化学品生产工艺流程中的能效分析（16）·苯酚
　　异丙苯氧化法——美国主要的苯酚生产商几乎都使用这一工艺，生产每磅苯酚可联产0.62 磅丙酮。该过程基
于两步放热反应：异丙苯首先被氧化为过氧化氢异丙苯，然后分解为苯酚和丙酮。这个反应在相当低的温度下进行，
并且过程中没有太多回收能量的机会（见图1）。如果该工艺能用较少的活性催化剂在高温下安全进行，那将会有
更多的机会产生有用蒸汽。
　　异丙苯氧化单元中主要的能量损失发生在2个蒸馏柱集中的部分（见表1）。由于过氧化氢异丙苯的危险特性，
该过程需在真空中进行操作，由此造成能量品质较低且塔顶温度对于蒸汽冷却过低。由于没有产生蒸汽的好机会，
分离柱中产品回收单元的能量损失也很大。在产品回收单元中，2/3的有效能损失出现在产品冷却装置中，苯酚在
那里被回火水冷却。由于回火水可被视为过程流体，因此相关的能量转变只是内部损失。
　　甲苯氧化法——异丙苯生产苯酚过程中副产物丙酮的比例是固定的，但是丙酮需求量的增长速度慢于苯酚，在
这种趋势下，一些没有副产物的苯酚生产过程得到重视。美国一家工厂已经将无副产物生产苯酚的方法商业化，该
法以甲苯为原料，这是一种比异丙苯价格低并且供应稳定的原料。甲苯首先被氧化为苯甲酸，然后通过苯基苯甲酸
盐氧化为苯酚。这些反应都是放热的，并且比上述的异丙苯氧化法可产生更多能量，但由于其中反应能量的使用效
率较低，该过程总的能量输入与异丙苯法几乎相同（见图2）。甲苯氧化反应器和冷却器的能量损失占总能量损失
的35%（见表2），但是回收能量或在过程中使用低压蒸气的机会较少。
    单位换算：
    1桶原油＝5.8×106英热单位（Btu）
    1吨标准煤=2.406×107英热单位（Btu）
    1磅（lb）=0.4536kg
    1英热单位（Btu）＝1055.06焦耳（J）
    （任芳摘译自《Chemical Bandwidth Study——Exergy Analysis:  A Powerful Tool for Identifying Process
Inefficiencies in the U.S. Chemical Industry》，此书中译版《化工过程能源效率研究报告》已于近日出版发
行，有需要者请拨打订购热线：010-64428173，联系人：闫玉香）
        表1   苯酚生产（异丙苯氧化法）能效分析         Btu/lb
苯酚生产过程中的   能量损失  %    外部有效能      内部有效能  总有效能    %
   次级单元                          损失            损失       损失
异丙苯氧化            1841     30         219             254         473     10
裂解流程             152      2          10            1014        1024     22
产物回收            4065      5           0             251         251     22
水处理                  51      1          10               4          14      0
AMS氢化                  81      1          21              10          31      1
合计                6190    100        1110            3515        4625    100

            表2   苯酚生产（甲苯氧化法）能效分析         Btu/lb
苯酚生产过程中的     能量损失    %   外部有效能   内部有效能   总有效能    %
    次级单元                            损失         损失        损失
甲苯氧化                6827     63        1831         4603         6434      43
苯酚生产&分离            3954     37         524         8050         8574      57
合计                    10781    100        2355        12653        15008     100