CN110818536A - 一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法 - Google Patents

一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110818536A
CN110818536A CN201911111271.3A CN201911111271A CN110818536A CN 110818536 A CN110818536 A CN 110818536A CN 201911111271 A CN201911111271 A CN 201911111271A CN 110818536 A CN110818536 A CN 110818536A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microreactor
stage
reaction
cumene hydroperoxide
stage microreactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911111271.3A
Other languages
English (en)
Inventor
魏小波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Engineering Group Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Engineering Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Engineering Group Co Ltd filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201911111271.3A priority Critical patent/CN110818536A/zh
Publication of CN110818536A publication Critical patent/CN110818536A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/51—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition
    • C07C45/53—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition of hydroperoxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/08—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by decomposition of hydroperoxides, e.g. cumene hydroperoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/68—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法，涉及化工技术领域。其包括如下步骤：以微反应器装置为反应装置，将过氧化氢异丙苯和催化剂浓硫酸通入微反应器装置中反应，控制反应温度为75‑120℃，浓硫酸的添加量占过氧化氢异丙苯质量的0.01‑0.5％。本发明提供的过氧化氢异丙苯分解方法，在微反应器中进行反应，反应稳定快速，反应由釜式转变为连续流动式，改善了反应操作条件，反应时间大大缩短，生产效率提高了，且提高了设备的安全性和反应过程的选择性，避免了副反应的发生；实现了整个反应过程连续化安全生产。

Description

一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体而言，涉及一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法。
背景技术
异丙苯法生产苯酚丙酮的反应历程主要包括烷基化反应、氧化反应和分解反应。其中，分解反应对产品收率和品质有直接影响。
过氧化氢异丙苯(CHP)在酸性的条件下分解生成苯酚、丙酮的反应，是异丙苯法生产苯酚、丙酮中的重要步骤之一。CHP分解工艺目前主要有UOP、Kellogg的硫酸分解工艺和上海高桥石油化工公司高桥化工厂(以下简称高桥化工厂)的离子交换树脂分解工艺2种。
