ES2862200T3 - Métodos y aparatos para el fraccionamiento de fenol en una columna de pared divisoria única - Google Patents

Métodos y aparatos para el fraccionamiento de fenol en una columna de pared divisoria única Download PDF

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Abstract

Un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, que comprende la separación de la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única etapa de destilación mediante: alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia un lado de una columna de destilación de pared divisoria; eliminación de una primera fracción que comprende cetona en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria, en la que al menos el 95% de una cetona está presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación; eliminación de una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido en la parte inferior de la columna de destilación de la pared divisoria; y eliminación de una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua, e hidroxicetona como corriente lateral, con lo que la toma de corriente lateral se localiza debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria.

Description

DESCRIPCIÓN
Métodos y aparatos para el fraccionamiento de fenol en una columna de pared divisoria única
Esta solicitud reivindica prioridad a la solicitud de EE.UU. N° 62/316.425 presentada el 31 de marzo de 2016.
Campo
La presente divulgación se refiere a aparatos de procesado para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo. Más específicamente, la presente divulgación se refiere a procesos y aparatos para el empleo de una única columna de pared divisoria para combinar todas las funciones de la columna de acetona ordinaria y la columna de cumeno-alfametilestireno (AMS).
Antecedentes
El fenol se fabrica a través de la oxidación al aire del cumeno a hidroperóxido de cumeno (CHP), seguido de la escisión catalizada mediante ácido de este último a fenol y acetona, y que se conoce como descomposición de CHP. La descomposición de CHP es una reacción muy exotérmica que normalmente se lleva a cabo a escala comercial en reactores de agitación continua o de retromezclado. En tales reactores, sólo una pequeña fracción de CHP no reacciona en un momento dado y el medio de reacción consiste esencialmente en los productos de descomposición de CHP, es decir, fenol y acetona, más cualquier disolvente (por ejemplo, cumeno) y otros materiales añadidos con CHP al reactor. Durante la oxidación del cumeno también se forman pequeñas cantidades de dimetil fenil carbinol (DMPC) y acetofenona. En presencia de un catalizador ácido, el DMPC se deshidrata a alfametilestireno (AMS), un subproducto útil.
El diseño tradicional del esquema de flujo del fraccionamiento de fenol incluye dos columnas que se utilizan para separar la acetona, el cumeno y el AMS en la alimentación de fraccionamiento del fenol. La acetona y una parte del cumeno y del agua se destilan primero a los cabezales de la columna de acetona ordinaria (primera columna), que opera a una presión ligeramente superior a la atmosférica. Los ácidos en las corrientes superiores provocarían incrustaciones en el posterior sistema. Las partes inferiores, que contienen el resto de cumeno y agua y la mayor parte de ácido fórmico y ácido acético, junto con esencialmente todo el AMS, el fenol y los subproductos de alto punto de ebullición, se dirigen a la columna de cumeno-AMS (segunda columna), que opera en un vacío bastante intenso. Sin embargo, es necesario separar los contaminantes e impurezas de fenol en un sistema separado posterior a la columna de fraccionamiento de fenol con dos columnas.
El empleo de tales sistemas múltiples para el fraccionamiento de fenol da como resultado un aumento de los costes de capital de equipamiento y de operación. El diseño convencional de una columna de destilación simple conocido en la técnica anterior no produce altas recuperaciones de acetona y fenol. Existe la necesidad de un proceso y un aparato nuevos para operar de manera eficaz la unidad de fenol con una reducción significativa en los costes operativos y de capital. Además, existe la necesidad de un proceso mejorado y más económico y un diseño del aparato simplificado para el fraccionamiento de fenol que pueda mejorar el rendimiento de fenol y acetona. La Patente WO2014043371 D1 describe un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo donde la mezcla contiene fenol y ciclohexanona empleando una columna de destilación de pared divisoria.
Compendio
Una realización del objeto de estudio es un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, que comprende dividir la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única etapa de destilación llevando la mezcla del producto de escisión a un lado de una columna de destilación de pared divisoria. Una primera fracción que comprende cetona se elimina en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria que comprende al menos el 95% de una cetona presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación. Una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido se elimina en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria. Una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua e hidroxicetona se elimina como corriente lateral, por lo que la toma de corriente lateral se sitúa debajo de la alimentación de la mezcla del producto de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria.
