DE60029008T2

DE60029008T2 - Verfahren zur herstellung von phenol und aceton durch zersetzung von cumolhydroperoxyd

Info

Publication number: DE60029008T2
Application number: DE60029008T
Authority: DE
Inventors: R. Scott Marlton KEENAN
Original assignee: Sunoco Inc R&M
Current assignee: Sunoco Inc R&M
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: WO2001051439A1; CN1231438C; DE60029008D1; EP1248759B1; AU2001222783A1; JP2003519672A; JP3441723B2; CN1450985A; ATE330925T1; KR100527418B1; EP1248759A1; KR20020062777A; US6201157B1; ES2266017T3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton durch Zersetzung von Cumolhydroperoxid in Gegenwart eines sauren Katalysators zu Phenol, Aceton und α-Methylstyrol. Die Verbesserung umfasst die Neutralisierung des sauren Katalysators nach dem wesentlichen Abschluss der Zersetzung durch Zugabe eines substituierten Amins.
Zugehöriger Stand der Technik
Eines der häufigsten kommerziellen Verfahren für die Herstellung von Phenol ist das Cumol-Oxidationsverfahren, in dem Cumol in Luft oxidiert wird, so dass Cumolhydroperoxid (CHP) entsteht. Das CHP wird dann in Gegenwart eines sauren Katalysators in Phenol und Aceton gespalten. Bei diesem Verfahren entsteht auch α-Methylstyrol (AMS), zusammen mit anderen Nebenprodukten, einschließlich Acetophenon, Dimethylphenylcarbinol und Cumylphenolen. Typischerweise ist der saure Katalysator eine starke und nicht schwer korrosive anorganische Säure, wie zum Beispiel Schwefelsäure oder Phosphorsäure. Der saure Katalysator muss entfernt oder neutralisiert werden, um weitere, ungewollte Reaktionen in den nachfolgenden Reinigungsschritten, welche die Phenol- und Aceton-Produkte erzeugen, zu verhindern.
Typischerweise verwenden kommerzielle Verfahren für die Herstellung von Phenol aus CHP anorganische Basen, Ionenaustauschharze oder eine Kombination davon, um den Säuregehalt im Rohproduktstrom zu verringern. Da Ionenaustauschharze temperaturempfindlich sind, muss der Rohproduktstrom wesentlich gekühlt werden, bevor er mit dem Harz in Kontakt kommt. Das Erfordernis, den Produktstrom zu kühlen, erhöht die Energiekosten erheblich, da der Rohproduktstrom dann vor den nachfolgenden Reinigungsschritten erneut erwärmt werden muss. Ein weiterer Nachteil von Ionenaustauschharzen besteht darin, dass sie häufig regeneriert werden müssen, ein arbeitsaufwändiges und kostspieliges Verfahren, welches außerdem zur Bildung von großen Mengen von flüssigem Abfall führt. Des Weiteren ergeben Ionenaustauschharze einen hochvariablen End-pH-Wert in dem Rohproduktstrom, was die Endprodukterträge beeinträchtigt und außerdem Alkalisalze freisetzen kann, was das Verschmutzen der Ausstattung verursacht.
Die Verwendung einer starken Base, wie zum Beispiel Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, zur Neutralisierung des sauren Katalysators ist nicht wünschenswert, da es schwierig ist, in einer Neutralisierungsreaktion zwischen einer starken Säure und einer starken Base eine akkurate Steuerung des pH-Wertes zu erzielen. Des Weiteren generieren Metallhydroxide Salze, die dazu neigen, sich auf Wärmeaustauschflächen abzulagern und dadurch Verschmutzungen und abnehmende Wirksamkeit verursachen.
