Ilana cumene naa ni o bori iṣelọpọ apapọ phenol-acetone agbaye, ṣugbọn awọn iṣe ati awọn igbesẹ distillation ti o nira rẹ nilo abojuto akoko gidi. Wiwọn iwuwo inu laini ko ṣee ṣe idunadura nihin: o tọpasẹ akojọpọ ṣiṣan omi lẹsẹkẹsẹ kọja ipinya robi, mimọ acetone, ati awọn ipele isọdọtun phenol, ti o mu ki o rọrun lati wa awọn iyipada tabi awọn aiṣedeede ilana. Data yii ṣe itọsọna taara awọn atunṣe paramita distillation, rii daju pe mimọ ọja ba awọn ajohunše ile-iṣẹ mu, ati dinku awọn ewu ailewu bii gogoro coking tabi ibajẹ hydroperoxide ti ko duro - ti o kun aaye ti ayẹwo offline, pẹlu awọn idaduro ati awọn eewu yiyọ, ko le koju.
Àkótán Ìlànà Cumene fún Ìṣẹ̀dá Phenol àti Acetone
Ilana iṣelọpọ cumene, ti a mọ si ilana Hock, ni ipa-ọna ile-iṣẹ ti o gbajumọ julọ fun sisopọ phenol ati acetone lati inu benzene ati propylene. O ni awọn ipele pataki mẹta: alkylation ti benzene lati ṣe cumene, oxidation ti cumene si cumene hydroperoxide, ati ibajẹ ti a ṣe nipasẹ acid ti hydroperoxide yii lati mu phenol ati acetone jade.
Ní ìbẹ̀rẹ̀, benzene máa ń ṣe àgbéyẹ̀wò pẹ̀lú propylene lábẹ́ àwọn ipò ekikan—nígbà gbogbo, ó máa ń lo àwọn ohun èlò zeolite òde òní—láti ṣẹ̀dá cumene. Ìyàn ṣe pàtàkì ní ìpele yìí; àwọn ìlànà iṣẹ́ bíi ìwọ̀n otútù àti ìpíndọ́gba benzene-sí-propylene ni a ń ṣàkóso dáadáa láti dín polyalkylation tí a kò fẹ́ kù. Ìyàn gíga ti àwọn ohun èlò ìyípadà òde òní dín ìdọ̀tí kù ó sì ń dín ipa àyíká kù, èyí tí ó jẹ́ pàtàkì nínú ojú ọjọ́ ìṣàkóso òde òní.
Igi Cumene
*
A maa n lo afẹfẹ lati se oxidation ti cumene, eyi ti o n mu cumene hydroperoxide jade nipasẹ isejade chain reaction. Aarin yii jẹ pataki ninu ilana naa ṣugbọn o n fa awọn ewu iṣẹ pataki. Cumene hydroperoxide ni o le jẹ ki o bajẹ ati ki o le jẹ ki o buru labẹ iṣakoso iwọn otutu ti ko dara julọ, nitorinaa o nilo awọn aabo imọ-ẹrọ to lagbara jakejado awọn agbegbe ibi ipamọ ati awọn agbegbe iṣe.
Lẹ́yìn náà, hydroperoxide náà máa ń yọ ìyapa tí a fi acid ṣe—tí sulfuric acid sábà máa ń mú rọrùn—tí ó máa ń yọrí sí ìṣẹ̀dá phenol àti acetone ní ìpíndọ́gba molar 1:1 tí a ti pinnu tẹ́lẹ̀. Ìpíndọ́gba yìí túmọ̀ sí ìṣọ̀kan ọrọ̀ ajé ti ìlànà náà, bí ìyípadà nínú ìbéèrè tàbí iye owó ọjà ọjà kan tí kò ṣeé yẹ̀ sílẹ̀ ṣe ń nípa lórí agbára ìṣiṣẹ́ èkejì. Phenol àti acetone ni a ń ṣe papọ̀ ní mílíọ̀nù tọ́ọ̀nù lọ́dọọdún, pẹ̀lú ìlànà cumene tí ó jẹ́ nǹkan bí 95% ti ìṣẹ̀dá phenol kárí ayé ní ọdún 2023. Àwọn ọjà tí a yọ jáde, bíi alpha-methylstyrene, ni a ń tún ṣe padà sínú ètò náà, èyí tí ó ń mú kí iṣẹ́ ohun èlò náà sunwọ̀n sí i.
Yíyan cumene hydroperoxide gẹ́gẹ́ bí àárín pàtàkì ṣe ń ṣe àgbékalẹ̀ kẹ́míkà ìlànà àti ètò ìṣiṣẹ́. Ìbàjẹ́ rẹ̀ tí a ṣàkóso ṣe pàtàkì fún ìbísí gíga àti ìgbẹ́kẹ̀lé ilana. Àwọn ohun èlò ìbàjẹ́ Hydroperoxide àti àpẹẹrẹ reactor tí a ṣe àtúnṣe ti mú kí ìwọ̀n ìyípadà pọ̀ sí i nígbàtí ó ń dín àwọn ìṣesí ẹ̀gbẹ́ ewu kù. Iṣẹ́ àwọn ọ̀wọ́n distillation robi àti àwọn ẹ̀rọ ìwẹ̀nùmọ́ acetone tún fi hàn pé ó jẹ́ àṣeyọrí àwọn ọ̀nà distillation ilé-iṣẹ́ tí a fi sínú ìsàlẹ̀ ìṣiṣẹ́ ìṣe àkọ́kọ́. Àwọn ìyàsọ́tọ̀ wọ̀nyí ni a ń ṣàkóso nípasẹ̀ àpẹẹrẹ column distillation column àti àwọn ọgbọ́n iṣẹ́ láti ṣe àtìlẹ́yìn fún àwọn ilana ìwẹ̀nùmọ́ ketone tí ó bá àwọn ìlànà ìpele ọjà mu.
Ilana cumene naa n gbe ọpọlọpọ awọn ipenija iṣẹ ati ailewu ti o yatọ si kemistri rẹ. Lara awọn wọnyi ni iṣakoso deede ti awọn iṣe-ṣiṣe ti o lagbara, idena ikojọpọ hydroperoxide, ati idaduro awọn itujade ti o le jona tabi majele laarin awọn opin ayika ti o baamu. Awọn fifi sori ẹrọ ile-iṣẹ nilo awọn reactors pataki, abojuto to ti ni ilọsiwaju, ati awọn eto pajawiri nitori iwa eewu ti cumene hydroperoxide ati ina giga ti awọn ṣiṣan ilana. Paapaa pẹlu awọn apẹrẹ ilana ode oni ti o lagbara ati iṣakoso, profaili eewu nilo abojuto nigbagbogbo, ikẹkọ oniṣẹ, ati itupalẹ aabo ilana kikun.
Láìka ìwádìí tí wọ́n ń ṣe sí àwọn ọ̀nà ìṣẹ̀dá phenol mìíràn, agbára ìlànà cumene láti sopọ̀ mọ́ phenol àti acetone tó ní ìwẹ̀nùmọ́ gíga pẹ̀lú àwọn ètò ìwẹ̀nùmọ́ àti ìtúnṣe tí a ti ṣe àfikún mú kí ipa rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí àmì ìdámọ̀ràn ilé iṣẹ́ náà. Ìbáṣepọ̀ rẹ̀ pẹ̀lú ọjà, kẹ́mísírì, àti ìmọ̀ ẹ̀rọ iṣẹ́ ń ṣe àgbékalẹ̀ ọjà phenol àti acetone kárí ayé títí di òní.