目前，过氧化氢异丙苯分解反应主要采用浓硫酸作为催化剂，该催化剂具有催化剂用量少、分解迅速、产品收率高等优点，但也存在着一系列的问题：一是催化剂硫酸腐蚀设备，并需要在后续工段加入有机碱进行中和；二是反应剧烈、放热量大，需要大量的物料循环以带走热量，以防飞温导致CHP急剧分解爆炸；三是由于硫酸的强酸性、氧化性及脱水性，使得分解选择性低，存在较多的焦油等副产物；四是采用硫酸作为催化剂，需要对CHP原料进行浓缩，以减少硫酸用量和腐蚀程度，这一过程也增加了操作危险。
CHP分解制苯酚、丙酮反应采用硫酸作催化剂的反应属于强放热反应，1mol的CHP裂解约产生251.2kJ的热量，同时还会伴随有一系列副反应发生。生产中反应温度一般控制在60-80℃，当反应温度达到110-130℃时会发生爆炸性分解。
近二十年来，专家学者一直希望开发出一种新型催化剂来改善硫酸出现的一些问题。以酸性树脂作为催化剂分解CHP反应是从20世纪50年代开始的，60年代中期，前苏联、罗马尼亚、波兰等国家对树脂类催化剂进行了一系列的研究。酸性树脂作为催化剂时反应条件比较温和，工艺流程比硫酸作催化剂时简单，并且不产生含酚废水，后处理简单，所以引起了各个国家的重视。1975年，前苏联在哥萨克有机合成厂建成一套用KY 23型大孔径阳离子交换树脂作催化剂分解CHP装置并且达到中试规模。我国自行研制的“742”阳离子交换树脂分解CHP催化剂1.5万吨/年苯酚/丙酮装置已经在上海高桥化工厂实现连续稳定运行。
然而，酸性树脂在实际生产使用中因在溶液中浸泡而发生溶胀，树脂强度明显降低，易破碎成细小颗粒而随产物流出，给生产带来麻烦，因此树脂类催化剂在工业中未被普遍采用。为了解决酸性树脂浓度分布不均匀的问题，有采用气液固三相循环反应器，催化效果与硫酸相当。为了提高产品收率，保障工艺操作的安全和稳定，通过改进反应器装置的搅拌形式，其明显改善了反应器的酸性树脂和温度分布。然而工业生产中酸性树脂仍存在一系列的问题，使得该催化剂的广泛工业应用还需要更深一步的探索和研究。
高桥化工厂的离子交换树脂分解工艺采用带搅拌的反应器，由于反应器中树脂浓度不均匀，造成反应温度相差很大。反应器下部树脂浓度高，反应激烈，温度高达80～100℃、甚至超过100℃，而反应器上部仅为60～70℃，这不但严重影响产品质量，也给安全生产带来了隐患。
由于过氧化氢异丙苯的分解是强放热反应，所以反应过程中必须及时取走热量，严格控制温度在50-90℃。如果反应热不能及时移出，体系的温度就会升高，而温度的上升必然加速过氧化氢异丙苯的分解，又会放出更多的热量.如此恶性循环就会导致爆炸。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法以解决上述技术问题。
本发明是这样实现的：
一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法，其包括如下步骤：以微反应器装置为反应装置，将过氧化氢异丙苯和催化剂浓硫酸通入微反应器装置中反应，控制反应温度为75-120℃，浓硫酸的添加量占过氧化氢异丙苯质量的0.01-0.5％。
在微反应器装置中进行过氧化氢异丙苯的分解，有利于反应物过氧化氢异丙苯和催化剂浓硫酸的充分混合，在微反应器中可以实现物料的瞬间均匀混合，避免了局部过量，将副反应的发生降至最低；此外，通过微反应器装置内部的微结构使得微反应设备具有较大的比表面积，可以实现热量的快速导出。通过反应器组反应可以实现过氧化氢异丙苯的分解反应温度精确控制，为得到更高的转化率提供了前提，避免了副反应的发生，此外，控制反应温度在75-120℃以内可以防止局部温度过高而造成安全事故的发生。浓硫酸的添加量在上述质量比范围内，可以保证反应物和催化剂的反应更为彻底，避免了反应物或催化剂的添加量不对应而造成大量副产物产生及催化剂的浪费。
在本发明应用较佳的实施例中，上述微反应器装置包括至少两个微反应器，且相邻两个微反应器串联设置，控制微反应器的进出口温度差为0.5-5℃；
优选的，微反应器装置包括至少三个微反应器，且三个微反应器串联设置。
微反应器装置反应温度的控制范围的升降幅度由传统搅拌反应釜法的40-60℃变为0.5-5℃，设置上述升降幅度，可以保证整个微反应器装置的反应温度差异小，反应产物收率和纯度更高。通过串联设置多个微反应器可以保证反应物过氧化氢异丙苯充分分解反应，提升产物丙酮和苯酚的收率。
在本发明应用较佳的实施例中，上述方法包括将过氧化氢异丙苯通入相互串联的第一级微反应器、第二级微反应器和第三级微反应器中，控制第一级微反应器、第二级微反应器和第三级微反应器的进出口温度差均为0.5-5℃；
优选的，第一级微反应器的反应温度低于第二级微反应器和第三级微反应器的反应温度；
优选的，第一级微反应器的反应温度为75-80℃，第二级微反应器的反应温度为85-90℃，第三级微反应器的反应温度为95-120℃。
