Fabrication de phénol.
La présente invention est relative à une phase de la fabrication de phénol par la décomposition d'hydroperoxyde d'isopropylbenzène et se rapporte en particulier à la séparation du phénol de l'acétophénone et à l'obtention finale de phénol substantiellement pur et d'acétophénone substantiellement pure.
<EMI ID=1.1>
moyen de catalyseurs appropriés tels que des acides, des matières d'échange d'ions hydrogènes, des catalyseurs à action acide comme le chlorure d'aluminium ou le chlorure de fer, ou bien des terres traitées par des acides, on trouve que le mélange de réaction qui résulte de la phase de décomposition renferme, à côté de phénol et d'acétone comme produits principaux, de petites quantités d'acétophénone et de méthylstyrène. L'acétophénone occasionne des difficultés dans la séparation et l'isolement du phénol par distillation parce que, au cours de la distillation, après avoir distillé une partie majeure du phénol, ce dernier forme avec l'acétophénone un mélange azéotropique. Des essais d'extraction du phénol du résidu ainsi obtenu au moyen
de solution alcaline aqueuse concentrée n'ont pas donné de résultats satisfaisants parce que le mélange d'extraction se sépare en deux couches, dont la couche supérieure contient une certaine quantité d'acétophénone avec à peine une quantité quelconque de phénol sous forme de phénate de sodium, tandis que la couche inférieure renferme une proportion plus importante d'acétophénone avec la plus grande partie du phénol sous forme de phénate de sodium. En outre, la séparation en deux phases est lente et n'est pas très nette.
On a maintenant trouvé qu'en utilisant une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium renfermant moins de 15 grammes
<EMI ID=2.1>
phénol. Une concentration préférée de l'hydroxyde de sodium dans
<EMI ID=3.1>
limite inférieure, on préfère une concentration de 5 grammes
dans 100 en-, <3> d'eau dans le but de maintenir la masse de la solution de phénate de sodium restante,entre des limites pouvant
être aisément réglées. On peut ajouter au mélange d'extraction une petite proportion d'un hydrocarbure dans le but de faciliter la séparation en deux phases. Des hydrocarbures appropriés sont ceux qu'on peut facilement séparer de l'acétophénone, par exemple par distillation. Des hydrocarbures de ce genre sont par exemple le benzène, le toluène et de préférence l'isopropylbenzène. La quantité d'hydrocarbure ajoutée au mélange d'extraction varie avec la nature de l'hydrocarbure. Dans le cas de l'isopropylbenzène, on <EMI ID=4.1>
leuse d'hydrocarbure renferme la majeure partie de l'acétophénone qu'on peut séparer par distillation, en laissant comme résidu la petite quantité de phénol sous forme de phénate de sodium qui a été retenue avec l'acétophénone dans la phase huileuse. D'autre part, on a découvert que, quand on utilise des solutions d'hydroxyde de sodium de concentrations plus élevées pour l'extraction, la séparation du phénol de l'acétophénone est beaucoup moins
<EMI ID=5.1>
comme on peut le constater sur le tableau suivant :
<EMI ID=6.1>
Un moyen convenable d'obtention des produits de réaction provenant de la décomposition de peroxyde d'isopropylbenzène comprend par conséquent la distillation du mélange de réaction, par laquelle l'acétone distille en premier lieu. Quand on poursuit la distillation, si on le désire sous pression ré-
<EMI ID=7.1>
pas réagi existant dans le mélange de réaction, distille en même temps que l'eau, puis ensuite le méthylstyrène. Le phénol et l'acétophénone, ainsi que des sous-produits de la réaction et une certaine quantité de matière résineuse formée par la polymérisation de méthylstyrène restent dans la colonne. En poursuivant la distillation, la plus grande partie du phénol distille jus-qu'à ce qu'environ 90 à 95% du phénol total aient été enlevés.