Ilana ati Iṣakoso ti Iparun Hydroperoxide Cumene
Àwọn Kinetics àti Àwọn Ọ̀nà Ìbàjẹ́ Òórùn
Cumene hydroperoxide (CHP) jẹ́ pàtàkì nínú iṣẹ́ ìṣẹ̀dá àpapọ̀ phenol-acetone. Ìbàjẹ́ rẹ̀ ló ń mú kí ìyípadà cumene sí phenol àti acetone, àwọn kẹ́míkà ilé iṣẹ́ méjì tí wọ́n ń béèrè fún gidigidi. Ọ̀nà ìbàjẹ́ náà bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú yíyọ ìsopọ̀ O–O nínú CHP kúrò, èyí tí ó ń mú kí àwọn cumyloxy radicals jáde. Àwọn radical wọ̀nyí yára máa ń fara da β-scission, wọ́n sì ń mú acetone àti phenol jáde, àwọn ọjà tí a fẹ́ ṣe fún ìlànà cumene.
Àwọn ìyípadà ìyípadà jẹ́ ohun tó díjú, wọ́n sì yàtọ̀ sí ìwà ìṣètò àkọ́kọ́. Ìyípadà calorimetry (DSC) àti àwọn àwòṣe kinetic integrated (Flynn-Wall-Ozawa àti Kissinger-Akahira-Sunose) fi agbára ìṣiṣẹ́ àpapọ̀ ti ~122 kJ/mol hàn, pẹ̀lú ìṣètò ìyípadà tó sún mọ́ 0.5, tó ń fi ìlànà ìṣètò àpapọ̀ hàn. Ọ̀nà náà ní àwọn ìyípadà pọ́ọ̀n tí ó ní cumyl peroxy àti cumyloxy radicals nínú, èyí tí ó lè ṣe àtúnṣe síwájú sí i láti ṣe àwọn àbájáde bíi acetophenone, α-methylstyrene, àti methane.
Àwọn ipò ìṣiṣẹ́, títí bí iwọ̀n otútù, ìfúnpá, àti ìfọ́pọ̀ CHP, ń ṣe àgbékalẹ̀ yíyàn àti ìyọrísí nínú ìṣẹ̀dá acetone àti phenol. Àwọn ìwọ̀n otútù gíga ń mú kí ìbẹ̀rẹ̀ ìyípadà yára, ó ń mú kí ìwọ̀n ìyípadà gbogbogbò pọ̀ sí i ṣùgbọ́n ó lè dín ìyọrísí kù nípa fífún àwọn ìṣesí ẹgbẹ́ ìdíje ní àǹfààní. Ní ọ̀nà mìíràn, ìfúnpá díẹ̀ àti ìfọ́pọ̀ CHP tó dára jùlọ ń gbé ìṣẹ̀dá phenol àti acetone lárugẹ nígbàtí ó ń dín ìṣẹ̀dá àbájáde kù. Ìmúdàgba ìlànà—ní lílo ìṣàkóso ooru tó péye—jẹ́ apá pàtàkì nínú ìṣelọ́pọ́ phenol àti acetone tó ní ààbò, tí ó ní èso gíga, pẹ̀lú àbójútó àkókò gidi nípasẹ̀ àwọn mita ìwọ̀n inline, gẹ́gẹ́ bí àwọn tí Lonnmeter ṣe, tí ó ń pèsè ìdáhùn ìlànà tó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé jálẹ̀ ilana ìṣelọ́pọ́ cumene.
Àwọn ohun èlò ìfàsẹ́yìn àti ìdúróṣinṣin kẹ́míkà
Ìbàjẹ́ catalytic máa ń ṣe àgbékalẹ̀ ìṣiṣẹ́ àti ààbò ti ilana cumene. Àwọn ohun èlò ìpìlẹ̀ bíi sodium hydroxide (NaOH) dín ìwọ̀n otútù ìbàjẹ́ ìbẹ̀rẹ̀ àti agbára ìṣiṣẹ́ CHP kù ní pàtàkì, èyí tí ó ń yọrí sí ìyípadà kíákíá ṣùgbọ́n ó tún ń mú ewu ìṣiṣẹ́ tí ó ń sá lọ síta pọ̀ sí i. Àwọn ohun èlò acidic, títí kan sulfuric acid (H₂SO₄), tún máa ń mú ìbàjẹ́ yára, bó tilẹ̀ jẹ́ pé nípasẹ̀ onírúurú ọ̀nà ẹ̀rọ, wọ́n sábà máa ń yí ìgbésí ayé onígbòòrò padà, wọ́n sì máa ń nípa lórí àdàpọ̀ ọjà àti ìbísí ọjà.
Yíyàn catalyst ní ipa taara lori awọn oṣuwọn iyipada, idinku awọn ọja-jade, ati aabo iṣiṣẹ. Fun iṣelọpọ phenol ati acetone, awọn iye NaOH ti a ṣakoso ni a maa fẹran ni ile-iṣẹ, nitori wọn ṣe iranlọwọ fun idinku CHP daradara ati mu ki yiyan giga si awọn ọja ti a fẹ rọrun. Sibẹsibẹ, catalyst ti o pọ julọ le ṣe igbelaruge itankale pq ti ko ni iṣakoso, ti o mu ki eewu ti hot runway ati idagbasoke byproduct ti o lewu pọ si, gẹgẹbi α-methylstyrene ati acetophenone. Iwọn catalyst ailewu ati deede, pẹlu itupalẹ ilana deede, jẹ pataki julọ ninu ibajẹ cumene hydroperoxide.
Isakoso Abo ni Ijẹkuro
CHP kò dúró ṣinṣin ní ooru, ó sì ní àwọn ohun tó lè fa ewu nígbà tí a bá ń lò ó tàbí tí a bá ń jẹrà. Àwọn wọ̀nyí ni agbára rẹ̀ láti ṣe àwọn ìyípadà ooru kíákíá, láti ṣe àtúnṣe sí ìsáré catalytic, àti láti ṣe àtúnṣe sí ìbàjẹ́ àti àwọn ibi tí agbára ìbílẹ̀ wà. Tí a kò bá ṣàkóso rẹ̀, ìbàjẹ́ CHP lè fa kíkó ìfúnpá jọ, kí àwọn ohun èlò má baà ya, àti àwọn ìtújáde eléwu.
Dídúróṣinṣin ètò náà máa ń fa ọ̀pọ̀lọpọ̀ àṣà pàtàkì. Àwọn irinṣẹ́ ìṣàyẹ̀wò inline, bíi Lonnmeter inline density mita, máa ń fúnni ní òye gidi nípa àwọn ìfọkànsí àti ipò ooru, èyí tí ó máa ń rí i dájú pé a ti mọ àwọn ipò tí kò dára ní àkókò. Àwọn ètò iṣẹ́ tí a ti pa ń dín ìfarahàn àti ìbàjẹ́ kù. Ṣíṣe àkóso ìgbóná CHP pẹ̀lú ìṣọ́ra, lílo àwọn afẹ́fẹ́ tí kò ní agbára (bíi nitrogen), àti yíyẹra fún ìlòkulò catalyst ju bó ṣe yẹ lọ ń dín ìṣeéṣe àwọn ìṣesí tí ó ń sá lọ kù. Àwọn ìṣàyẹ̀wò àsọtẹ́lẹ̀ calorimetric (nípa lílo adiabatic calorimetry) ni a lò láti ṣe àyẹ̀wò ìbẹ̀rẹ̀ ìbàjẹ́ lábẹ́ àwọn ipò pàtó nínú ilana àti láti ṣe àtúnṣe àwọn ìlànà pajawiri.
Apẹrẹ ilana naa ni awọn eto ipinya ati ategun lati ṣakoso awọn titẹ titẹ, lakoko ti awọn oludari iwọn otutu ati awọn titiipa dinku agbara fun igbona pupọju. Awọn iṣe ibajẹ ni a maa n ṣe labẹ sisan ti nlọ lọwọ ti a ṣakoso, laarin awọn reactors ti a ṣe apẹrẹ fun yiyọ ooru ni kiakia. Awọn ọna wọnyi rii daju pe ibajẹ ooru ti CHP—pataki fun iṣelọpọ acetone ati phenol—duro daradara ati ailewu laarin eto ilana cumene gbooro.