Otra realización del objeto de estudio es un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, que comprende dividir la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única etapa de destilación llevando la mezcla del producto de escisión hacia un lado de una columna de destilación de pared divisoria. Una primera fracción que comprende cetona se elimina en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria que comprende al menos el 95% de una cetona presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación. Una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido se elimina en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria. Una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua e hidroxicetona se elimina como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria, por lo que la toma de corriente lateral se sitúa debajo de la alimentación de la mezcla del producto de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria. La tercera fracción se envía a un reactor de tratamiento químico.
Una realización adicional del objeto de estudio es un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, que comprende dividir la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única etapa de destilación llevando la mezcla del producto de escisión hacia un lado de una columna de destilación de pared divisoria. Una primera fracción que comprende cetona se elimina en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria que comprende al menos el 95% de una cetona presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación. Una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido se elimina en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria. La segunda fracción se envía a un reactor de tratamiento químico. Una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua e hidroxicetona se elimina como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria, por lo que la toma de corriente lateral se sitúa debajo de la alimentación de la mezcla del producto de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria. La tercera fracción desborda un aparato de recolección de líquido y fluye hacia un decantador.
Es una ventaja del objeto de estudio combinar todas las funciones de la columna de acetona ordinaria y la columna de cumeno-AMS mientras se mantiene la misma calidad de fenol y acetona y se evitan también incrustaciones, reacciones indeseables y corrosiones. Se puede emplear una columna de destilación de pared divisoria para reemplazar dos columnas de destilación en serie. Sin embargo, existen varios desafíos asociados al empleo de la columna de pared divisoria con respecto a la volatilidad relativa de los componentes de ebullición, la velocidad de flujo de la corriente de destilado intermedio y las condiciones de funcionamiento. El presente objeto de estudio busca proporcionar un proceso y un aparato novedosos con costes de capital y operativos reducidos y que proporcionen una solución a los desafíos en la implementación de una columna de pared divisoria mediante la asignación adecuada de un inyector de vapor/agua, un decantador y un reactor de tratamiento químico. Una ventaja del objeto de estudio es que la combinación del sistema de control y el diseño de la columna y la bandeja permite un funcionamiento estable, robusto y económico de la columna de pared divisoria y una destilación mejorada de acetol. Objetivos, ventajas y características novedosas adicionales de los ejemplos se expondrán en parte en la descripción de a continuación, y en parte serán evidentes para los expertos en la técnica al examinar la siguiente descripción o se pueden aprender mediante la producción o ejecución de los ejemplos. Los objetivos y ventajas de los conceptos se pueden realizar y conseguir por medio de las metodologías, instrumentos y combinaciones señaladas particularmente en las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un esquema de flujo para el proceso del presente objeto de estudio.
La Figura 2 es una realización alternativa del proceso del presente objeto de estudio mostrado en la Figura 1.
La Figura 3 es otra realización del proceso del presente objeto de estudio.
Descripción detallada
La siguiente descripción no debe tomarse en un sentido limitativo, sino que se hace simplemente con el propósito de describir los principios generales de aspectos ejemplares. El alcance de la presente divulgación debe determinarse con referencia a las reivindicaciones.
Se puede obtener una comprensión general del proceso para el procesamiento para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, para dividir la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única destilación empleando una columna de destilación de pared divisoria mediante referencia a la Figura 1. La Figura 1 se ha simplificado mediante la eliminación de un gran número de aparatos empleados habitualmente en un proceso de esta naturaleza, tales como los recipientes internos,, los sistemas de control de temperatura y presión, las válvulas de control de flujo, las bombas de reciclaje, etc., que no se requieren específicamente para ilustrar el rendimiento del objeto de estudio. Además, la ilustración del proceso de este objeto de estudio en la realización de un dibujo específico no pretende limitar el objeto de estudio a las realizaciones específicas expuestas en la presente memoria.
