苯酚和丙酮的制备方法技术

一种用于由氢过氧化枯烯混合物制备苯酚和丙酮的方法，包括：第一阶段、第二阶段和至少两个串联连接的反应器，其中第一阶段包括在催化剂混合物的存在下分解氢过氧化枯烯混合物，形成过氧化二枯基混合物，和第二阶段包括使第一阶段中形成的过氧化二枯基分解，形成苯酚和丙酮混合物，其中第一阶段进一步包括：ａ）通过在催化剂形成反应器中以２∶１－１∶１０００的重量比合并硫酸和苯酚形成催化剂混合物，ｂ）在所述催化剂形成反应器中、在约２０－８０℃的温度下，保持所述催化剂混合物约１－６００分钟；和，ｃ）添加所述催化剂混合物至氢过氧化枯烯混合物中，形成苯酚和丙酮混合物。本发明专利技术的方法使得导致苯酚商品品质劣化的羟基丙酮的产率显著降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及工业化有机合成，特别是通过枯烯法制备苯酚和丙酮。公知的用于制备苯酚和丙酮的方法是通过大气氧氧化枯烯，接着酸-催化分解氢 过氧化枯烯，从而以高产率获得两种最终产物(参见，例如，Kruzhalov B, D. , Golovanenko B. N. , Combined Production of Phenol andAcetone, Moscow, Goskhimizdat, 1964,或者， Kirk-Othmer Encyclopedia oflndustrial Chemistry)。所述方法被广泛地用于制备这些 产品，并且是全球实际使用的主要工艺。在苯酚和丙酮的已知制备方法中，为了降低苯酚焦油的产率，在硫酸的存在下，对 包含氢过氧化枯烯(CHP)、枯烯和二甲基苯甲醇(DMPC)的枯烯氧化产物进行裂解。在第一 步中，在55-80°C温度下，大部分所述CHP (97到99% )被分解，并通过DMPC和CHP合成了过 氧化二枯基(DCP)。在第二步中，在80-146°C的温度，向所获得的包含苯酚、丙酮、二甲基苯 甲醇(DMPC)和过氧化二枯基(DCP)的反应混合物中添加丙酮。所述添加使得丙酮的浓度 达到最初浓度的1.5-1. 8倍。进一步添加水。在第二分离步骤之前，有时候还使用氨水部 分中和所述酸，以确保获得所述催化剂的最佳酸度。在80-146°C的温度，此时进行第一步中 形成的DCP的裂解，剩余CHP的分解和剩余DMPC的脱水(参见，例如，俄罗斯专利2068404、 2121477 和 2142932。)。相比一步分解，所述方法显著地降低了副产物的产量(焦油产率为25kg/t苯酚)， 然而该副产物(羟基丙酮)产量仍然处在高水平(有时升高)。羟基丙酮是2-甲基苯并呋喃的前体，它难以从苯酚中分离，而且会导致苯酚商 品的色度指数(color index)劣化。通过碱处理从苯酚中去除羟基丙酮使该方法复杂 化(Vasil‘ eva I.I., Zakoshanski V. Μ. , Petroleum Processingand Petrochemistry, St. Petersburg, “Giord”，2005，第 344 页)。在CHP分解为苯酚和丙酮期间，通过苯酚过量的情况下进行所述反应，降低羟基 丙酮的产率(参见，例如俄罗斯专利2291852和美国专利7，109，385)。然而，这些方法要求 部分早已通过所有分离步骤的商品(苯酚)再次回到CHP分解步骤中，这无庸置疑地会导 致设备产量降低，因为增加了苯酚分离和提纯系统的负担。与上述CHP分解方法最接近的方法是通过两步骤完成的分解方法(参见，例如，俄 罗斯专利2142932)。在现有技术的工艺中，第一阶段在3个串联连接的混合反应器中进行， 而第二阶段在置换反应器(displacementreactor)中进行。在第一阶段中，CHP分解进行 条件为接近47-50°C的恒温温度和催化剂浓度(硫酸)为0.018-0. 