CS239572B1 - Spdsob spracovania z výšku z výroby fenolu kuménovýni spdsobom a zariadenie na vykonávanie tohoto sposobu - Google Patents

Description

239572

Vynález sa týká sposobu spracovania zvyš-ku z výroby fenolu kuménovým spůsoboma zariadenia na vykonávanie tohoto spůso-bu.

Podstatou súbežnej přípravy fenolu a ace-tonu, nazývanej tiež kuménový sposob, je al-kylácia benzénu propylénom na kumén, je-ho oxidácia kyslíkom na kumén-hydroper-oxid a následný rozklad, katalyzovaný kyse-linou sírovou za vzniku fenolu a acetonu,ktoré sa destilačne izolujú. Ako vedfajšieprodukty vznikajú acetofenón, dimetylfe-nylkarbinol, alfa-metylstyrén, diméry alfa--metylstyrénu, kumylfenoly a iné látky včí-tane živičnatých. V destilačnom zvyšku sanachádzajúce látky za přídavku kyseliny sí-rovej a zvýšenej teplote uvofňujú další pordiel žiadaného fenolu a vzniká smolovítá lát-ka kyslej povahy používaná zvačša ako zlož-ka do menej kvalitných vykurovacích ole-jov, čo je ekonomicky nevýhodné. Rastúcidopyt po produktoch, ktoré sa nachádzajúv destilačnom zvyšku si vyžaduje jeho spra-covanie. Z destilačných zvyškov súbežnej přípra-vy fenolu a acetonu kuménovým spůsobomje možné extrahovat glykolom p-kúmylfe-nol vysokej čistoty [japonský patent číslo74 28.741). Pódia rumunského patentu 57 169 sa des-tilacný zvyšok rozdělí destilačne na 1'ahkúfrakciu obsahujúcu fenol, alfa-metylstrén,acetofenón a dimetylfenylkarbinol a ťažkúfrakciu obsahujúci dimér alfa-metylstyrénua p-kumylfenol, ktorý možno získat kryšta-lizáciou. Z 1’ahkej frakcie po přídavku feno-lu a chlorovodíků sa získá další podiel p--kumylfenolu a po neutralizácii a odděleníacetofenónu sa recykluje v deliacom proce-se.

Iný postup (patent V. Británie 1 235 415)předpokládá rektifikačné oddelenie frakciebohatej na kumylfenoly a diméry alfa-me-tylstyrénu, z ktorej vykrystalizuje p kumyl-fenol, ktorý po odstředění a premytí roz-púšťadlom je produktom vo výtažku 31 %.

Podobný postup (taliansky patent 722 524)vychádza z rektifikačne oddelenej frakcieobohatenej na p-kumylfenol. Z nej rekryš-talizáciou z n-pentánu pri 10 °C a po pre-mytí n-pentánom sa získá p-kumylfenol svýťažkom 79,5 % o čistotě 98,5 °/o hmot.

Další postup předpokládá odparenie zvyš-ku v tenkom filme v priebehu 5 sekund priteplote 158 °C a tlaku 1,3 kPa s následnourekryštalizáciou z prostredia tetraméru pro-pylénu (pat. V. Británie 1 411 730).

Predmetom vynálezu, ktorý zmierňuje u-vedené nevýhody je spůsob spracovaniazvyšku z výroby fenolu kuménovým spůso-bom, ktorého podstatou je neutralizácia ky-selin obsiahnutých v zvyšku hydroxidom,hydrouhličitanom, uhličitanom alebo feno-látom alkalickým, rektifikáciou za znížené-ho tlaku sa oddělí frakcia vriaca do 85 °Cpri 1,3 kPa, následnou destiláciou za zníže-ného tlaku sa oddělí frakcia vriaca do 1900