Ṣíṣe Àtúnṣe Ìlànà Nínú Ìlànà Ṣíṣe Ẹ̀rọ Cumene
Imudarasi Iṣẹ́jade ati Lilo Agbara
Ìṣọ̀kan ooru jẹ́ ọ̀nà ìpìlẹ̀ nínú ìlànà ìṣelọ́pọ́ cumene fún mímú kí iṣẹ́ ooru pọ̀ sí i. Nípa gbígbà agbára ooru padà àti lílo agbára ooru láti inú àwọn odò tí ó ní iwọ̀n otútù gíga, àwọn ilé iṣẹ́ lè mú kí oúnjẹ gbóná, dín lílo agbára ìlò láti òde kù, àti dín ìnáwó iṣẹ́ kù. Àwọn ọgbọ́n ìṣọ̀kan ooru tí ó ní ipa jùlọ sábà máa ń ní nínú ṣíṣe àwòrán àti ṣíṣe àtúnṣe àwọn nẹ́tíwọ́ọ̀kì paṣípààrọ̀ ooru (HENs), tí a ń darí nípasẹ̀ ìṣàyẹ̀wò pinch láti ṣe àtúnṣe àwọn ìlà àpapọ̀ gbígbóná àti tútù fún ooru tí a lè gbà padà. Fún àpẹẹrẹ, ṣíṣe àtúnṣe àwọn iṣẹ́ ooru reboiler àti condenser nínú àwọn apá distillation àti preheating le ṣe àṣeyọrí ìfipamọ́ agbára púpọ̀ àti dín àwọn ìtújáde gaasi eefin tí a ń ṣe nípasẹ̀ iṣẹ́ steam kù. Àwọn ìwádìí ọ̀ràn ilé iṣẹ́ lọ́wọ́lọ́wọ́ ti ròyìn ìdínkù agbára títí dé 25%, pẹ̀lú àwọn àǹfààní taara nínú iye owó agbára àti ìbámu àyíká.
Ohun mìíràn tó ṣe pàtàkì ni àtúnlo oúnjẹ. Nínú ìlànà cumene, ìyípadà pípé ti benzene àti propylene kìí sábà wáyé nínú ìyípadà reactor kan. Nípa ṣíṣe àtúnlo benzene àti cumene tí kò ní ìfàsẹ́yìn, ìlànà náà mú kí ìyípadà reactant tó munadoko pọ̀ sí i, ó sì ń lo àwọn ohun èlò catalyst dáadáa. Ọ̀nà yìí kìí ṣe pé ó ń dín àdánù ohun èlò aise kù nìkan, ó tún ń ṣe àfikún sí ìbísí gbogbogbòò. Apẹrẹ recycle lupu tó munadoko ronú nípa dín ìfàsẹ́yìn titẹ kù, ìṣàyẹ̀wò àkójọpọ̀ ní àkókò gidi, àti ìwọ́ntúnwọ̀nsí ìṣàn tó péye. Ìṣàkóso recycle tó dára tún ń dín ewu ìbàjẹ́ catalyst kù, ó sì ń mú kí àkókò ìṣiṣẹ́ catalyst pẹ́ sí i, ó ń dín iye owó ìyípadà catalyst kù.
Àwọn irinṣẹ́ ìwádìí ìṣiṣẹ́ bíi Aspen Plus àti MATLAB mú kí a ṣe àyẹ̀wò thermodynamic kíkún ní gbogbo ẹ̀ka igi kọ̀ọ̀kan. Àwọn ìwádìí fìdí rẹ̀ múlẹ̀ pé àwọn àdánù tó pọ̀ jùlọ—àti nípa bẹ́ẹ̀ agbára ìdàgbàsókè—wà nínú àwọn ẹ̀ka ìtújáde àti ìyàsọ́tọ̀ tí ó ga. Nítorí náà, ìfojúsùn oníṣirò, tí a ń darí síṣe àfarawé ti àwọn ẹ̀ka wọ̀nyí ni a fi ṣáájú nígbà tí a bá ń wá ọ̀nà láti mú kí ìṣàn agbára sunwọ̀n síi àti láti dín àìyípadà kù ní gbogbo ilé iṣẹ́ náà.
Iṣẹ́ ìṣiṣẹ́ ti reactor àti distillation column
Ṣíṣe àtúnṣe ìwọ̀n àti ìṣẹ̀dá reactor ṣe pàtàkì láti ṣe àtúnṣe iye owó olówó pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ tó péye. A gbọ́dọ̀ ṣe àtúnṣe ìwọ̀n reactor, àkókò gbígbé, àti ìrùsókè catalyst láti rí i dájú pé àwọn ìyípadà tó ga ní ìgbà kan ṣoṣo láìsí ewu ìdínkù titẹ jù tàbí lílo àwọn ohun èlò tó pọ̀ jù. Fún àpẹẹrẹ, pípọ̀ sí i ní ìwọ̀n reactor lè dín ìfàsẹ́yìn titẹ kù ṣùgbọ́n ó lè fa ìdàpọ̀ tí kò dára, nígbà tí àwọn reactor tó gùn jù mú ìyípadà náà sunwọ̀n síi títí dé ibi tí àwọn èrè yóò dínkù nítorí àwọn ààlà ìwọ́ntúnwọ̀nsì ìṣe àti ìṣẹ̀dá lẹ́yìn ọjà.
Fún ọ̀wọ́n distillation tí ó wà ní ìsàlẹ̀, pàápàá jùlọ distillation tí kò dára, ṣíṣe àtúnṣe iṣẹ́ ti reflux ratio, ibi tí a ti ń fún oúnjẹ, àlàfo atẹ, àti titẹ column mú kí ìyàsọ́tọ̀ cumene láti inú benzene, polyisopropylbenzene, àti àwọn ọjà mìíràn tí kò ní ìfàsẹ́yìn pọ̀ sí i. Ṣíṣe àtúnṣe distillation tí ó munadoko kìí ṣe pé ó ń mú kí cumene padà sípò nìkan ni, ṣùgbọ́n ó tún ń dín ẹrù tí ó wà lórí àwọn reboilers àti condensers kù, èyí tí ó túmọ̀ sí ìdínkù owó agbára. Lílo àwọn àpò ẹ̀gbẹ́ tàbí àwọn àpẹẹrẹ pínpín-fún-ún lè mú kí ìyàsọ́tọ̀ láàrín àwọn èròjà tí ó ń hó bíi acetone àti cumene sunwọ̀n sí i, èyí tí ó ń ṣe àtìlẹ́yìn fún iṣẹ́ ṣíṣe phenol àti acetone tí ó mọ́ tónítóní tí ọjà phenol àti acetone nílò.
A fi àkójọ agbára ìfọ́mọ́ra tí ó dúró fún ọ̀wọ́n distillation hàn ní ìsàlẹ̀, èyí tí ó ń ṣàfihàn àwọn ìṣàn agbára ní ibi ìfọ́mọ́ra àti ìṣàn jáde ní condenser, pẹ̀lú àwọn ìlọ́po ìgbàpadà ooru tí a ṣepọ tí ó ń dín iye tí a nílò lórí àwọn ohun èlò ìgbóná àti ìtútù àkọ́kọ́ kù.
Ìmúdàgba nínú Apẹrẹ Reactor
Àwọn ọgbọ́n ìdàgbàsókè ìlànà tuntun ń ṣe àtúnṣe ìmọ̀ ẹ̀rọ cumene reactor. Lílo àwọn ètò kọ̀ǹpútà microbubble àti miniaturized reactor mú kí ìbáṣepọ̀ àárín ojú pọ̀ láàrín àwọn reactor, èyí tí ó ń mú kí ìgbésẹ̀ ibi-iṣẹ́ yára kánkán àti yíyan tó ga jù. Àwọn ọ̀nà réactor aláìṣedéédé wọ̀nyí lè ṣiṣẹ́ ní àkókò ìdúró díẹ̀ nígbà tí wọ́n ń tọ́jú tàbí kí wọ́n ju àwọn ibi-àfojúsùn ìyípadà lọ, èyí sì ń dín agbára tí a nílò fún ẹyọ kan ti ọjà tí a ṣe.
Àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ microbubble ní agbára ìdarí tó ga jù lórí àwọn ìpele iwọ̀n otútù àti dín ìṣẹ̀dá àwọn ohun èlò tó le fa ìpalára tàbí kí ó dí ìyàsọ́tọ̀ tó wà ní ìsàlẹ̀ lọ́wọ́. Èyí mú ààbò sunwọ̀n síi—nípa dídín àwọn ibi gbígbóná àti ìfúnpọ̀ ìfúnpọ̀ kù—ó sì dín ìtẹ̀síwájú àyíká kù nípasẹ̀ ìdínkù àwọn ìtújáde, ooru ìdọ̀tí, àti lílo oúnjẹ púpọ̀ jù. Ní àfikún, àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ kékeré tí a ti ṣe àtúnṣe ń jẹ́ kí àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ tí kò ní ètò púpọ̀, tí ó ní ìwọ̀n tó rọrùn láti ṣe déédé pẹ̀lú ìbéèrè ọjà tí ó ń yípadà fún ìṣẹ̀dá phenol àti acetone.
Àwọn àtúnṣe tuntun wọ̀nyí ń gbé ìlànà tuntun kalẹ̀ fún ìṣiṣẹ́ reactor àti ìdúróṣinṣin ilana nínú ìfọ́mọ́ cumene àti ìbàjẹ́ hydroperoxide, tí ó ń mú kí ìṣelọ́pọ̀ phenol-acetone dára síi àti tí ó ń pàdé àwọn ìlànà ìwẹ̀nùmọ́ ọjà tí ó lágbára tí a nílò nínú àwọn ọ̀nà ìwẹ̀nùmọ́ acetone àti àwọn ìlànà ìwẹ̀nùmọ́ ketone.
Nípa lílo àwọn ọgbọ́n ìṣelọ́pọ́ ilana wọ̀nyí, àwọn olùpèsè le ṣe àṣeyọrí ìwọ́ntúnwọ́nsí tó ga jùlọ láàárín agbára ṣíṣe, ìlọ́pọ́ ohun èlò, àwọn ibi ìfọwọ́sowọ́pọ̀ mímọ́, àti ìdúróṣinṣin láìsí ìdàrúdàpọ̀ lórí àwọn ìlànà ààbò tó lágbára ti ilana cumene.
Iṣẹ́ ìsàlẹ̀: Ìyàtọ̀ Phenol àti Acetone
Yíya phenol àti acetone sọ́tọ̀ lẹ́yìn ìbàjẹ́ cumene hydroperoxide nílò ìtẹ̀léra tó lágbára ti ìtújáde àti ìwẹ̀nùmọ́. Ìṣàkóso tó péye ti agbára àti ìgbàpadà ọjà ń ṣe àgbékalẹ̀ ìlànà àti àwọn ìṣe iṣẹ́ nínú ìṣẹ̀dá phenol àti acetone ńlá.
Ìtẹ̀léra Ìyàsọ́tọ̀ Ọjà
Apá ìsàlẹ̀ bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú ìtọ́jú ìṣẹ̀dá reactor tí ó ní phenol, acetone, omi, α-methylstyrene, cumene, benzene, àti àwọn ohun èlò kéékèèké mìíràn nínú rẹ̀. Nígbà tí ó bá fi reactor sílẹ̀, a óò yọ adalu náà kúrò nínú rẹ̀, a óò sì ya ìpínyà sọ́tọ̀ tí omi pàtàkì bá wà.
Àkókò pàtàkì tí a lè fi pínyà ni yíyọ acetone kúrò. Nítorí pé acetone kò fi bẹ́ẹ̀ gbóná (56°C), a sábà máa ń yọ ọ́ kúrò lórí ìyókù ìpele oníná tí ó ń hó dáadáa. Èyí ni a máa ń ṣe ní ìpele ìfọ́mọ́lẹ̀ tí ó gbóná, níbi tí acetone, omi, àti àwọn ohun tí ó wúwo ń lọ sí òkè, àti phenol tí ó ní àwọn èròjà tí ó wúwo jù ń wà gẹ́gẹ́ bí ọjà ìsàlẹ̀. Acetone tí ó wà lórí òkè lè ní omi àti àwọn àmì ìmọ́lẹ̀ mìíràn, nítorí náà ó lè gba gbígbẹ àti ìtúnṣe lẹ́yìn náà—nípasẹ̀ azeotropic tàbí ìfọ́mọ́lẹ̀ tí ó bá jẹ́ pé ó yẹ kí ó jẹ́ mímọ́—bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìfọ́mọ́lẹ̀ tí ó wà ní ìpele ìbílẹ̀ tó nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ iṣẹ́ ìṣòwò.
A tún máa ń sọ ìyókù phenol di mímọ́ ní ìtẹ̀léra àwọn ọ̀wọ́n distillation. Èkíní máa ń mú àwọn ìkángun ìmọ́lẹ̀ bíi acetone tó kù, benzene, àti àwọn gáàsì tó ti yọ́ kúrò. Ọ̀pá phenol tó tẹ̀lé e máa ń pèsè ìyàsọ́tọ̀ pàtàkì, ó máa ń mú phenol mímọ́ jáde, ó sì máa ń ya àwọn ọjà tó ń hó dáadáa sọ́tọ̀ ní ìsàlẹ̀ ọ̀pá náà. Nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìṣètò, a tún máa ń rí àwọn ọjà tó níye lórí bíi α-methylstyrene gbà nípa lílo ẹ̀gbẹ́ tàbí ìgbésẹ̀ distillation tó tẹ̀lé e. A máa ń ṣiṣẹ́ àwọn ọ̀pá wọ̀nyí ní àwọn ìfúnpá àti ìtòlẹ́sẹẹsẹ ìgbóná láti mú kí iṣẹ́ ìyàsọ́tọ̀ pọ̀ sí i, kí ó sì dín àdánù ọjà kù.
Iṣẹ́ Ìmúdàgba Ọwọ̀n àti Ìmúdàgba Ọwọ̀n Epo
Àwọn ọ̀wọ́n ìtújáde omi jẹ́ pàtàkì fún ìwẹ̀nùmọ́ acetone àti phenol. Apẹẹrẹ àti ìṣiṣẹ́ wọn ní ipa tààrà lórí ìwẹ̀nùmọ́, ìbísí, àti lílo agbára nínú iṣẹ́ ṣíṣe cumene.
Fún yíyọ acetone kúrò, ọ̀wọ̀n ìtújáde omi oníná gbọ́dọ̀ fúnni ní agbára ìyàsọ́tọ̀ gíga nítorí àlàfo ìyípadà láàárín acetone àti phenol. Àwọn ọ̀wọ̀n gíga pẹ̀lú àwọn àwo tí ó munadoko tàbí ìdìpọ̀ iṣẹ́ gíga ni a lò. Ìṣọ̀kan agbára ṣe pàtàkì; ooru láti inú èéfín òkè le mú kí oúnjẹ gbóná tàbí kí a rí i gbà nínú àwọn àyíká ìgbóná omi, èyí tí ó dín agbára lílò kù gẹ́gẹ́ bí a ti rí i nínú àwọn ìkẹ́kọ̀ọ́ ìṣàpẹẹrẹ ìlànà tí ó ròyìn ìdínkù 15% nínú lílo agbára pàtó lẹ́yìn ṣíṣe ìṣọ̀kan ooru nínú àwọn ilé iṣẹ́ pàtàkì ([Chemical Engineering Progress, 2022]).