La fraction suivante consiste en un mélange azéotropique de phénol et acétophénone. On extrait ensuite ce mélange au moyen d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium contenant environ 10 grammes
<EMI ID=8.1>
quantité d'hydrocarbure tel que l'isopropylbenzène, environ égale à la quantité de phénol contenue dans le mélange. Le mélange se sépare facilement en deux phases, dont la phase supérieure comprend la plus grande partie de l'acétophénone et l'hydrocarbure, et également une petite quantité de phénol sous forme de phénate de sodium, et la phase inférieure comprend le phénol auquel n'est mélangée'qu'une petite proportion d'acétophénone. Par distilla.tion de la phase supérieure, l'acétophénone se sépare de l'iso-
<EMI ID=9.1>
à l'état pratiquement pur. On obtient le phénol ne contenant qu'une petite quantité d'acétophénone à partir de la solution aqueuse inférieure par acidification, par exemple par l'anhydride carbonique. Par un fractionnement approprié, par exemple en présence d'eau, on récupère la majeure partie du phénol à l'état pratiquement pur. On peut utiliser une partie ou la totalité de la solution de phénate de sodium à la neutralisation du mélange de la réaction de décomposition quand on utilise des catalyseurs acides tels que l'acide sulfurique comme agent de décomposition de l'hydroperoxyde d'isopropylbenzène.
Au lieu de traiter le distillât azéotropique comprenant le phénol et l'acétophénone par extraction par de l'hydroxyde de sodium aqueux, on sépare l'acétone, le méthylstyrène et une quantité quelconque d'isopropylbenzène présente du mélange de réaction par distillation et on extrait le résidu de la colonne qui contient la totalité du phénol avec l'acétophénone et les sousproduits de la réaction, tels que du phényldiméthylcarbinol et du p-cumylphénol par la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium conformément à l'invention. Les deux phases, dont la séparation
�.
peut être favorisée par une addition convenable d'un hydrocarbure, peuvent alors être séparées et traitées respectivement
<EMI ID=10.1>
ph énone.
Un autre moyen d'appliquer le procédé de l'invention consiste en une combinaison des deux procédés décrits ci-dessus et comprend le traitement du résidu de la colonne, après avoir séparé par distillation l'acétone, une quantité quelconque d'isopropylbenzène présente, le méthylstyrène et la plus grande partie du phénol, par extraction au moyen d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium conformément au procédé de l'invention.
D'autres moyens appropriés d'application du procédé
de l'invention sont représentés sur les dessins schématiques en annexe sur lesquels la Figure 1 se rapporte à l'exemple 3 et la <EMI ID=11.1> tone, du méthylstyrène, et d'une quantité quelconque d'isopropylbenzène existant dans le mélange de réaction comme on le décrit plus haut, le traitement du résidu pouvant encore renfermer la totalité du phénol produit par la décomposition catalytique de l'hydroperoxyde d'isopropylb enzène, ou une partie seulement du phénol après en avoir distillé une portion majeure, par voie
<EMI ID=12.1>
qui décompose le phényl diméthylcarbinol et le cumyl phénol également présents en méthylstyrène, isopropylb enzène et phénol, mais n'influence pas l'acétophénone, et l'extraction du mélange résultant par le procédé de l'invention au moyen d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium. Toutefois, on préfère soumettre le mélange résultant du traitement thermique, à une distillation, avant de l'extraire par l'alcali aqueux, pour séparer le méthylstyrène et l'isopropylbenzène formés par la décomposition ainsi que la plus grande partie du phénol, et on extrait ensuite le résidu contenant du phénol, de l'acétophénone et une certaine quantité de produits de polymérisation par l'alcali aqueux.
A
Les exemples qui suivent illustrent le procédé de la présente invention tel qu'on l'applique en pratique. Les parties indiquées désignent des parties en poids, sauf indications contraires.
EXEMPLE 1. -
On décompose de l'hydroperoxyde d'isopropylbenzène à
<EMI ID=13.1>
poids du mélange de réaction. On lave le produit de décomposition formé de façon à ce qu'il soit exempt d'acide et on le soumet à une distillation fractionnée dans laquelle distillent en premier lieu l'acétone, puis le méthylstyrène et ensuite 90% du phénol qui y est contenu. On extrait le résidu, qui renferme trois parties en poids d'acétophénone et une partie en poids
de phénol, à côté de quelques sous-produits à points d'ébulli-
<EMI ID=14.1>
lise la solution alcalihe à raison d'un excès d'environ 3% de soude caustique. Après avoir ajouté 16 parties en volume d'isopropylbenzène, le mélange se sépare aisément en deux phases dont la phase supérieure huileuse renferme 97,5% de l'acétophénone
<EMI ID=15.1>
huileuse par distillation fractionnée et on obtient en premier lieu de l'isopropylbenzène, puis de l'acétophénone pure tandis que le phénate phénol reste dans le résidu.
