精制氢过氧化枯烯裂解产物的系统和方法技术方案

一种用于精制氢过氧化枯烯裂解产物混合物的系统，包括含杂质的氢过氧化枯烯裂解产物混合物进料（１６）与碱性水溶液进料（１８）以流体相通；氢过氧化枯烯裂解产物混合物（１６）和碱性水溶液进料（１８）与具有水性盐相出口（２４）的中和圆筒（２０）以流体相通；含杂质的水性盐相进料（２６）与具有热处理水性盐相出口的热处理容器（２８）以流体相通；和含杂质水溶性衍生物的热处理水性盐相进料（３０）与氢过氧化枯烯裂解产物混合物在到中和圆筒（２０）前以流体相通。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及苯酚的生产方法，更具体地说，本专利技术涉及。制备苯酚的方法是众所周知的。枯烯法包括两步第一步通过空气中的氧氧化枯烯成为氢过氧化枯烯(CHP)，第二步是CHP的酸催化裂解(分解)成为苯酚和丙酮。在产生和裂解氢过氧化枯烯(CHP)后，所生成的氢过氧化枯烯裂解产物混合物，含有苯酚和丙酮的主要产品，同时伴随着不同量的杂质，例如α-甲基苯乙烯、乙酰苯、异亚丙基丙酮、枯烯、乙醛、羟基丙酮和残余的酸催化剂，例如，硫酸催化剂。在回收产物前，必须除去或中和CHP裂解产物混合物中的酸催化剂，因为酸催化剂的存在在随后的蒸馏中，除了能引起蒸馏设备的腐蚀外，还会干扰反应产物和副产物的有效回收。大批量生产时，裂解产物混合物中所存在的残余硫酸催化剂，可以用碱性水溶液，例如氢氧化钠水溶液进行中和。由硫酸和氢氧化钠反应所获得的浓硫酸钠盐水溶液，可以使用一系列液-液萃取操作从主要的有机混合物中分离出来。所得到的有机混合物，这时不含硫酸，再经过一系列的分馏以回收产物和各种组分。美国专利2734085；2744143；3931339和5510543的各种教导，在使用氢氧化钠和硫酸反应就地形成的循环浓硫酸钠水溶液，即萃取剂，在反应器内，作为液-液萃取工艺进行裂解酸萃取/中和步骤。已知羟基丙酮在中和前在CHP裂解产物混合物中的通常存在量为每百万为1200-2200份浓度(ppm)。在中和器容器中进行中和过程中，羟基丙酮平衡并以约相等的浓度分成两相(有机的和含水的)。羟基丙酮从苯酚中除去是特别困难的，因为它在下游精馏工艺中与苯酚共馏而污染最终苯酚产品。尽管羟基丙酮在最终产品苯酚中仅存在数分钟，但羟基丙酮的杂质具有成色倾向，因此它的存在使苯酚产品的质量为许多最终的用途，如双酚A和聚碳酸酯所不能接受。为了防止这一点，美国专利3335070；3454653；3692845；5502259和6066767的各种教导，认为羟基丙酮可以通过缩合反应而转化成较高的沸点物质而从苯酚中除去，这样产生的副产物在随后的蒸馏步骤中很容易从苯酚中分离。描述了均相和异相两种方法，这两种方法均对有机液流使用碱和酸处理剂，以促进羟基丙酮的缩合反应，如氢氧化钠、胺、离子交换树脂和沸石。然而，这种处理方法仅部分有效，因为形成新的杂质2-甲基苯并呋喃(2MBF)，它通过蒸馏也非常困难地从苯酚中除去。这个问题特别麻烦，因为它的存在也使苯酚产品质量不为许多最终用途所接受。在羟基丙酮转化成高沸点物质时，美国专利6066767(′767专利)描述了一种用于精制苯酚的方法，该法使用氢氧化钠和碱性试剂作处理剂，以促进羟基丙酮的深度缩合反应成为大体无2MBF的高沸点物质。在该法中，CHP裂解产物混合物按照常规方法用10-20重量％(wt.％)的硫酸钠盐溶液萃取，而含在水性盐相中的羟基丙酮用氢氧化钠试剂处理，以形成深度缩合反应的产品，它循环至工艺中并与苯酚-丙酮液流混合而以后去除。与′767专利的方法有关的一些缺点是。首先，与中和试剂有关的高的原材料价格。在′767方法中，为了有效的中和酸性10-20wt.％的硫酸钠水溶液流，必须添加大量的氢氧化钠，以中和并保持为提供催化剂所必须的过量碱性。根据所述的氢氧化钠量，必须购买附加的硫酸和用于中和氢氧化钠，以便在中和CHP裂解产物混合物的同时，保持临界的pH控制范围。对于′767来说，原料的费用是显著的。其次，碱性酚盐(例如，酚钠盐)的形成，能引起中和过程中pH的波动，相分离不完全，并且使设备的下游污秽。假若碱性酚盐引起pH的波动，并且不能保持临界pH的控制范围，则就可能形成乳化液而使多种设备变得无用。