純化碳?xì)浠衔锏姆椒?br>【專利說明】純化碳?xì)浠衔锏姆椒?br>[0001] 本發(fā)明涉及在從異丙苯制備苯酚和丙酮的過程中純化碳?xì)浠衔锏母倪M(jìn)方法。特 別地，本發(fā)明涉及洗滌異丙苯法中丙酮蒸餾柱的底層餾份的新方法和通過循環(huán)使用清洗流 和再利用水來最大化方法效率的途徑。由于我們最大化了原料的利用，所以獲得的方法比 現(xiàn)有技術(shù)的方法效率更高。本發(fā)明還提供了適于實施本發(fā)明方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 苯酚通常從異丙苯制備，其中異丙苯被氧化成為異丙苯過氧化氫（CHP)，濃縮所得 的氧化產(chǎn)物混合物，并對其進(jìn)行裂解反應(yīng)。隨后裂解產(chǎn)物混合物被導(dǎo)至蒸餾區(qū)，其中裂解反 應(yīng)的主產(chǎn)物如苯酚和丙酮首先被分離，然后通過一系列的蒸餾或其它純化步驟進(jìn)行純化。 這就是異丙苯法。
[0003] 異丙苯過氧化氫裂解成為苯酚和丙酮通常用酸催化，意即所得的裂解產(chǎn)物混合物 不僅包含酸催化劑殘余，還包含妨礙后續(xù)苯酚和丙酮分離和純化的有機(jī)酸。有機(jī)酸可包括 例如甲酸和苯甲酸。在蒸餾這些裂解反應(yīng)的主產(chǎn)物（即苯酚和丙酮）之前，必須中和這些 酸以防止蒸餾過程中的例如副反應(yīng)和/或裝備腐蝕。
[0004] 中和可以用堿性材料處理這些酸來完成，例如水性堿劑，典型地如NaOH(苛性 的）。中和反應(yīng)過程中，形成了鹽。但是，這些鹽也會在后續(xù)通過蒸餾來純化和回收苯酚和 丙酮的過程中產(chǎn)生問題。例如，帶到蒸餾區(qū)的鹽會引起結(jié)垢和故障停機(jī)，從而導(dǎo)致產(chǎn)量降 低。
[0005] 在苯酚制備過程中產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物混合物的中和，如US6, 066, 767所述，通常通 過添加苛性試劑到混合物中或者通過添加任選地包含過量苛性試劑的鹽水溶液來實施。該 出版物涉及在純化處理系統(tǒng)中純化CHP裂解產(chǎn)物的方法。純化通過在中和階段添加苛性試 劑用水鹽溶液萃取羥基丙酮和羰基化合物來實施。
[0006]US3, 931，339涉及從異丙苯過氧化氫裂解所得的反應(yīng)混合物中移除和中和酸催化 劑和有機(jī)酸副產(chǎn)物的方法。該方法包括將酸從有機(jī)相萃取至水相中，用酸性的或中性的無 機(jī)鹽的水溶液、過量堿金屬氫氧化物或堿金屬酚鹽中和它們，從混合物中分離包含被中和 的酸的水相，然后使有機(jī)相與酸性或中性無機(jī)鹽水溶液、弱酸接觸，然后再次從混合物中分 離水相。
[0007] GB743, 004涉及從CHP制備苯酚和丙酮的方法，其中裂解混合物中的酸和酸性有 機(jī)雜質(zhì)用堿性材料中和。酸和酸性雜質(zhì)對應(yīng)的鹽隨后在流出物中被部分沉淀，在此，酸和酸 性雜質(zhì)對應(yīng)的鹽通過添加水到被中和的裂解混合物中來移除，添加的水的量足以導(dǎo)致兩相 形成。然后，水相將包含大體上所有的鹽。根據(jù)該出版物，有機(jī)相的鹽含量將小于按重量計 0. 03 %，通常低至按重量計約0. 01 %。
[0008] 因此，裂解產(chǎn)物的中和通常用新鮮苛性溶液來實施，這可導(dǎo)致使用高濃度苛性溶 液。同樣，當(dāng)中和裂解產(chǎn)物僅使用新鮮苛性劑時，后果如下：
[0009] 1)來自設(shè)備的廢水量增加，因為很多水用于將苛性溶液稀釋至適當(dāng)?shù)闹泻蜐舛龋?br>[0010] 2)硫酸消耗增加，因為在脫酚步驟之前必須中和廢水（用硫酸）；
[0011] 3)在脫酚中蒸汽消耗增加（廢水越多脫酚步驟所需的蒸汽越多）。
[0012] 但是，不僅僅是苯酚生產(chǎn)過程中來自酸催化裂解的裂解產(chǎn)物的中和使用苛性劑。 在US5220103和US5120902中，苛性劑用來洗滌回收的異丙苯。在W02009/080341和 W02010/069586中，苛性劑用來洗滌用于氧化反應(yīng)的氧氣。
[0013] 然而苛性劑在碳?xì)浠衔锘厥者^程中也用作洗滌溶液，尤其在丙酮蒸餾的底層餾 份回收過程中。
[0014] -旦異丙苯過氧化氫裂解形成苯酚和丙酮，且一旦反應(yīng)產(chǎn)物被中和，苯酚和丙酮 通過蒸餾分離并送至設(shè)備的分離部分進(jìn)行進(jìn)一步純化。包含各種雜質(zhì)的丙酮餾份被送至柱 進(jìn)行進(jìn)一步純化，因為該方法中此階段的丙酮仍與雜質(zhì)如水、未反應(yīng)的異丙苯、有機(jī)酸鹽、 一些氫氧化鈉和一些殘余苯酚充分混合。丙酮在出售之前，必須去除這些雜質(zhì)。而且，苯酚 和異丙苯是有價值的資源，最好從丙酮餾份中回收/分離。
