或白色晶体，有特殊气味。

【溶解情况】溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳等。

【用途】用于制染料合成树脂、塑料、合成纤维和农药、水杨酸等。

作外科消毒剂消毒能力大小的标准（石炭酸系数）。

【制备或来源】由煤焦油经分馏，由苯磺酸经碱熔。

由氯苯经水解，由异丙苯经氧化重排。

【其他】加热至65℃时能溶于水（在室温下，在水中的溶解度是9.3g，当温度高于65℃时能与水混溶），有毒，具有腐蚀性如不慎滴落到皮肤上应马上用酒精（乙醇）清洗，在空气中易被氧化而变粉红色。

在民间有土方用石炭酸来治皮肤顽疾，以毒攻毒，如用来治脚底起泡。

三维结构一种重要的苯系中间体[1]。

又称石炭酸。

低熔点(43℃)白色晶体，在空气中放置及光照下变红，有臭味，沸点181.84℃。

对人有毒，要注意防止触及皮肤。

工业上主要由异丙苯制得。

苯酚产量大，1984年，世界总生产能力约为5兆吨。

苯酚用途广泛。

第一次世界大战前，苯酚的唯一来源是从煤焦油中提取。

绝大部分是通过合成方法得到。

有磺化法、氯苯法、异丙苯法等方法。

分子结构：苯环上的C原子以sp2杂化轨道成键，O原子以sp3杂化轨道成键。

苯酚主要用于制造酚醛树脂，双酚A及己内酰胺。

一、毕业论文内容及研究意义1. 内容设计过程中，查阅本论文的相关资料，了解苯酚合成工艺的进展，明确论文的目的和意义。

本文主要介绍合成苯酚各种工艺方法。

目前，苯酚主要通过化学合成方法得到，国内外厂家主要是采用异丙苯法和磺化法制苯酚[1]。

除此以外，在生产中还有其他工艺，如甲苯-苯甲酸法和氯苯法等。

本文重点对异丙苯法进行了介绍，并将它的反应原理，生产工艺和方法分别进行了比较。

在以后的论文撰写过程中，将对异丙苯氧化合成苯酚的具体工艺流程，以及对吸收塔设备的各个部件进行设计，并将此反应过程中物料和能量进行衡算。

同时我们将在论文中设计吸收塔设备的内容和步骤，塔设备的强度和稳定性计算。

并用AutoCAD将化工工艺流程设计和设备设计，且对吸收塔和厂区设备布置图进行绘制，在最后将阐述苯酚的发展前景[2]。

2. 研究意义苯酚是重要的化工产品，本文介绍了苯酚的性质和用途，以及苯酚的生产﹑市场需求和生产规模，发展前景。

通过设计年产10000吨异丙苯法法生产苯酚工艺的最优方案。

学习有关设计方面的知识，设备计算和化工原理基础数据的计算，以及用AutoCAD绘图的知识[3]。

二、毕业设计研究现状和发展趋势1. 研究现状国内现有生产厂家20多家，年生产能力20多万吨。

其中异丙苯法约占70%以上，主要生产厂家有上海高桥石化公司、燕山石化公司、吉化集团公司、哈尔滨华宇股份有限公司等；磺化法约占26.7%，主要厂家有锦西化工总厂、太原化工厂、包头第一化工厂等；煤焦油精制法能力较小，主要是由各大钢铁公司焦化厂生产。

