CN109790096B - 甲醇、丙酮去除单元及含该单元的苯酚、双酚a生产系统 - Google Patents

甲醇、丙酮去除单元及含该单元的苯酚、双酚a生产系统 Download PDF

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Abstract

提供一种甲醇和丙酮去除单元，去除单元设置在包括苯酚生产系统和双酚A生产系统的系统中，苯酚生产系统具有分解反应单元和提纯单元，双酚A生产系统具有反应单元和浓缩单元。去除单元包括：去除柱；供给部，供给部设置在去除柱的中段；顶部净化部，在顶部净化部中去除甲醇和丙酮；以及底部再循环部，底部再循环部再循环至提纯单元，其中，供给部包括提纯单元排放线部和浓缩单元排放部，在提纯单元排放部中包含甲醇、丙酮和水，在浓缩单元排放部中包含苯酚、丙酮和水。去除单元可以包括在苯酚和双酚A生产系统中，在这种情况下，可以提高双酚A的生产率，并且可以提高反应器中的催化剂的使用寿命。

Description

甲醇、丙酮去除单元及含该单元的苯酚、双酚A生产系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年11月28日在韩国知识产权局提交的NO.10-2016-0159071的韩国专利申请的权益，通过引用将该韩国专利申请的全部公开内容并入本文。
技术领域
本发明涉及设置在包括双酚A生产系统和苯酚生产系统的系统中的甲醇和丙酮的去除单元，并涉及包括该去除单元的苯酚和双酚A的生产系统。
背景技术
在酸性催化剂存在的条件下，由过量的苯酚与丙酮反应生成双酚A。为了从这种反应产物中得到高纯度的双酚A，从这种反应产物中去除包含水的低沸点物质，并进行结晶以使双酚A和苯酚的固态加合物晶体沉淀。包含该固态加合物的浆料经固液分离后，从回收的固态加合物中去除苯酚，以得到双酚A。
使用异丙苯作为原料生产苯酚，使用含氧的气体氧化异丙苯以形成过氧化氢异丙苯，该过氧化氢异丙苯之后在酸性催化剂下分解以生成苯酚和丙酮。
图1是示出双酚A生产工艺和苯酚生产工艺的简化示意图。参照图1，在进行使用异丙苯和氧气作为原料的氧化反应后，进行将作为异丙苯氧化物的过氧化氢异丙苯分解的反应。然后，通过提纯工序，作为其产物生成苯酚和丙酮，并额外生成α-甲基苯乙烯。另外，由苯酚与丙酮反应生成双酚A，由该反应生成的双酚A通过低沸点材料的去除而浓缩，然后进行结晶、洗涤和提纯以得到双酚A。
关于这种苯酚生产工艺和双酚A生产工艺，由于在双酚A的生产工艺中将苯酚生产工艺的产物用作反应原料，所以一个工厂通常有两种工序。
另一方面，双酚A的生产工艺存在以下的问题：作为杂质包含在原料丙酮中的甲醇在反应器中会充当催化剂毒物，从而缩短催化剂的使用寿命。为解决这一问题，通常，单独安装用于从丙酮原料中去除甲醇的蒸馏塔以进行分离工序。但是，存在以下问题：使用蒸馏将丙酮和甲醇分离需要大量的步骤因而能耗高。
另外，在由于生成大量副反应物质而无法获得高纯度双酚A的情况下，双酚A产品的质量降低，特别是会存在以下的问题：不能以所期望的水平获得双酚A产物的重要因素——高温熔化时的颜色。
与此相关，为了增加双酚A的产量，应增加丙酮的引入量。但是，由于苯酚相对于丙酮的比例低，也就是说，由于苯酚的比例相对较低，因此会产生大量的副反应物质。为了克服这一问题，还增大了苯酚的引入量，以防止苯酚相对于丙酮的相对含量降低。然而，由于停留时间的增加，丙酮的转化率保持较低。
