CZ20031524A3 - Způsob separace fenolu ze směsi obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a fenol - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu separace fenolu ze směsi obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a fenol.

Dosavadní stav techniky

Způsob kyselinou katalyzovaného štěpení kumenhydroperoxidu na fenol a aceton má dlouhodobě zvláštní průmyslový význam. Při tomto způsobu přípravy fenolu z kumenu Hockovým postupem se v prvním reakčním kroku, tj. v oxidačním kroku, kumen zoxiduje na kumenhydroperoxid (dále jen CHP) a CHP se následně zahustí při vakuové destilaci, tj. v zahušťovacím kroku, na 65 % hmotn. až 90 % hmotn. Ve druhém reakčním kroku, tj. štěpném kroku, se CHP štěpí na fenol a aceton působením kyseliny, zpravidla kyseliny sírové. Kromě fenolu a acetonu jsou produktem štěpení další sloučeniny, které mohou vznikat v reakčních krocích předcházejících štěpení a které se v průběhu štěpení nemění nebo se mění pouze částečně. Nejdůležitějšími sloučeninami, které mohou být kromě fenolu a acetonu přítomny ve štěpném produktu jsou zejména α-methylstyren (dále jen AMS), kumen a acetofenon. Kromě toho mohou být ve štěpném produktu přítomna malá množství dimethylfenylkarbinolu (dále jen DMPC), který se tvoří již v oxidačním kroku. Dalšími příměsemi jsou například sloučeniny jako je methylbenzofuran (dále jen MBF) , hydroxyaceton, mesityloxid (dále jen MO) a karbonylové

01-0832-03-Ma sloučeniny, jakými jsou (acet)aldehydy a 2-fenylpropionaldehyd. Po neutralizaci štěpného produktu a po případném odstranění veškeré vodné fáze se štěpný produkt zpracuje destilací.

Jsou známy různé způsoby zpracování štěpného produktu destilací (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. kompletně upravené vydání, sv. A19, 1991, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim). V podstatě u všech těchto postupů se štěpný produkt nejprve neutralizuje vodným roztokem peroxidu vodíku, aminy nebo vodným roztokem fenoxidu. Po separaci fází se organická část neutralizovaného štěpného produktu převede do první kolony, ve které se surový aceton oddestiluje od zbytku štěpného produktu přes hlavu kolony. Na tento surový aceton se zpravidla působí alkálií v pračce a následně se provede další čištění destilací. Nicméně propírání se někdy rovněž provádí i v koloně. Produkt z paty první kolony se destiluje ve druhé koloně, z jejíž hlavy je odebírán zbytkový AMS a kumen, které se zpravidla zavádějí do hydrogenačního kroku, ve kterém se opět připravuje kumen. Vzájemnou separaci AMS a kumenu lze rovněž realizovat azeotropní destilací v přítomnosti vody. Produkt, který zůstane v patě druhé kolony, se destiluje v koloně pro výrobu surového fenolu.

Výsledný destilací s iontoměniče a surový fenol lze dále čistit extrakční vodou a/nebo za použití kyselinového následné destilace. Při druhém jmenovaném způsobu se sloučeniny, které se obtížně oddělují od fenolu destilací, například mesityloxid a hydroxyaceton, kondenzují za vzniku sloučenin s vyšší teplotou varu.

01-0832-03-Ma • · · · · · · «····· • · · · · · · · · · ·

9 · · · · · · ·

99·· ····»· · • · · · · · · · · · • •99 99 9·9 ·· ·· 99

Takový způsob je popsán například v patentu US 5 064 507 (Allied) . U tohoto způsobu se štěpný produkt nejprve oddělí od surového acetonu a v koloně surového acetonu. Destilační zbytek, tj . produkt odebíraný z paty kolony, se převede do kumenové kolony, ve které se ze štěpného produktu separuje kumen a AMS. Nicméně tato kolona pracuje tak, že určitá část AMS zůstane v destilačním zbytku, protože jeho přítomnost jako reakčního činidla nebo rozpouštědla je potřebná při dalším zpracování fenolu, jehož účelem je odstranění MBF a dalších příměsí. Tento destilační zbytek reaguje s aminem, výhodně s hexamethylendiaminem, v reaktoru, skrze který proudí materiál v kontinuálním toku (zátková proudová charakteristika), přičemž se karbonylové sloučeniny, například acetol (hydroxyaceton) nebo MO, převedou na sloučeniny s vyšší teplotou varu. Tímto způsobem zpracovaný produkt se dále zpracovává destilací. Nicméně než se získá čistý konečný fenol, musí materiál projít dalšími čtyřmi kolonami a dvěma reakčními zónami. Náklady na toto zařízení potřebné pro odstranění hydroxyacetonu z fenolu jsou u tohoto způsobu relativně vysoké.