第一级微反应器的反应温度低于第二级微反应器和第三级微反应器的反应温度，通过采用控制各个反应器不同的反应温度，逐步提高反应温度，控制一定的转化率。由于第一级微反应器中的反应物浓度高，采用控制低的反应温度或控制催化剂的加入量比例，实现控制转化率和转化深度，减少副反应；在第二级微反应器中由于反应物浓度有所降低，适当提高反应温度，或再加入一定量的催化剂，控制反应速度，控制转化率和转化深度，维持较高的反应温度，实现大部分反应物的快速、平稳分解；在第三级微反应器中反应物浓度较低，反应过程中放热不会引起较大的温度变化，进一步提高反应温度，实现反应物过氧化异丙苯的完全分解。此外，在其他实施例中也可再增加一个或多个微反应器串联。
若在第二级微反应器中补加一定量的催化剂，可以加快过氧化氢异丙苯的分解反应，从而提升转化率。通过在第二级微反应器中补加催化剂，可以根据转化率的需要适当减少微反应器的数量，这样设置有利于降低生产成本。
在本发明应用较佳的实施例中，上述第一级微反应器的进料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器总进料组分质量的20-60％，第一级微反应器的出料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器总进料组分质量的10-25％；第二级微反应器的出料端过氧化氢异丙苯占第二级微反应器总进料组分质量的0-10％；第三级微反应器的进料端过氧化氢异丙苯占第三级微反应器总进料组分质量的0-10％。
控制催化剂的加入量比例，实现控制转化率和转化深度，减少副反应的发生。设置第一级微反应器中过氧化氢异丙苯比例较大，催化剂的比例要小，而第二级微反应器中催化剂的比例提升。
在本发明应用较佳的实施例中，上述过氧化氢异丙苯在微反应器的停留时间为0.1-30min；
优选的，过氧化氢异丙苯在微反应器的停留时间为0.1-10min；
更优选的，过氧化氢异丙苯在微反应器的停留时间为0.1-1.5min。
本发明提供的上述制备方法可以实现反应的快速进行，缩短了反应物在反应器中的停留时间。同时反应时间可精确控制，确保反应产量可以达到常规反应器的水平，也可以实现工艺的快速放大及工业化应用。
在本发明应用较佳的实施例中，上述微反应器装置至少为一个；
优选的，微反应器装置的数目为1-50个；
更优选的，多个微反应器装置并联设置。
微反应器装置可以并联多个，可实现生产规模的扩大，同时根据微反应器直接放大的特点，省略了扩大反应规模的研发开支，直接放大生产，缩短了技术开发周期，进一步节约了成本。
在本发明应用较佳的实施例中，上述方法还包括对催化剂浓硫酸在通入微反应器装置前进行循环液稀释；
优选的，循环液为丙酮；
更优选的，循环液的质量与过氧化氢异丙苯质量比0.75-4：1。
用循环液对催化剂浓硫酸进行稀释，可以防止浓硫酸直接添加至过氧化氢异丙苯中时瞬间急剧放热，致使反应温度升高，带来安全隐患。设置丙酮作为循环液，可以避免引入外来的副产物，从而提升产物的纯度。
在本发明应用较佳的实施例中，上述微反应器装置的反应压力为0.01-1MPa；
优选的，反应器组的反应压力为0.01-0.1MPa。
在上述微反应器装置均为常压反应，本发明的反应物全是液体，不需要加压反应。
在本发明应用较佳的实施例中，上述方法还包括将微反应器装置反应后的产物进行丙酮和苯酚的分离；
优选的，将微反应器装置反应后的产物通入粗丙酮塔进行蒸馏，从粗丙酮塔的顶端分离出丙酮，从粗丙酮塔的底端分离出苯酚。
在本发明应用较佳的实施例中，上述方法还包括将粗丙酮塔的底端分离出苯酚通入苯酚精制系统进行精制。
通过粗丙酮塔进一步分离制备苯酚和丙酮，可以实现苯酚的精制和丙酮的再循环利用。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法。该方法在微反应器装置中进行过氧化氢异丙苯的分解，有利于反应物过氧化氢异丙苯和催化剂浓硫酸的充分混合，在微反应器中可以实现物料的瞬间均匀混合，避免了局部过量，将副反应的发生降至最低；此外，通过微反应器装置内部的微结构使得微反应设备具有较大的比表面积，可以实现热量的快速导出，确保反应器安全操作。及时的移出氧化反应热，并准确地控制反应器内的温度，精确控制反应物与催化剂的添加量，有利于实现整个反应过程连续化安全生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的实施过氧化氢异丙苯分解为苯酚和丙酮方法的装置示意图；
图2为本发明提供的微反应器内部结构示意图。