以前我国苯酚生产主要是磺化法和煤焦油精制法，一般生产规模较小、产量低、成本高、环境污染严重。

当时主要原料纯苯、硫酸、烧碱等供应紧张，不能满足苯酚生产的需要，影响了生产能力的发挥。

由于我国苯酚的产量不能满足国内实际生产的需求，因而每年都得大量进口，且进口量呈不断增加的趋势，因此许多生产厂家准备新建或扩建苯酚生产能力。

我国苯酚主要生产公司和生产能力见表1-1[4]。

苯酚的生产工艺
苯酚的主要生产工艺有以下几种：
1. 煤焦油法：将煤焦油经分馏后，提取出含有苯酚的馏份，再经过蒸馏、结晶等步骤，得到高纯度的苯酚。

该方法得到的苯酚具有较高的纯度，但生产过程中存在环境污染和能源消耗较大的问题。

2. 乙酰肼法：将苯或苯类化合物与乙酰肼反应，生成乙酰肼苯，再通过加热分解生成苯酚和氮气。

该方法相比煤焦油法，生产过程中的环境污染较小，能源消耗也较低。

3. 氢氧化钠法：将苯与氢氧化钠反应生成苯酚钠，再经过酸化反应得到苯酚。

该方法反应条件较温和，操作简单，但需要大量的氢氧化钠作为原料，造成资源浪费。

4. 氧化苯法：将苯直接与氧气在催化剂（如二氧化锰、氧化铬等）的存在下进行氧化反应，生成苯酚。

该方法具有原料使用率高、反应条件温和等优点，但催化剂的选择和催化剂的失活问题需要解决。

此外，还有其他一些合成苯酚的工艺，如氯化铵法、许氏法等，但由于效率、成本、环境影响等因素的限制，目前应用较少。

苯酚苯酚（C6H6O，PhOH），又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，一种弱酸。

常温下为一种无色晶体。

有毒。

有腐蚀性，常温下微溶于水，易溶于有机溶液；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶，其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。

暴露在空气中呈粉红色。

中文名：苯酚外文名：p henol 别名：石炭酸分子式：C6H6O 相对分子质量：94.11化学品类别：有机物--苯的衍生物管制类型：不管制储存：密封保存理化性质物理性质外观与性状：白色结晶，有特殊气味。

熔点(℃)：40.6相对密度（水=1）：1.07沸点(℃)：181.9相对蒸气密度（空气=1）：3.24折射率1.5418闪点79.5℃分子式：C6H6O化学式：C6H5OH，PhOH分子量：94.11饱和蒸气压(kPa)：0.13(40.1℃)燃烧热(kJ/mol)：3050.6临界温度(℃)：419.2临界压力(MPa)：6.13辛醇/水分配系数的对数值：1.46闪点(℃)：79爆炸上限%(V/V)：8.6引燃温度(℃)：715爆炸下限%(V/V)：1.7溶解性：可混溶于、醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡土林、挥发油、强碱水溶液。

室温时稍溶于水，与大约8%水混合可液化，65℃以上能与水混溶，几乎不溶于石油醚。

化学性质可吸收空气中水分并液化。

有特殊臭味，极稀的溶液有甜味。

腐蚀性极强。

化学反应能力强。

与醛、酮反应生成酚醛树脂、双酚A，与醋酐；水杨酸反应生成醋酸苯酯、水杨酸酯。

还可进行卤代、加氢、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反应。

[2]苯酚在通常温度下是固体，与钠不难顺利发生反应，如果采用加热熔化苯酚，再加入金属钠的方法进行实验，苯酚易被氧化，在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。

本人在教学中采取下面的方法实验，操作简单，取得了满意的实验效果。

在一支试管中加入2-3毫升无水乙醚，取黄豆粒大小的一块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，放入乙醚中，可以看到钠不与乙醚发生反应。

苯酚性质、用途与生产工艺概述苯酚(英文Phenol)又称石炭酸，分子式C6H5OH，常温下纯净的苯酚是无色针状晶体，具有特殊的气味(与浆糊的味道相似)，酸性极弱(弱于碳酸)，熔点是43℃，凝固点40.9℃，比重1.071，沸点182℃，燃点79℃。

露置在空气中因小部分发生氧化而显粉红色，在有氨、铜、铁存在时会加快变色，在潮湿空气中，吸湿后，由结晶变成液体。

常温时苯酚含水27％就成为均匀液体，随含水率继续增加，液体分二层，上层为苯酚在水中溶液；下层为水在苯酚中溶液。

苯酚含水时其凝固点急剧下降。

含水1％凝固点为37℃，含水5％凝固点为24℃。

苯酚剧毒，空气中最大允许蒸汽浓度0.005mg/L，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性，如果不慎沾到皮肤上，应立即用酒精洗涤。