在如上所述增加丙酮含量的情况下，不仅存在作为杂质包含在丙酮中的的甲醇会在反应器中充当催化剂毒物的问题，还存在以下的问题：未转化丙酮的量增加，使得大量的未转化的丙酮不能经由脱水柱(dehydration column)在丙酮的回收工序中被回收，从而与作为反应的副反应物质的水一起被引入到脱酚(dephenolation)工序。引入到脱酚工序中的丙酮可能会引起含酚的废水的处理工艺、通过萃取操作的脱酚工序中包含的工艺严重恶化的问题。
因此，由于丙酮引起的问题，存在以下的问题：双酚A的生成工艺受到回收丙酮的工艺中提供的脱水柱容量的限制。
也就是说，需要开发一种有效去除苯酚生成工艺中生成的丙酮中包含的甲醇的技术。还需要开发一种技术，其能够通过为双酚A的生成工艺提供不包含甲醇的丙酮，来提高催化剂的使用寿命，同时通过提高双酚A的选择性来提高生产率。
[现有技术文献]
[专利文献]
公开号为10-2015-0008005的韩国公开专利。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种甲醇和丙酮去除单元以及包括所述去除单元的苯酚和双酚A生产系统，所述去除单元和所述生产系统能够通过在设有苯酚生产系统和双酚A生产系统的系统中应用单独的去除单元将难以分离的甲醇和丙酮一起去除，并且，即使在降低丙酮的转化率以提高双酚A的选择性时，也能够自由控制丙酮的转化率而不受脱水柱容量限制。
技术方案
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种甲醇和丙酮去除单元，所述甲醇和丙酮去除单元设置在包括苯酚生产系统和双酚A生产系统的系统中，所述苯酚生产系统具有分解反应单元和提纯单元，所述双酚A生产系统具有反应单元和浓缩单元，所述去除单元包括：去除柱；供给部，所述供给部设置在所述去除柱的中段；顶部净化部，在所述顶部净化部中去除甲醇和丙酮；以及底部再循环部，所述底部再循环部再循环至所述提纯单元，其中，所述供给部包括提纯单元排放部和浓缩单元排放部，在所述提纯单元排放部中包含甲醇、丙酮和水，在所述浓缩单元排放部中包含苯酚、丙酮和水。
本发明的另一个方面提供一种苯酚和双酚A生产系统，其包括上述的甲醇和丙酮去除单元。
有益效果
根据本发明的实施例所涉及的甲醇和丙酮去除单元以及包括该去除单元的苯酚和双酚A生产系统，通过在设有苯酚生产系统和双酚A生产系统的系统中应用单独的去除单元，能够将难以分离的甲醇与丙酮一起去除，并且，即使在降低丙酮的转化率以提高双酚A的选择性时，也可以自由控制丙酮的转化率而不受脱水柱容量限制，使得能够提高催化剂的使用寿命，并且由于提高了双酚A的选择性而提高了双酚A的生产率。
附图说明
图1是示出苯酚生产系统和双酚A生产系统的简化示意图；
图2是示出在苯酚生产系统中提纯单元的示例的工序流程图；
图3是示出在双酚A生产系统中浓缩单元的示例的工序流程图；
图4是示出根据本发明的甲醇和丙酮去除单元的示例的工序流程图；
图5是更详细示出根据本发明的甲醇和丙酮去除单元的示例的工序流程图。
具体实施方式
下文将更详细地描述本发明，以便更清楚地理解本发明。应当理解，说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应解释为常用词典中定义的含义。还应当理解，基于发明人可以适当地定义词语或术语的含义以最好地解释发明的原则，这些词语或术语应当被解释为具有与其在本发明的相关技术和技术构思的语境中的含义相一致的含义。
根据本发明的实施例，提供一种甲醇和丙酮去除单元，去除单元设置在包括苯酚生产系统和双酚A生产系统的系统中，苯酚生产系统具有分解反应单元和提纯单元，双酚A生产系统具有反应单元和浓缩单元。