1-过氧化异丙苯原料罐；2-浓硫酸罐；101-第一级微反应器；102-第二级微反应器；103-第三级微反应器；201-第四级微反应器；202-第五级微反应器；203-第六级微反应器；E1-第一热交换器；E2-第二热交换器；E3-第三热交换器；3-硫酸丙酮混合罐；5-中间罐；6-粗丙酮塔；7-丙酮精制系统；8-精丙酮罐；9-粗苯酚精制系统；10-精苯酚罐。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法，本发明中的微反应器为购自德国的拜耳公司的Miterowa，步骤如下：
将过氧化氢异丙基苯从过氧化异丙苯原料罐1中分别通入至第一级微反应器装置和第二级反应器组中，第一级微反应器装置和第二级反应器组并联设置，第一级微反应器装置包括第一级微反应器101、第二级微反应器102和第三级微反应器103，第二级微反应器装置包括第四级微反应器201、第五级微反应器202和第六级微反应器203。
参照图1所示，第一级微反应器101、第二级微反应器102和第三级微反应器103依次串联设置，第四级微反应器201、第五级微反应器202和第六级微反应器203依次串联设置。过氧化异丙苯原料罐1中的过氧化异丙苯分别通入第一级微反应器101和第四级微反应器201中。
从浓硫酸罐2中引入常温的浓硫酸进入硫酸丙酮混合罐3内进行常温稀释，并将稀释后的浓硫酸通入第一级微反应器101和第四级微反应器201中，控制丙酮溶液与总CHP(过氧化异丙苯)质量的比例为3:1，硫酸催化剂的量为总CHP质量的0.04％。反应物在第一级微反应器101和第四级微反应器201中停留时间均为1.5分钟。第一级微反应器101和第四级微反应器201的反应条件相同。
第一级微反应器101的反应条件为：反应温度75℃，反应压力0.01MPa；开启换热系统第一热交换器E1，控制微反应器的反应温度。进料CHP质量与丙酮溶液的质量比为1:3，第一级微反应器101的出料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器101总进料组分质量的25％。实际出口的温度在73-75℃之间波动。
在第一级微反应器101的出口串联第二级微反应器102，控制第二级微反应器102的反应温度为：90℃，反应压力0.013MPa；开启换热系统第二热交换器E2，控制换热系统第二热交换器E2的温度为90℃，反应物在该微反应器中停留时间为1.5分钟。实际出口的温度在88-90℃之间波动。第二级微反应器102的出料端过氧化氢异丙苯占第二级微反应器102总进料组分质量的5％。
本实施例中设置第二级微反应器102和第五级微反应器202的反应条件相同。
在第二级微反应器102出口串联第三级微反应器103，同时第三级微反应器103的反应条件为：反应温度120℃，反应压力0.013MPa；开启换热系统第三热交换器E3，控制换热系统热交换器E3的温度为120℃，反应物在该微反应器中停留时间为1.5分钟，实际出口的温度在119±0.5℃之间。本实施例中设置第三级微反应器103和第六级微反应器203的反应条件相同。
本实施例提供的方法CHP的转化率为99.99％。
将第三级微反应器103和第六级微反应器203反应后的产物导入中间罐5中进行混合，经粗丙酮塔6蒸馏，从塔顶部分离出粗丙酮，粗丙酮进入丙酮精制系统7进行精制，部分粗丙酮返回反应系统的硫酸丙酮混合罐3，稀释浓硫酸催化剂继续催化反应，最后在精丙酮罐8中收集精丙酮。粗丙酮塔6塔底得到的粗苯酚进入粗苯酚精制系统9进行精制，最后在精苯酚罐10中收集精苯酚。
进一步地，本发明采用的微反应器的内部结构和换热原理参照图2所示，反应物料从微反应器的一端进入混匀，在微反应器中间进行氧化分解反应，释放的热量通过上下的换热层进行传热。
当反应器的反应温度低于90-100℃时，选择水作为换热介质；当反应器的反应温度高于90-100℃时，选择沸点较高的介质，如硅油、甘油或乙二醇。
实施例2
本实施例提供了一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法，本发明中的微反应器为购自德国的拜耳公司的Miterowa，步骤如下：
将过氧化氢异丙基苯从过氧化异丙苯原料罐1中分别通入至第一级微反应器装置和第二级反应器组中，第一级微反应器装置和第二级反应器组并联设置，第一级微反应器装置包括第一级微反应器101、第二级微反应器102和第三级微反应器103，第二级微反应器装置包括第四级微反应器201、第五级微反应器202和第六级微反应器203。
参照图1所示，第一级微反应器101、第二级微反应器102和第三级微反应器103依次串联设置，第四级微反应器201、第五级微反应器202和第六级微反应器203依次串联设置。过氧化异丙苯原料罐1中的过氧化异丙苯分别通入第一级微反应器101和第四级微反应器201中。