US 3 322 651 (UOP) Rovněž popisuje použití sloučenin dusíku, výhodně aminů, pro purifikaci fenolu získaného štěpením CHP. Nicméně aminy přidané do procesu musí být z produktů opět odstraňovány podobným způsobem.

GB 1 021 759 (Mitsui) Popisuje zpracování směsi štěpných produktů, která se získá při kyselinou katalyzovaném štěpení CHP a ze které se katalyzátor odstraňuje neutralizací a vypíráním. Pro získání fenolu s nízkým obsahem hydroxyacetonu je třeba separaci provádět tak, že se směs štěpných produktů zavádí do destilační kolony bočním vstupem a dělení této směsi v jediném • ·

01-0832-03-Ma

separaci fenolu.

separačním kroku poskytne horní frakci obsahující vodu, aceton, hydroxyaceton a kumen a zbytkovou frakci, tj . frakci odebranou z paty kolony, obsahující fenol s obsahem hydroxyacetonu nižším než 100 mg/1. V závislosti na složení směsi štěpných produktů se kumen přidá v množství, které poskytne poměr kumenu ku fenolu při zavádění do kolony alespoň 0,28 dílů hmotnosti kumenu ku 1 dílu hmotnosti fenolu, protože tento způsob je založen na azeotropní směsi hydroxyacetonu a

Tímto způsobem lze z fenolu hydroxyaceton. Nicméně se získá horní frakce, tj . frakce odebíraná z hlavy kolony, která neobsahuje pouze vodu, kumen a hydroxyaceton ale rovněž aceton. Horní frakce může být rovněž kontaminovaná přítomností fenolu. Tyto produkty musí být od sebe odděleny podobným způsobem.

kumenu od odstranit

Podle US 4 251 325 (BP Chemicals) je zpracování frakce, která byla v podstatě zbavena produktů s nízkou teplotou varu, vody a acetonu, optimalizováno tak, že kumenová kolona pracuje způsobem, při kterém se z hlavy kolony odebírá směs obsahující kumen, AMS a hydroxyaceton, přičemž poslední jmenovaný je v podstatě zcela zbaven zbytkového surového fenolu a nemusí tak podstupovat složitou separaci během zpracování fenolu. Tento způsob poskytuje fenol obsahující méně než 30 mg/1 hydroxyacetonu. Nevýhodou tohoto způsobu je fakt, že vstupní směs musí být v podstatě prostá vody, protože acetonová frakce obsahující složky s nízkou teplotou varu a rovněž podstatná část vody přítomné ve směsi štěpných produktů musí být ze směsi štěpných produktů odstraněny v předcházejícím separačním kroku. Zpracování acetonové frakce způsoby, které spadají do dosavadního stavu

01-0832-03-Ma

techniky, je relativně neekonomické, vzhledem k vysokým nákladům vynakládaným na potřebné zařízení.

Cílem vynálezu je tedy poskytnout jednoduchý způsob separace fenolu ze směsi obsahující alespoň kumen, fenol a hydroxyaceton, při kterém by se fenol mající obsah hydroxyacetonu nižší než 30 mg/1 separoval ze směsi při nízké spotřebě energie, nízkých nákladech vynaložených na potřebné zařízení a v přítomnosti vody.

Podstata vynálezu

Překvapivě se zjistilo, že směs obsahující alespoň fenol, vodu, hydroxyaceton a kumen může být zpracována frakční destilací v jediném kroku a následnou fázovou separací, která poskytne fenol mající obsah hydroxyacetonu nižší než 30 mg/1, přičemž tento krok frakční destilace lze provádět za nižší energetické spotřeby a za vynaložení nižších nákladů na zařízení než je tomu u běžných způsobů. Stejně tak překvapivě se zjistilo, že i opačné pořadí provozních kroků umožňuje separovat z výše uvedené směsi fenol mající obsah hydroxyacetonu nižší než 30 mg/1.

Vynález tedy poskytuje způsob separace fenolu ze směsi obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a fenol, který zahrnuje rozdělení směsi pomocí alespoň jednoho kroku frakční destilace a alespoň jednoho kroku fázové separace, čímž se získá alespoň jedna frakce obsahující fenol s obsahem hydroxyacetonu nižším než 300 mg/1.

Vynález rovněž poskytuje zařízení pro separaci fenolu ze směsi obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a ·· · · 4 ·· 444444

4 4 4 4 · · 4 44 4

444 444 44 4

01-0832-03-Ma

44 444 4444

444444 44444 44 44 β

fenol, které obsahuje alespoň jednu destilační kolonu, jejíž rozměry jsou takové, že z hlavy kolony lze odebírat frakci obsahující alespoň kumen a/nebo α-methylstyren a z paty kolony lze odebírat frakci obsahující fenol s obsahem hydroxyacetonu nižším než 300 mg/1, přičemž toto zařízení dále obsahuje alespoň jedno zařízení pro fázovou separaci organických fází z vodných fází.