Die Verwendung von Ammoniak zur Neutralisierung des sauren Katalysators wird im US-Patent Nr. 5,254,751 von Zakoshansky offenbart. In dem in dieser Referenz beschriebenen Verfahren wird die Neutralisierung mit Ammoniak anstatt nach der Zersetzung während der Zersetzung von CHP ausgeführt. Die Offenbarung erklärt, dass die Ammoniumsalze, die durch Zugabe von Ammoniak zu dem Reaktionsgemisch entstehen, als saure Katalysatoren für die restliche Zersetzungsreaktion von CHP wirken. Diese Referenz behauptet, dass sich Hydrazin und Alkylamine, die ein bis fünf Kohlenstoffatome aufweisen, für eine Neutralisierung während der Zersetzung von CHP eignen, aber dass Ammoniak bevorzugt wird, insbesondere zur Neutralisierung von Schwefelsäure. Ferner schlägt Zakoshansky eine maximale Betriebstemperatur von 110°C vor.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem verbesserten Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton aus Cumolhydroperoxid durch Zersetzung von Cumolhydroperoxid in Gegenwart eines sauren Katalysators, wobei die Verbesserung umfasst die Neutralisierung des sauren Katalysators nach dem wesentlichen Abschluss der Zersetzung durch Zugabe eines substituierten Amins, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (i) einem sekundären oder tertiären Amin mit 4 bis 21 Kohlenstoffatomen, das keine hydrolytisch instabilen Substituenten oder sauren Substituenten aufweist; und (ii) einem primären Amin der Formel
wobei R¹ und R² unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₁₂-Alkyl sind, und R³ Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl oder mit Hydroxyl, Amino oder Dimethylamino substituiertes C₁-C₁₂-Alkyl ist, mit der Maßgabe, dass mindestens zwei von R¹, R² und R³ nicht Wasserstoff sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Begriff "Alkyl" wird hier zur Bezeichnung einer gesättigten acyclischen Hydrocarbyl-Substituentengruppe verwendet, die linear oder verzweigt sein kann. Der Begriff "Alkylen" wird hier zur Bezeichnung einer acyclischen Hydrocarbyl-Substituentengruppe verwendet, die mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweist, und die linear oder verzweigt sein kann. Der Begriff "sekundäres oder tertiäres Amin" wird hier zur Bezeichnung eines Amins verwendet, in dem mindestens ein Stickstoffatom direkt an mindestens zwei Kohlenstoffatome gebunden ist.
Der Begriff "saure Substituenten" wird hier zur Bezeichnung von Substituenten verwendet, die einen pKa-Wert in wässrigen Medien von weniger als 5 aufweisen. Beispiele für saure Substituenten umfassen die Säureformen von Carboxylaten, Nitraten, Phosphaten, Phosphonaten, Sulfaten and Sulfonaten. Der Begriff "hydrolytisch instabile Substituenten" wird hier zur Bezeichnung von jenen Substituenten verwendet, die eine wesentliche Hydrolyse und/oder Kondensationsreaktionen bei einem pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 1,5 und einer Temperatur im Bereich von 30°C bis 180°C in einem Zeitraum von zwei Stunden erfahren. Beispiele für hydrolytisch instabile Gruppen sind Ester, Anhydride, Amide, Säurehalogenide, Amidine, Aminale, Enamine, Aldehyde, Ether, Acetale, Hemiacetale, Ketale, Hemiketale, Epoxide und Alkine. Vorzugsweise enthält ein in der vorliegenden Erfindung verwendetes substituiertes Amin keine anderen Elemente als Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff, und keine Stickstoff- oder Sauerstoff-enthaltenden funktionellen Gruppen außer Amin- und Hydroxylgruppen.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete substituierte Amin erlaubt die Neutralisierung von Produktströmen aus der Zersetzung von Cumolhydroperoxid bei hohen Temperaturen mit minimaler Bildung von Nebenprodukten aus Reaktionen zwischen dem Amin und organischen Bestandteilen des Produktstroms, z. B. Aceton. Die Durchführung der Neutralisierung bei erhöhten Temperaturen, d. h. bei Temperaturen nahe der normalen Prozesstemperatur für die Zersetzung des Hydroperoxids, macht das Kühlen des Prozessstroms vor der Neutralisierung und das anschließende erneute Erwärmen vor der Durchführung von Reinigungsschritten unnötig. Der bevorzugte Temperaturbereich für das Neutralisierungsverfahren dieser Erfindung ist von 30°C bis 180°C, noch mehr bevorzugt von 60°C bis 160°C, und am meisten bevorzugt von 120°C bis 160°C.