EXEMPLE 2. -
On ajoute 16 parties en volume d'isopropylbenzène à un mélange de 60 parties en poids d'acétophénone et 20 parties en poids de phénol obtenu comme on le décrit dans l'Exemple 1. On extrait ce mélange par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium �1 <EMI ID=16.1>
l'acétophénone totale et 95,6% du phénol total. On sépare l'acétophénone de la phase huileuse par distillation et le phénol de la phase aqueuse par traitement par un acide.
EXEMPLE 3.-
On représente schématiquement ce procédé sur la Figure 1. On introduit dans la colonne de distillation A un mélange résultant de la décomposition catalytique d'hydroperoxyde d'isopropylbenzène et on le libère de l'acétone, du méthylstyrène et du phénol comme on le décrit dans l'exemple 1. On obtient 330 parties en poids de résidu contenant 128 parties de phénol, 60 parties
<EMI ID=17.1>
de phénols supérieurs (principalement du p-cumylphénol) et 51 parties de composés à points d'ébullition plus élevés. On fait passer ce mélange à travers une zone de pyroly se B maintenue à environ 350[deg.]C. Le produit sortant renferme 150 parties de phé-
<EMI ID=18.1>
styrène.
On extrait ce produit dans l'extracteur C par 734 par-
<EMI ID=19.1>
ajoute à ce mélange une certaine quantité d'isopropylbenzène puis on le laisse reposer et on le sépare en deux couches.
On distille par fractions la. couche supérieure qui contient l'acétophénone en quantité correspondant à 97% de l'acétophénone totale, et l'isopropylbenzène et on obtient 53,2 parties d'acétophénone substantiellement pure. 5 parties d'acétophénone distillent avec l'isopropylbenzène et on remet ce mélange en cir-culation en un point convenable du système de traitement.
La phase aqueuse renferme 175 parties de phénate de sodium qui, par acidification par l'acide sulfurique, produit
141,8 parties de phénol, qui, par distillation subséquente en présence d'eau, produit du phénol sous un état de grande pureté.
<EMI ID=20.1>
Cet exemple est représenté par la figure schématique 2. On distille le mélange dans la colonne D et on fait passer le résidu à travers une zone de pyrolyse E comme on le décrit dans l'Exemple 3. On fractionne le produit dans une colonne F à travers laquelle on sépare comme première fraction 55 parties d'hydrocarbures légers, l'isopropylbenzène, et l'alpha-méthylstyrène, puis huit parties d'eau et deux parties de phénol suivies de 130 parties de phénol pur. On obtient à la base de la
<EMI ID=21.1>
ties d'acétophénone, ainsi que 5 'parties de polymère d'alpha-
<EMI ID=22.1>
d'hydroxyde de sodium contenant 10 grammes de NaOH dans 100 cm<3> dans l'extracteur G. Au repos, le mélange d'extraction se sépare en deux phases. On distille par fractions la phase supérieure qui renferme 58 parties d'acétophénone, dans une colonne à charges séparées et on produit 55 parties d'acétophénone substantiellement pure. Le phénate de sodium ainsi que 3 parties d'acétophénone, demeurent comme résidu.
On combine la phase aqueuse contenant 21 parties de phénate de sodium et 2 parties d'acétophénone avec le résidu provenant de la distillation de l'acétophénone, on retourne le mélange au système et on l'utilise à la neutralisation du produit de décomposition acide qui résulte de la. décomposition de l'hydroperoxyde d'isopropylbenzène. De cette manière, on récupère en
dernier ressort le restant du phénol.
1\
REVENDICATIONS
1.- Dans le procédé de fabrication de phénol par décomposition catalytique d'hydroperoxyde d'isopropylbenzène, la phase
de séparation du phénol de l'acétophénone caractérisée en ce qu'on extrait un mélange contenant du phénol et de l'acétophénone
par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium contenant moins
que 15 grammes d'hydroxyde de sodium dans 100 cm<3>, on sépare la phase aqueuse et on obtient du phénol à partir de la solution aqueuse de phénate de sodium par traitement par un acide, et de l'acétophénone.substantiellement pure par distillation du résidu de l'extraction.