Vynález poskytuje fenol získaný způsobem podle vynálezu.

Vynález rovněž poskytuje směs kumenu a AMS získanou způsobem podle vynálezu.

Výhodou způsobu podle vynálezu je to, že separační krok zvolený při destilaci podstatně zjednodušuje další zpracování směsi štěpných produktů nebo jednotlivých frakcí získaných ze směsi štěpných produktů. Zejména společné odstranění hydroxyacetonu, AMS a kumenu ze zbytku směsi štěpných produktů obsahujícího fenol podstatně zjednoduší zpracování frakce obsahující fenol, protože není třeba provádět kroky, které jsou nezbytné u běžných způsobů, u kterých ve frakci bohaté na fenol zůstává hydroxyaceton, který se z této frakce odstraňuje reakcí hydroxyacetonu s fenolem za vzniku sloučenin s vyšší teplotou varu než jakou má fenol, a ty se následně oddělí od fenolu destilací.

V porovnání s běžnými postupy má způsob podle vynálezu podstatně příznivější energetickou vyváženost a rovněž poskytuje vyšší celkový výtěžek fenolu, vztaženo k obsahu fenolu ve směsi štěpných produktů. Běžný postup má relativně vysoké nároky na spotřebu energie. Kromě toho se výtěžek fenolu u běžných postupů snižuje v důsledku reakce • · 0 0 0 0 0

00 · 000 0

4 0 0 0 4

4 4 0 0 0 0

0 0 0 0 0

0000 00 000 00

0000

0

0

01-0832-03-Ma s hydroxyacetonem, která odčerpává fenol. Navíc je třeba u běžných způsobů přidávat drahé chemikálie, například aminy, přičemž tyto chemikálie nebo jejich reakčni produkty musí být z procesu následně odstraněny, zpravidla náročným způsobem. Způsob podle vynálezu, který tento problém řeší separací hydroxyacetonu společně s kumenem ze směsi štěpných produktů, rovněž vyžaduje výrazně nižší náklady na zařízení, protože redukuje jak počet potřebných destilačních kolon, tak i počet reakčních zařízení nezbytných pro redukci obsahů různých vedlejších produktů ve frakcích.

Další výhodou, kterou poskytuje způsob podle vynálezu, je, že se hydroxyaceton získává převážně ve vodné fázi, a v tomto stavu jej lze snadno likvidovat nebo dále zpracovávat.

Pro účely vynálezu je celkový počet pater přítomných v koloně definován jako počet pater majících separační potenciál 100 % bez ohledu na skutečný počet pater, takže je možné označit oblast mající podobný separační potenciál v kolonách, které mají různý počet pater. Podle této definice má pata kolony, tj . oblast ležící pod prvním patrem, separační potenciál 0 % a v hlavě kolony, tj . v oblasti, která se nachází nad nejvyšším patrem, je podle této definice separační potenciál 100 %. Podle této definice bude mít tedy kolona s 50 patry separační potenciál 30 % v oblasti 15. patra.

Způsob podle vynálezu lze použít pro destilační zpracování směsí získaných jako součást směsí štěpných produktů při štěpení kumenhydroperoxidu (CHP) na aceton a fenol s následným zpracováním směsi štěpných produktů. Způsob podle vynálezu se výhodně použije pro separaci

01-0832-03-Ma • · · · · 4 · 444444

4··· 4 · · 4 *4 ·

4 4 4 4 4 44 4

44 44 444 4 4

44 444 4444

4444 44 444 44 44 44 fenolů ze směsi, která obsahuje alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a fenol a která je součástí směsi štěpných produktů získané při štěpení CHP po separaci surového acetonu ze získané směsi štěpných produktů. Obsah acetonu v takové směsi je výhodně nižší než 1 % hmotn. a ještě výhodněji nižší než 0,2 % hmotn.

Způsob podle vynálezu je popsán níže, na příkladu destilačního zpracování směsi získané při kyselinou katalyzovaném homogenním štěpení CHP a následném zpracování směsi štěpných produktů. Je třeba upozornit, že prezentovaný příklad nikterak neomezuje rozsah vynálezu. Uvedená směs se získá jako část směsi štěpných produktů separací frakce surového acetonu ze směsi štěpných produktů.