Àwọn ìpèníjà iṣẹ́ pẹ̀lú ìṣẹ̀dá azeotrope, pàápàá jùlọ láàrín acetone àti omi. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé èyí lè dí ìyàsọ́tọ̀ pátápátá, ìyípadà tó wà ní ìwọ̀n ilé iṣẹ́ sábà máa ń mú kí àtúnṣe ìbílẹ̀ wá. Ìṣàkóso ìfúnpá ṣe pàtàkì láti yẹra fún pípadánù acetone vapor àti láti máa mú kí agbára ìwakọ̀ thermodynamic dúró. Ìṣàkóso ìgbóná ooru tó péye ní òkè àti ìsàlẹ̀ máa ń rí i dájú pé a ṣe àṣeyọrí àwọn ohun èlò tí a fẹ́ ṣe láìsí pé àwọn ọjà náà ní ìgbóná ooru.
Ìyọkúrò Phenol dojúkọ àwọn ìdènà tirẹ̀. Ipò gbígbóná Phenol tí ó ga jùlọ àti ìfaradà sí ìfọ́mọ́lẹ̀ túmọ̀ sí wípé àwọn inú ọ̀wọ́n gbọ́dọ̀ dènà ìbàjẹ́, nígbà míìrán wọ́n máa ń lo àwọn alloy pàtàkì. A máa ń ṣe àtúnṣe ìfúnpá ọ̀wọ̀n láti ṣe ìwọ̀n iye owó agbára àti láti dín ewu ìbàjẹ́ kù. Àwọn ọjà tí ó lè fa ìfọwọ́sowọ́pọ̀ ooru, bíi α-methylstyrene, ni a máa ń yọ kúrò kíákíá tí a sì máa ń tutù láti dín àwọn ìṣesí ẹ̀gbẹ́ kù.
Àwọn ìṣàkóso ìlànà tó gbọ́n àti àwọn ẹ̀rọ ìwọ̀n inline—bíi ìwọ̀n inline Lonnmeter àti viscosity mita—ni a máa ń lò déédéé láti ṣàtúnṣe iṣẹ́ column, láti rí i dájú pé àwọn ibi ìfọwọ́sowọ́pọ̀ mímọ́ àti ìwọ̀n ibi column ń dé déédéé.
Ìṣọ̀kan pẹ̀lú Ìbàjẹ́ Hydroperoxide àti Ìgbàpadà Ọjà
Ìṣọ̀kan tí ó wà nínú ìbàjẹ́, ìyàsọ́tọ̀, àti ìwẹ̀nùmọ́ láìsí ìpalára jẹ́ pàtàkì fún ìlànà cumene. Ìtújáde ìhùwàsí náà ń lọ tààrà sí ìyàsọ́tọ̀ tí ó wà ní ìsàlẹ̀. Ìgbésẹ̀ kíákíá máa ń dín àwọn ìṣesí ẹ̀gbẹ́ tàbí polymerization tí a kò fẹ́ kù.
A so gbogbo ìgbésẹ̀ ìyàsọ́tọ̀ pọ̀ mọ́ èyí tó tẹ̀lé e. A máa ń kó acetone tó wà lórí rẹ̀ pọ̀ kíákíá, a sì máa ń kó o jọ láti dènà àdánù tó lè yípadà. Phenol àti àwọn ìṣàn ẹ̀gbẹ́ tí wọ́n ń kó jọ náà máa ń wọ inú àwọn ìgbésẹ̀ ìwẹ̀nùmọ́ wọn. Níbi tí a bá ti rí àwọn ìṣàn tí ó níye lórí, a máa ń fa àwọn ìṣàn tí wọ́n ń gbà lẹ́yìn ìṣàyẹ̀wò kíkún àti ìṣàyẹ̀wò ìṣètò.
Ohun pàtàkì pàtàkì ni kí á yẹra fún ìbàjẹ́ láàárín àwọn ìpẹ̀kun ìmọ́lẹ̀ (ìpín acetone/omi) àti àwọn ohun ìbàjẹ́ tó wúwo jù (cumene tí kò ní ìfàsẹ́yìn, tars). Èyí ni a ṣe nípasẹ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìpele ìwọ́ntúnwọ́nsí omi afẹ́fẹ́ láàárín àwọn ọ̀wọ́n àti lílo àwọn ìṣàn reflux. A ṣe àwọn páìpù àti àwọn ohun èlò ìṣàn omi láti dín ìdúró àti ìyípo kúkúrú kù.
Iye igbapada fun acetone ati phenol ju 97% lọ ninu awọn ohun ọgbin ti a ṣe atunṣe, pẹlu awọn adanu ti o jẹ pataki julọ ni awọn ṣiṣan imukuro ti ko ṣee ṣe ati iyipada awọn ami. Omi idọti ti a n ṣe jakejado ilana naa, ti o ni awọn ohun alumọni ti o ti tuka, ni a tọju lọtọ ati pe a gbe lọ si awọn eto itọju to ti ni ilọsiwaju lati pade awọn ibeere ilana.
Ìṣọ̀kan tó munadoko da lórí ìtọ́jú àwọn ohun pàtàkì: ìwọ̀n àti ìrísí ìwúwo láti inú àwọn mita inline bíi ti Lonnmeter ń fìdí dídára oúnjẹ àti mímọ́ ọjà múlẹ̀ ní àkókò gidi, èyí sì ń jẹ́ kí a lè ṣàkóso èsì fún ìbísí tó pọ̀ jùlọ àti ààbò iṣẹ́.
Apẹẹrẹ ilana to munadoko ninu iṣelọpọ phenol-acetone da lori awọn ilana iyapa to lagbara, distillation ti a ṣe dara julọ nipasẹ agbara, isọdọkan ti ifaseyin ati mimọ, ati abojuto inline nigbagbogbo, ti o ṣe atilẹyin fun eto-ọrọ ilana ati didara ọja.
Awọn ọna imọ-ẹrọ to ti ni ilọsiwaju fun mimọ acetone
Ìwẹ̀nùmọ́ acetone lẹ́yìn ìṣẹ̀dá phenol-acetone nípasẹ̀ ìlànà cumene ni a ń ṣe nípa àwọn ìbéèrè dídára ọjà tí ó pọndandan. Yíyan ọ̀nà ìwẹ̀nùmọ́ acetone tí ó yẹ sinmi lórí àwọn ohun tí a béèrè fún ìwẹ̀nùmọ́ ìkẹyìn, àwọn ààlà ìlànà, àti ìrísí àìmọ́ tí a ṣẹ̀dá nígbà ìbàjẹ́ cumene hydroperoxide àti àwọn ìṣesí òkè.
Awọn Ilana Pataki ninu Mimọ Acetone
Acetone oní-ẹ̀jẹ̀ láti inú ìfọ́sídájú cumene ní omi púpọ̀, phenol, α-methylstyrene, cumene, acetophenone, carboxylic acids, aldehydes, àti àwọn ohun èlò míràn tí ó ní afẹ́fẹ́ nínú. Ìwẹ̀nùmọ́ ìsàlẹ̀ ń fojú sí àwọn ohun àìmọ́ wọ̀nyí fún yíyọ kúrò. Ẹ̀yìn ẹ̀yìn ni ìfọ́sídọ́ọ̀sì ìpele:
- Àwọn ọ̀wọ́n àkọ́kọ́ mú àwọn ohun tí ó wúwo àti èyí tí ó ń hó jáde kúrò—ní pàtàkì phenol, α-methylstyrene, acetophenone, àti àwọn ohun tí ń ṣẹ̀dá tar—nípa yíyọ kúrò ní ìsàlẹ̀. Ìpín àárín ní azeotrope acetone-omi, nígbàtí àwọn òpin ìmọ́lẹ̀ (bíi cumene tí kò ṣe ìhùwàpadà) lè pín sí orí ní àwọn apá tí ó tẹ̀lé e.