20wt%，这通过用相对 提供的CHP为5-8wt%的丙酮来另外稀释反应物质获得。几乎所有的CHP都被反应，和由部 分CHP和DMPC形成DCP。 在第二阶段中，所述工艺在120-146°C的温度下进行，并用氨水中和部分硫酸形成 硫酸氢铵。如果需要，添加一定量的水。硫酸的浓度为0. 09-0. 10wt%。CHP和DCP的分解 在包含苯酚和丙酮的反应介质中进行。这些物质(反应介质)由CHP和另外引入的丙酮形 成。现有技术的方法的缺点是在获得的苯酚中包含大量的羟基丙酮。专利技术人发现，CHP分解产生的反应物质中羟基丙酮含量为1300ppm，这显著降低了化合物的品质(如专利技术人 在下列会议的现有技术报告所述“0utlook forDevelopment of Chemical Processing of Fossil Fuels，，，KHPGI-2006，2006 年 9 月 12-15 H, Saint Petersburg ；Khimizdat, Saint Petersburg, 2006，130页)。另一个缺点是需要用氨水部分中和硫酸，从而导致工艺 和工艺控制的复杂化。专利技术概述在一种实施方式中，用于由氢过氧化枯烯制备苯酚和丙酮的方法包括第一阶段、 第二阶段和至少两个串联连接的反应器，其中第一阶段包括在催化剂混合物的存在下分解 氢过氧化枯烯，形成苯酚、丙酮和过氧化二枯基混合物，和第二阶段包括使剩余的氢过氧化 枯烯和第一阶段中形成的过氧化二枯基分解，形成苯酚和丙酮混合物，其中第一阶段进一 步包括a)通过在催化剂形成反应器中以2 1-1 1000的重量比合并硫酸和苯酚形成 催化剂混合物，b)在所述催化剂形成反应器中、在约20-80°C的温度下，保持所述催化剂混 合物约1-600分钟；和，c)添加所述催化剂混合物至氢过氧化枯烯混合物中以形成苯酚和 丙酮混合物。专利技术详述为了在CHP的分解期间降低羟基丙酮(HA)的产率，工业CHP的分解在催化剂的 存在下完成，所述催化剂在即将将其引入到CHP分解反应器之前在单独的反应器中制备。 所述催化剂通过在20-80°C的温度混合苯酚与硫酸而制备，并在该温度下保持该混合物 1-600分钟，其中硫酸/苯酚的重量比为2 1-1 1000。所述硫酸在反应产物介质中的 浓度为大约0. 002-0. 015wt%。用于上述工艺的硫酸的浓度为至少75%，在一些实施方式 中，发烟硫酸(发烟硫酸，oleum)被用作所述磺化酸。在一种实施方式中，用于由氢过氧化枯烯混合物制备苯酚和丙酮的方法包括第 一阶段、第二阶段和至少两个串联连接的反应器，其中第一阶段包括在催化剂混合物的存 在下分解氢过氧化枯烯，形成苯酚、丙酮和过氧化二枯基混合物，和第二阶段包括使剩余的 氢过氧化枯烯和第一阶段中形成的过氧化二枯基分解，形成苯酚和丙酮混合物，其中第一 阶段进一步包括a)通过在催化剂形成反应器中以2 1-1 1000的重量比混合硫酸和 苯酚形成催化剂混合物，b)在所述催化剂形成反应器中、在约20-80°C的温度下，保持所述 催化剂混合物约1-600分钟；和，c)添加所述催化剂混合物至氢过氧化枯烯混合物中以形 成苯酚和丙酮混合物。在一种实施方式中，所述硫酸是包括至少75衬％硫酸的硫酸水溶 液。在另一种实施方式中，所述硫酸是发烟硫酸(发烟硫酸)。在一种实施方式中，在第二 阶段中添加水，其量为反应物质的至多1%。在另一种实施方式中，第一阶段的反应温度为 40-75°C，和在另一种实施方式中，第二阶段的反应温度为90-140°C。在一种实施方式中，相比仅仅使用硫酸作为催化剂而形成的苯酚和丙酮混合物， 本专利技术形成的苯酚和丙酮混合物具有降低的羟基丙酮含量。在另一种实施方式中，步骤b) 中的催化剂混合物被保持在约35-45°C的温度下。