Otrzymywanie fenolu: główne metody

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Fenol to bezbarwna substancja krystaliczna o bardzo specyficznym zapachu. Substancja ta znajduje szerokie zastosowanie w produkcji różnych barwników, tworzyw sztucznych, różnych włókien syntetycznych (głównie nylonu). Przed rozwojem przemysłu petrochemicznego produkcja fenolu była prowadzona wyłącznie ze smół węglowych. Oczywiście ta metoda nie była w stanie pokryć wszystkich potrzeb dynamicznie rozwijającego się przemysłu fenolu, który obecnie stał się ważnym składnikiem prawie wszystkich otaczających nas obiektów.

Fenol, którego produkcja stała się pilną potrzebą w związku z pojawieniem się niezwykle szerokiej gamy nowych materiałów i substancji, których jest integralnym składnikiem, wykorzystywany jest w syntezie żywicy fenolowo-formaldehydowej. A to z kolei jest ważnym składnikiem fenoli. Ponadto duża ilość fenolu jest przetwarzana na cykloheksanol, który jest niezbędny do produkcji włókien syntetycznych w przemyślełuski.

Innym ważnym zastosowaniem fenolu jest produkcja mieszaniny kreozoli, która jest syntetyzowana w kreozolową żywicę formaldehydową, używaną do produkcji wielu leków, środków antyseptycznych i przeciwutleniaczy. Dlatego dziś produkcja fenolu w dużych ilościach jest ważnym zadaniem petrochemii. Opracowano już wiele metod wytwarzania tej substancji w wystarczających ilościach. Zajmijmy się głównymi.

Najstarszą i najbardziej sprawdzoną metodą jest metoda topienia alkalicznego, która charakteryzuje się dużym zużyciem kwasu siarkowego do sulfonowania benzenu i ługu, a następnie ich stapianiem w sól benzenosulfonatriową, z której substancja ta jest bezpośrednio oddzielana. Produkcja fenolu metodą chlorowania benzenu, a następnie zmydlania chlorobenzenu wodorotlenkiem sodu jest opłacalna tylko wtedy, gdy do produkcji ługu i chloru potrzebna jest duża ilość taniej energii elektrycznej. Główne wady tej techniki to konieczność wytworzenia wysokiego ciśnienia (co najmniej trzysta atmosfer) oraz niezwykle znaczny stopień korozji sprzętu.

Bardziej nowoczesną metodą jest otrzymywanie fenolu przez rozkład wodoronadtlenku izopropylobenzenu. To prawda, że schemat izolowania wymaganej substancji jest tutaj dość skomplikowany, ponieważ obejmuje wstępną produkcję wodoronadtlenku metodą alkilowania benzenu roztworem propylenu. Ponadto technologia zapewnia utlenianie powstałegoizopropylobenzen z mieszaniną powietrza aż do powstania wodoronadtlenku. Jako pozytywny czynnik tej techniki można zauważyć produkcję innej ważnej substancji, acetonu, równolegle z fenolem.

Istnieje również metoda izolacji fenolu z koksu i smół półkoksowych z paliw stałych. Taka procedura jest niezbędna nie tylko do uzyskania cennego fenolu, ale także do poprawy jakości różnych produktów węglowodorowych. Jedną z właściwości fenolu jest szybkie utlenianie, które prowadzi do przyspieszonego starzenia się oleju i tworzenia w nim lepkich frakcji żywicznych.

Ale najnowocześniejszą metodą i najnowszym osiągnięciem przemysłu petrochemicznego jest bezpośrednie otrzymywanie fenolu z benzenu poprzez utlenienie go podtlenkiem azotu. Cały proces przeprowadzany jest w specjalnym reaktorze adiabatycznym zawierającym katalizator zawierający zeolit. Początkowy podtlenek azotu otrzymuje się przez utlenianie amoniaku powietrzem lub przez izolację z kwasu adypinowego. Dokładniej, z jego produktów ubocznych powstałych podczas syntezy. Technologia ta umożliwia produkcję fenolu o wysokiej czystości przy minimalnej całkowitej zawartości zanieczyszczeń.