Způsob pro separaci fenolu ze směsi obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a fenol podle vynálezu zahrnuje rozdělení směsi pomocí alespoň jednoho kroku frakční destilace a alespoň jednoho kroku fázové separace, kdy se získá alespoň jedna frakce obsahující fenol s obsahem hydroxyacetonu nižším než 300 mg/1. Tato frakce obsahující fenol se zvláště výhodně získá způsobem, při kterém se provádí jediný krok frakční destilace a jediný

krok	fázové	separace.
	Před	oddělením fenolu směs	výhodně	obsahuj e
20 %	hmotn.	až 99 % hmotn. fenolu	a zvláště	výhodně
40 %	hmotn.	až 70 % hmotn. fenolu.	Směs může	obsahovat
300 mg/1 až	5 % hmotn. hydroxyacetonu.
	Kromě	zmiňovaných sloučenin může	směs dále	obsahovat

další sloučeniny, jakými jsou například α-methylstyren (AMS), kumen, voda, fenylbuteny, methylbenzofuran (MBF), ·· 000000 · 0 ·0 0 • 0 0 0 0 0

01-0832-03-Ma • 00 00 0 0 ··

0 0 0 0 0 0 000 00 00 00 dimethylfenylkarbinol (DMPC), kresoly, například o-kresol, mesityloxid (MO), n-propylbenzen, isopropylfenol, karbonylové sloučeniny, jakou je například 3-methylcyklopentenon, (methyl)isobutylketony nebo 2-fenylpropionaldehyd, sek.butylbenzen, terc.butylbenzen, methylbenzeny, například dimethylbenzen, nebo acetofenon (AP).

Způsob podle vynálezu lze provádět alespoň ve dvou různých variantách, ale všechny tyto varianty zahrnují alespoň jeden destilační krok a alespoň jeden krok fázové separace.

U prvního provedení způsobu podle vynálezu se směs dělí v alespoň jednom kroku frakční destilace, výhodně v jediném destilačním kroku, takže se získají frakce obsahující fenol s méně než 300 mg/1 hydroxyacetonu, výhodně s méně než 100 mg/1 a zvláště výhodně s méně než 10 mg/1 hydroxyacetonu a další frakce obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen a vodu, přičemž tato druhá frakce se v kroku fázové separace rozdělí na organickou fázi a vodnou fázi.

U tohoto provedení způsobu podle vynálezu se směs, ze které má být separován fenol, nejprve zavede do destilačního zařízení, výhodně do destilační kolony. Destilační kolona musí být uspořádána tak, aby bylo možné dělit směs za vzniku alespoň jedné frakce obsahující fenol a alespoň jedné další frakce obsahující alespoň kumen, vodu a hydroxyaceton. Směs se výhodně zavádí do kolony bočním vstupem, výhodně v místě, ve kterém má kolona separační potenciál 25 % až 85 %, zvláště výhodně 40 % až 60 %. Kolona pracuje tak, že lze z paty kolony odebírat frakci obsahující fenol v kapalné formě. Zavádění části této frakce zpět do kolony může být výhodné. Frakce ·· ·· · · · ······ • · · · ·· · · ·· · • · · · · · · · ·

01-0832-03-Ma ··· · · · · · · · ···· ·· ··· ·· ·· ·· obsahující fenol, která se separuje v patě kolony a má koncentraci hydroxyacetonu nižší než 300 mg/1, se výhodně vede jako surový fenol k dalšímu zpracování.

Teplota v patě kolony je výhodně 140 °C až 200 °C, zvláště výhodně 170 °C až 190 °C. Teplota v hlavě kolony je výhodně 60 °C až 160 °C, zvláště výhodně 65 °C až 100 °C. Teplota v hlavě kolony se vždy zvolí tak, aby byla nižší než teplota v patě kolony. Tlak v koloně se může pohybovat od 0,01 MPa až 0,4 MPa. Destilační kolona výhodně pracuje za atmosférického tlaku.

Frakce odebíraná z hlavy kolony je výhodně odebírána ve formě páry a obsahuje alespoň vodu, kumen a hydroxyaceton. Pokud je v původní směsi přítomen AMS, potom je rovněž přítomen ve frakci odebírané z hlavy kolony. Tato horní frakce výhodně obsahuje alespoň 95 % až 100 %, výhodně alespoň 98 % až 99,9 % kumenu přítomného v uvedené směsi, 95 % až 100 %, výhodně 98 % až 99,9 % hydroxyacetonu přítomného v uvedené směsi a 97 % až 99,9 % vody přítomné v uvedené směsi.

Část frakce odebrané z hlavy kolony lze zavádět zpět do kolony v kapalné formě jako zpětný tok. Přednost je dána převedení alespoň části frakce odebrané z hlavy destilační kolony do zařízení pro fázovou separaci, například do dekantéru „coalesceru, nádoby pro separaci fází nebo extraktu, ve kterém lze frakci separovat do dvou fází, tj . do vodné fáze a organické fáze. Může být výhodné vracet alespoň část organické fáze této frakce, alespoň část vodné fáze této frakce nebo směs organické a vodné fáze do kolony jako zpětný tok. Teplota, při které se separace fází provádí, se výhodně pohybuje od 20 °C do 100 °C při atmosférickém tlaku.