Celsia pri 0,1 kPa s obsahom minimálně 85percent hmot. polohových izomérov kumyl-fenolu, pričom destilačný zvyšok nepřesa-huje 20 % hmotnostných násady na spraco-vanie, ktorú možno rekryštalizáciou z pro-stredia uhfovodíka o počte atómov uhlíkav molekule rovnom 5 až 7 spracovať na p--kumylfenol o koncentrácii minimálně 99 %hmot. Zariadenie na vykonáváme spůsobupodfa vynálezu pozostáva zo zásobníka su-roviny spojeného s kolonou, do ktorej ústizásobník neutralizačného činidla, spojené-ho so zásobníkom predných podielov a vá-kuovou destiláciou, spojenou so zásobníkorhmedzifrakcie a zásobníkom destilačnéhozvyšku, ďalej so zásobníkom surového ku-mylfenolu, ktorý je spojený s kryštalizáto-rom, filtrom a zásobníkom kumylfenolu, pri-čom filter je spojený s regenerátorom roz-púšťadla spojeným so zásobníkom spalitel-ného odpadu a zásobníkom rozpúšťadla spo-jeným s rekryštalizátorom.

Zariadenie na vykonáváme sposobu podfavynálezu pracuje následovně. Zo zásobníkasuroviny sa nadávkuje do kolony potřebnémnožstvo suroviny. Zo zásobníka neutrali-začného činidla sa do suroviny přidá vypo-čítané množstvo neutralizačného činidla,ktoré zreaguje s kyselinami přítomnými vsurovině. Po zapojení ohřevu a vákua sa od-rektifikujú predné podiely do zásobníkapredných podielov. Obsah vařáku kolony sapremiestni do vákuovej destilácie, kde saoddělí medzifrakcia do zásobníka medzifrak-cie, surový kumylfenol sa oddělí do zásob-ní-ka surového kumylfenolu a destilačný zvy-šok sa přečerpá do zásobníka destilačnýchzvyškov. Surový kumylfenol zo zásobníkasurového kumylfenolu sa buď odoberá akoprodukt, alebo sa premiestni do kryštalizá-tora, kde sa zo zásobníka rozpúšťadla při-pustí rozpúšťadlo a prebehne rekryštalizá-cia, následné na filtri sa oddělí kumylfenola premiestni do zásobníka kumylfenolu akofinálny produkt. Filtrát sa spracuje v rege-nerátore rozpúšťadla na recirkulujúce roz-púšťadlo, ktoré sa přečerpá do zásobníkarozpúšťadla a spalitelný odpad, ktorý savypustí do zásobníka spalitelného odpadu.Obměny tohoto postupu spočívajúceho v re-cyklácii odpadajúcich látok sú jeho nepod-statnou obměnou a sú určované ekonomic-kými požiadavkami na základe analýz ob-sahu žiadaných produktov v odpadajúcichlátkách.