Ìtújáde omi azeotropic sábà máa ń ṣe pàtàkì fún pípín àwọn àdàpọ̀ omi acetone tó ṣòro, lílo ohun èlò ìtújáde hydrocarbon láti ba àkójọpọ̀ azeotropic jẹ́ kí ó sì mú kí ìwẹ̀nùmọ́ acetone pọ̀ sí i. Níbi tí àwọn ohun tí kò ní ìdọ̀tí bá ní àwọn ibi ìtújáde kan náà, ìtújáde omi a máa ń lò—pẹ̀lú glycol tàbí àwọn ohun tí a ṣe àtúnṣe rẹ̀—ni a máa ń lò. Níbí, àfikún náà máa ń yí àwọn ìyípadà tí ó jọra padà, ó ń mú kí ìyàsọ́tọ̀ àwọn ohun tí ó jọra pọ̀ sí i, ó sì ń mú kí ìṣẹ̀dá acetone pọ̀ sí i.
Lẹ́yìn ìfọ́ omi, àwọn ìgbésẹ̀ ìwẹ̀nùmọ́ adsorptive máa ń mú àwọn èròjà phenol àti polar tí ó kù kúrò. Àwọn èròjà carbon, silica gel, àti ion-exchange resins tí a ti ṣiṣẹ́ máa ń tayọ̀ nínú ipa yìí láàrín tàbí lẹ́yìn ìpele ọ̀wọ̀n. Níbi tí àwọn èròjà acidic bá wà, ìlànà náà lè ní ìyọ́mọ́ pẹ̀lú caustic soda, lẹ́yìn náà ni fífọ omi láti yọ iyọ̀ àti acids kúrò kí ìfọ́ omi tó parí.
Acetone tó mọ́ tónítóní (≥99.5 wt% fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun tí ilé iṣẹ́ tàbí yàrá béèrè fún) sábà máa ń gba ìgbésẹ̀ “pípọ́n” ìkẹyìn tí ó para pọ̀ mọ́ ìfọ́mọ́ tó dára àti ìfàmọ́ra tó ti pẹ́ láti rí i dájú pé a ti mú àwọn ìlànà omi (<0.3 wt%), phenol (<10 ppm), aromatics tó lágbára (<100 ppm), àti gbogbo àwọn tí kò lè yí padà (<20 ppm) ṣẹ. Èyí ṣe pàtàkì fún acetone onípele ẹ̀rọ itanna tàbí acetone onípele oògùn.
Ṣíṣe àtúnṣe àti Ṣíṣe Àtúnṣe Lójú Ìṣàn-ẹ̀rọ ní Ìmúdàgba
Ìmúṣe ilana distillation acetone sinmi lórí apẹrẹ ti o peye ti awọn ọwọn distillation ati iṣẹ ṣiṣe ti o ni ibamu. Awọn ọwọn ti n pin ni a ṣe iwọn ati ṣiṣẹ lati ṣe igbelaruge gbigbe ibi-pupọ ti o lagbara ati iyapa ti o dara julọ. Ọpọlọpọ awọn ọgbọn mu mimọ ati ikore pọ si:
- Àwọn ọ̀wọ́n gíga pẹ̀lú àwọn àwo tí ó pọ̀ tàbí àwọn ìdìpọ̀ tí a ṣètò dáradára máa ń mú kí ìyàtọ̀ tó lágbára wà láàárín wọn, pàápàá jùlọ níbi tí àwọn ibi ìgbóná acetone-omi tàbí acetone-cumene bá sún mọ́ ara wọn.
- Ìṣọ̀kan ooru láàárín àwọn ohun èlò atúnṣe àti àwọn ohun èlò amúlétutù (fún àpẹẹrẹ, nípasẹ̀ ìfúnpọ̀ ooru tàbí àwọn ohun èlò amúlétutù) dín agbára lílo kù ó sì ń mú kí ìwọ̀n otútù dúró ṣinṣin, èyí tí ó ń ṣe àtìlẹ́yìn fún ìyàsọ́tọ̀ déédé.
- Ṣíṣe àtúnṣe ìwọ̀n reflux àti ìwọ̀n yíyọ ọjà, tí a ṣe àkóso rẹ̀ nípasẹ̀ ìṣàyẹ̀wò in-line ti density àti compound (pẹ̀lú àwọn irinṣẹ́ bíi Lonnmeter inline density mita), ń jẹ́ kí ó yára ṣe àtúnṣe àti ìfojúsùn ọjà ní pàtó, ní rírí dájú pé gbogbo ìpele bá àwọn ìlànà mímọ́ mu.
Àwọn ìṣòro ìtújáde omi nígbà gbogbo pẹ̀lú ìkún omi, ìfọ́fọ́, àti ìkójọpọ̀ àwọn ohun tí ó kù:
Ìkún omi ní òpó máa ń ṣẹlẹ̀ tí ìṣàn omi bá pọ̀ jù—omi máa ń gbé sókè dípò kí ó lọ sí ìsàlẹ̀, èyí sì máa ń dín agbára ìyàsọ́tọ̀ kù ní kíákíá. Ṣíṣe àtúnṣe èyí nílò ìdínkù nínú lílo tàbí ṣíṣe àtúnṣe àwọn ìpíndọ́gba reflux. Fífọ́ ì ...
Àkójọpọ̀ àwọn ohun tí ó ṣẹ́kù, tí a sábà máa ń rí nínú àwọn àwo tàbí àtúnṣe ẹ̀rọ ìfọ́ omi, jẹ́ láti inú àwọn ọjà oligomerization tàbí tar. Yíyọ ọjà ìsàlẹ̀ lẹ́ẹ̀kọ̀ọ̀kan, fífọmọ́ déédé, àti pípa àwọn ìrísí òtútù mọ́ láàárín ààlà dín ìṣẹ̀dá tar kù, ó sì ń rí i dájú pé ọ̀wọ́n náà pẹ́ títí.
Nígbà tí a bá ń ya àwọn azeotropes sọ́tọ̀ tàbí tí a bá ń ṣàkóso àwọn ohun ìdọ̀tí tí ó ń gbóná dáadáa, a lè fi àwọn ohun èlò ìdìpọ̀ tí ó lágbára rọ́pò àwọn atẹ ìbílẹ̀. A ń pa àwọn ìrísí ìgbóná àti ìfúnpá mọ́ ní ẹ̀gbẹ́ ọ̀wọ̀n náà láàárín àwọn fèrèsé tí ó há. Ìṣiṣẹ́ aládàáṣe—bí ìwọ̀n ìwọ̀n inline tí ń bá a lọ—ń jẹ́ kí àwọn olùṣiṣẹ́ lè tètè dá ọjà tí kò ní ìpele pàtó mọ̀ kí wọ́n sì dáhùn ní àkókò gidi, èyí sì ń mú kí iṣẹ́ àti ìbísí pọ̀ sí i.
Àtẹ ìṣàn tí ó rọrùn tí ó ń ṣàfihàn ìtújáde àti ìwẹ̀nùmọ́ acetone onípele púpọ̀ fún ìṣẹ̀dá phenol àti acetone (àwòrán tirẹ̀ tí ó da lórí ìṣe déédéé)
Àpapọ̀ ipa ti àwọn ọ̀nà ìwẹ̀nùmọ́ acetone tó ti pẹ́ yìí ń mú kí a lè máa lo àwọn ọjà tó wà ní òkè láti inú iṣẹ́ ṣíṣe cumene láìléwu, ó ń mú kí a lè tẹ̀lé ìlànà ọjà acetone àti phenol, ó sì ń dín ipa àyíká kù.