01-0832-03-Ma

Jako zvláště výhodné se jeví oddělené zpětné zavádění alespoň části vodné fáze a části organické fáze frakce odebírané z hlavy kolony a separované v zařízení pro separaci fází do destilační kolony.

Dále může být výhodné zavádět alespoň část vodné fáze zpět do kolony ve formě páry nebo kapaliny, výhodně ve formě páry, a to v místě, které leží pod místem zavádění směsi, u které má být prováděna frakční destilace.

Refluxní poměr, vyjádřený jako množství odebrané vody a množství vody zaváděné zpět, se výhodně pohybuje od 0,2 do 3 a zvláště výhodně od 0,4 do 2. Refluxní poměr vyjádřený jako množství odebrané organické fáze a množství organické fáze zaváděné zpět se výhodně pohybuje od 0,1 do 10 a zvláště výhodně od 0,5 do 5. Zbytek organické části této horní frakce získaný v zařízení pro fázovou separaci je veden k dalšímu zpracování. Tato organická část horní frakce obsahuje alespoň kumen. Množství hydroxyacetonu v této organické části horní frakce se pohybuje od 0,01 % do 10 %, výhodně od 0,1 % do 2 %, hydroxyacetonu původně přítomného v horní frakci.

Zbytek vodné části horní frakce, který není zaváděn zpět do destilační kolony, lze likvidovat nebo vést k dalšímu zpracování. Tato vodná část obsahuje zbývající hydroxyaceton z horní frakce, který není přítomen v organické části horní frakce.

Výhodou způsobu podle vynálezu je to, že se hydroxyaceton přítomný v horní frakci koncentruje ve vodě této frakce. Převážná část (faktor 20 až 30) hydroxyacetonu přechází v zařízení pro separaci fází do vodné fáze, a může tak uvedený proces opouštět jednoduchým

9 · · 9 ·· 99999· • · · · · 9 « · · · ·

9 · 9 9 9 «9 9

01-0832 - 03-Ma

99 9 9 > 9999

9999 99 999 99 99 99 způsobem společně s vodnou částí horní frakce a nemusí tedy být separován z organické fáze, jak je tomu u dosavadního stavu techniky (US 4 251 325, US 3 322 651 nebo US 5 064 507).

U druhého způsobu podle vynálezu se směs rozdělí do organické fáze a vodné fáze v alespoň jednom kroku separace fází a získaná organická fáze se rozdělí v kroku frakční destilace a poskytne frakci obsahující fenol, ve které je přítomno méně než 300 mg/1 hydroxyacetonu.

U tohoto provedení způsobu podle vynálezu se směs, z níž má být oddělen fenol, převede do alespoň jednoho zařízení pro separaci fází, například do dekantéru „coalesceru, do nádoby pro separaci fází nebo do extraktoru, ve kterém lze směs rozdělit na dvě fáze, tj. na vodnou fázi a organickou fázi. Teplota, při které se provádí fázová separace, se výhodně pohybuje od 2 0 °C do 100 °C při atmosférickém tlaku.

Vodnou fázi uvedené směsi lze odvádět za účelem likvidace nebo dalšího zpracování, například zpracování, které odstraňuje z odpadních vod fenol, nebo zpracování, které se provádí v čističkách odpadních vod a které je v daném oboru známé. Velká část hydroxyacetonu z uvedené směsi je přítomna právě v této vodné fázi.

Organická fáze směsi získaná ze zařízení pro separaci fází obsahuje alespoň kumen a fenol. Množství hydroxyacetonu v této organické fázi uvedené směsi se pohybuje od 10 % do 60 %, výhodně od 30 % do 40 %, hydroxyacetonu původně přítomného ve směsi.

Tato organická fáze uvedené směsi se následně zavede do destilačního zařízení, kterým je výhodně destilační

99 9 99 99 ····

9 9 9 99 9 9 9 9 9

01-0832-03-Ma .* ί ί . J : J.J J \

99 999 9999

9999 99 999 99 99 99 kolona. Destilační kolona musí být uspořádána tak, aby umožnila odebírat alespoň jednu frakci obsahující fenol a alespoň jednu další frakci obsahující alespoň kumen. Směs se výhodně zavádí do kolony bočním vstupem, který se výhodně nachází v poloze kolony se separačním potenciálem 25 % až 85 %, zvláště výhodně 40 % až 60 %. Kolona pracuje tak, že frakci obsahující fenol lze odebírat v kapalné formě z paty kolony. Frakce obsahující fenol, které se separuje v patě kolony a ve které je hydroxyaceton přítomen v koncentraci nižší než 300 mg/1, se výhodně vede jako surový fenol k dalšímu zpracování.

