СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛА И АЦЕТОФЕНОНА ИЗ ВЫСОКОКИПЯЩИХ КУБОВЫХ ОСТАТКОВ ПРОИЗВОДСТВА ФЕНОЛА КУМОЛЬНЫМ МЕТОДОМ Российский патент 1998 года по МПК C07C49/78 C07C37/80 B01D3/10 C07C39/04 

Изобретение относится к способам очистки продукта фенола, получаемого кислотно-каталитическим разложением гидроперекиси кумола.

Фенол, получаемый кислотно-каталитическим разложением гидроперекиси кумола, традиционно очищается посредством ряда дистилляций, в которых все более тяжелые компоненты смеси разложения отделяются в качестве верхнего погона.

Продукт разложения нейтрализуется обычно в щелочном ионообменнике перед разделением на продукты фенол и ацетон, побочные продукты и непрореагировавший кумол для повторного цикла.

Разлагающийся материал последовательно разделяется на ацетон, кумол, α -метилстирол (АМС), фенол и высококипящие остатки. Фенол, ацетон и АМС являются, кроме того, очищаемыми в конечные продукты. Выделенный кумол промывается каустиком для устранения его кислотности перед повторным циклом для окисления. Разделение сырой разлагающейся массы выполняется в ряде колонн фракционной перегонки промышленного изготовления.

Очистка фенола выполняется в вакуумных дистилляционных колоннах, обычно оборудованных 30 - 40 паро-жидкостными с противоточным контактом тарелками или массообменными уплотненными слоями эквивалентной высоты.

Значительные количества фенола остаются с высококипящими на дне колонны окончательной перегонки, в которой очищается продукт фенол и получается как верхний погон.

Для обеспечения адекватного качества для фенола в верхнем погоне обычно более 15% фенола остается в кубовом остатке такой колонны ректификации фенола параллельно с тяжелыми примесями, такими, как ацетофенон, кумилфенол, димеры α- метилстирола (АМС-димеры) и другие высококипящие (остаток). Хотя делается попытка выделить больше фенола в остатке последующей колонны, хотя более низкого качества для того, чтобы снизить количество фенола, теряемого с высококипящими в кубовом остатке колонн, фенол составляет не менее 5% общего количества высококипящего остатка. Он обычно сжигается с регенерированием только тепла.

Кроме того, верхние погоны такой остаток последующей колонны преимущественно фенола содержат слишком много ацетофенона, чтобы быть приемлемыми в качестве продукта, поэтому они являются рециклируемым противотоком в способе для повторной обработки.

Патент США N 4.415.409 (Зудкевич и др.) рассматривает способ экстрактивной дистилляции фенола и ацетофенона, использующий кумилфенол в качестве экстракционного растворителя. Однако этот патент не рассматривает и не предлагает комбинацию стадий дистилляции и дополнительных преимуществ способа, заявляемого здесь.

В способе отделения фенола, получаемого разложением гидроперекиси кумола из высококипящих примесей, улучшение содержит:
a) подачу фенольных ректификационных кубовых остатков, содержащих фенол, ацетофенон, кумилфенол, димеры α -метилстирола и высококипящие остатки, в первую дистилляционную колонну A выделения фенола;
b) подачу концентрированных кубовых остатков с значительно сниженным содержанием фенола из колонны A во вторую дистилляционную колонну B концентрирования остатка;
c) выведение потока, богатого соединениями, кипящим между точками кипения фенола и остатка, в частности кумилфенола, из указанной колонны B из точки ниже точки подачи и возврат по крайней мере части указанного потока в указанную колонну A в точке выше точки подачи;
d) регенерацию верхних погонов из колонны A, содержащих не менее 95 мас. % фенола; и
e) регенерацию обогащенных ацетофеноном верхних погонов из колонны B, содержащих не менее 75 мас.% ацетофенона.

На фиг. 1 представлена схема аналога, представляющего сравнительный пример 1; на фиг.2 - схема способа по изобретению, приведенного в примере 2.