Àwọn Àbájáde fún Ìmúṣe Iṣẹ́ Àkànṣe àti Ìdúróṣinṣin
Nínú ìlànà ìṣelọ́pọ́ cumene, ìsopọ̀mọ́ra ìlànà, ìyípadà, àti yíyàn ìyàsọ́tọ̀ pọ̀ mọ́ ìṣiṣẹ́ àwọn ohun èlò ṣe pàtàkì. Apẹẹrẹ iṣẹ́ tí a ṣepọ ń ṣètò ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣelọ́pọ́, ìmọ̀ ẹ̀rọ ìyàsọ́tọ̀, àti ìgbàpadà agbára láti mú èso pọ̀ sí i àti láti dín egbin kù ní gbogbo ìpele ìṣelọ́pọ́ phenol-acetone. Nípa lílo àwọn ètò catalytic tó ti ní ìlọsíwájú, gẹ́gẹ́ bí àwọn catalysts acid solid (pẹ̀lú àwọn zeolites àti heteropolyacids), àwọn olùṣiṣẹ́ ń ṣe àṣeyọrí yíyàn gíga nínú ìbàjẹ́ cumene hydroperoxide, èyí tí ń dín ìṣẹ̀dá àbájáde bíi α-methylstyrene àti acetophenone kù. Ìmúdàgbàsókè yí kìí ṣe pé ó ń mú kí èso iṣẹ́ sunwọ̀n sí i nìkan ṣùgbọ́n ó tún ń ṣe àtìlẹ́yìn fún ìdúróṣinṣin nípasẹ̀ àwọn odò egbin tí ó dínkù.
Nígbà tí a bá ń yan àwọn ohun èlò ìtúpalẹ̀ hydroperoxide, ìfúnpọ̀ ìlànà ń kó ipa pàtàkì. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ọ̀nà ìtúpalẹ̀ hybrid catalytic, tí ó parapọ̀ àwọn ànímọ́ ti ìtúpalẹ̀ oníṣọ̀kan àti onírúru, ń gba ìfàmọ́ra nítorí ìyípadà iṣẹ́ wọn àti ìgbésí ayé ìtúpalẹ̀ oníṣọ̀kan tí ó gùn. Síbẹ̀síbẹ̀, àpẹẹrẹ ìtúpalẹ̀ gbọ́dọ̀ bá ìṣiṣẹ́ gíga àti ìdúróṣinṣin mu lòdì sí àwọn ọ̀ràn bí coking àti majele nípasẹ̀ àwọn ohun tí kò ní èròjà, ní rírí i dájú pé ìyípadà ìtúpalẹ̀ àti ẹrù àyíká kéréje láti inú ìtúpalẹ̀ ìtúpalẹ̀ oníṣọ̀kan tí a ti lò. Àwọn ìṣẹ̀dá ìtúpalẹ̀ oníṣọ̀kan tí ń lọ lọ́wọ́ ní ipa taara lórí ìṣiṣẹ́ àwọn ohun èlò, dídín àdánù àwọn ohun èlò aise kù àti dín àwọn ìbéèrè ìlò kù.
Ìṣọ̀kan àwọn ìlànà iṣẹ́, pàápàá jùlọ nígbà ìwẹ̀nùmọ́ acetone àti ìlànà ìyọ́nú acetone, ṣì ṣe pàtàkì fún ìṣelọ́pọ́ ilé iṣẹ́. Ìmúlò àwọn àwòrán ìyọ́nú acetone tó ti ní ìlọsíwájú—bíi pípín àwọn òpó ògiri—àti ìyàsọ́tọ̀ tí ó dá lórí awo tí ó ń fi agbára pamọ́ mú kí iṣẹ́ tí ó gbéṣẹ́, tí ó sì ń pẹ́ títí, ṣeé ṣe. Pípín àwọn òpó ògiri, fún àpẹẹrẹ, mú kí iṣẹ́ ìyọ́nú acetone rọrùn, èyí tí ó yọrí sí ìpamọ́ agbára tó tó 25% lórí àwọn ètò ìbílẹ̀ oní-ọ̀wọ́-ọ̀wọ́-ọ̀wọ́-ọ̀wọ́, nígbàtí ó tún ń tú ààyè ilé-iṣẹ́ ti ara sílẹ̀. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, àwọn ọgbọ́n ìṣọ̀kan ooru tí ó ní ìlọ́síwájú, tí a darí nípasẹ̀ àwọn ọ̀nà bíi ìwádìí pinch, ti fihàn pé ìdínkù nínú lílo ooru ti ju 20% lọ, gẹ́gẹ́ bí a ti fihàn nínú àwọn àtúnṣe ibi iṣẹ́ phenol àti acetone tí a kọ sílẹ̀. Àwọn ìwọ̀nyí túmọ̀ sí ìtújáde gaasi eefin tí ó dínkù àti ìdínkù ìgbẹ́kẹ̀lé lórí àwọn orísun èéfín tí a mú láti inú epo fossil.
Ìṣọ̀kan omi àti ooru tún mú kí iṣẹ́ àṣekára àwọn ohun èlò pọ̀ sí i nínú ilana ìfọ́mọ́ra cumene àti àwọn ìgbésẹ̀ ìyàsọ́tọ̀ tí ó tẹ̀lé e. Àwọn ètò àtúnlo Cascade àti àwọn agbègbè ìpakúpa tí a gbé kalẹ̀ lọ́nà tí ó ṣe pàtàkì lè dín ìṣẹ̀dá omi ìdọ̀tí kù sí 40%, èyí tí ó ń kojú ìwọ̀n àti agbára ìbàjẹ́ ti àwọn ohun èlò tí ń jáde. Èyí ṣe pàtàkì ní pàtàkì fún ìbámu pẹ̀lú àwọn ìlànà ìlànà tí ń yípadà ní àwọn ọjà phenol àti acetone pàtàkì, níbi tí àwọn ìdènà lórí ìtújáde omi àti ìtújáde erogba ti ń dínkù.
Àwọn ìlànà àti àyíká ni a ṣe àgbéyẹ̀wò pàtàkì nínú àgbékalẹ̀ ìṣẹ̀dápọ̀ phenol-acetone nípa lílo ìlànà cumene. Àwọn ìṣàkóso tó lágbára lórí àwọn ohun tó léwu—bíi cumene hydroperoxide—ń pàṣẹ fún ìṣàkóso ìlànà tó péye àti àbójútó ààbò ní àkókò gidi nígbà iṣẹ́ tó léwu gíga. Àwọn ìlànà àyíká, pàápàá jùlọ ní àwọn agbègbè Àríwá Amẹ́ríkà àti Yúróòpù, ń mú kí àwọn ohun tí a nílò fún ìtọ́jú ewéko pọ̀ sí i, àwọn ìṣàkóso ìtújáde, àti àtúnlo solvent/hot. Àwọn ọgbọ́n ìtẹ̀léra ni a fi sínú àpẹẹrẹ ìlànà ìbẹ̀rẹ̀, tí ó sábà máa ń ní àwọn ìwọ̀n agbára ìṣiṣẹ́ àti ìṣàyẹ̀wò ìgbésí ayé tí ó ń ṣe àgbékalẹ̀ ìṣètò àti yíyan ìmọ̀ ẹ̀rọ ní tààràtà.
Àbójútó àti ìṣàtúnṣe ìlànà ní àkókò gidi jẹ́ pàtàkì láti mú kí iṣẹ́ náà sunwọ̀n síi àti láti dín àwọn àdánù iṣẹ́ tí a kò lè yẹ̀ kù. Fún àpẹẹrẹ, àwọn mita ìwọ̀n inline àti àwọn mita viscosity láti Lonnmeter, ń jẹ́ kí ìṣàkóso ìṣesí àti ìyàsọ́tọ̀ àwọn pàrámítà ń lọ lọ́wọ́lọ́wọ́ ní gbogbo ìrìn iṣẹ́ acetone àti phenol. Nípa títẹ̀lé àwọn ìṣọ̀kan ọjà àti àwọn ìpele tí ó wà ní ìpele ọjà, àwọn olùṣiṣẹ́ lè ṣe àtúnṣe àwọn onírúurú pàtàkì—bíi àwọn ìpíndọ́gba reflux, àwọn points cut in distillation, àti catalyst doseing—nípa bẹ́ẹ̀ dín lílo agbára kù àti dídín ìwọ̀n àwọn ohun èlò tí kò ní ìpele pàtó tàbí egbin kù.
