苯二酚

苯酚过氧化氢羟基化反应是强放热快速反应，且在较高的温度条件下易生成焦油，因此必须控制反应温度并能及时移走反应热。本实验室将微反应器技术应用于苯二酚生产中，拓展了微反应器技术的应用场景，证明了技术的广泛适用性。

1项目背景

邻苯二酚和对苯二酚是重要的有机合成中间体，用途广泛。邻苯二酚是染料，香料，医药，农药的重要中间体，可用于生产农药吠喃丹，杀灭威；制备香料香兰素，黄樟素和胡椒醛；制备橡胶及润滑油的抗氧剂，橡胶硫化促进剂，油脂、树脂漆和清漆的抗起皮剂，特种墨水，显影剂，感光材料；同时它也是重要的医药中间体，用于制造黄连素、异丙肾上腺素等。对苯二酚，也称氢醌，主要用作显影剂，同时也用作单体贮运中的阻聚剂，是抗氧剂、染料、有机颜料、香料、感光色素等精细化学品的中间体。

目前苯二酚的传统生产方法主要有苯胺氧化法、对二异丙苯过氧化法、双酚A法等。传统工艺都存在工艺路线长、安全性低、三废多、设备腐蚀严重和原料转化率低等缺点，无法达到绿色环保、近零排放的生产理念，已被逐渐淘汰。因此苯二酚的生产工艺的发展趋势逐渐向绿色工艺，节能工艺靠拢，而苯酚过氧化氢羟基化法作为一种反应条件温和，副产物少，产品纯度高的绿色工艺受到越来越多的关注。

相对于传统工艺，苯酚过氧化氢羟基化法具有反应条件温和，副产物少，产品纯度高等优点，受到越来越多的关注。但是由于苯酚与双氧水的羟基化反应是强放热快速反应，且在较高的温度条件下易生成焦油。因此必须控制反应温度并能及时移走反应热。目前，此工艺采用CSTR反应器，不能及时移走反应热，引起局部过热，造成副产物较多，粉状催化剂回收利用难等问题，无法实现稳定连续化生产。温度局部过高，还易造成双氧水的分解，带来物耗的增加和安全隐患。

在现有苯酚路线合成基础上，本项目组通过膜与微通道反应器结合，将催化剂通过膜截留在反应器内，设计出一种新型的固定床反应器。在提高苯二酚生产安全性的同时，提高催化剂的利用率，提高了反应的效率。实现了苯二酚的高效、安全、绿色的生产。

2工艺介绍

本项目组采用的技术路线为苯酚与过氧化氢羟基化反应生产苯二酚。

以苯酚、双氧水为主要原料，在设计的新型连续流微通道反应器中，在催化剂的作用下生成苯二酚，并通过萃取、精馏等方式及时将产物进行分离。生产工艺流程图如下：

图6苯二酚绿色生产工艺流程图

3市场及成本分析

2022年，苯二酚需求量从2017年的6.73万吨增长至10.72万吨，其中间苯二酚需求量3.99万吨，对苯二酚需求量3.18万吨，邻苯二酚需求量3.55万吨。预计2023年我国苯二酚市场需求量有望增长至11.41万吨。国内生产苯二酚的厂家主要分布在河南、江苏、山东等地。主要生产厂家：河南东洋化工产品有限公司，济南仁源化工有限公司，南京华虹化工有限公司，河南鼎信化工产品有限公司等。目前对苯二酚市场价格大约为43,000元/吨，邻苯二酚市场价格大约为18,500元/吨。

由以上数据可知，苯二酚市场需求量巨大，而国内苯二酚产量还远远达不到市场需求，所以苯二酚市场价格偏高。同时，合成苯二酚的原料价格低廉，所以以苯酚、H₂O₂为原料合成苯二酚具有巨大的经济效益。

4效益分析

通过对反应器的技术革新，实现了苯二酚的安全、高效的连续化生产，进一步降低苯二酚的生产成本，带来巨大的经济效益。新型反应器的使用，提高了原料的利用率以及选择性，大大降低了三废的产生，积极响应国家的环保政策。此外，新项目的建成后，积极推动苯二酚下游产品行业的发展，解决了当地部分人员的工作问题，为当地的经济发展注入新活力，带来巨大的社会和经济效益。此外，本技术采用萃取的方式替代精馏，移出反应体系中带有的大量水溶剂，降低了能耗，进一步降低了生产成本。