雙酚A性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
雙酚A是重要的有機(jī)化工原料,用途十分廣泛，可用于生產(chǎn)聚碳酸酯(制造嬰兒奶瓶的聚碳酸酯（PC）塑料)、環(huán)氧樹脂(通常用于一些食品和飲料罐的內(nèi)涂層)、聚酯樹脂、聚砜樹脂、聚苯醚樹脂、不飽和聚酯樹脂等多種高分子材料。也可用于生產(chǎn)聚氯乙烯穩(wěn)定劑、增塑劑、阻燃劑、塑料抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、橡膠防老劑、紫外線吸收劑、農(nóng)用殺菌劑、農(nóng)藥、涂料等精細(xì)化工產(chǎn)品。
雙酚A是苯酚和丙酮的重要衍生物，含有兩個(gè)酚基官能團(tuán)，由兩分子苯酚和一分子丙酮縮合而成，該反應(yīng)的催化劑為酸性催化劑，工業(yè)上應(yīng)用的催化劑有硫酸、氯化氫和離子交換樹脂。這些不同類型的催化劑在工業(yè)上的應(yīng)用構(gòu)成了雙酚A技術(shù)發(fā)展的不同階段。
雙酚A被廣泛關(guān)注主要是起源于聚碳酸酯嬰兒奶瓶中檢測(cè)出雙酚A而被歐盟禁用的事件。雙酚A的危害主要體現(xiàn)在它具有一定的生理毒性，可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，且具有一定的致癌性。這對(duì)經(jīng)常用于硬質(zhì)食品包裝材料，以及醫(yī)藥領(lǐng)域的雙酚A型聚碳酸酯而言，影響相對(duì)更大一些，而對(duì)于用于結(jié)構(gòu)件、涂料等領(lǐng)域的環(huán)氧樹脂而言，雙酚A的生理毒性并不會(huì)造成太大的影響。因此，如果說要尋找雙酚A的替代品，那么主要目的其實(shí)就是為了解決聚碳酸酯用于食品與醫(yī)藥領(lǐng)域時(shí)的安全性問題。
一些研究發(fā)現(xiàn)它能阻礙化學(xué)模擬的雌激素以及可能傷害胎兒、嬰兒和兒童的大腦和生殖發(fā)育后，制造商對(duì)消費(fèi)者對(duì)雙酚A安全性的擔(dān)憂進(jìn)行了回應(yīng)，因此2012年美國(guó)食品藥品管理局頒布了禁止令。
雙酚A是生產(chǎn)聚碳酸酯塑料的原始材料。制造塑料容器剩余的雙酚A都可能滲入到所盛的液體中，然后進(jìn)入人體。雙酚S是雙酚A很好的替代品，因?yàn)樗强菇龅?。如果人們想收到更少化學(xué)物質(zhì)的毒害，這種想法是行得通的，它不會(huì)造成任何傷害。
但現(xiàn)在雙酚S也會(huì)從塑料制品中跑出來。接近81%的美國(guó)人在他們的尿液中檢查出了雙酚S。這種物質(zhì)一旦進(jìn)入人體對(duì)細(xì)胞的傷害和雙酚A一樣。2013年位于加爾維斯敦德克薩斯大學(xué)醫(yī)療分部的Cheryl Watson做了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，十萬分之一的雙酚S濃度都能干擾細(xì)胞的正常功能，可能導(dǎo)致代謝紊亂，如糖尿病和肥胖、哮喘、出生缺陷甚至癌癥。Watson說：“制造商在標(biāo)簽上貼著不含雙酚A，這是真的。但他們沒有告訴你，那些代替雙酚A添加的雙酚S同樣會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生相同的影響。這似乎有點(diǎn)卑鄙。
雙酚A的工業(yè)生產(chǎn)一般都采用苯酚和丙酮為原料，在酸性介質(zhì)中催化縮合制取。通常采用硫酸、鹽酸或強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂為催化劑。上述三種工藝中，硫酸法屬于淘汰工藝鹽酸法和離子交換樹脂法各有特點(diǎn)。但離子交換樹脂法因污染極少，是今后雙酚A生產(chǎn)工藝發(fā)展的主流。