El presente objeto de estudio, como se muestra en la Figura 1, incluye una columna de destilación y un sistema reactor 100 para separar la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una columna de destilación 102 de pared divisoria única del sistema reactor. Son posibles muchas configuraciones de la presente invención, pero en la presente memoria se presentan realizaciones específicas a modo de ejemplo. Una alimentación de una mezcla del producto de escisión producida en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo se pasa hacia la columna de destilación de pared divisoria 102 en la línea 104. Se hace pasar vapor a lo largo de la mezcla de alimentación hacia la columna de destilación de pared divisoria 102 en la línea 106 para la separación. Se inyecta vapor o agua entre el fondo de la columna de destilación de pared divisoria 102 y un punto de inyección en el tercio inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102. La velocidad de alimentación puede ser de 75.757 kg/h y la velocidad de alimentación de los componentes de la mezcla de productos de escisión que comprende acetona, fenol, eumeno y alfa-metilestireno (AMS) puede ser de 23.570 kg/h, 38.768 kg/h, 9.824 kg/h y 1.614 kg/h, respectivamente. La mezcla de productos de escisión antes del tratamiento por destilación comprende una concentración de 40% moles de cetona, 40% moles de fenol sustituido o no sustituido, y el resto comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar e hidroxicetona.
Se toma una primera fracción que comprende cetona en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102 en la línea 110. La fracción de cetona tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser acetona. La tasa de producto de la primera fracción tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser de 30.353 kg/h. La tasa de producto de la acetona en la primera fracción tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser de 23.555 kg/h. Puede haber al menos un 95% de cetona presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación. El empleo de una columna de pared divisoria para la destilación permite una mejor separación de la acetona. La primera fracción extraída de la columna de destilación de pared divisoria 102 comprende más del 99,9% de acetona recuperada en la línea 110. Puede haber cantidades relativamente pequeñas de cumeno y agua junto con la acetona en la primera fracción tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102.
Se toma una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102 en la línea 112. La tasa de producto de la segunda fracción tomada en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser 43.658 kg/h. La tasa de producto del fenol en la segunda fracción tomada en el fondo de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser 42.708 kg/h. La segunda fracción eliminada de la columna de destilación de pared divisoria 102 comprende más del 98% de fenol recuperado en la línea 112. Los hidrocarburos pesados, acetol o hidroxiacetona se eliminan junto con el fenol en la segunda fracción en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102. La concentración de acetol en la segunda fracción de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser de 100 ppm en peso a 500 ppm en peso.
Una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua e hidroxicetona se toma como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102 en la línea 114. La corriente lateral extraída en la línea 114 se puede situar debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria 102. La tasa de líquido de la extracción lateral en la tercera fracción tomada como la corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser 8.603 kg/h. La tasa de agua residual en la tercera fracción tomada como la corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser de 835 kg/h. El resto de cumeno, agua, ácidos orgánicos y esencialmente todo el alfametilestireno (AMS) se eliminan como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102 en la línea 114. El punto de inyección de vapor permite a la mayor parte del ácido fórmico y el ácido acético destilar hacia la extracción lateral de cumeno-alfa-metilestireno (AMS) de modo que el contenido de ácido esté dentro de los límites para la posterior purificación de acetona. La recuperación de acetol en la corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria puede ser del 50% con respecto a la alimentación. La mezcla que comprende cumeno y alfa-metilestireno (AMS) en la tercera fracción se puede enviar a una unidad de recuperación de fenol 120. La extracción lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102 puede ser una mezcla de dos fases que comprende agua y fase orgánica. La extracción lateral en la línea 114 se puede enfriar para separar la mezcla de dos fases antes de enviar la corriente hacia una unidad de recuperación de fenol 120.
La segunda fracción eliminada en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102 en la línea 112 se pasa a un reactor de tratamiento químico 130. El reactor de tratamiento químico 130 se puede situar con la columna de destilación de pared divisoria 102. El reactor 130 de tratamiento químico se puede localizar fuera de la columna de destilación de pared divisoria 102. La amina se pasa junto con la segunda fracción al reactor de tratamiento químico 130 en la línea 116. El acetol y otras impurezas de carbonilo se eliminan de la segunda fracción de la columna de destilación de pared divisoria 102 tratando la segunda fracción con amina en el reactor de tratamiento químico 130. Alternativamente, el subproducto que comprende agua se puede eliminar reciclando el material en la línea 132 desde el reactor de tratamiento químico 130 hasta el fondo de la columna de destilaciónde pared divisoria 102 inferior. A las corrientes en las líneas 114 y 132 que comprenden cumeno, alfa-metilestireno (AMS), se les puede pasar agua hacia la unidad de recuperación de fenol 120 para su posterior recuperación. El fenol libre de acetol y otras impurezas se elimina en la línea 134 del reactor de tratamiento químico 130. El fenol eliminado del reactor de tratamiento químico 130 se puede pasar hacia una columna de fenol ordinaria. El fenol se puede reciclar a la columna de destilación de pared divisoria 102 en la línea 108. La tasa de reciclado del fenol puede ser de 4.656 kg/h.
