苯酚生產(chǎn)工藝的催化反應(yīng)研究進(jìn)展

苯酚主要生產(chǎn)工藝為異丙苯法，即異丙苯經(jīng)空氣氧化、再進(jìn)行過氧化氫異丙苯（CHP）分解，得到苯酚，聯(lián)產(chǎn)丙酮。日本三井化學(xué)對異丙苯氧化及分解工藝所用催化劑開發(fā)狀況進(jìn)行分析，并介紹了非異丙苯原料的新催化工藝研究進(jìn)展。

（1）異丙苯法工藝

來自異丙苯法工藝的苯酚產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的95%以上。

異丙苯氧化反應(yīng)一般在80～120℃、常壓～1.0 MPa條件下進(jìn)行，以生成物CHP為反應(yīng)引發(fā)劑，異丙苯發(fā)生自由基連鎖的自催化反應(yīng)，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%～40%的CHP，濃縮后CHP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%～90%，未反應(yīng)的異丙苯循環(huán)利用。

（2）環(huán)己基苯法工藝

為抑制丙酮副產(chǎn)物，近年來苯經(jīng)環(huán)己基苯（CHB）制苯酚聯(lián)產(chǎn)環(huán)己酮工藝得到了積極開發(fā)。反應(yīng)過程為：苯首先加氫得到CHB，然后CHB氧化得到過氧化氫環(huán)己基苯，經(jīng)分解得到苯酚和環(huán)己酮。根據(jù)市場情況，可采用Pt基負(fù)載催化劑等加氫催化劑將環(huán)己酮加氫制得苯酚，從而實現(xiàn)單獨生產(chǎn)苯酚產(chǎn)品。

（3）苯直接氧化法工藝

苯直接氧化法具有反應(yīng)步驟少、裝置投資低等優(yōu)點。多家大學(xué)與企業(yè)進(jìn)行了該工藝的開發(fā)。

采用分子氧為氧化劑時，通常使用還原劑，可使氧化反應(yīng)在溫和條件下進(jìn)行。此時不僅要考慮提高苯的轉(zhuǎn)化率，還要考慮還原劑的利用效率，以及H2、CO與氧氣共存時的安全性問題。

以CO為還原劑時，以雜多酸為催化劑，在乙酸溶劑中，溫度90℃的反應(yīng)條件下，苯酚收率超過20%。CO比H2價格低廉，因此該工藝具有一定的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。

以H2O2為氧化劑的反應(yīng)體系可采用Fe／ZSM－5催化劑，獲得100%苯酚選擇性。但該工藝由于不易獲得廉價的N2O，目前尚無工業(yè)化報道。

總體而言，異丙苯法制苯酚工藝自1949年工業(yè)化以來，各公司針對主反應(yīng)及副產(chǎn)物利用不斷開發(fā)新型催化劑，以增強(qiáng)競爭優(yōu)勢。但由于丙酮過剩，異丙苯替代原料工藝包括苯直接氧化法開發(fā)仍值得關(guān)注。

（中國石化上海石油化工研究院情報部供稿）