Die Neutralisierung mit relativ unsubstituierten Aminen, die hochbasisch, relativ unsubstituiert und sterisch relativ ungehindert sind, z. B. Ammoniak, wie in der Literatur vorgeschlagen, ist nicht effizient, insbesondere bei erhöhten Temperaturen. Man glaubt, dass dies auf den Verbrauch des Amins in Rektionen mit Aceton oder sonstigen Bestandteilen des Prozessstroms zurückzuführen ist. Wie im Folgenden in Beispiel 33 dargestellt, führt die Zugabe von Ammoniumhydroxid zu einem typischen Produktgemisch bei 140,3°C zu einer viel kleineren Änderung des pH-Wertes als die gleiche Menge, die bei 22,5°C zugefügt wird, woraus zu schließen ist, dass eine wesentliche Menge des Ammoniaks in Nebenreaktionen verbraucht wird. Selbst bei 100,2°C ist der pH-Wert erheblich niedriger als jener, der bei 22,5°C beobachtet wird. Die Zugabe der relativ unsubstituierten Amine DYTEK^®-A, Hexamethylendiamin oder n-Propylamin führt ebenfalls zu einer viel kleineren Änderung des pH-Wertes bei hohen Temperaturen, wie es im Folgenden in den Beispielen 1–3 dargestellt wird.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Amine zeigen hingegen einen End-pH-Wert bei einer hohen Temperatur, der jenem End-pH-Wert, der bei niedriger Temperatur beobachtet wird, viel näher ist. Diese Amine sind stärker sterisch gehindert oder sie sind höher am Stickstoff substituiert. Ohne sich auf die Theorie stützen zu wollen, glaubt man, dass diese Amine keine Reaktionen mit organischen Bestandteilen des Produktstroms erfahren, was sich leicht aus den vorstehend genannten Eigenschaften ergibt, und dass sie daher wirksamere Neutralisierungsmittel sind, insbesondere bei hohen Temperaturen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erlaubt eine bessere Steuerung des Post-Neutralisierungs-pH-Wertes des Produktstroms als herkömmliche Verfahren, insbesondere wenn die Neutralisierung bei erhöhten Temperaturen durchgeführt wird. Der angestrebte End-pH-Wert liegt vorzugsweise im Bereich von 2,0 bis 3,5, noch mehr bevorzugt von 2,2 bis 2,8.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das sekundäre oder tertiäre Amin ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
worin R⁴ and R⁵ unabhängig Wasserstoff oder Methyl sind, und R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl sind;
worin R⁹ und R¹⁰ unabhängig C₁-C₁₂-Alkyl, mit Hydroxyl, Amino oder Dimethylamino substituiertes C₂-C₁₂-Alkyl, C₃-C₇-Alkylen sind oder R⁹ und R¹⁰ mit NR¹¹ verbunden sind, um ein cyclisches aliphatisches Amin mit 5 bis 7 Ringatomen zu bilden, z. B. Hexamethylenimin, und R¹¹ Wasserstoff, C₂-C₁₂-Alkyl, mit Hydroxyl substituiertes C₂-C₁₂-Alkyl, C₅-C₆-Cycloalkyl oder C₃-C₇-Alkylen ist, mit der Maßgabe, dass R⁹, R¹⁰ und R¹¹ zusammengenommen mindestens sechs Kohlenstoffatome enthalten; und
worin R¹², R¹³ und R¹⁴ unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl sind.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das substituierte Amin
worin R⁹ und R¹⁰ unabhängig C₂-C₆-Alkyl oder mit Hydroxyl substituiertes C₂-C₆-Alkyl sind oder R⁹ und R¹⁰ mit NR¹¹ verbunden sind, um ein cyclisches aliphatisches Amin mit 6 bis 7 Ringatomen zu bilden; und R¹¹ Wasserstoff, C₂-C₆-Alkyl oder mit Hydroxyl substituiertes C₂-C₆-Alkyl ist. Das substituierte Amin enthält mindestens sechs Kohlenstoffatome. Bevorzugte Amine in dieser Ausführungsform der Erfindung sind Triethylamin, Tri-n-propylamin, Triisopropylamin, Triisopropanolamin, Di-n-propylamin, Diisopropylamin, Di-n-butylamin, Di-n-hexylamin und Hexamethylenimin. Noch mehr wird es bevorzugt, wenn R⁹, R¹⁰ und R¹¹ unabhängig C₂-C₆-Alkyl oder mit Hydroxyl substituiertes C₂-C₆-Alkyl sind. Besonders bevorzugte Amine in dieser Ausführungsform der Erfindung sind Triethylamin, Tri-n-propylamin, Triisopropylamin und Triisopropanolamin. Am meisten wird es bevorzugt, wenn R⁹, R¹¹ und R¹¹ unabhängig C₃-C₆-Alkyl oder mit Hydroxyl substituiertes C₃-C₆-Alkyl sind. Die am meisten bevorzugten Amine in dieser Ausführungsform sind Tri-n-propylamin, Triisopropylamin und Triisopropanolamin.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das substituierte Amin