Las condiciones de funcionamiento de la columna de destilación de pared divisoria 102 incluirán una temperatura de funcionamiento en el intervalo de 174°C a 225°C y una presión en el intervalo de 70 kPa a 345 kPa. La separación de las bandejas de la columna de destilación de pared divisoria 102 por debajo de la alimentación de la mezcla del producto de escisión aumenta de 680 mm a 1450 mm. La separación de las bandejas de la columna de destilación de pared divisoria 102 por encima de la corriente lateral aumenta de 450 mm a 2100 mm.
Pasando ahora a la Figura 2, es una realización alternativa del proceso del presente objeto de estudio mostrado en la Figura 1 para separar la mezcla del producto de escisión en al menos tres fracciones en una columna de destilación de pared divisoria única. La realización de la Figura 2 difiere de la realización de la Figura 1 en la no inclusión del reactor de tratamiento químico. Los componentes similares de la Figura 2 que se describieron anteriormente para la Figura 1 no se describirán de nuevo para la Figura 2. Muchos de los elementos de la Figura 2 tienen la misma configuración que en la Figura 1 y llevan el mismo número de referencia. Los elementos en la Figura 2 que corresponden a los elementos en la Figura 1 pero que tienen una configuración diferente llevan el mismo número de referencia que en la Figura 1 pero se marcan con un símbolo primo (').
El presente objeto de estudio, como se muestra en la Figura 2, incluye una columna de destilación y un sistema reactor 100' para separar la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una columna de destilación de pared divisoria única 102' del sistema reactor. Son posibles muchas configuraciones de la presente invención, pero en la presente memoria se presentan realizaciones específicas a modo de ejemplo. Una alimentación de una mezcla de productos de escisión producida en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo se pasa hacia la columna de destilación de pared divisoria 102' en la línea 104'. Se hace pasar vapor a lo largo de la mezcla de alimentación hacia la columna de destilación de pared divisoria 102' en la línea 106' para la extracción. Se inyecta vapor o agua entre el fondo de la columna de destilación de pared divisoria 102' y un punto de inyección en el tercio inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102'. La velocidad de alimentación puede ser de 75.757 kg/h y la velocidad de alimentación de los componentes de la mezcla de productos de escisión que comprende acetona, fenol, cumeno y alfa-metilestireno (AMS) puede ser de 23.570 kg/h, 38.768 kg/h, 9.824 kg/h y 1.614 kg/h, respectivamente. La mezcla de productos de escisión antes del tratamiento de destilación comprende una concentración de 40% moles de cetona, 40% moles de fenol sustituido o no sustituido, y el resto comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar e hidroxicetona.
Se toma una primera fracción que comprende cetona en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102' en la línea 110'. La fracción de cetona tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser acetona. La tasa de producto de la primera fracción tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser de 30.335 kg/h. La tasa de producto de la acetona en la primera fracción tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser de 23.547 kg/h. Puede haber al menos un 95% de cetona presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación. La primera fracción eliminada de la columna de destilación de pared divisoria 102' comprende más del 99,9% de acetona recuperada en la línea 110'. Puede haber cantidades relativamente pequeñas de cumeno y agua junto con la acetona en la primera fracción tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102'.
Se toma una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102' en la línea 112'. La tasa de producto de la segunda fracción tomada en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser de 43.491 kg/h. La tasa de producto del fenol en la segunda fracción tomada en el fondo de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser de 42.555 kg/h. La segunda fracción eliminada de la columna de destilación de pared divisoria 102' comprende más del 98% de fenol recuperado en la línea 112'. Los hidrocarburos pesados, el acetol o la hidroxiacetona se eliminan junto con el fenol en la segunda fracción en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102'. La concentración de acetol en la segunda fracción de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser de 50 ppm en peso.
Se toma una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua, e hidroxicetona como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102' en la línea 114'. La corriente lateral extraída en la línea 114' se puede situar debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria 102'. La tasa de líquido de la extracción lateral en la tercera fracción tomada como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser de 8.738 kg/h. La tasa de agua residual de la extracción lateral en la tercera fracción tomada como la corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser 883 kg/h. El resto de cumeno, agua, ácidos orgánicos y esencialmente todo el alfa-metilestireno (AMS) se eliminan como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102' en la línea 114'. La mezcla que comprende cumeno y alfa-metilestireno (AMS) en la tercera fracción se puede enviar a una unidad de recuperación de fenol 120'. La extracción lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102' puede ser una mezcla de dos fases que comprende agua y fase orgánica. La extracción lateral en la línea 114' se puede enfriar para separar la mezcla de dos fases antes de enviar la corriente a una unidad de recuperación de fenol 120'.