从浓硫酸罐2中引入常温的浓硫酸进入硫酸丙酮混合罐3内进行常温稀释，并将稀释后的浓硫酸通入第一级微反应器101和第四级微反应器201中，控制丙酮溶液与总CHP(过氧化异丙苯)质量的比例为3:2，硫酸催化剂的量为总CHP质量的0.04％。反应物在第一级微反应器101和第四级微反应器201中停留时间均为1.5分钟。第一级微反应器101和第四级微反应器201的反应条件相同。
第一级微反应器101的反应条件为：反应温度85℃，反应压力0.01MPa；开启换热系统第一热交换器E1，控制微反应器的反应温度。进料CHP质量与丙酮溶液的质量比为2:3，第一级微反应器101的出料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器101总进料组分质量的15％。实际出口的温度在83-85℃之间波动。
在第一级微反应器101的出口串联第二级微反应器102，控制第二级微反应器102的反应温度为：90℃，反应压力0.013MPa；开启换热系统第二热交换器E2，控制换热系统第二热交换器E2的温度为90℃，反应物在该微反应器中停留时间为1.5分钟。实际出口的温度在89-90℃之间波动。第二级微反应器的出料端过氧化氢异丙苯占第二级微反应器总进料组分质量的5％。
本实施例中设置第二级微反应器102和第五级微反应器202的反应条件相同。
在第二级微反应器102出口串联第三级微反应器103，同时第三级微反应器103的反应条件为：反应温度120℃，反应压力0.013MPa；开启换热系统第三热交换器E3，控制换热系统热交换器E3的温度为120℃，反应物在该微反应器中停留时间为1分钟，实际出口的温度在119-120℃之间。本实施例中设置第三级微反应器103和第六级微反应器203的反应条件相同。
本实施例提供的方法CHP的转化率为99.99％。
将第三级微反应器103和第六级微反应器203反应后的产物导入中间罐5中进行混合，经粗丙酮塔6蒸馏，从塔顶部分离出粗丙酮，粗丙酮进入丙酮精制系统7进行精制，部分粗丙酮返回反应系统的硫酸丙酮混合罐3，稀释浓硫酸催化剂继续催化反应，最后在精丙酮罐8中收集精丙酮。粗丙酮塔6塔底得到的粗苯酚进入粗苯酚精制系统9进行精制，最后在精苯酚罐10中收集精苯酚。
实施例3
本实施例提供了一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法，步骤如下：
本实施例提供了一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法，步骤如下：
将过氧化氢异丙基苯从过氧化异丙苯原料罐1中分别通入至第一级微反应器装置和第二级反应器组中，第一级微反应器装置和第二级反应器组并联设置，第一级微反应器装置包括第一级微反应器101、第二级微反应器102和第三级微反应器103，第二级微反应器装置包括第四级微反应器201、第五级微反应器202和第六级微反应器203。
参照图1所示，第一级微反应器101、第二级微反应器102和第三级微反应器103依次串联设置，第四级微反应器201、第五级微反应器202和第六级微反应器203依次串联设置。过氧化异丙苯原料罐1中的过氧化异丙苯分别通入第一级微反应器101和第四级微反应器201中。
从浓硫酸罐2中引入常温的浓硫酸进入硫酸丙酮混合罐3内进行常温稀释，并将稀释后的浓硫酸通入第一级微反应器101和第四级微反应器201中，控制丙酮溶液与总CHP(过氧化异丙苯)质量的比例为3:1，硫酸催化剂的量为总CHP质量的0.04％。反应物在第一级微反应器101和第四级微反应器201中停留时间均为1.5分钟。第一级微反应器101和第四级微反应器201的反应条件相同。
第一级微反应器101的反应条件为：反应温度85℃，反应压力0.01MPa；开启换热系统第一热交换器E1，控制微反应器的反应温度。进料CHP质量与丙酮溶液的质量比为1:3，第一级微反应器101的出料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器101总进料组分质量的10％。实际出口的温度在83-85℃之间波动。
在第一级微反应器101的出口串联第二级微反应器102，控制第二级微反应器102的反应温度为：90℃，反应压力0.013MPa；开启换热系统第二热交换器E2，控制换热系统第二热交换器E2的温度为90℃，反应物在该微反应器中停留时间为1.5分钟。实际出口的温度在89-90℃之间波动。
本实施例中设置第二级微反应器102和第五级微反应器202的反应条件相同。
本实施例提供的方法CHP的转化率为99.99％。
后处理苯酚和丙酮的方法与实施例2相同。
实施例4
本实施例提供了一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法，步骤如下：