实验室可用溴(C6H5—OH + Br2 = C6H2(Br3)—OH + 3HBr生成白色沉淀2，4，6－三溴苯酚,十分灵敏)及FeCL3(6C6H5OH+FeCL3 →H3[Fe（C6H5O）6]＋3HCl生成〔Fe(C6H5O)6]3-络离子呈紫色)检验．溶解性室温微溶于水，能溶于苯及碱性溶液，易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、丙三醇、冰醋酸等有机溶剂中，难溶于石油醚。

在水中的溶解度为：11℃时为4.832％；35℃时为2.360％；58℃时为7.330％；77℃时为11.830％；84℃时苯酚与水可以任意比例混溶。

水中溶解度(g/100ml)不同温度(℃)时每100毫升水中的溶解克数:8.3g/20℃;混溶/40℃与浓溴水的反应苯酚与溴水的取代反应，由于苯酚能溶解难溶于水的三溴苯酚，为了防止没有反应完的苯酚对三溴苯酚的溶解作用，实验时要使用浓溴水，最好用饱和溴水。

同时，苯酚水溶液要尽量稀一些。

实验时还应注意控制溴水的用量，因过量的浓溴水会跟三溴苯酚反应生成黄色沉淀，因此，溴水的量也不要过多。

当出现白色沉淀时，立即停止加溴水，如果改向溴水中滴加苯酚，生成的沉淀不会溶解。

2,5-⼆甲基苯酚传统合成⼯艺及改进2,5-⼆甲基苯酚传统合成⼯艺及改进⼀、实验⽬的1.掌握传统磺化碱熔⼯艺制备酚类产品的⽅法。

2.掌握⼀般反应条件优化⽅法，认识不同优化⽅法对应的结果。

3.针对传统磺化碱熔⼯艺存在的诸多问题，开发环境友好的绿⾊路线合成酚类产品（以2,5-⼆甲基苯酚的合成为例）。

4.找到新⼯艺能够替代传统⼯艺的成本平衡点及改进突破⼝。

⼆、实验原理羟基（-OH）与芳烃核（苯环或稠苯环）直接相连形成的有机化合物称为酚，是⼀类⽤途⾮常⼴泛的有机化合物，代表性的化合物包括苯酚、甲基苯酚、萘酚等等。

如何经济、环保的在苯环上引⼊羟基，是现代化学⼯业及学术界热门的研究⽅向之⼀。

2,5-⼆甲基苯酚（CAS号：95-87-4）是⼀种重要的染料中间体，也是合成吉⾮罗齐的重要中间体。

2,5-⼆甲基苯酚为近⽩⾊⾄⽶红⾊柱状结晶体或⽚状固体。

易溶于醚，醇，能升华，能与⽔蒸汽⼀同挥发。

2,5-⼆甲基苯酚有许多同分异构体，如2,3-⼆甲基苯酚，2,4-⼆甲基苯酚，2,6-⼆甲基苯酚，3,4-⼆甲基苯酚等等，这些异构体的合成⽅法有具有⼀定的相似性（包括整个酚类产品的合成也具有⼀定的相似性）。

现在⼯业上采⽤的合成2,5-⼆甲基苯酚的⽅法如图1所⽰[1]，以对⼆甲苯为原料，经浓硫酸磺化得2,5-⼆甲基苯磺酸，然后在低温下与氢氧化钠反应得2,5-⼆甲基苯磺酸钠，进⼀步在⾼温（300度以上）与氢氧化钠反应制得2,5-⼆甲基苯酚钠，最后经酸中和得到2,5-⼆甲基苯酚。

此⼯艺路线的特点的路线成熟，原料易得。

但其显著的缺点是过程需消耗⼤量的酸、碱（为了确保合理的原料转化率，有的需过量10倍摩尔量以上），且酸解交替使⽤使得过量的酸碱难以被回收利⽤，最终酸碱成盐，含盐废⽔量⼤，酸碱消耗量⼤，设备要求较⾼。

图1.现有2,5-⼆甲基苯酚合成⼯艺尽管磺化碱熔法仍然是现在⼯业上⽣产2,5-⼆甲基苯酚的优选⼯艺，为了解决现有⼯艺中含盐废⽔量⼤、酸碱消耗量⼤、设备要求较⾼等问题，⼈们⼀直在追求⼀种从对⼆甲苯直接⼀步合成2,5-⼆甲基苯酚的⽅法，如图2所⽰。