去除单元包括：去除柱；供给部，所述供给部设置在所述去除柱的中段；顶部净化部，在所述顶部净化部中去除甲醇和丙酮；以及底部再循环部，在所述底部再循环部中去除的甲醇和丙酮再循环至提纯单元，其中，所述供给部包括提纯单元排放部和浓缩单元排放部，在提纯单元排放部中包含甲醇、丙酮和水，在浓缩单元排放部中包含苯酚、丙酮和水。
下文将参照附图描述根据本发明的甲醇和丙酮去除单元以及包括该去除单元的苯酚和双酚A生产系统。附图对本发明提供进一步解释，附图仅用作解释根据本发明的实施例。不应将附图理解为限制本发明的范围，而是应按照本发明的技术构思理解附图。
参照图1，示出了苯酚生产系统和双酚生产系统的示意性工序步骤。如上所述，在苯酚生产系统中，在进行使用异丙苯和氧气作为原料的氧化反应后，进行将作为异丙苯氧化物的过氧化氢异丙苯分解的反应。然后，通过提纯工序，作为其产物，生成苯酚和丙酮，并额外生成α-甲基苯乙烯。
另外，由苯酚与丙酮反应生成双酚A，由反应生成的双酚A通过去除低沸点物质进行浓缩，然后进行结晶、洗涤和提纯以生成双酚A。作为供给到双酚A生产系统的原料的苯酚和丙酮通常可以从苯酚生产系统中获得。
苯酚生产系统中的提纯单元
图2示出了苯酚生产系统中提纯单元10的示例，并示例性描述存在于苯酚生产系统中的提纯单元10。
提纯单元10可以连接到从分解反应单元(未示出)中排放的反应产物被引入的流，该流可以是经由提纯单元流入管线11流入的流。提纯单元10可以起到如下作用：将反应、即分解过氧化氢异丙苯的反应的产物分离成富苯酚馏分和富丙酮馏分，并且对富苯酚馏分和富丙酮馏分中的每一馏分进行提纯，将α-甲基苯乙烯馏分分离并对其进行提纯。
提纯单元10可以包括：第一柱C1，第一柱C1用于将从分解反应单元排放的反应产物分离成富丙酮馏分和富苯酚馏分；第二柱C2，第二柱C2连接到富丙酮排放线路13，用以提纯从第一柱C1顶部排放的富丙酮馏分；以及分离器Sp，分离器Sp连接到丙酮去除排放线路14，用以将从第二柱C2底部排放的丙酮去除馏分分离成含水层馏分和有机层馏分。
第一柱C1可以是将富苯酚馏分和富丙酮馏分分离的蒸馏柱，第一柱C1可以具有富苯酚排放线路16并且具有富丙酮排放线路13，第一柱C1底部的富苯酚馏分经由富苯酚排放线路16流过，第一柱C1顶部的富丙酮馏分经由富丙酮排放线路13流过。
此外，在从分解反应单元排放的反应产物被引入到第一柱C1之前，流经中和器(neutralizer)N被中和的产物可以被引入。从而，引入到第一柱C1内的第一柱流入线路12可以是分解反应中和流的产物流经的线路。
从第一柱C1的底部排放的富苯酚排放线路16可以被引入到包括一个或多个柱的苯酚提纯部，并且通过这种工序，可以生成提纯的高纯度苯酚产品。
从第一柱C1的顶部排放的富丙酮排放线路13可以被引导到第二柱C2。第二柱C2可以起到丙酮产品柱的作用，从第二柱C2的顶部经由低沸点物质去除线路17可以去除低沸点物质；在第二柱C2的中段，丙酮产物流可以流经丙酮排放线路18，并且，当需要时，可以将用于提高纯度的提纯工序选择性地应用于丙酮产物流。
从中去除了大部分丙酮并且包含α-甲基苯乙烯作为主要成分的流可以流经设置在第二柱C2底部的丙酮去除排放线路14，并且该流可以引入分离器Sp以被分离成含水层馏分和有机层馏分。
也就是说，在分离器Sp中，可以使用层分离进行将该流分离成有机层和含水层的操作。在有机层中，α-甲基苯乙烯被包含作为主要成分，并经由有机层排放线路19被提供给使用α-甲基苯乙烯生产产物的提纯部。具有水、甲醇和丙酮作为主要成分的含水层馏分经由含水层排放线路15排放，含水层馏分的一部分可以用于再循环，含水层馏分的剩余部分可以被引入到脱酚工序。