将过氧化异丙苯原料罐1中的过氧化异丙苯分别通入第一级微反应器101和第四级微反应器201中。
从浓硫酸罐2中引入常温的浓硫酸进入硫酸丙酮混合罐3内进行常温稀释，并将稀释后的浓硫酸通入第一级微反应器101和第四级微反应器201中，控制丙酮溶液与总CHP(过氧化异丙苯)质量的比例为1:1，硫酸催化剂的量为总CHP质量的0.04％。反应物在第一级微反应器101和第四级微反应器201中停留时间均为1.5分钟。第一级微反应器101和第四级微反应器201的反应条件相同。
第一级微反应器101的反应条件为：反应温度85℃，反应压力0.01MPa；开启换热系统第一热交换器E1，控制微反应器的反应温度。进料CHP质量与丙酮溶液的质量比为1:1，第一级微反应器101的出料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器101总进料组分质量的10％。实际出口的温度在83-85℃之间波动。
在第一级微反应器101的出口串联第二级微反应器102，控制第二级微反应器102的反应温度为：90℃，反应压力0.013MPa；开启换热系统第二热交换器E2，控制换热系统第二热交换器E2的温度为90℃，反应物在该微反应器中停留时间为1.5分钟。实际出口的温度在88-90℃之间波动。
本实施例中设置第二级微反应器102和第五级微反应器202的反应条件相同。
本实施例提供的方法CHP的转化率为99.99％。
后处理苯酚和丙酮的方法与实施例2相同。
实施例5
与实施例4的区别仅在于反应器的条件不同，其余均相同。不同的反应条件如下：
第一级微反应器101的反应条件为：反应温度75℃，反应压力0.01MPa；开启换热系统第一热交换器E1，控制微反应器的反应温度。进料CHP质量与丙酮溶液的质量比为1:1，硫酸催化剂的量为总CHP质量的0.06％。第一级微反应器101的出料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器101组分质量的25％。实际出口的温度在73-75℃之间波动。
在第一级微反应器101的出口串联第二级微反应器102，控制第二级微反应器102的反应温度为：75℃，反应压力0.013MPa；开启换热系统第二热交换器E2，控制换热系统第二热交换器E2的温度为75℃，反应物在该微反应器中停留时间为1.5分钟。实际出口的温度在73-75℃之间波动。第二级微反应器的出料端过氧化氢异丙苯占第二级微反应器总进料组分质量的10％。
本实施例中设置第二级微反应器102和第五级微反应器202的反应条件相同。
在第二级微反应器102出口串联第三级微反应器103，同时第三级微反应器103的反应条件为：反应温度75℃，反应压力0.013MPa；开启换热系统第三热交换器E3，控制换热系统热交换器E3的温度为75℃，反应物在该微反应器中停留时间为1分钟，实际出口的温度在73-75℃之间。本实施例中设置第三级微反应器103和第六级微反应器203的反应条件相同。
本实施例提供的方法CHP的转化率为99.99％。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于硫酸催化剂的添加量为总CHP质量的0.005％。其余反应条件和设备相同，本对比例提供的方法CHP的转化率为51％。
对比例2
本对比例与实施例5的区别在于反应器的反应温度均为65℃。其余反应条件和设备相同，本对比例提供的方法CHP的转化率为40％。
本发明提供的过氧化氢异丙苯分解方法，在微反应器中进行反应，反应温度的控制范围的升降幅度由传统法的40-60℃变为0.5-5℃，反应稳定快速，反应由釜式转变为连续流动式，改善了反应操作条件，反应时间大大缩短，生产效率提高了，且提高了设备的安全性和反应过程的选择性，避免了副反应的发生；实现了整个反应过程连续化安全生产。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法，其特征在于，其包括如下步骤：以微反应器装置为反应装置，将过氧化氢异丙苯和催化剂浓硫酸通入微反应器装置中反应，控制反应温度为75-120℃，所述浓硫酸的添加量占所述过氧化氢异丙苯质量的0.01-0.5％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微反应器装置包括至少两个微反应器，且相邻两个微反应器串联设置，控制所述微反应器的进出口温度差为0.5-5℃；
优选的，所述微反应器装置包括至少三个微反应器，且三个微反应器串联设置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括将过氧化氢异丙苯通入相互串联的第一级微反应器、第二级微反应器和第三级微反应器中，控制第一级微反应器、第二级微反应器和第三级微反应器的进出口温度差均为0.5-5℃；