Teplota v patě kolony se výhodně pohybuje od 14 0 °C do 200 °C, zvláště výhodně od 170 °C do 190 °C. Teplota v hlavě kolony se výhodně pohybuje od 60 °C do 160 °C, zvláště výhodně od 80 °C do 100 °C. Teplota v hlavě kolony se vždy zvolí tak, aby byla nižší než teplota v patě kolony. Tlak v koloně se může pohybovat od 0,01 MPa do 0,4 MPa. Destilační kolona výhodně pracuje za atmosférického tlaku.

Frakce odebraná z hlavy kolony, výhodně ve formě páry, obsahuje alespoň kumen a hydroxyaceton. Pokud je v původní směsi přítomen AMS, potom je AMS rovněž přítomen v této horní frakci. Horní frakce výhodně obsahuje 95 % až 100 %, výhodněji 98 % až 99,9 %, kumenu přítomného v původní směsi.

Část frakce odebraná z hlavy kolony může být do kolony zavedena zpět ve formě kapaliny jako zpětný tok.

Výhodou tohoto způsobu podle vynálezu je, že se hydroxyaceton koncentruje ve vodě. Převážná část hydroxyacetonu přechází do vodné fáze v zařízení pro • · · · · · ······ · • · · · · · · ··· ·· ·· ··

01-0832-03-Ma • · · separaci fází, a může být tedy z tohoto procesu vypouštěna jednoduchým způsobem. Další zpracování horní frakce u tohoto provedení způsobu podle vynálezu v zařízení pro separaci fází rovněž umožňuje, stejně jako u prvního provedení způsobu podle vynálezu, vypouštění hydroxyacetonu z horní frakce s vodnou fází oddělenou z horní frakce fázovou separací.

U obou provedení způsobu podle vynálezu je zvláště výhodné získání frakce obsahující fenol, která výhodně obsahuje 95 % hmotn. až 99 % hmotn. fenolu a má obsah hydroxyacetonu nižší než 300 mg/1, výhodně nižší než 100 mg/1 a zvláště výhodně nižší než 10 mg/1.

U obou provedení způsobu podle vynálezu může být výhodné odebírat z destilačního zařízení v průběhu destilačního kroku bočním odběrovým místem další frakci obsahující alespoň jednu organickou kyselinu a/nebo anorganickou kyselinu. Tato frakce se výhodně odebírá z bočního odběrového místa, které se nachází pod místem zavádění zpracovávané směsi a současně nad patou kolony. U tohoto způsobu lze dále redukovat zastoupení vedlejších produktů ve frakci.

U obou provedení způsobu podle vynálezu může být výhodné přidat do uvedené směsi další množství sloučenin, které jsou ve směsi určené pro zpracování již přítomny. Jako zvláště výhodné se jeví přidání sloučenin, jakými jsou kumen a/nebo voda, nebo směsí obsahujících kumen a/nebo vodu do směsi, která má být zpracována. Přidání lze realizovat před nebo v průběhu destilačního kroku a/nebo před nebo v průběhu kroku fázové separace.

01-0832-03-Ma

U prvního provedení způsobu podle vynálezu může být zvláště výhodné přidání takového množství kumenu a/nebo vody do směsi před destilací, které poskytne obsah vody ve směsi odpovídající 1 % hmotn. až 14 % hmotn. a obsah kumenu odpovídající 1 % hmotn. až 50 % hmotn.

U druhého provedení může být výhodné přidání vody do směsi před nebo v průběhu kroku fázové separace. Stejně tak může být výhodné přidání kumenu do organické fáze směsi před destilačním krokem. U druhého provedení dosahuje obsah kumenu v organické části směsi před jejím zavedením do destilačního kroku výhodně 5 % hmotn. až 50 % hmotn.

U obou provedení způsobu podle vynálezu nejen, že fenol získaný ze zaváděné směsi obsahuje pouze méně než 300 mg/1 hydroxyacetonu, ale současně je zbaven příměsí, jakými jsou například fenylbuteny, methylbenzofuran (MBF), mesityloxid (MO), n-propylbenzen, isopropylfenol, karbonylové sloučeniny, jakými jsou například 3-methylcyklopentenon, (methyl)isobutylketony nebo 2-fenylpropionaldehyd, sek.butylbenzen, terč.butylbenzen nebo methylbenzeny, například dimethylbenzen. Tyto příměsi se ze směsi oddělí společně s a-methylstyrenem (AMS), kumenem a vodou přes hlavu destilační kolony.

Frakce získané způsobem podle vynálezu lze dále zpracovat v daném oboru známými metodami.

Způsob separace fenolu ze směsi obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a fenol podle vynálezu se výhodně provádí v zařízení podle vynálezu.

