フェノールの调制方法

フェノールは、炭酸としても知られ、プラスチック、樹脂、医薬品、およびその他の工業用化学物質の製造に広く使用されている必須の化合物です。 その重要性のために、理解して下さいフェノールの调制方法化学業界の専門家にとって重要です。 この記事では、フェノール製造に採用されているさまざまなプロセスを調査し、各方法を詳細に分析します。

1. Cumeneプロセス: 支配的な産業方法

Cumeneプロセスフェノール生産に最も広く使用されている方法であり、世界のフェノール供給の大部分を占めています。 このプロセスには、クメン (イソプロピルベンゼン) をクメンヒドロペルオキシドに酸化し、続いて酸触媒による切断を行ってフェノールとアセトンを生成します。

• ステップ1: クメンの形成: ベンゼンは酸触媒下でプロピレンと反応してクメンを形成します。

  [ C6H6 CH2 = CH-CH3 → C6H5-CH(CH3)2 []

• ステップ2: クメン酸化: クメンは空気で酸化されてクメンヒドロペルオキシドを形成します。

  [ C6H5-CH(CH3)2 O2 → C6H5-C(CH3)(OOH)-CH_3 []

• ステップ3: ヒドロペルオキシド切断: クメンヒドロペルオキシドは、酸触媒による切断を受けてフェノールとアセトンを生成します。

  [ C6H5-C(CH3)(OOH)-CH3 → C6H5OH (CH3)2CO []

この方法は両方を生成するため、経済的に効率的ですフェノールとアセトン副産物として、どちらも貴重な化学物質です。 ただし、クメンプロセスでは、副生成物の形成を防ぎ、高純度を維持するために注意深い制御が必要です。

2.ダウプロセス: クロロベンゼンの加水分解

フェノールを準備するもう一つの重要な方法はダウプロセス、これはクロロベンゼンの加水分解を含む。 この方法は一般にクメンプロセスほど一般的ではありませんが、それでも産業上の重要性を保持しています。

• ステップ1: クロロベンゼンの形成: ベンゼンは、触媒の存在下で塩素と反応してクロロベンゼンを形成する。

  [ C6H6 Cl2 → C6H_5Cl HCl []

• ステップ2: クロロベンゼンの加水分解: クロロベンゼンを高温高圧で水酸化ナトリウムで処理してフェノールを生成します。

  [ C6H5Cl NaOH → C6H5OH NaCl []

一方、ダウプロセスクメンプロセスよりもエネルギー集約的であり、高純度フェノールが必要な場合に利点があります。 しかしながら、塩酸 (HCl) のような有害副生成物の生成は、適切な廃棄物管理プロトコルを必要とする。

3. Raschigプロセス: ベンゼンスルホン酸を使用した代替

Raschigプロセスはあまり一般的に使用されていない方法で、主に小規模なフェノール製造に使用されます。 このプロセスでは、ベンゼンはスルホン化されてベンゼンスルホン酸を生成し、これは加水分解によってフェノールに変換されます。

• ステップ1: 硫酸化: ベンゼンは硫酸と反応してベンゼンスルホン酸を生成する。

  [ C6H6 H2SO4 → C6H5SO3H H2O []

• ステップ2: 水酸化ナトリウムとの融合: ベンゼンスルホン酸を水酸化ナトリウムと融合させて、ナトリウムフェノキシドを生成する。

  [ C6H5SO3Na NaOH → C6H5ONa Na2SO_3 []

• ステップ3: ナトリウムのphenoxideの加水分解: ナトリウムフェノキシドを加水分解してフェノールを生成する。

  [ C6H5ONa H2O → C6H_5OH NaOH []

ただし、Raschigプロセスクメンやダウの方法と比較して効率が低く、代替原料が利用できる特定のアプリケーションに引き続き役立ちます。

4.トルエンの酸化

トルエン酸化はフェノールを生成する別の方法ですが、その複雑さのために使用される頻度は低くなります。 このプロセスでは、トルエンは安息香酸に酸化され、その後脱炭酸されてフェノールを生成します。

• ステップ1: トルエンの酸化: トルエンは酸化されて安息香酸を形成する。

  [ C6H5CH3 O2 → C6H5COOH []

• ステップ2: 脱炭酸: 安息香酸を脱炭酸してフェノールを生成する。

  [ C6H5COOH → C6H5OH CO_2 []

この方法は、追加の反応ステップと低収率の必要性のために産業界では広く使用されていませんが、フェノール製造プロセスの多様性を示しています。

5.石炭タールから: 歴史的アプローチ

歴史的に、フェノールはから抽出されましたコールタール、石炭処理の副産物。 この方法は、より効率的な化学合成技術が利用できるため、今日ではあまり関連性がありません。 それにもかかわらず、コールタールは、いくつかのニッチな用途のためのフェノール源のままである。

結論

結論として、いくつかありますフェノールの调制方法、Cumeneプロセスその費用対効果と二重製品の利点のために最も支配的である。 ダウプロセスとRaschigプロセス特定の産業ニーズに代わるものを提供し、トルエンの酸化とコールタール抽出は、あまり使用されていませんが、さらなるオプションを提供します。 各方法には独自の利点と課題があり、プロセスの選択は原料の入手可能性、望ましい純度、生産規模などの要因に依存します。 これらのプロセスを理解することは、フェノール生産を最適化しようとしている化学業界の専門家にとって不可欠です。