Esta realización incluye una destilación mejorada de acetol para la extracción lateral, un reflujo más alto, una mayor función de recalentado para mantener la cantidad residual de acetol tan baja como 50 ppm en peso en la segunda fracción de la columna de destilación de pared divisoria 102' en la línea 112'. La cantidad de acetol en la segunda fracción tomada en la parte inferior de la columna de pared divisoria 102' es tan baja que elimina el requisito de un reactor de tratamiento químico para eliminar adicionalmente las impurezas de la segunda fracción que comprende fenol. El fenol libre de impurezas se puede reciclar hacia la columna de destilación de pared divisoria 102' en la línea 108'. La tasa de reciclado de fenol puede ser de 4.656 kg/h.
Pasando ahora a la Figura 3, otra realización del proceso del presente objeto de estudio para separar la mezcla del producto de escisión en al menos tres fracciones en una única columna de destilación de pared divisoria. La realización de la Figura 3 difiere de la realización de las Figuras 1 y 2 en que la tercera fracción de la columna de destilación de pared divisoria desborda un aparato de recogida de líquido y fluye hacia un decantador. Los componentes similares de la Figura 3 que se describieron anteriormente para las Figuras 1 y 2 no se describirán de nuevo para la Figura 3. Muchos de los elementos en la Figura 3 tienen la misma configuración que en las Figuras 1 y 2 y llevan el mismo número de referencia. Los elementos en la Figura 3 que corresponden a los elementos en la Figura 2 pero que tienen una configuración diferente llevan el mismo número de referencia que en la Figura 2 pero se marcan con un símbolo primo (’’).
El presente objeto de estudio, como se muestra en la Figura 3, incluye una columna de destilación y un sistema reactor 100’’ para separar la mezcla del producto de escisión en al menos tres fracciones en una columna de destilación de pared divisoria única 102’’ del sistema reactor. Son posibles muchas configuraciones de la presente invención, pero en la presente memoria se presentan realizaciones específicas a modo de ejemplo. Una alimentación de una mezcla de productos de escisión producida en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo se pasa a la columna de destilación de pared divisoria 102" en la línea 104". Se pasa vapor a lo largo de la alimentación de la mezcla a la columna de destilación de pared divisoria 102" en la línea 106" para la extracción. Se inyecta vapor o agua entre el fondo de la columna de destilación de pared divisoria 102" y un punto de inyección en el tercio inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102".
Se toma una primera fracción que comprende cetona en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102’’ en la línea 110". La fracción de cetona tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102" puede ser acetona. Puede haber al menos 95% de cetona presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación. Puede haber cantidades relativamente pequeñas de cumeno y agua junto con la acetona en la primera fracción tomada en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria 102”.
Una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido se toma en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102" en la línea 112". Los hidrocarburos pesados, acetol o hidroxiacetona se eliminan junto con el fenol en la segunda fracción en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102". La segunda fracción eliminada en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria 102" en la línea 112" se pasa a un reactor de tratamiento químico (no mostrado en la Figura 3). La concentración de acetol en la segunda fracción de la columna de destilación puede estar en el intervalo de 100 ppm en peso a 500 ppm en peso. El acetol y otras impurezas de carbonilo se eliminan de la segunda fracción de la columna de destilación de pared divisoria 102” mediante tratamiento con amina en el reactor de tratamiento químico. El fenol libre de acetol y otras impurezas del reactor de tratamiento químico se puede pasar a una columna de fenol en bruto. El fenol se puede reciclar a la columna de destilación de pared divisoria 102" en la línea 108".