Разработано усовершенствование, с помощью которого дополнительное количество фенола с хорошей чистотой может быть извлечено из обычных фенольных ректификационных кубовых остатков; ацетофенон может быть выделен в относительно концентрированном виде, что имеет промышленное значение, обогащенный кумилфенолом поток может быть выделен для регенерирования кумилфенола, и количество фенола, теряемого в остатке, может быть значительно снижено.

Этот улучшенный способ показан на фиг.2. Кубовые остатки из фенольной ректификационной колонны, содержащие регенерируемые количества фенола, ацетофенона и кумилфенола вместе с АМС-димерами и высококипящим остатком, подаются по линии 4 в промежуточную точку дистилляционной колонны A выделения фенола непрерывного действия. Колонна A предпочтительно имеет 15 - 30 тарелок и работает при соотношении дефлегмации от 1,5 : 1 до 2,5 : 1 и пониженном давлении, предпочтительно ниже 50 мм рт.ст., измеренном наверху при минимизированном термическом разложении. Как известно в технике, упоминаемые здесь тарелки могут быть заменены набивкой. Колонна A работает в условиях для получения концентрированных кубовых остатков с значительно сниженным содержанием фенола.

Концентрированные кубовые остатки из колонны A со значительно сниженным содержанием фенола подаются по линии 6 в промежуточную точку второй дистилляционной колонны концентрирования остатка непрерывного действия B. Колонна B имеет предпочтительно 10 - 20 тарелок и работает при соотношении дефлегмации и пониженном давлении, такими же, как для колонны A.

Поток, обогащенный соединениями, кипящими между точками кипения фенола и остатка, выводится из колонны B по линии 7 ниже линии подачи 6 и возвращается в колонну A в точке ниже линии 4. В результате этого возврата верхние погоны из колонны A, удаляемые по линии 5, являются намного более чистым фенольным дистиллатом. В частности, ацетофенон присутствует в намного меньшей концентрации. Верхние погоны из колонны A содержат не менее 95 мас.% фенола, предпочтительно не менее 99 мас.% фенола. Часть потока, выводимого по линии 7, может быть выведена по линии 8 и может быть дополнительно очищена для регенерации кумилфенола. Альтернативно часть, выводимая по линии 8, может быть сожжена для регенерации тепла. Верхние погоны, выводимые из колонны B по линии 9, состоят преимущественно из ацетофенона, например, не менее, чем на 70%, и имеют промышленное значение. Кубовые остатки из колонны B, выводимые по линии 10, могут быть сожжены с регенерацией тепла. В результате реализации этого способа имеется значительное снижение количества фенола, теряемого в остатке.

Пример 1 (сравнительный). Кубовые остатки из фенольной ректификационной колонны, имеющие состав 1', представленный в табл.1, подаются по линии I на II-ю тарелку 20-тарелочной дистилляционной колонны непрерывного действия C, работающей при давлении 35 мм рт.ст. и соотношении дистилляции 3 (фиг.1). Потоки верхнего погона и кубовых остатков выводятся по линиям 3 и 2, имея составы 8' и 9' соответственно. Как можно видеть из табл.1, фенол в верхних погонах содержит около 18% ацетофенона, и значительное количество фенола теряется в кубовых остатках.

Пример 2. Поток, имеющий состав 1' (табл.2), такой же, как используемый, подаваемый в сравнительном примере 1, подается по линии 4 на 12-ю тарелку 20-тарелочной дистилляционной колонны непрерывного действия A, работающей при давлении 35 мм рт.ст. и дистилляционном соотношении 2 (фиг.2). Кубовые остатки из этой колонны, выводимые по линии 6, имеют состав 4' и подаются по линии 6 на 10-ю тарелку 15-тарелочной колонны B. Поток с составом 2', обогащенный соединениями, кипящими между точками кипения фенола и остатка, выводится по линии 7 с 5-ой тарелки колонны B и возвращается на 15-ю тарелку колонны A по линии 7. В результате этого добавления верхние погоны из колонны A, выводимые по линии 5, являются намного более чистым фенольным дистиллатом (состав 3', табл. 2). В частности, ацетофенон присутствует в намного более низкой концентрации (0,5% по сравнению с 18,5%). Часть потока с составом 2' выводится по линии 8 (состав 7', табл.2) и может быть дополнительно очищена, если требуется, для регенерации кумилфенола. Альтернативно часть, выводимая по линии 8, может быть сожжена для регенерации тепла. Верхние погоны, выводимые из колонны B по линии 9, имеют состав 5 и состоят преимущественно из ацетофенона. Кубовые остатки из колонны B, выводимые по линии 10, имеют состав 6' и могут быть сожжены для регенерации тепла. Как можно видеть, намного меньше фенола теряется в остатке по сравнению с примером 1 (0,2 против 3,9 частей).