Toto zařízení podle vynálezu zahrnuje alespoň jednu destilační kolonu, jejíž rozměry jsou takové, že umožňují

01-0832-03-Ma

z hlavy kolony odebírat frakci obsahující alespoň kumen a/nebo α-methylstyren a z paty kolony odebírat frakci obsahující fenol s obsahem hydroxyacetonu nižším než 300 mg/1, výhodně nižším než 100 mg/1 a ještě výhodněji nižším než 10 mg/1; a alespoň jedno separační zařízení pro oddělení organických fází od vodných fází.

Destilační kolona má výhodně alespoň 20 až 160 a zvláště výhodně 40 až 80 teoretických pater. U zvláště výhodného provedení zařízení podle vynálezu se boční odběrové místo, z něhož lze odebírat frakci obsahující alespoň jednu organickou kyselinu, nachází v oblasti mezi místem zavádění směsi a patou kolony. Organickou kyselinou přítomnou v uvedené frakci může být například kyselina octová, kyselina oxalová, kyselina mravenčí nebo kyselina butyrová nebo směs obsahující alespoň jednu z těchto kyselin.

Jako zařízení pro separaci fází výhodně obsahuje zařízení podle vynálezu alespoň jeden dekantér.

Způsobem podle vynálezu lze získat fenol. Tento fenol má obsah hydroxyacetonu nižší než 300 mg/1, výhodně nižší než 100 mg/1 a zvláště výhodně nižší než 10 mg/1. Způsobem podle vynálezu lze rovněž získat směs obsahující kumen a/nebo AMS se sníženým obsahem hydroxyacetonu.

Příkladná provedení způsobu podle vynálezu a zařízení podle vynálezu jsou znázorněna na obr. 1 a obr. 2, přičemž je třeba zdůraznit, že znázorněná a popsaná provedení jsou pouze ilustrativní a nikterak neomezují rozsah vynálezu.

01-0832-03-Ma

Stručný popis obrázků

Obr. 1 schématicky znázorňuje jedno provedení zařízení podle vynálezu. Zařízení podle vynálezu zahrnuje destilační kolonu KI' , která má boční vstup, skrze který lze do kolony zavádět směs SP' za účelem oddělení fenolu. Z hlavy kolony a z paty kolony lze odebírat horní produkt KP' , respektive destilační zbytek SPI'. Destilační kolona KI' zařízení podle vynálezu má v patě kolony tepelný výměník WT2', pomocí kterého lze do kolony zavádět potřebnou tepelnou energii.

Horní produkt KP' obsahující alespoň kumen, hydroxyaceton a vodu je z hlavy kolony veden přes tepelný výměník WT3', kde kondenzuje do zařízení PT1' pro fázovou separaci. Část organické fáze, která se tvoří v tomto zařízení pro fázovou separaci, lze potrubím RO' zavádět zpět do destilační kolony. Zbývající část organické fáze, která obsahuje alespoň kumen, lze vést k dalšímu zpracování potrubím CA' . Stejně tak lze část vodné fáze vracet v kapalné formě do destilační kolony Kl' potrubím RW1' . Další část vodné fáze lze do destilační kolony Kl' dopravovat ve formě kapaliny nebo páry přes potrubí RW2' . Zbývající část vodné fáze, která obsahuje hydroxyaceton, lze odvádět potrubím W1' k místu následného použití nebo zpracování. Destilační kolona Kl' může mít případně jedno nebo více bočních odběrových míst SOS', přes které lze z kolony vypouštět frakce obsahující alespoň jednu organickou kyselinu.

Obr. 2 schématicky znázorňuje další provedení způsobu podle vynálezu. Směs SP, která je určena pro zpracování, se zavádí do zařízení PT1 pro fázovou separaci. Organická fáze uvedené směsi SP, která obsahuje alespoň kumen a

01-0832-03-Ma fenol, se může zavádět do boku destilační kolony Kl potrubím SCA. Vodná fáze uvedené směsi SP, která obsahuje hydroxyaceton, může být vedena potrubím Wl k místu následného použití nebo zpracování. Pokud je to nezbytné nebo žádoucí, může být do zařízení PT1 pro fázovou separaci zaváděna potrubím AW vodná fáze nebo voda.

Organická fáze uvedené směsi SP, která se zavádí do boku destilační kolony Kl potrubím SCA, se v koloně dělí a poskytne horní frakci KP1, která obsahuje alespoň kumen a která je odebírána z hlavy kolony, a destilační zbytek SPI, který obsahuje alespoň fenol a který je odebírán z paty kolony. Destilační kolona Kl zařízení podle vynálezu má v hlavě a v patě systémy zpětného toku, pomocí kterých se část horní frakce nebo destilačního zbytku nebo celá horní frakce nebo destilační zbytek vrací zpět do kolony. V těchto systémech zpětného toku j sou nainstalovány tepelné výměníky WT1 a WT2, které umožňují zavádět nebo odvádět tepelnou energii do/z horní frakce nebo destilačního zbytku, které jsou zaváděny zpět do kolony. Destilační kolona Kl může být případně opatřena jedním nebo více bočními odběrovými místy SOS, kterými lze z kolony vypouštět frakce obsahující alespoň jednu organickou kyselinu.