worin R¹ und R² unabhängig C₁-C₉-Alkyl sind und R³ C₁-C₉-Alkyl oder mit Hydroxyl oder Amino substituiertes C₁-C₉-Alkyl ist. Es wird bevorzugt, dass R¹ und R² unabhängig C₁-C₉-Alkyl sind und R³ C₂-C₉-Alkyl ist. Bevorzugte Amine umfassen tert-Amylamin (1,1-Dimethylpropylamin) und tert-Octylamin (1,1,3,3-Tetramethylbutylamin). Ferner wird es bevorzugt, dass R¹ und R² Methyl sind und R³ C₃-C₉-Alkyl ist. Am meisten wird es bevorzugt, dass R¹ und R² Methyl sind und R³ C₅-C₉-Alkyl ist. Das am meisten bevorzugte Amin in dieser Ausführungsform der Erfindung ist tert-Octylamin.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das substituierte Amin aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem 2,6-Dialkylanilin, N-Methylanilin und N,N-Dimethylanilin besteht. Besonders bevorzugte Aniline dieser Art sind 2,6-Dimethylanilin, 2,6-Diethylanilin und N-Methylanilin.
Andere organische Basen eignen sich zwar für die Verwendung in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, doch sie werden nicht bevorzugt. Tetraalkylammoniumhydroxide, in denen die Alkylgruppen unabhängig ein bis zehn Kohlenstoffatome enthalten, sind zum Beispiel wirksame Neutralisierungsmittel unter den hier beschriebenen Bedingungen, wie es durch die Beispiele 29 und 30 dargestellt wird.
Die folgenden Beispiele dienen lediglich dazu, bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zu erläutern, und nicht dazu, die Erfindung zu beschränken.
BEISPIELE
BEISPIEL 1: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit "DYTEK^® A"-Amin.
Als statischer Reaktor für die Durchläufe mit erhöhten Temperaturen wurde ein rostfreies 1/2-Zoll-Stahlrohr verwendet, das an dem einen Ende verschlossen war und an dem anderen Ende ein 1/4-Zoll-Kugelventil aus rostfreiem Stahl aufwies. Bei Temperaturen über etwa 80°C wurde der Ausgang des Ventils mit einem Septumdeckel verschlossen, der mit Draht befestigt wurde. Das Rohr war ausreichend lang, so dass bei einer 10-mL-Füllung von Rohprodukt bei Raumtemperatur etwa 1 cm Leerraum in dem Rohr selbst verblieb. Das Rohprodukt hatte einen Säuregehalt von 34–38 ppm als Schwefelsäure. Mittels einer gasdichten Spritze mit einer Nadel, die ausreichend lang war, um die Mitte des Leerraums zu erreichen, wurde eine Lösung von 1% 2-Methyl-1,5-pentandiamin (erhältlich von Aldrich Chemical Co. unter dem Namen "DYTEK^® A") in Wasser zugefügt, gefolgt von kräftigem Schütteln und Mischen nach der Zugabe für 30 Sekunden. Für die Durchgänge bei niedriger Temperatur (22,5°C) wurden die Lösungen in einem Glasbecher gemischt, um den pH-Wert zu messen. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messungen für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst, zusammen mit der Menge von Amin, die in dem jeweiligen Durchlauf zugefügt wurde, und der Temperatur des Durchlaufs in °C (T). Die Änderung des pH-Wertes mit der Temperatur wird als "% Zielabweichung" („off target") angezeigt, was der pH-Wert des Durchlaufs bei niedriger Temperatur minus den pH-Wert des Durchlaufs bei höherer Temperatur geteilt durch den pH-Wert des Durchlaufs bei niedriger Temperatur in Prozent ist.