Примеры приводятся в целях иллюстрации, и способ изобретения может быть выполнен в условиях, подобных, но не идентичных условиям, указанным в примере 2. Например, число тарелок в колонне может отличаться, точки подачи и выведения могут быть изменены при условии, что линия 7 всегда подводится на более высокую тарелку, чем линия 4 к колонне A, и линия 7 всегда выходит из колонны B ниже, чем линия 6 входит в колонну B.

Количество материала, выводимого из колонны B по линии 7, может варьироваться между 100 и 200% от количества, подаваемого в колонну A. Общее количество кумилфенола, подаваемого в колонну A по линии 7, должно быть не менее, чем в 4 раза больше общего количества ацетофенона, подаваемого в колонну A.

Использование: технология получения фенола и ацетона кумольным методом, выделение ацетофенона из кубовых остатков ректификации продуктов реакции. Сущность изобретения: исходные кубовые остатки ректификации, содержащие фенол, ацетофенон, кумилфенол, диаметры α = метилстирола и высококипящий остаток, подают в первую дистилляционную колонну для выделения фенола, из которой концентрированные кубовые остатки со значительно сниженным содержанием фенола подают во вторую дистилляционную колонну концентрирования кубовых остатков. Поток, обогащенный соединениями, кипящими между точками кипения фенола и остатка, в частности кумилфенолом, выводят из второй колонны из точки ниже точки подачи питания и возвращают по крайней мере часть указанного потока в первую колонну в точку выше точки подачи питания. Полученные верхние погоны перегонки из первой колонны, содержащие не менее 95 мас.% фенола, а также обогащенные ацетофеноном верхние погоны из второй колонны, содержащие не менее 70 мас.% ацетофенона, подвергают повторной перегонке для выделения фенола и ацетофенона. 1 с. и 4 з.п.ф-лы, 2 ил., 2 табл.

1. Способ выделения фенола и ацетофенона из высококипящих кубовых остатков производства фенола кумольным методом, содержащих фенол, ацетофенон, кумилфенол, димеры альфа-метилстирола и высококипящие примеси, путем фракционной перегонки в ректификационных колоннах непрерывного действия, работающих при пониженном давлении и с подачей высококипящего ароматического углеводорода на верх колонны, отличающийся тем, что сырье направляют в первую ректификационную колонну, с верха которой отбирают фенольную фракцию, содержащую не менее 95 мас.% фенола, а с низа колонны отводят концентрированный кубовый остаток с пониженным содержанием фенола, который направляют во вторую ректификационную колонну, с верха которой отгоняют обогащенную ацетофеноном фракцию, содержащую не менее 75 мас.% ацетофенона, и кроме того из промежуточного сечения второй колонны из точки, расположенной ниже точки подачи питания, отводят боковой поток, обогащенный соединениями, кипящими между точками кипения фенола и остатка перегонки, в частности обогащенный кумилфенолом, причем боковой поток используют в качестве подаваемого в колонну ароматического углеводорода, для чего часть потока возвращают в первую колонну в точку, расположенную выше точки ввода питания в первую колонну. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оставшуюся часть бокового потока из второй колонны, обогащенного соединениями, кипящими между точками кипения фенола и остатка перегонки, в частности обогащенного кумилфенолом, выводят из системы. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что из второй колонны отбирают боковой поток, который содержит не менее 60 мас.% кумилфенола. 4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в первую колонну подают кумилфенол, общая масса которого по крайней мере в 4 раза больше общей массы ацетофенона, вводимого в первую колонну. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в первую колонну подводят кумилфенол, общая масса которого по крайней мере в 5,5 раз больше общей массы ацетофенона, вводимого в первую колонну.