способ выделения фенола и ацетофенона из высококипящих кубовых остатков производства фенола кумольным методом

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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, -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 - 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 -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.