第三点，′767专利证实，由于羟基丙酮重新进入有机液流并循环至工艺过程中，所以形成了组成未明的深度缩合反应产物。这些未知的缩合反应产物能潜在地污染最终产品苯酚，并引起其它质量和设备问题的风险。第4点，′767专利所公开的方法采用多次萃取步骤，以优化羟基丙酮的去除。为了实现这些多次萃取步骤必须附加的时间、劳力、材料和设备，因此，为了使最终产品苯酚中的羟基丙酮的去除达到可接受的程度，就提高了成本。因此，在技术上仍保持需要一种从氢过氧化枯烯裂解产物中去除羟基丙酮和其它杂质至可接受水平的方法和体系。专利技术的概述一种用于从氢过氧化枯烯裂解产物混合物中去除杂质的方法，包括在非碱性条件下足以形成杂质的水溶性衍生物的温度和时间下加热含杂质的水性盐相；含有水溶性衍生物的水性盐相与氢过氧化枯烯裂解产物混合物合并形成一种合并的产物混合物；和把含杂质的水溶性衍生物的水性盐相从合并的产物混合物中分离出来。在另一实施方案中，用于从氢过氧化枯烯裂解产物混合物中去除杂质的方法，包括在足以形成杂质的水溶性衍生物的温度和时间条件下加热含杂质的水性盐相，其中加热包括在约150～约350℃和对反应混合物的每平方英寸约50～约1500磅的压力下加热含杂质的水性盐相约0.5～1.5小时；把含水溶性衍生物的水性盐相与氢过氧化枯烯裂解产物混合物合并，以形成一种合并的产物混合物；和把含杂质的水溶性衍生物的水性盐相从合并的产物混合物中分离出来。精制氢过氧化枯烯裂解产物混合物的系统包括用于在足以形成杂质的水溶性衍生物的温度和时间条件下加热含杂质的水性盐相的装置；用于合并含水溶性衍生物的水性盐相与氢过氧化枯烯裂解产物混合物以形成合并的产物混合物的装置；和用于把含杂质的水溶性衍生物的水性盐相从合并的产物混合物中分离出来的装置。在另一实施方案中，用于精制氢过氧化枯烯裂解产物混合物的系统，包括含杂质的氢过氧化枯烯裂解产物混合物进料与碱性水溶液进料以流体相通；氢过氧化枯烯裂解产物混合物和碱水溶液进料与具有水性盐相出口的中和圆筒以流体相通；含杂质的水性盐相进料与具有热处理水性盐相出口的热处理容器以流体相通；和含杂质水溶性衍生物的热处理过的水性盐相进料与氢过氧化枯烯裂解产物混合物在中和圆筒前以流体连接。附图简述现参照附图，该附图仅作为说明，其中类似的单元编码是同样的，该图是说明用于从氢过氧化枯烯裂解产物中去除杂质的系统和方法的示范性实施方案的示意流程图。专利技术的详细说明本专利技术的专利技术者们发现，通过加热循环的水性盐相流，可以将苯酚生产中的普通杂质转化成水溶性衍生物。相当意外的是，在没有任何添加剂或处理剂的情况下，通过热处理可以把在所述系统中存在的羟基丙酮和醛类，例如，乙醛和丙醛有效地转化成水溶性衍生物。这些水溶性衍生物不是在该环境下能进一步转化或反应形成2MBF的重质缩合产品，或者高沸点的物质。而这些水溶性衍生物使用现存的设备和其它的热处理设备是可以萃取的。这种热处理容器除了现存设备外排除了需要多段萃取步骤，并在现存的装置中可以安装。因此，以前企图使用缩合反应和转化成高沸点材料等的缺点，通过热处理循环水性盐相流而可以避免或防止。在苯酚生产中，适于大批量地精制CHP裂解混合物产物的有效方法和装置，包括在足以能形成杂质的水溶性衍生物的温度和时间下，加热含杂质的水性盐相以形成水溶性杂质衍生物；含水溶性衍生物的水性盐相与氢过氧化枯烯裂解产物混合物合并以形成一种合并的产物混合物；以及，从合并的产物混合物中分离含杂质的水溶性衍生物的水性盐相。所述方法和系统可以去除或消除杂质如异亚丙基丙酮、乙醛、羟基丙酮和各种含羰基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于由氢过氧化枯烯裂解产物混合物中去除杂质的方法，包括：在足以形成杂质的水溶性衍生物（３０）的温度和时间下，加热含杂质的水性盐相（２６）；合并含水溶性衍生物的水性盐相（２６）与氢过氧化枯烯裂解产物混合物（１６）以形成合并 的产物混合物；和从合并的产物混合物中分离含杂质水溶性衍生物（３０）的水性盐相（２６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰W富尔默，普拉莫德S库姆哈，马拉卡尼V拉马尼，巴拉特辛，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]