双酚A生产系统中的浓缩单元
图3示出了双酚A生产系统中的浓缩单元20的示例，并示例性描述双酚A生产系统中的浓缩单元20。
浓缩单元20可以起到通过从由双酚A反应单元排放的反应产物中去除杂质从而浓缩双酚A的作用。
在化学计量上，双酚A的生产消耗2摩尔苯酚和1摩尔丙酮，以生成1摩尔双酚A和1摩尔水。但在工业上，双酚A是在存在酸性催化剂的条件下过量的苯酚与丙酮反应而生成的。为了从该反应产物中得到高纯度的双酚A，将反应产物进行浓缩，然后进行结晶，以使双酚A和苯酚的结晶加合物沉淀。得到的晶体浆料进行固液分离后，从回收的晶体中去除苯酚以得到双酚A。
在苯酚与丙酮的酸催化反应中，苯酚与丙酮之比例如可以为5:1、7:1、8:1或9:1。该反应通常连续进行，并且通常可以在45℃和110℃、50℃和105℃、55℃和100℃或者58℃和90℃的温度下进行。例如，作为酸性催化剂，可以使用强无机酸，例如，诸如盐酸或硫酸等均相酸及非均相酸，或者强无机酸中的布朗斯台德酸(
Figure BDA0002001055080000061
acid)或路易斯酸(Lewisacid)。也可以使用阳离子交换树脂或沸石等。
此外，可以优选使用包含作为交联剂的二乙烯基苯的凝胶状或多孔的磺化交联聚苯乙烯树脂(酸离子交换剂)。除了催化剂之外，还可以使用硫醇(thiol)作为助催化剂(co-catalyst)，例如，可以使用甲硫醇。例如，可以使用充满磺酸型阳离子交换树脂催化剂的竖直固定相反应器或可动相反应器作为主反应器，并且可以通过将苯酚原料和丙酮原料循环到反应器来连续进行反应。反应进行一定时间后，可以停止操作，并且可以清洗或更换劣化的催化剂。
在酸性催化剂作用下的苯酚和丙酮的反应中，除了未反应的苯酚和丙酮外，还可以形成作为优先含有双酚A和水的混合物的反应产物。另外，作为杂质，可能生成典型的缩合(condensation)反应副产物，并且，丙酮的自然缩合以及与原料中的杂质的反应的结果，可能形成额外的亚成分(subcomponent)，例如茴香醚、网状氧化物、均三甲苯和二丙酮醇。不仅水等二次产品，而且苯酚和丙酮等未反应的原料由于其对用于制备聚合物的双酚A的适宜性有不利影响，因此可以用适当的方法分离。
如上所述，来自反应单元的产物、包含未反应的原材料、杂质和杂质的反应产物的产物与反应的产物一起可经由脱水柱流入线路21引入到浓缩单元20。
浓缩单元20可以包括：脱水柱DH，脱水柱DH用于从自反应单元中排放的反应产物中去除未反应的丙酮和水；以及丙酮回收柱Ar，丙酮回收柱Ar连接到从脱水柱DH的顶端排出的未反应丙酮排放线路22，以通过从富水馏分中去除丙酮来回收丙酮。
脱水柱DH可以是能够去除低沸点材料的蒸馏装置。双酚A的反应产物的流可以经由脱水柱流入线路21引入到脱水柱DH，并且脱水柱DH可以通过蒸发从反应产物中去除具有比包括水的双酚A的沸点低的沸点的物质。脱水柱DH的较低的内部温度可被控制为150℃至200℃、155℃至195℃、160℃至190℃或165℃至186℃。脱水柱DH的内部压力可以控制为200mmHg至760mmHg、300mmHg至730mmHg、400mmHg至700mmHg、或450mmHg至680mmHg。通过控制上述的内部温度和内部压力，可以有效去除具有比苯酚和双酚A的沸点低的沸点的低沸点物质。为了提高脱水柱DH的温度，可以供给外部热源(未示出)。通常，可以通过蒸汽供给外部热源。