Následující příklady provedení vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

01-0832-03-Ma • · · ··· · · · • · · ······ · ··· ······· ···· ·· ··· ·· ·· ··

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Směs obsahující mimo jiné 73 dílů fenolu, 2 0 dílů kumenu, 3 díly AMS, 1 díl acetofenonu, 0,2 dílu hydroxyacetonu a 2 díly vody se zavedla do bočního vstupu destilační kolony, který se nacházel ve výšce odpovídající 40. teoretickému patru, přičemž kolona, která je znázorněna na obr. 1, měla 80 teoretických pater.

Teplota v koloně se nastavila tak, že teplota v hlavě kolony dosahovala 95 °C a teplota v patě kolony dosahovala 182 °C. Tlak v destilační koloně odpovídal atmosférickému tlaku. Frakce odebíraná z hlavy destilační kolony měla obsah vody 8 % hmotn., obsah kumenu 79 % hmotn., obsah hydroxyacetonu 0,8 % hmotn. a obsah AMS 12 % hmotn. Tato frakce se převedla do dekantéru. V dekantéru se z této frakce oddělila vodná fáze obsahující převážnou část hydroxyacetonu přítomného v uvedené frakci. Část vodné fáze se vypustila. Zbytek vodné fáze se zavedl zpět do destilační kolony.

Organická fáze oddělená z vodné fáze v separační nádobě měla obsah hydroxyacetonu nižší než 400 mg/1. Část této organické fáze se zavedla zpět do destilační kolony. Zbývající část organické fáze se zavedla do kumenové kolony za účelem dalšího zpracování.

Frakce odebraná z paty destilační kolony obsahovala mimo jiné 98,5 % hmotn. fenolu a 1,4 % hmotn. acetofenonu a pouze 13 mg/1 hydroxyacetonu. Tato frakce se zavedla do kolony surového fenolu za účelem dalšího zpracování.

Claims (10)

1. Způsob separace fenolu ze směsi obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a fenol, vyznačující se tím, že zahrnuje frakcionalizaci směsi pomocí alespoň jednoho kroku frakční destilace a alespoň jednoho kroku fázové separace, které poskytnou alespoň jednu frakci obsahující fenol s obsahem hydroxyacetonu nižším než 300 mg/1.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se směs rozdělí do organické fáze a vodné fáze v kroku fázové separace a získaná organická fáze se frakcionalizuje v kroku frakční destilace tak, že se získá frakce obsahující fenol s obsahem hydroxyacetonu nižším než 300 mg/1.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se směs frakcionalizuje v kroku frakční destilace tak, že poskytne frakci obsahující fenol s obsahem hydroxyacetonu nižším než 300 mg/1 a další frakci obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen a vodu, přičemž tato druhá frakce se rozdělí do organické fáze a vodné fáze.

4. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že frakce obsahující fenol má obsah hydroxyacetonu nižší než 30 mg/1.

01-0832-03-Ma • · · 0 0 0 0 ··

0 0 0 · 0 · 0 0 0 ·· · · ·· 0·· ·

0 · · · · · 0 · 0

000· 00 000 00 00 00

5. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že směs obsahuje α-methylstyren.

6. Způsob podle alespoň jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že použitá směs je částí směsi štěpných produktů získané kyselinou katalyzovaným štěpením kumenhydroperoxidu.

7. Způsob podle alespoň j ednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že směs má koncentraci fenolu od 20 % hmotn. do 90 % hmotn. 8. Způsob podle alespoň j ednoho z nároků 1 až 7,

vyznačující se tím, že směs má koncentraci hydroxyacetonu od 300 mg/1 do 5 % hmotn.

9. Zařízení pro separaci fenolu ze směsi obsahující alespoň hydroxyaceton, kumen, vodu a fenol, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jednu destilační kolonu, jejíž rozměry jsou takové, že umožňují z hlavy kolony odebírat alespoň jednu frakci obsahující kumen a/nebo a-methylstyren a ze dna kolony frakci obsahující fenol, která má obsah hydroxyacetonu nižší než 300 mg/1; a alespoň jedno zařízení pro fázovou separaci organických fází z vodných fází.

·· · * · ·· ······ ··*· · · · · ·· ·

01-0832-03-Ma .* Σ Σ . Σ ί Σ,Σ Σ ·.

• · · ······· ······ 4 ·· · · · · *·

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že kolona má alespoň 20 pater.

11. Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že kolona má boční odběrové místo, kterým lze odebírat frakci obsahující alespoň jednu organickou kyselinu a které leží mezi místem zavádění směsi a patou kolony.

12. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 9 až 11, vyznačující se tím, že zařízením pro fázovou separaci je dekantér.