[0015] 本發(fā)明人已經(jīng)實施了一系列創(chuàng)新以改進(jìn)此制備方法。首先，已出人意料地發(fā)現(xiàn)，如 果在不同步驟中使用兩種不同濃度的苛性劑，碳?xì)浠衔锵礈觳襟E（即丙酮蒸餾柱底層的 洗滌）會得到改進(jìn)。尤其是，先用低濃度再用高濃度的苛性溶液。進(jìn)一步注意到，如果兩次 洗滌后的碳?xì)浠衔镉盟傧匆淮?，則可以獲得改進(jìn)。為了方法的效率，在洗滌步驟中使 用的水可以從洗滌步驟中萃取并用來稀釋用于第二洗滌步驟的苛性劑?？列詣┑湫偷匾?50wt%強(qiáng)度用于工業(yè)，這個強(qiáng)度對工業(yè)應(yīng)用而言太高（且太昂貴）。
[0016] 另外，第二洗滌步驟中使用的苛性劑可以進(jìn)一步用水稀釋以用作第一洗滌步驟的 苛性劑。這些水又可以從第三洗滌步驟得到或可以本身就存在于底層餾分中。
[0017] 作為最后的優(yōu)點，用于第一洗滌步驟的苛性劑的濃度也可以是異丙苯過氧化氫裂 解反應(yīng)之后的中和步驟中使用的理想水平。因此，將從洗滌丙酮底層回收的第一苛性洗滌 液用于中和步驟構(gòu)成了本發(fā)明的另一個方面。出人意料地發(fā)現(xiàn)，不使用新鮮苛性劑進(jìn)行中 和反應(yīng)，來自碳?xì)浠衔锵礈斓目列詣┛捎糜谌〈糠只蛩型ǔＪ褂玫男迈r苛性劑。這 在原材料成本方面具有主要優(yōu)勢。
[0018] 本發(fā)明人因此提出了改進(jìn)方法，最大化地利用原材料例如水和苛性劑，這在工業(yè) 裝置使用的規(guī)模上可提供主要的經(jīng)濟(jì)效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0019] -方面，本發(fā)明提供了例如洗滌/純化碳?xì)浠衔锏姆椒ǎ龇椒òǎ?br>[0020] (I)蒸餾粗制丙酮混合物，該粗制丙酮混合物優(yōu)選地從異丙苯過氧化氫的裂解獲 得，并且含有碳?xì)浠衔锖退孕纬稍谟袡C(jī)相和水相中含有所述碳?xì)浠衔锏牡讓羽s份；
[0021] (II)使至少部分所述底層餾份與金屬氫氧化物水溶液接觸以在水相中提供 0?lwt%至5wt%M0H的濃度，其中M為堿金屬；
[0022] (III)分離水相和有機(jī)相；
[0023] (IV)使步驟（III)中的至少部分有機(jī)相與金屬氫氧化物水溶液接觸以在水相中 提供6wt%至20wt%M0H的濃度，其中M為堿金屬；
[0024] (V)分離步驟（IV)中形成的有機(jī)相和水相；
[0025] (VI)用水洗滌步驟（V)中的至少部分有機(jī)相。
[0026] 在一個優(yōu)選實施例中，步驟（VI)之后形成的至少部分水相用于稀釋氫氧化物以 形成步驟（IV)中所需的MOH溶液。在一個優(yōu)選實施例中，步驟（VI)之后形成的至少部分 水相用水稀釋以形成步驟（II)中添加的氫氧化物。在一個優(yōu)選實施例中，步驟（II)之后 形成的至少部分水相用于中和酸催化異丙苯過氧化氫反應(yīng)的裂解產(chǎn)物。
[0027] 在更優(yōu)選的實施例中，步驟（I)之后形成的含碳?xì)浠衔锏牡讓羽s份包括碳?xì)浠?合物異丙苯和AMS。
[0028] 在更優(yōu)選的實施例中，步驟（II)之后形成的至少部分水相用于脫酚。因此，另一 方面本發(fā)明提供了一種脫酚方法，所述方法包括：
[0029] (I)蒸餾粗制丙酮混合物，該粗制丙酮混合物優(yōu)選地從異丙苯過氧化氫的裂解獲 得并且含有碳?xì)浠衔锖退?，以形成在有機(jī)相和水相中含有所述碳?xì)浠衔锏牡讓羽s份；
[0030] (II)使至少部分所述底層餾份與金屬氫氧化物水溶液接觸以在水相中提供 0?lwt%至5wt%M0H的濃度，其中M為堿金屬；
[0031] (III)分離水相和有機(jī)相；
[0032] (IV)轉(zhuǎn)移至少部分水相以脫酸，其中水相中包含的金屬酚鹽被中和以將酚鹽轉(zhuǎn)化 為苯酚，例如用硫酸，然后用蒸汽提餾以從水相中移除苯酚。
[0033] 在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明提供了例如洗滌/純化碳?xì)浠衔锏姆椒?，所述?法包括：
[0034] (I)蒸餾粗制丙酮混合物，該粗制丙酮混合物從異丙苯過氧化氫的裂解獲得，并且 含有碳?xì)浠衔锖退?，以形成在有機(jī)相和水相中含有所述碳?xì)浠衔锏牡讓羽s份；
[0035] (II)使所述底層餾份與金屬氫氧化物水溶液接觸以在水相中提供0.lwt%至 5wt%M0H的濃度，其中M為堿金屬；
[0036] (III)分離水相和有機(jī)相；
[0037] (IV)使步驟（II