Hlavný účinok vynálezu spočívá v tom, žeumožňuje vyššie zhodnotenie suroviny do-posial používanej prevažne na energetickézúžitkovanie. Z híadiska hlavného získáva-ného produktu je možné získať zmes polofihových izomérov kumylfenolu .o obsahu 85percent hmotnostných, poťažne p-kumylfe-nol o čistotě minimálně 99 % hmotnostných,Tieto dva stupně čistoty sú dané zamýšle-ným dalším spracovaním produktov. Prvýprodukt je možné použiť pre menej nároč- 239572 5 né účely, ako například přípravu fenolform-aldehydových živíc základnej zložky lepi-die, přípravu syntetických trieslív, CSSR AO210 966, a v tých prípadoch, keď nečistoty,prevažne nasýtené a nenasýtené alkylaro-matické uhlovodíky, nevadia pri ďalšomspracovaní alebo- sa dajú pohodlné od vý-sledného produktu oddělit. Druhý produktje určený pre náročnejšie syntézy, ako súniektoré typy antloxidantov, připadne de-zinfekčných činidiel, ako aj čistých synte-tických trieslív (syntánov J. Navrhovaný po-stup je z híadiska požiadaviek ekologie ne-závadný, nerezultujú z něho žiadne odpa-dy, ktoré by nebolo možné likvidovat spá-lením, najlepšie ako přísada do mazutu preenergetické účely, čo sa vykonávalo aj do-posiaf, naviac sa potláčajú nepříjemné ko-rozně vlastnosti suroviny, ako aj produk-tov, čo doposiaí sposobovalo nepříjemnos-ti pri ich energetickom zužitkovaní. Postupumožňuje pri opakovanom využívaní vyfa-žiť zo suroviny cez 90 % hmotnostných pří-tomných polohových izomérov kumylfeno-lu alebo p-kumylfenolu, Výtažok žiadanýchproduktov je možné zvyšovat hlavně recyk-láciou medzifrakcií a rozpúšťadla, ktoré bo-lo použité, pričom sa jednoduchá techno-lógia procesu nekomplikuje. Použité roz-púšťadlo može byť pódia nároku alkán, aro-mát, cyklán, alkylaromát, alkylcyklán, che-mický jedinec, potažné ich zmes, tiež všaktechnická frakcia, pričom rozhodujú hlav-ně aspekty, dostupnosti a ekonomiky. Ne-utralizáciou kyseliny sírovej, potažné alkyl-alebo aryl-sírových kyselin sa zníži na mi-nimum korozívnosť spracovávaných mate-riálov a potlačia sa nežiadúce vedfajšie anásledné reakcie, tiež sa do určitej teplotypotlačí termický rozklad spracovávanéhodestilačného zvyšku. Neutralizačně činidloje výhodné použit v určitom nadbytku, na-příklad 20 % molových, pričom sa jeho vý-běr v rámci rozsahu uvedenom v nárokochnie sú speciálně požiadavky.

Frakciu získanú rektifikáciou obsahujú-cu hlavně fenol, acetofenón, alfa-metylsty-rén a dimetylfenylkarbinol je potřebné vrá-tit do delíaceho procesu predchádzajúcemuspracovaniu destilačného zvyšku, kde sarozdělí na jednotlivé zložky a expeduje naďalšie spracovanie. Prebytočné alebo vyta-žené frakcie, potažné zvyšky, po zbavení roz-púšťadla je možné použit na riedenie zvyš-ku z vákuovej destilácie určeného na spa-1'ovanie. Nároky na rektifikáciu. nie sú vel-ké, postačuje kolona spravidla s niekofký-mi etážami, maximálně do počtu 5, reflux-ný poměr može byt blízky 1. Príznakom kon-ca destilácie za vakua je vývoj dymov, po-tažné sfarbovanie destilátu a je skór závis-lé na teplote vo vařáku, přibližné 220 až240 °C, ako na použitom destilačnom tlaku,ktorý je výhodné udržiavať na hodnotě 0,1kPa, pričom použitie iného tlaku nie je vy-lúčené. Je důležité podotknúť, že sa v tých-to prípadoch jedná presnejšie o koncový tlak neskondenzovaných plynov a pár me-raný spravidla po výmrazení a před sacímhrdloin použitého vakuového agregátu. Privákuovej destilácii sa odporúča použit ú-činné zariadenie na odlučovanie kvapiek, svýhodou také, ktoré je schopné zabránit ajprestrekom destilovanej látky do chladiča.Je výhodné udržiavať látky na takej teplote,aby nevykryštalizovali, čo platí aj pre chla-dič vákuovej destilácie najmfi ku konců des-tilácie. Zvýšit čistotu produktov je možnétiež opakováním operócií ako je destilácia,potažné rekryštalizácis. Příklad zariadenia podta vynálezu je zná-zorněný na obr. 1 vo formě schémy zapoje-nia jednotlivých aparátov.