Se toma una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua, e hidroxicetona como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102" en la línea 114". La corriente lateral extraída en la línea 114" se puede localizar debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria 102". El resto del cumeno, agua, ácidos orgánicos y esencialmente todo el alfa-metilestireno (AMS) se eliminan como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102" en la línea 114". La mezcla que comprende cumeno y alfa-metilestireno (AMS) en la tercera fracción se puede enviar a una unidad de recuperación de fenol (no mostrada en la Figura 3). La extracción lateral de la columna de destilación de pared divisoria 102" puede ser una mezcla de dos fases que comprende agua y una fase orgánica. La tercera fracción puede rebosar un aparato de recogida de líquido y fluir hacia un decantador 140. El decantador 140 se puede localizar dentro columna de destilación de pared divisoria 102". La función principal del decantador es eliminar la fase acuosa de la columna por separado de la fase orgánica, para permitir que la fase orgánica se elimine desde un punto más abajo de la columna de lo que sería posible sin el decantador. La corriente acuosa 145 se retira del decantador. El diámetro del decantador puede ser de 3,81 m (12,5 pies). El área de sedimentación interna del decantador puede ser de 11,33 metros cuadrados (122 pies cuadrados) y el área total del decantador puede ser de 14,86 metros cuadrados (160 pies cuadrados). La longitud de la tangente del decantador interno puede ser de 6,4 m (21 pies). El diámetro y el área del decantador dependerán del diámetro de la columna, que a su vez dependerá de la capacidad de la columna y de las tasas de reflujo y/o de las tasas de ebullición.
Las condiciones de funcionamiento de la columna de destilación de pared divisoria 102" incluirán una temperatura de funcionamiento en el intervalo de 174°C a 225°C y una presión en el intervalo de 70 kPa a 345 kPa. El espacio entre bandejas de la columna de destilación de pared divisoria 102" por debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión se incrementa de 680 mm a 1450 mm. El espacio entre las bandejas de la columna de destilación de pared divisoria 102" por encima de la corriente lateral aumenta de 450 mm a 2100 mm. Puede haber de 60 a 62 etapas teóricas en la columna de destilación de pared divisoria. La recuperación de acetol en la corriente lateral en la línea 114" es el 50% en relación con la alimentación.
Si bien el objeto de estudio se ha descrito con lo que actualmente se considera las realizaciones preferidas, se entenderá que el objeto de estudio no se limita a las realizaciones divulgadas, sino que se pretende cubrir varias modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Realizaciones específicas
Si bien lo siguiente se describe junto con realizaciones específicas, se entenderá que esta descripción pretende ilustrar y no limitar el alcance de la descripción anterior y las reivindicaciones adjuntas.
Una primera realización del objeto de estudio es un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, que comprende dividir la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única etapa de destilación mediante: escisión de la mezcla de productos hacia un lado de una columna de destilación de pared divisoria; eliminación de una primera fracción que comprende cetona en la parte superior de la columna de destilación divisoria en donde está presente al menos el 95% de una cetona en el producto de escisión antes de la etapa de destilación; eliminación de una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria; y eliminación de una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua e hidroxicetona como corriente lateral, por lo que la toma de la corriente lateral se sitúa debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores de este párrafo hasta la primera realización de este párrafo en donde la cetona es acetona. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la primera realización de este párrafo en donde la segunda fracción se envía a un reactor de tratamiento químico. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde el reactor de tratamiento químico se localiza dentro de la columna de destilación de pared divisoria. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores de este párrafo hasta la primera realización de este párrafo en donde el reactor de tratamiento químico se localiza fuera de la columna de destilación de pared divisoria. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la primera realización de este párrafo en donde se inyecta vapor o agua entre el fondo de la columna de destilación de pared divisoria y un punto de inyección en el tercio inferior de la columna de destilación de pared divisoria. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la primera realización de este párrafo en donde el acetol y otras impurezas de carbonilo se eliminan de la segunda fracción de la columna de destilación mediante tratamiento con amina en el reactor de tratamiento químico. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la primera realización en este párrafo en donde la presión de la columna de destilación de pared divisoria es de 70 kPa a 345 kPa y la temperatura en el fondo de la columna de destilación de pared divisoria es de 174°C a 225°C.