Lílo àwọn ọ̀nà ìtújáde ilé iṣẹ́, tí a fi dátà sensọ̀ àkókò gidi ṣe àtìlẹ́yìn rẹ̀, tún ń mú kí ìṣòro àti ìdáhùn pípa nǹkan pọ̀ sí i lójú àwọn ipò tí ó burú. Pẹ̀lú ìdínkù ìyípadà ipolongo-sí-ìpolongo àti àtúnṣe àkójọpọ̀ tí ó pọ̀ sí i, àwọn olùṣiṣẹ́ ń rí ìpamọ́ owó taara, dín iye owó tí a kó jọ sínú àkójọ ohun èlò aise kù, àti àwọn ìrúfin àyíká díẹ̀. Nítorí náà, ìṣedéédé ilana gidi-akoko, tí a ṣe nípasẹ̀ àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ ìwọ̀n inline pípé, ṣì ṣe pàtàkì fún ìṣẹ̀dá phenol àti acetone tí ó ní ìdíje, tí ó báramu, àti tí ó ṣeé gbéṣe.
Àwọn Ìbéèrè Tí A Ń Béèrè Lóòrèkóòrè (Àwọn Ìbéèrè Tí A Ń Béèrè Lóòrèkóòrè)
Kí ni ìlànà cumene àti kí ló dé tí ó fi ṣe pàtàkì fún ìṣẹ̀dá phenol-acetone?
Ilana cumene, ti a tun mọ si ilana Hock, jẹ ọna ile-iṣẹ fun iṣelọpọ phenol ati acetone papọ ni ọna kan ṣoṣo ti a ṣe akojọpọ. O bẹrẹ pẹlu alkylation, nibiti benzene ṣe n ṣiṣẹ pẹlu propylene lati ṣe cumene nipa lilo awọn catalysts acid solid gẹgẹbi awọn zeolites tabi phosphoric acid. Lẹhinna a fi afẹfẹ ṣe cumene oxidized lati ṣẹda cumene hydroperoxide. Aarin yii n gba pipin-acid-catalyzed, ti n mu phenol ati acetone jade ni ipin molar 1: 1 deede. Ilana yii ṣe pataki nitori pe o bori iṣelọpọ phenol ati acetone agbaye, ti o funni ni ṣiṣe ikore giga ati isopọpọ awọn orisun. Ni ayika 95% ti phenol agbaye ni a ṣe nipasẹ ilana yii ni ọdun 2023, ti o ṣe afihan pataki ile-iṣẹ ati eto-ọrọ aje rẹ.
Báwo ni ìbàjẹ́ cumene hydroperoxide ṣe ní ipa lórí ààbò àti ìbísí ilana?
Píparẹ́ cumene hydroperoxide jẹ́ exothermic gíga, ó ń tú ooru tó pọ̀ jáde. Tí a kò bá ṣàkóso rẹ̀ dáadáa, ó lè fa ìsáré ooru, ìbúgbàù, tàbí iná—tó ń mú kí àwọn ìbéèrè tó lágbára wà lórí àpẹẹrẹ iṣẹ́ àti ìlànà iṣẹ́. Yíyan àwọn ohun tó ń fa ìbàjẹ́ hydroperoxide àti ìṣàkóso àwọn ipò ìṣesí ṣe pàtàkì fún iṣẹ́ tó dára. Ṣíṣe àkíyèsí ìwọ̀n otútù àti ìwọ̀n ìṣesí rí i dájú pé phenol àti acetone máa pọ̀ sí i nígbàtí ó ń dín ìṣẹ̀dá àwọn ohun tí ó jáde àti ewu ààbò kù. Ìlànà tó dára jùlọ ní ilé iṣẹ́ pẹ̀lú ìṣọ́ra ètò tó ń bá a lọ, pípa pàjáwìrì, àti ṣíṣe àgbékalẹ̀ reactor tó lágbára láti kojú exothermicity àti láti dènà ìfúnpá èyíkéyìí.
Ipa wo ni ọwọn distillation royke ṣe ninu ilana iṣelọpọ cumene?
Ọwọ̀n ìfọ́ omi oníná jẹ́ iṣẹ́ pàtàkì lẹ́yìn pípín hydroperoxide. Ó ya phenol, acetone, cumene tí kò ní ìfàsẹ́yìn, àti àwọn ohun tí ó kéré sí i. Iṣẹ́ ọ̀wọ̀n ìfọ́ omi oníná tí ó gbéṣẹ́ mú kí ìgbàpadà ọjà pọ̀ sí i, ó dín lílo agbára kù, ó sì ń mú kí àwọn odò tí ó ń wọ́ lọ taara sínú àwọn ìgbésẹ̀ ìwẹ̀nùmọ́ lẹ́yìn náà jáde. Apẹrẹ àti ìṣiṣẹ́ ọ̀wọ̀n ìfọ́ omi gbọ́dọ̀ ṣe àkíyèsí àwọn ojú ibi tí ó ń hó fún onírúurú èròjà, èyí tí ó nílò ìṣètò ìwọ̀n otútù àti ìfúnpá. Àìṣiṣẹ́ nínú ìfọ́ omi lè yọrí sí pípadánù ọjà, ìbàjẹ́, tàbí owó ìlò tí ó pọ̀ jù.
Kí ló dé tí ìwẹ̀nùmọ́ acetone fi ṣe pàtàkì nínú iṣẹ́ phenol-acetone?
Acetone tí a rí láti inú ìlànà cumene ní oríṣiríṣi àwọn ohun àìmọ́: àwọn ọjà ìfàsẹ́yìn ẹ̀gbẹ́ (bíi methyl isobutyl ketone, isopropanol), omi, àti àwọn acids organic tí a ṣẹ̀dá nígbà ìfọ́mọ́ àti ìyapa. Ìwẹ̀nùmọ́ líle ni a nílò kí acetone bá àwọn ìlànà ilé-iṣẹ́ tí ó le koko mu fún lílo àwọn oògùn, àwọn ohun olómi, àti àwọn ike. Àwọn ìlànà ìwẹ̀nùmọ́, bíi ìpínyà tí ó rọ̀ mọ́ra nípasẹ̀ àwọn ọ̀wọ́n ìfọ́mọ́, mú àwọn ohun àìmọ́ wọ̀nyí kúrò. Acetone mímọ́ tún ń mú owó ọjà ga sí i, èyí tí ó ń mú kí ìdí ọrọ̀ ajé fún ìwẹ̀nùmọ́ tí ó munadoko lágbára sí i.
Báwo ni ìṣọ̀kan àti àwọn ìṣẹ̀dá tuntun ṣe lè mú kí ètò ọrọ̀ ajé àti àyíká ti ìlànà cumene sunwọ̀n síi?
Ìṣọ̀kan ilana n lo awọn anfani fun imularada ooru, atunlo awọn ohun elo ti ko ṣe idahun, ati ṣiṣe awọn iṣẹ ẹyọkan lati dinku lilo agbara. Fun apẹẹrẹ, sisopọ ooru iṣejade tabi apapọ awọn ilana distillation le dinku awọn idiyele epo ati awọn ohun elo. Gbigba awọn ilọsiwaju bii awọn reactors microbubble ti fihan pe o mu gbigbe ibi-pupọ dara si, mu ṣiṣe oxidation pọ si, ati dinku dida awọn ọja egbin. Awọn imotuntun wọnyi papọ dinku ipa ayika nipa idinku awọn itujade ati iṣelọpọ omi idọti, lakoko ti o tun dinku awọn idiyele iṣiṣẹ gbogbogbo, ti o jẹ ki iṣelọpọ phenol-acetone pọ si alagbero ati agbara ni eto-ọrọ.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kejìlá-19-2025