Zariadenie pre spracovanie zvyšku z výro-by fenolu kuménovým sposobom pozostávazo zásobníka 1 suroviny spojeného s kolo-nou 2, do ktorej ústi zásobník 3 neutrali-začného činidla, spojenou so zásobníkom 4predných podielov a vakuovou destiláciouS, spojenou so zásobníkom 6 medzifrakciea zásobníkom 7 destilačného zvyšku, ďalejso zásobníkom 8 surového kumylfenolu, kto-rý je spojený s kryštalizátorom 9, filtrom 10a zásobníkom 11 kumylfenolu, pričom filter10 je spojený s regenerátorom 12 rozpúšťa-dla spojeným so zásobníkom 14 spalitelné-ho odpadu a zásobníkom 13 rozpúšťadlaspojeným s kryštalizátorom 9. Příklad

Vzorka zvyškov kuménového fenolu ohmotnosti 2 745,80 g o zložení uvedenom vtabuíke 1 v treťom stípci s obsahom kyselin1,21 % hmotnostného, přepočítané na kyse-linu sírovú bola neutralizovaná prídavkom37,00 g uhličitanu sodného.

Takto upravená vzorka bola rektifikova-ná na koloně typ Vigreaux o dížke 100 cm,priemer 3 cm za tlaku 1,3 kPa a refluxnompomere 5. Získalo sa 210 g destilátu opísa-ného v tabuíke 1 v štvrtom stípci. Zvyšokvo vařáku sa podrobil vákuovej destiláciipri tlaku 0,1 kPa a získali sa tri frakcie o-písané v tabuíke 1, v piatom, šiestom a sied-mom stípci; zvyšok uvedený v osmom štíp-ek Spojením frakci! v šiestom a siedmomstípci a ich rekryštalizácii ž benzenu sa zís-kalo 1 310 g p-kumylfenolu o čistotě vyššejako 99 % hmotnostných, čo představuje 87percent hmotnostných p-kumylfenolu pří-tomného v násadě.

Analýzy sa uskutečňovali metódau. plyno-vej chromatografie na přístroji typu Hew-lett-Packard 5830 A s plameňoionizačnýmdetektorom, na celosklenených kolonách,naplněných 5 % Carbowaxu 20 M na Chro-matome M AW DMEŠ o zrnění 0,1 až 0,125milimetrov, dížka kolon 60 cm, priemer ko-lon 0,3 cm. Teplotný program: pracovna tep-lota 100 až 200 °C; teplotný gradient 10 °Gmin-1. Prietok nosného plynu, dusíka, bol28 cm3 min-1. 239572

Vynález je možné využit při spracovanizvyškov z výroby fenolu kuménovým sposo-bom, hlavně za účelom získania technické-ho kumylfenolu s obsahom izomérov ku- mylfenolu minimálně 85 % hmotnostných,potažné 99 % hmotnostných p-kumylfeno-lu.

Tabulka 1

Bilančná destilácia zvyšku z výroby fenolu kuménovým sposobom Násada

Fenol

Acetofe- nón a-metyl-styrénDimetyl-izopropyl-indén + + trime- tyllzopro- pylindén

Dimetylfe- nylkarbi- nol 1,1,3-tri- metyl-3- -fenylin- dán 2,4-dife- nyl-4-me- tyl-2-pen- tén 2,4-dife- nyl-4-me- tyl-l-pen- tén o-kumyl- fenol m-kumyl- fenol p-kumyl- fenol

Neidenti- fikované látky

Nedestilo- vatelný zvyšok S ú č e t 2 [°/o hm.]íg] [% hm.]Hg] [°/o hm.]'f Kl [ °/o hm.][g] ' [ °/o hm.]í[g] [% hm.]![g] [°/o hm.]í[g] [% hm.][g] [% hm.] -[g] [°/o hm.][g] [% hm.][g] [% hm.][g] [% hm.][g] [ % hm. ][g]