从脱水柱DH中，含有助催化剂或副产物的流与丙酮、苯酚和过量水一起可以经由未反应丙酮排放线路22排出，然后可以被引入到丙酮回收柱Ar。丙酮回收柱Ar用于去除或回收丙酮(某些情况下包含助催化剂)，并且，从丙酮回收柱Ar中，经过气液分离的物质可以经由顶部或底部排出。包含丙酮作为主要成分的流与诸如硫醇等助催化剂一起可以经由丙酮回收柱顶部排放线路24从顶部排出，并且在某些情况下可以通过再循环被再次利用。包含水作为主要成分的流与丙酮和苯酚一起可以经由从底部排出，富水排放线路26可以被引入脱酚工序中。
另一方面，包含苯酚和双酚A作为主要成分的的流可以经由脱水柱底部排放线路25从脱水柱DH的底部流出，并且包含丙酮作为主要成分、作为低沸点成分的流可以经由丙酮排放线路22从顶部流出。包含从顶部排出的丙酮的流可以流过丙酮回收柱Ar并从柱的顶部排出以用于再循环。包含苯酚和双酚A作为主要成分并从底部排出的流可以经由闪速单元FS(flash unit FS)排出作为浓缩双酚A的流。
甲醇和丙酮去除单元
根据本发明的实施例的去除单元可以设置在包括上述苯酚生产系统和双酚生产系统的系统中。
特别地，去除单元设置在包括苯酚生产系统和双酚A生产系统的系统中，该苯酚生产系统具有分解反应单元和提纯单元，该双酚A生产系统具有反应单元和浓缩单元。
去除单元包括：去除柱；供给部，供给部设置在去除柱的中段；顶部净化部，在顶部净化部中去除甲醇和丙酮；以及底部再循环部，底部再循环部再循环至提纯单元，其中，供给部包括提纯单元排放部以及浓缩单元排放部，在提纯单元排放部中包含甲醇、丙酮和水，在浓缩单元排放部中包含苯酚、丙酮和水。
图4示出根据本发明的实施例的甲醇和丙酮去除单元的示例，将参照图4描述去除单元。
从提纯单元和浓缩单元排放的提纯单元排放部31和浓缩单元排放部32可以被引入到去除柱RC，并且去除柱RC的供给部可以包括这些排放部。供给部包括提纯单元排放部31和浓缩单元排放部32，并且可以以各种方式设置使得两个流可以通过管线连接或者可以经由另一个入口等被引入到去除柱RC内。
特别地，经由提纯单元排放部31，流经包含苯酚钠(sodium phenoxide)、甲醇、丙酮和水的流。在该流中，水是主要成分，并且可以以基于总重量的50wt％以上的量包含在其中。该流可以源自提纯单元的分离器Sp的含水层排放线路15(图4中未示出)。而且，经由浓缩单元排放部32，流经包含苯酚、甲醇、丙酮和水的流；在该流中，水也可以是主要成分，并且可以以基于总重量的50wt％的量包含在其中。该流可以源自浓缩单元的丙酮回收柱Ar的富水排放线路26(图4中未示出)。
去除柱RC是用于去除甲醇和丙酮的柱。经由去除柱RC的顶部，甲醇和丙酮被净化的流可以流到顶部净化部33。该流可以被净化或者可以被供给到利用丙酮的加氢反应等生产异丙醇的工序，由此该流的回收利用可被适当地考虑。
此外，甲醇和丙酮被去除并且苯酚和水是主要成分的流可以从去除柱RC的底部流过底部再循环部34，并且羟基丙酮、氢氧化钠等可以以微量包含在该流中。而且，超微量的未分离甲醇可以流过底部再循环部34。该流可以再循环至提纯单元，或者可以被引入到中和器(未示出)的前端，或者可以被引入到第一柱流入线路12。底部再循环部的流34可以在第一柱C1中分离成富苯酚馏分和富丙酮馏分以从苯酚的再利用中获益。
在底部再循环部中，甲醇的含量按重量计可以约为100ppm或更少，并且除去该甲醇可防止甲醇在系统中累积。而且，在底部再循环部中，可以几乎不存在丙酮。