在另一种实施方式中，步骤b)的反应时 间为约60-约300分钟。在另一种实施方式中，用于由氢过氧化枯烯混合物制备苯酚和丙酮的方法包括 第一阶段、第二阶段和至少两个串联连接的反应器，其中第一阶段包括在催化剂混合物的存在下分解氢过氧化枯烯，形成苯酚、丙酮和过氧化二枯基混合物，和第二阶段包括使剩余 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于由氢过氧化枯烯混合物制备苯酚和丙酮的方法，包括：第一阶段、第二阶段和至少两个串联连接的反应器，其中第一阶段包括在催化剂混合物的存在下分解氢过氧化枯烯混合物，形成过氧化二枯基混合物，和第二阶段包括使第一阶段中形成的过氧化二枯基分解，形成苯酚和丙酮混合物，其中第一阶段进一步包括：ａ）通过在催化剂形成反应器中以２∶１－１∶１０００的重量比合并硫酸和苯酚形成催化剂混合物；ｂ）在所述催化剂形成反应器中、在２０－８０℃的温度下，保持所述催化剂混合物１－６００分钟；和，ｃ）添加所述催化剂混合物至氢过氧化枯烯混合物中以形成苯酚和丙酮混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-9-26 11/861,381一种用于由氢过氧化枯烯混合物制备苯酚和丙酮的方法，包括第一阶段、第二阶段和至少两个串联连接的反应器，其中第一阶段包括在催化剂混合物的存在下分解氢过氧化枯烯混合物，形成过氧化二枯基混合物，和第二阶段包括使第一阶段中形成的过氧化二枯基分解，形成苯酚和丙酮混合物，其中第一阶段进一步包括a)通过在催化剂形成反应器中以2∶1-1∶1000的重量比合并硫酸和苯酚形成催化剂混合物；b)在所述催化剂形成反应器中、在20-80℃的温度下，保持所述催化剂混合物1-600分钟；和，c)添加所述催化剂混合物至氢过氧化枯烯混合物中以形成苯酚和丙酮混合物。2.权利要求1的方法，其中所述硫酸是包括至少75wt%硫酸的硫酸水溶液。3.权利要求1-2中任一项的方法，其中所述硫酸是发烟硫酸(发烟硫酸)。4.权利要求1-3中任一项的方法，其中在第二阶段中，以至多反应物质的量添加水。5.权利要求1-4中任一项的方法，其中第一阶段的反应温度为40-75°C，和其中第二阶 段的反应温度为90-140°C。6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述硫酸/苯酚的比率为1 1-1 5。7.权利要求1-6中任一项的方法，其中步骤b)中的催化剂混合物保持在35-45°C的温度。8.权利要求1-7中任一项的方法，其中步骤b)的反应时间为60-300分钟。9.权利要求1-8中任一项的方法，其中第一阶段的裂解温度为110-135°C。10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述硫酸具有至少90%的硫酸浓度。11.权利要求1-10中任一项的方法，其中形成的苯酚和丙酮混合物，相比仅仅使用硫 酸作为催化剂而形成的苯酚和丙酮混合物，具有降低的羟基丙酮含量。12.一种用于由氢过氧化枯烯混合物制备苯酚和丙酮的方法，包括第一阶段、第二阶 段和至少两个串联连接的反应器，其中第一阶段包括在催化剂混合物的存在下分解氢过氧 化枯烯混合物，形成过氧化二枯基混合物，和第二阶段包括使第...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克尼尔森，威廉L赛德雷尔，阿卡迪S迪克曼，伊尔亚N格雷本西科夫，维克托V平森，安德雷V齐南科，
申请(专利权)人：沙伯基础创新塑料知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]