+pri 0,1 kPa a 210 °C++pri 0,1 kPa a 190 °C 1,42 38.984,11 112,82 0,80 21,96 0,40 10.98 0,40 10,98 0,40 10,98 10,90 299,21 3,45 94,70 0,25 6,86 5,40 148,23 54,80 1504,26 1,67 45,84 16,00+440,00 + 100,00 2745,80 I. II. III. IV. Frakcia Frakcia Frakcia Frakcia. Teplota Teplota Teplota Teplota Zvyšok Súčet hlavy hlavy hlavy hlavy 60 až 85 35 až 130 130 až 163 163 až 190 stupňov C stupňov G stupňov C stupňov C Teplota Teplota Teplota Teplota vařáku vařáku vařáku vařáku 90 až 110 70 až 160 160 až 175 185 až 220 stupňov C stupňov C stupňov C stupňov C Tlak Tlak Tlak Tlak 1,3 kPa 0,1 kPa 0,1 kPa 0,1 kPa 4 5 6 7 8 9 13,30 0,50 0 2,00 27,93 2,25 0 8,80 38,98 53,75 0 0 0,02 112,87 0 0 0,09 112,91 10,20 0,04 0 0 21,42 0,18 0 0 21,60 . 5,30 0 0 0 11,13 0 0 0 11,13 5,10 0,40 0 0,01 10,71 1,80 0 0,04 12,55 1,50 1,70 0 0 3,15 7,65 0 0 10,80 2,60 41,20 8,00 2,70 5,46 185,40 96,40 11,88 299,14 0,40 11,00 3,50 0,50 0,84 49,50 42,18 2,20 94,72 0 0,70 0 0,80 0 3,15 0 3,52 6,67 1,20 18,40 4,50 2,00 2,52 82,80 54,22 8,80 148,34 0 24,20 84,00 87,00 0 108,90 1012,9 382,80 1503,90 6,65 1,86 0 4,97 13,97 8,37 0 21,87 44,21 0 0 0 0 100,00+ + 0 0 0 0 440,00+ + 440,00 100,00 100,00 100,00 100,00 210,00 450,00 1205,0 440,00 2744,95

Claims (2)

IQ P R E D Μ E T

1. Sposob spracovania zvyšku z výrobyfenolu kuménovým spósobom vyznačujúcisa tým, že v lioni obsiahnutékyseliny sa ne-utralizujú hydroxidom, hydrouhličitanom,uhličitanom alebo fenolátom alkalickým,rektifikáciou za zriíženého tlaku sa oddělífrakcia vriaca do 85 °C pri 1,3 kPa, násled-nou destiláciou za zníženého tlaku sa od-dělí frakcia do 190 °C pri 0,1 kPa s obsa-hom minimálně 85 °/o hmotnostných polo-hových izomérov kumylfenolu, pričom desti-lačný zvyšok nepřesahuje 20 % hmotnost-ných násady na spracovanie, kforú možnorekryštalízáciou z prostredia uhfovodíka opočte atómov uhlíka v molekule rovnom 5až 7 spracovať na p-kumylfenol o koncen-trácii minimálně 99 % hmotnostných. VYNÁLEZU

2. Zariadenie na vykonáváme spósobu po-dlá bodu 1 vyznačujúce sa tým, že pozostá-va zo zásobníka (1] suroviny spojeného skolonou (2), do ktorej ústi zásobník (3) ne-utralizačného činidla; spojenou so zásobní-kom (4) predných podielov a vákuovou des-tiláciou (5), spojenou so zásobníkom (6)medzifrakcie a zásobníkom (7) destilačné-ho zvyšku, ďalej so zásobníkom (8) suro-vého kumylfenolu, ktorý je spojený s kryšta-lizátorom (9), filtrom (10) a zásobníkom (11) kumylfenolu, pričom filter (10) je spo-jený s regenerátorom (12) rozpúšfadla spo-jeným so zásobníkom (14) spalitelného od-padu a zásobníkom (13) rozpúšfadla spo-jeným s kryštalizátorom (9). 1 list výkresov