如上所述，甲醇可以在双酚A的反应单元中包含的反应器中充当催化剂毒物，并缩短催化剂的使用寿命。而且，在由于降低丙酮转化率以提高双酚A的选择性而大量包含在产品流中的丙酮被引入到脱酚工序的情况下，存在萃取操作的效率可能会大幅降低的担忧。再者，非常难以从丙酮中分离在苯酚生产系统中生产的丙酮中作为杂质所包含的苯酚。对于该分离，需要大量的操作，因而其能耗可能相当大。
根据本发明的去除单元可以通过经由去除单元去除甲醇和丙酮来大量降低再循环至苯酚提纯单元的流中的甲醇的量。由此，可以减少在双酚A生产系统中用于双酚A生产的丙酮中的甲醇，并且可以降低引入脱酚工序中的丙酮的绝对量，从而解决了上述问题。由此，根据催化剂的使用寿命提高和双酚A的选择性提高，可以预期生产率的提高。
具体地，通过将去除单元应用为能够去除甲醇和丙酮的装置，能够无论脱水柱的容量如何，自由地控制丙酮的转化率，从而提高双酚A的选择性。由此，可以预期双酚A的生产率的提高，并且由于甲醇的去除可以提高反应催化剂的使用寿命，因而可以得到与选择性提高协同的效果。而且，由于无需安装用于去除甲醇的分离柱，因此可以预期节能。
如上所述，分离甲醇和丙酮十分困难。然而，当如本发明中使用水进行分离操作时，分离可以非常容易。这就是包括水作为主要成分的流同时被引入到去除柱RC中的原因。通过供给流过提纯单元排放部31的含水层馏分和流过浓缩单元排放线路32的富水馏分，最终能够减少系统中累积的甲醇的量。
关于一种流如何变成在提纯单元排放部31中流动的流的描述，与上述苯酚生产系统中提纯单元10的描述相同。关于一种流如何变成在浓缩单元排放部32中流动的流的描述与上述双酚A生产系统中浓缩单元20的描述相同。
图5更详细示出了根据本发明的实施例的去除单元的示例，并且将参照图4和图5描述去除单元。
如图4所示，在去除单元30中，去除柱RC的供给部包括提纯单元排放部31和浓缩单元排放部32。参照图5，提纯单元排放部31(图5未示出)可以包括水排放线路15，含水层可以经由水排放线路15从提纯单元10的分离器Sp排出，并且可以源于水排放线路15。流过水排放线路15的流可以分流使得该流的一部分可以流过第一供给线路41，该流的剩余部分可以流过第一脱酚工序流入线路43，第一供给线路41可以视为与提纯单元排放部31相同的线路，第一脱酚工序流入线路43被引入到脱酚工序。
在流如上所述被分流的情况下，流过第一供给线路41的流可以是基于含水层排放线路15的总容积的30wt％至95wt％的流。若流过第一供给线路41的流小于30wt％，则甲醇、丙酮和羟基丙酮的量增加，使得在萃取操作中可能出现问题。
此外，浓缩单元排放部32(图5中未示出)可以包括富水排放线路26，富水馏分经由富水排放线路26从浓缩单元20的丙酮回收柱Ar排出，并且可以源于富水排放线路26。流过富水排放线路26的流可以分流使得该流的一部分可以流过第二供给线路42，第二供给线路42可以视为与浓缩单元排放部32的线路相同，而该流的剩余部分可以流过被引入到脱酚工序的第二脱酚工序引入线路44。
在流如上所述被分流的情况下，流过第一供给线路41的流可以是基于富水排放线路26的总容积的5wt％至100wt％。若流过第二供给线路42的流小于5wt％，则丙酮的量增加，使得在萃取操作中可能出现问题。
然而，分别流过第一供给线路41和第二供给线路42的流的量可以被适当控制，不受上述范围的限制，并且可以由本领域技术人员根据情况选择性调整。
提纯单元10和浓缩单元20的详细描述与如上所述相同，因此，其描述将被省略。