Una segunda realización de la invención es un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, que comprende dividir la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única etapa de destilación mediante: alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia un lado de una columna de destilación de pared divisoria; eliminación de una primera fracción que comprende cetona en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria que comprende al menos el 95% de una cetona presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación; eliminación de una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria; eliminación de una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua e hidroxicetona como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria, por lo que la toma de la corriente lateral se localiza debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria; y envío de la segunda fracción a un reactor de tratamiento químico. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la segunda realización de este párrafo en donde la cetona es acetona. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo en la donde el espacio entre bandejas de la columna de destilación de pared divisoria se incrementa de 680 mm a 1450 mm y el espacio entre bandejas de la columna de destilación de pared divisoria por encima de la corriente lateral aumenta de 450 mm a 2100 mm. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores en este párrafo hasta la segunda realización en este párrafo en donde el acetol y otras impurezas de carbonilo se eliminan de la segunda fracción de la columna de destilación mediante tratamiento con amina en el reactor de tratamiento químico. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la segunda realización de este párrafo en donde la presión de la columna de destilación de pared divisoria es de 70 kPa a 345 kPa y la temperatura en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria es de 174°C a 225°C. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la segunda realización de este párrafo en donde la tercera fracción rebosa un aparato de recogida de líquido y fluye hacia un decantador. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores de este párrafo hasta la segunda realización de este párrafo en donde el decantador se localiza dentro de la columna de destilación de pared divisoria. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la segunda realización de este párrafo en donde la mezcla de productos de escisión antes del tratamiento de destilación comprende una concentración de 40% moles de cetona, 40% moles de fenol sustituido o no sustituido, y el resto comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar e hidroxicetona.
Una tercera realización de la invención es un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, que comprende dividir la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única etapa de destilación mediante: alimentación de la mezcla del producto de escisión hacia un lado de una columna de destilación de pared divisoria; eliminación de una primera fracción que comprende cetona en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria que comprende al menos el 95% de una cetona presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación; eliminación de una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria; envío de la segunda fracción a un reactor de tratamiento químico; eliminación de una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua e hidroxicetona como corriente lateral de la columna de destilación de pared divisoria, con lo que la toma de la corriente lateral se sitúa debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia la columna de destilación; y la tercera fracción desborda un aparato de recogida de líquido y fluye hacia un decantador. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la tercera realización en este párrafo en donde se inyecta vapor o agua entre el fondo de la columna de destilación de pared divisoria y un punto de inyección en el tercio inferior de la columna de destilación de pared divisoria. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la tercera realización de este párrafo en donde la presión de la columna de destilación es de 70 kPa a 345 kPa y la temperatura en la parte inferior de la columna de destilación es de 174°C a 2252C. Una realización de la invención es una, cualquiera o todas las realizaciones anteriores a este párrafo hasta la tercera realización de este párrafo en donde la recuperación de acetol en la corriente lateral es del 50% con respecto a la alimentación y la concentración de acetol en la segunda fracción de la columna de destilación es de 100 ppm en peso a 500 ppm en peso.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para el tratamiento por destilación de mezclas de productos de escisión producidas en la escisión de hidroperóxidos de alquilarilo, que comprende la separación de la mezcla de productos de escisión en al menos tres fracciones en una única etapa de destilación mediante:
alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia un lado de una columna de destilación de pared divisoria; eliminación de una primera fracción que comprende cetona en la parte superior de la columna de destilación de pared divisoria, en la que al menos el 95% de una cetona está presente en el producto de escisión antes de la etapa de destilación;
eliminación de una segunda fracción que comprende fenol sustituido o no sustituido en la parte inferior de la columna de destilación de la pared divisoria; y
eliminación de una tercera fracción que comprende benceno mono-, di- y/o trialquil sustituido sin reaccionar, agua, e hidroxicetona como corriente lateral, con lo que la toma de corriente lateral se localiza debajo de la alimentación de la mezcla de productos de escisión hacia la columna de destilación de pared divisoria.
2. El proceso de la reivindicación 1, en donde la cetona es acetona.
3. El proceso de la reivindicación 1, en donde la segunda fracción se envía a un reactor de tratamiento químico.
4. El proceso de la reivindicación 3, en donde el reactor de tratamiento químico se localiza dentro de la columna de destilación de pared divisoria.
5. El proceso de la reivindicación 3, en donde el reactor de tratamiento químico se localiza fuera de la columna de destilación de pared divisoria.
6. El proceso de la reivindicación 1, en donde se inyecta vapor o agua entre la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria y un punto de inyección en el tercio inferior de la columna de destilación de pared divisoria.
7. El proceso de la reivindicación 3, en donde el acetol y otras impurezas de carbonilo se eliminan de la segunda fracción de la columna de destilación de pared divisoria mediante tratamiento con amina en el reactor de tratamiento químico.
8. El proceso de la reivindicación 1, en donde la presión de la columna de destilación de pared divisoria es de 70 kPa a 345 kPa y la temperatura en la parte inferior de la columna de destilación de pared divisoria es de 174°C a 225°C.
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