離子交換樹脂法生產(chǎn)雙酚A工藝最早由美國(guó)聯(lián)碳公司于上世紀(jì)60年代初實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。該工藝的特點(diǎn)是以強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂為催化劑，以巰基化合物為助催化劑，苯酚和丙酮按分子比10：1的配比加入反應(yīng)器，在75℃下反應(yīng)生成雙酚A，產(chǎn)物蒸餾脫除低沸點(diǎn)組分后送結(jié)晶器，用冷卻結(jié)晶法分離提純。此法投資費(fèi)用低，在合成反應(yīng)中用陽離子交換樹脂作催化劑，可節(jié)省耐鹽酸的鎳基合金或搪玻璃襯里。同時(shí)用苯酚進(jìn)行洗滌，不另外用其它試劑。重結(jié)晶的精加合物漿液在分離器中用純新鮮苯酚進(jìn)行洗滌，其母液作為第一次結(jié)晶體的洗滌液，其母液經(jīng)處理后返回使用。這樣在本工藝中，只含苯酚、丙酮量極低的少量廢水，減少?gòu)U水處理。此外，固體廢料、廢氣在工藝中作內(nèi)部燃料，無需另外處理。該法是連續(xù)化工藝，開停車方便，產(chǎn)品質(zhì)量高而穩(wěn)定，操作彈性大，同一裝置能生產(chǎn)不同級(jí)別的產(chǎn)品。不足之處是離子交換樹脂一次性填充大，丙酮單程轉(zhuǎn)化率低，需配備丙酮回收裝置。離子交換樹脂法優(yōu)點(diǎn)是無腐蝕，污染極少，催化劑易于分離，產(chǎn)品質(zhì)量高，操作簡(jiǎn)單，但催化劑昂貴，對(duì)原料苯酚要求高。近年來國(guó)外新建裝置大多采用此法，國(guó)內(nèi)無錫樹脂廠于上世紀(jì)80年代末從波蘭引進(jìn)裝置亦采用此法生產(chǎn)雙酚A,縮小了與世界先進(jìn)水平的差距，解決了環(huán)氧樹脂發(fā)展中遇到的原料上的困難，使國(guó)產(chǎn)環(huán)氧樹脂在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)得一席之地。
化學(xué)性質(zhì)
白色針晶或片狀粉末。微帶苯酚氣味。 溶于乙醇、丙酮、乙醚、苯及稀堿液等，微溶于四氯化碳，幾乎不溶于水。
用途
是合成聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂、耐高溫聚酯的重要原料，也用作PVC穩(wěn)定劑、塑料抗氧劑、紫外線吸收劑、殺菌劑等
用途
雙酚A是一種用途廣泛的產(chǎn)品，大量用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚砜類樹脂。還可用作聚氯乙烯穩(wěn)定劑、塑料抗氧劑、紫外線吸收劑、農(nóng)用殺菌劑、橡膠防老劑等方面。還可用作油漆，油墨的抗氧劑和增塑劑等。
用途
用于有機(jī)合成， 也用作制造環(huán)氧樹脂和聚碳酸樹脂的原料
用途
用作高分子合成材料的重要原料，也用于抗老劑、增塑劑、農(nóng)藥殺菌劑等
生產(chǎn)方法
由苯酚和丙酮在酸性介質(zhì)中縮合而得。當(dāng)以硫酸為催化劑時(shí)，酸濃度為72.5-76.3%，反應(yīng)溫度約40℃。反應(yīng)在攪拌釜中進(jìn)行，可采用間歇法生產(chǎn)，也可以安排連續(xù)生產(chǎn)的裝置。產(chǎn)物經(jīng)中和，離收分離得粗雙酚A，用二甲苯-水萃取法精制即得成品。硫酸法需要的設(shè)備較少，工藝簡(jiǎn)單，但產(chǎn)品質(zhì)量差，原料消耗高，“三廢”較多，只適合中小型間歇生產(chǎn)。為了得到質(zhì)量好的聚合級(jí)雙酚A，普遍采用的工業(yè)制法是以氯化氫氣體作催化劑的方法。將丙酮與苯酚混合，用干燥的氯化氫作催化劑在常壓下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)于50-60℃進(jìn)行8-9h，氣相氯化氫濃度保持在96%以上。反應(yīng)除生成雙酚A外，還生成一些異構(gòu)體、三羥基或一羥基副產(chǎn)物。這些少量的雜質(zhì)并不影響用于制造環(huán)氧樹脂。但用于制造聚碳酸酯時(shí)，則必須精制?；⒖朔üに囀窃趬毫ο抡麴s與萃取結(jié)晶來精制雙酚A，使產(chǎn)品成本降低。原料消耗定額：苯酚940kg/t、丙酮320kg/t、硫酸（98%）500kg/t。
雙酚A
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品