上述的所有单元可以在柱的前部和/或后部包括热交换器，并且可以还包括回流单元，例如冷凝器或再沸器。虽然附图中未示出，但是可以还包括用于提高工序的能量效率和生产率的附加装置。
苯酚和双酚A生产系统
根据本发明的实施例，提供了一种苯酚和双酚A生产系统，该生产系统包括上述的去除单元。
苯酚和双酚A生产系统中包括的苯酚提纯单元和双酚A浓缩单元与如上所述的相同，并且去除单元也与如上所述的相同。至于其他单元，例如，氧化反应单元和分解反应单元可以被包括在苯酚生产系统中，并且反应单元、结晶化单元和提纯单元可以被包括在双酚A生产系统中。
通过将上述的去除单元包括在苯酚和双酚A生产系统中，通过防止系统中甲醇的累积，可以预期由于双酚A的选择性提高而产生的生产率的提高，并且可以提高催化剂的使用寿命。
示例
下文将参照示例详细描述本发明。然后，根据本发明的实施例可以修改为各种其他形式，而且本发明的范围不应理解为受限于下述的实施例。提供本发明的实施例以向本领域技术人员更充分描述本发明。
在下述示例1和示例2中，使用商业流程模拟程序ASPEN PLUS模拟包括根据本发明的去除单元的系统。模拟中使用的蒸馏塔在理论级数为28和大气压水平的压力的条件下工作。
示例1
将以6630kg/hr流过第一供给线路41的含水层馏分和以2452.2kg/hr流过第二供给线路42的富水馏分被引入到去除柱RC；第一供给线路41是包括在苯酚生产系统中并且源于含水层排放线路15的提纯单元排放部31，第二供给线路42是包括在双酚A生产系统中并且源于富水排放线路26的浓缩单元排放部32。下表1中示出了各流中的成分的比例。
示例2
除了将以2571.0kg/hr流过第二供给线路42的富水馏分被引入到去除柱RC，第二供给线路42是包括在双酚A生产系统中并且来源于富水排放线路26的浓缩单元排放部32之外，执行与示例1相同的步骤。下表1中示出了各个流中的成分的比例。
[表1]
Figure BDA0002001055080000121
Figure BDA0002001055080000131
参照表1，从第一供给线路41和第二供给线路42引入的甲醇和丙酮经由去除柱RC的顶部被去除，并且可以证实经由底部再循环的流中甲醇的含量是50ppm以下，并且可以去除95％的甲醇。换言之，可以看出，在被去除时需要大量能耗并且去除效率低的甲醇可以以高的去除率被去除，并且还可以降低能耗。
因此，应用了根据本发明的去除单元的苯酚和双酚A生产系统能够通过连续和有效地去除包含在丙酮中的甲醇来提高反应器的催化剂的使用寿命，并且能够无论脱水柱的容量如何都控制丙酮的含量，从而容易控制双酚A的选择性。
对比例
安装示例1和示例2中使用的相同的蒸馏塔以在双酚A的反应之前、即在原料流入反应器的流中去除甲醇，并且执行用于甲醇去除工序的模拟。下表2中示出了丙酮进料中的成分以及甲醇去除柱的顶部流和底部流的成分。
[表2]
Figure BDA0002001055080000132
表2示出了对安装一个柱以在丙酮原料被引入到双酚A生产系统中的反应器之前去除甲醇的情况进行模拟的结果，该模拟是常规应用的方法。参照该结果，可以证实，与示例1和示例2不同，由于甲醇的去除率仅为53％，因此未去除的甲醇被引入到双酚A的反应器，并引起催化剂的使用寿命缩短的问题。此外，由于去除率不如上述好，因此不能够自由控制丙酮的含量，从而难以同时实现催化剂的使用寿命和双酚A的选择性的提高。
此外，回流比与能耗直接相关，由于回流比增加，这意味着能耗很大。参照以上回流比，由于示例1的回流比的值与对比例1的回流比相比时值低的多，因此可以证实示例1的能耗小。由此可见，当应用根据本发明的去除单元时，能够去除大部分甲醇，并且能够降低能耗。