优选的，所述第一级微反应器的反应温度低于所述第二级微反应器和所述第三级微反应器的反应温度；
优选的，所述第一级微反应器的反应温度为75-80℃，所述第二级微反应器的反应温度为85-90℃，所述第三级微反应器的反应温度为95-120℃。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一级微反应器的进料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器总进料组分质量的20-60％，所述第一级微反应器的出料端过氧化氢异丙苯占第一级微反应器总进料组分质量的10-25％；所述第二级微反应器的出料端过氧化氢异丙苯占第二级微反应器总进料组分质量的0-10％；所述第三级微反应器的进料端过氧化氢异丙苯占第三级微反应器总进料组分质量的0-10％。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢异丙苯在每个微反应器的停留时间为0.1-30min；
优选的，所述过氧化氢异丙苯在每个微反应器的停留时间为0.1-10min；
更优选的，所述过氧化氢异丙苯在每个微反应器的停留时间为0.1-1.5min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微反应器装置至少为一个；
优选的，所述微反应器装置的数目为1-50个；
更优选的，多个所述微反应器装置并联设置。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对催化剂浓硫酸在通入微反应器装置前进行循环液稀释；
优选的，所述循环液为丙酮；
更优选的，所述循环液的质量与所述过氧化氢异丙苯质量比0.75-4：1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微反应器装置的反应压力为0.01-1MPa；
优选的，所述反应器装置的反应压力为0.01-0.1MPa。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将微反应器装置反应后的产物进行丙酮和苯酚的分离；
优选的，将微反应器装置反应后的产物通入粗丙酮塔进行蒸馏，从粗丙酮塔的顶端分离出丙酮，从粗丙酮塔的底端分离出苯酚。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将粗丙酮塔的底端分离出苯酚通入苯酚精制系统进行精制。
CN201911111271.3A 2019-11-13 2019-11-13 一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法 Pending CN110818536A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911111271.3A CN110818536A (zh) 2019-11-13 2019-11-13 一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911111271.3A CN110818536A (zh) 2019-11-13 2019-11-13 一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110818536A true CN110818536A (zh) 2020-02-21

Family

ID=69555005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911111271.3A Pending CN110818536A (zh) 2019-11-13 2019-11-13 一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110818536A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1089593A (zh) * 1992-09-14 1994-07-20 通用电气公司 氢过氧化枯烯强化分解制备苯酚和丙酮的方法
WO2001030732A1 (de) * 1999-10-22 2001-05-03 Phenolchemie Gmbh & Co. Kg Verfahren und vorrichtung zur herstellung von phenol und aceton durch säurekatalysierte homogene spaltung von cumolhydroperoxid