BEISPIEL 2: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Hexamethylendiamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von Hexamethylendiamin (HMDA) zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 3: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit n-Propylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von n-Propylamin zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 4: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Isopropylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von Isopropylamin zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 5: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit tert-Amylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von tert-Amylamin ("t-Amylamin") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 6: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit tert-Octylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von tert-Octylamin ("t-Octylamin") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 7: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Bis(hexamethylen)triamin ("BHMT").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von BHMT zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 8: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit DYTEK^®-EP.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von 1,3-Diaminopentan (erhältlich von Aldrich Chemical Co. unter dem Namen DYTEK^®-EP) zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 9: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Di-n-Propylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von Di-n-propylamin ("Di-n-PrNH2") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 10: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Di-n-Butylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von Di-n-butylamin ("Di-n-BuNH2") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 11: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Hexamethylenimin ("HMI").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von HMI zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 12: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit N-Methylanilin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von N-Methylanilin ("N-MeAn") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 13: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Anilin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von Anilin zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 14: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit 1,4-Phenylendiamin ("1,4-PDA").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von 1,4-PDA zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 15: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit m-Toluidin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von m-Toluidin zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 16: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit o-Toluidin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von o-Toluidin zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 17: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit 2-Ethylanilin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von 2-Ethylanilin ("2-EtAn") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 18: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit 2-n-Propylanilin ("2-n-PrAn").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von 2-n-PrAn zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 19: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit 2-Isopropylanilin ("2-i-PrAn").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von 2-i-PrAn zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 20: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Pyridin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von Pyridin zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 21: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Tri-n-Propylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von Tri-n-propylamin ("Tri-n-PrNH2") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 22: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Triisopropylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von Triisopropylamin ("Tri-i-PrNH2") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 23: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Triisopropanolamin ("TIPA").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von TIPA zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 24: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit 2,6-Dimethylanilin ("2,6-Di-MeAn").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von 2,6-i-Di-MeAn zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 25: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit 2,6-Diethylanilin ("2,6-Di-EtAn").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von 2,6-Di-EtAn zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 26: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit 2,5-Di-tert-butylanilin ("2,5-Di-tBuAn").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von 2,5-i-Di-tBuAn zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 27: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit 2,6-Diisopropylanilin ("2,6-Di-iPrAn").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von 2,6-Di-iPrAn zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 28: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Di-n-hexylamin.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von Di-n-hexylamin ("Di-n-HexNH2") zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 29: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Tetramethylammoniumhydroxid ("TMAH").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von TMAH zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 30: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Tetra-n-butylammoniumhydroxid ("TBAH").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von TBAH zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 31: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Triethylamin ("TEA").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer wässrigen Lösung von TEA zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 32: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Diisopropylamin ("Di-i-PrNH2").
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit einer Cumollösung von Di-i-PrNH2 zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 33: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Ammoniumhydroxid.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Ammoniumhydroxid zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt:
BEISPIEL 34: Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit Natriumhydroxid.