尽管已参照本发明的优选实施例对本发明进行了详细描述，但应理解，本发明的范围不限于本发明，并且本领域技术人员使用本发明的权利要求所限定的基本构思所进行的修改和改进也包括在本发明的范围内。
[附图标记的说明]
10：提纯单元
11：提纯单元排放部
12：第一柱流入线路
13：富丙酮排放线路
14：丙酮去除排放线路
15：富含水层排放线路
16：富苯酚排放线路
17：低熔点物质去除线路
18：丙酮排放线路
19：有机层排放线路
20：浓缩单元
21：脱水柱流入线路
22：未反应丙酮排放线路
24：丙酮回收柱顶部排放线路
25：脱水柱底部排放线路
26：富水排放线路
30、40：去除单元
31：提纯单元排放部
32：浓缩单元排放部
33：顶部净化部
34：底部再循环部
41：第一供给线路
42：第二供给线路
43：第一脱酚工序流入线路
44：第二脱酚工序流入线路
C1：第一柱 C2：第二柱
Sp：分离器 N：中和器
DH：脱水柱
Ar：丙酮回收柱
FS：闪速单元
RC：去除柱

Claims (6)

1.一种甲醇和丙酮去除单元，所述甲醇和丙酮去除单元设置在包括苯酚生产系统和双酚A生产系统的系统中，所述苯酚生产系统具有分解反应单元和提纯单元，所述双酚A生产系统具有反应单元和浓缩单元，所述去除单元包括：
去除柱；
供给部，所述供给部设置在所述去除柱的中段；
顶部净化部，在所述顶部净化部中去除甲醇和丙酮；以及
底部再循环部，所述底部再循环部再循环至所述提纯单元，
其中，所述供给部包括：提纯单元排放部，所述提纯单元排放部从所述提纯单元排出并且包括甲醇、丙酮和水并且被供给到所述去除柱；以及浓缩单元排放部，所述浓缩单元排放部从所述浓缩单元排出并且包括苯酚、丙酮和水并且被供给到所述去除柱，
其中，在所述提纯单元中所述提纯单元排放部包括含水层排放线路，包含有甲醇、丙酮和水的含水层馏分从分离器流经所述含水层排放线路，所述提纯单元包括：
第一柱，所述第一柱用于将从所述分解反应单元排放的反应产物分离成富丙酮馏分和富苯酚馏分；
第二柱，所述第二柱连接到富丙酮排放线路，用以提纯从所述第一柱的顶部排放的所述富丙酮馏分；以及
分离器，所述分离器连接到丙酮去除排放线路，用以将从所述第二柱的底部排放的丙酮去除馏分分离成含水层馏分和有机层馏分，
其中，在所述浓缩单元中所述浓缩单元排放部包括富水排放线路，包含有苯酚、丙酮和水的富水馏分从丙酮回收柱流经所述富水排放线路，所述浓缩单元包括：
脱水柱，所述脱水柱用于从自所述反应单元中排放的反应产物中去除未反应的丙酮和水；以及
丙酮回收柱，所述丙酮回收柱连接到从所述脱水柱的顶端排放的未反应丙酮排放线路，以通过从所述富水馏分中去除所述丙酮来回收丙酮。
2.根据权利要求1所述的甲醇和丙酮去除单元，其中，基于流的总重量，再循环至所述提纯单元的底部再循环部具有100ppm或更少的量的甲醇。
3.根据权利要求1所述的甲醇和丙酮去除单元，其中，在所述分解反应单元中进行从异丙苯氧化物和酸性溶液中生成苯酚和丙酮的反应。
4.根据权利要求1所述的甲醇和丙酮去除单元，其中，所述提纯单元还包括在第一柱的前端部的中和器，所述中和器中和从所述分解反应单元中排放的反应产物。
5.根据权利要求1所述的甲醇和丙酮去除单元，其中，在所述反应单元中进行生成双酚A和水的反应。
6.一种苯酚和双酚A生产系统，所述苯酚和双酚A生产系统包括权利要求1所述的甲醇和丙酮去除单元。
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