CN104151144A (zh) * 2014-07-16 2014-11-19 常州大学 一种过氧化氢异丙苯分解制苯酚/丙酮的方法
EP2358655B1 (en) * 2008-10-16 2015-05-06 SABIC Innovative Plastics IP B.V. Method for producing phenol and acetone
CN107501050A (zh) * 2017-08-28 2017-12-22 常州大学 一种采用微通道反应器制备苯酚的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1089593A (zh) * 1992-09-14 1994-07-20 通用电气公司 氢过氧化枯烯强化分解制备苯酚和丙酮的方法
WO2001030732A1 (de) * 1999-10-22 2001-05-03 Phenolchemie Gmbh & Co. Kg Verfahren und vorrichtung zur herstellung von phenol und aceton durch säurekatalysierte homogene spaltung von cumolhydroperoxid
EP2358655B1 (en) * 2008-10-16 2015-05-06 SABIC Innovative Plastics IP B.V. Method for producing phenol and acetone
CN104151144A (zh) * 2014-07-16 2014-11-19 常州大学 一种过氧化氢异丙苯分解制苯酚/丙酮的方法
CN107501050A (zh) * 2017-08-28 2017-12-22 常州大学 一种采用微通道反应器制备苯酚的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101544911B (zh) 氯化石蜡-52生产中物料自循环换热方法及其氯化反应装置
KR100937463B1 (ko) 큐멘 하이드로퍼옥사이드의 분해
CN106573853B (zh) 控制二甲基苄醇到在枯烯氧化处理期间形成的氢过氧化枯烯的转化
CN110467595A (zh) 一种无硫酸法三聚甲醛合成装置及其合成工艺路线
KR20000057572A (ko) 큐멘으로 부터 페놀 및 아세톤을 제조하는 방법
CN104151144A (zh) 一种过氧化氢异丙苯分解制苯酚/丙酮的方法
CN112499592A (zh) 一种基于蒽醌法制备双氧水的系统及工艺
CN110818536A (zh) 一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法
CN107778131B (zh) 一种基于多层双环流导流筒鼓泡反应器制备环己醇和环己酮的方法
CN115121186A (zh) 一种对叔丁基苯酚连续生产系统及工艺
CN107778132B (zh) 一种基于多层导流筒鼓泡反应器制备环己醇和环己酮的方法
CN100412043C (zh) 树脂催化制备4,6-二叔丁基间苯二酚的方法
CN212128027U (zh) 一种异丙苯制备苯酚的智能强化系统
KR20230159436A (ko) 쿠멘하이드로퍼옥사이드의 제조 설비 및 제조 방법
EP3512827B1 (en) Process for the production of methyl isobutyl ketone from acetone
CN112358392A (zh) 一种管式反应器高效合成精己二酸的方法
CN112778136A (zh) 一种2,5-二氯硝基苯及其微通道连续合成工艺
CN212128028U (zh) 一种基于微界面强化异丙苯制备苯酚的系统
CN110551001B (zh) 一种制备环己醇和环己酮的装置和方法
CN210683639U (zh) 一种环己烷氧化反应装置
CN1435401A (zh) 制备环已醇和环已酮的工艺
JP3711504B2 (ja) 工業用クメンヒドロペルオキシドのフェノール、アセトン及びα−メチルスチレンへの酸分解方法
CN115231984B (zh) 一种氟化氢高效催化及快速分离的烷基苯生产工艺和装置
CN110577461B (zh) 一种环己烷氧化反应装置及方法
CN210796287U (zh) 一种制备环己醇和环己酮的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200221