Um die Temperaturauswirkungen bei Neutralisierung von Rohprodukt mit wässrigen Lösungen von Natriumhydroxid zu ermitteln, wurden das Verfahren und das Gerät verwendet, die in Beispiel 1 beschrieben werden. Die Ergebnisse der pH-Wert-Messung für jeden Durchlauf sind in den nachstehenden Tabellen dargestellt:

Claims

Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton aus Cumolhydroperoxid durch Zersetzung von Cumolhydroperoxid in Gegenwart eines sauren Katalysators, wobei die Verbesserung umfasst die Neutralisierung des sauren Katalysators nach dem wesentlichen Abschluss der Zersetzung durch Zugabe eines Amins, ausgewählt aus der Gruppe, welche besteht aus: (i) einem sekundären oder tertiären Amin mit 4 bis 21 Kohlenstoffatomen, das keine hydrolytisch instabilen Substituenten, welche eine wesentliche Hydrolyse und/oder Kondensationsreaktionen bei einem pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 1,5 und einer Temperatur im Bereich von 30°C bis 180°C in einem Zeitraum von etwa zwei Stunden erfahren, oder saure Substituenten mit einem pKa-Wert in wässerigen Medien von weniger als etwa 5 aufweist; und (ii) einem primären Amin der Formel
wobei R¹ und R² unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₁₂-Alkyl sind, und R³ Wasserstoff, C₁-C₁₂-Alkyl oder mit Hydroxyl, Amino oder Dimethylamino substituiertes C₁-C₁₂-Alkyl ist, mit der Maßgabe, dass mindestens zwei von R¹, R² und R³ nicht Wasserstoff sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Neutralisierung bei einer Temperatur im Bereich von 120°C bis 160°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das sekundäre oder tertiäre Amin ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
worin R⁴ und R⁵ unabhängig Wasserstoff oder Methyl sind, mit der Maßgabe, dass R⁴ und R⁵ nicht beide Wasserstoff sind, und R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl sind;
worin R⁹ und R¹⁰ unabhängig C₁-C₁₂-Alkyl, mit Hydroxyl, Amino oder Dimethylamino substituiertes C₂-C₁₂-Alkyl, C₃-C₇-Alkylen sind oder R⁹ und R¹⁰ mit NR¹¹ verbunden sind, um ein cyclisches aliphatisches Amin mit 5 bis 7 Ringatomen zu bilden, und R¹¹ Wasserstoff, C₂-C₁₂-Alkyl, mit Hydroxyl substituiertes C₂-C₁₂-Alkyl, C₅-C₆-Cycloalkyl oder C₃-C₇-Alkylen ist, mit der Maßgabe, dass R⁹, R¹⁰ und R¹¹ zusammengenommen mindestens 6 Kohlenstoffatome enthalten; und
worin R¹², R¹³ und R¹⁴ unabhängig Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl sind.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Neutralisierung bis zu einem End-pH-Wert im Bereich von 2,0 bis 3,5 durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das substituierte Amin
ist, worin R⁹ und R¹⁰ unabhängig C₂-C₆-Alkyl oder mit Hydroxyl substituiertes C₂-C₆-Alkyl sind oder R⁹ und R¹⁰ mit NR¹¹ verbunden sind, um ein cyclisches aliphatisches Amin mit 6 bis 7 Ringatomen zu bilden, und R¹¹ Wasserstoff, C₂-C₆-Alkyl oder mit Hydroxyl substituiertes C₂-C₆-Alkyl ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei R⁹, R¹⁰ und R¹¹ unabhängig C₂-C₆-Alkyl oder mit Hydroxyl substituiertes C₂-C₆-Alkyl sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Neutralisierung bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 160°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Neutralisierung bis zu einem End-pH-Wert im Bereich von 2,2 bis 2,8 durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Neutralisierung bei einer Temperatur im Bereich von 120°C bis 160°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das substituierte Amin
ist, worin R¹ und R² unabhängig C₁-C₉-Alkyl sind und R³ C₁-C₉-Alkyl oder mit Hydroxyl oder Amino substituiertes C₁-C₉-Alkyl ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei R¹ und R² unabhängig C₁-C₉-Alkyl sind und R³ C₂-C₉-Alkyl ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei R¹ und R² Methyl sind und R³ C₃-C₉-Alkyl ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei R¹ und R² Methyl sind und R³ C₅-C₉-Alkyl ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Neutralisierung bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 160°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Neutralisierung bis zu einem End-pH-Wert im Bereich von 2,2 bis 2,8 durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Neutralisierung bei einer Temperatur im Bereich von 120°C bis 160°C durchgeführt wird.