ITMI980864A1 - Processo per l'estrazione dei sali contenuti nel prodotto scisso neutralizzato ottenuto nella preparazione di fenolo via ossidazione - Google Patents
Processo per l'estrazione dei sali contenuti nel prodotto scisso neutralizzato ottenuto nella preparazione di fenolo via ossidazioneInfo
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Description
Titolo: Processo per l'estrazione dei sali contenuti nel prodotto scisso neutralizzato ottenuto nella preparazione di fenolo via ossidazione del eumene
La presente invenzione riguarda un processo per l'estrazione dei sali contenuti nel prodotto scisso neutralizzato ottenuto nella preparazione di fenolo via ossidaz ione del cumene .
Più in particolare, la presente invenzione riguarda un procedimento per la riduzione del consumo d'acqua nel lavaggio del prodotto scisso neutralizzato ottenuto nella produzione di fenolo via ossidazione del cumene .
E' noto che il fenolo può essere preparato dal eumene, come descritto in "Ullmann's Encylopedia of industriai Chemistry", Fifth Edition, 1991, Voi. A 19, 302, secondo un procedimento che si sviluppa sostanzialmente in due stadi. Il primo riguarda l'ossidazione del eumene a eumene idroperossido , il secondo riguarda la scissione del eumene idroperossido a fenolo ed acetone realizzata in presenza di catalizzatore acido. Il prodotto scisso viene, poi, sottoposto a distillazione per il recupero del fenolo e del l 'acetone.
Nel processo di produzione di fenolo da eumene viene usualmente impiegata una notevole quantità d'acqua, in parte utilizzata come solvente di prodotti chimici, che devono essere addizionati ai flussi principali per realizzare condizioni di processa ottimali, o per il recupero del fenolo da flussi organici dai quali sarebbe molto difficile ottenerlo mediante distillazione. Oppure, l'acqua viene utilizzata tal quale come solvente in operazioni di lavaggio che servono a ridurre quanto maggiormente passibile la concentrazione di composti salini nei flussi organici che devono essere inviati a d isti1 lazione.
Esempi del primo tipo di utilizzo di acqua sono le soluzioni acquose di Na CO3 (o NaOH) addizionate ai reattori di ossidazione per stabilizzarne il pH. La soluzione acquosa di Η2SO4.aggiunta come catalizzatore ai reattori di scissione del eumene ioroperossido a fenolo ed acetone. La soluzione acquosa di NaOH usata per salificare il fenolo contenuto nel flusso di idrocarburi che si separa nella sezione di distillazione del prodotto scisso.
Esempi del secando tipo di utilizzo di acqua sono rappresentati dal lavaggio del prodotto ossidato, per eliminare l'eventuale presenza di NaaC03 (o NaOH) ed i sali sodici degli acidi organici formatisi nel corso della reazione di ossidazione o il lavaggio del prodotto scissa neutralizzato per eliminare eventuali tracce di NaeSO4 e i sali di acidi organici in esso solubilizzat i , prima di inviarla alla sezione di distillazione per il recupero del fenolo e dell‘acetone .
La presenza d'acqua è riscontrabile, inoltre, in altre parti del processo di produzione, ad esempio nei compressori ad anello liquido o negli eiettori per la realizzazione del vuoto necessario alle colonne di distillazione.
Infine una certa quantità d'acqua proviene dalle operazioni ripetitive di bonifica delle linee, dal lavaggio di apparecchiature e dall'eventuale recupera di acque piovane, qualora siano inquinate.
Questi flussi acquosi costituiscono le acque di processo ed ammontano complessivamente ad una quantità dello stesso ordine di grandezza del fenolo prodotto. Essi sono suddivisi in due flussi principali di portata circa eguale che vengono recuperati rispettivamente dalla sezione di ossidazione del cumene e dalla sezione di scissione del eumene idroperossido.
I flussi acquosi possono contenere composti organici, in particolare fenolo ed acetone, e devono perciò essere trattati prima del loro invio alla depurazione biologica in modo da ridurre al minimo la perdita di prodotti pregiati. Di conseguenza quanto maggiore e la quantità di acqua alimentata/recuperata nell 'impianto, tanto più diluiti sono i composti da recuperare e tanto più costoso risulta il loro recupero dal flusso acquoso. Quindi, è conveniente fare in modo che la quantità di acqua alimentata all'impianto sia la minore possibile.
Scopo della presente invenzione è quello di contribuire alla riduzione della quantità d'acqua utilizzata nel processo di produzione di fenolo via ossidazione del eumene.
Più in particolare, scopo della presente invenzione è quello di ridurre la portata del flusso acquoso della sezione di scissione del eumene idroperossido, sostituendo il flusso di acqua fresca utilizzato per il lavaggio del prodotto scisso neutralizzato , generalmente attenuto per demineralizzazione di acqua proveniente dai pozzi o dall'acquedotto, con acqua di processa prelevata da altra sezione dell'impianto di produzione.
Costituisce, pertanto, oggetto della presente invenzione un procedimento per l'estrazione dei sali contenuti nel prodotto scisso neutralizzato ottenuto nella preparazione di fenolo via ossidazione del eumene che comprende:
a) alimentare in continuo il prodotto scissa costituito essenzialmente da una corrente di fenolo ed acetone ad una sezione' di estrazione/ lavaggio con acqua in modo da ottenere un primo flusso acquoso contenente i prodotti estratti ed un primo flusso organico contenente acetone, eumene, fenolo e altri prodotti organici (ad esempio α-metiIstirene );
b) alimentare detto primo flusso organico, unitamente ad un secondo flusso acquoso di riciclo contenente acetone, ad una sezione di miscelazione;
c) alimentare il flusso uscente dalla sezione di miscelazione ad un primo sistema di decantazione in modo da ottenere un secondo flusso organico ed un terzo flusso acquoso;
d) alimentare detto terzo flusso acquoso, sostanzialmente privo di acetone (circa 10% in peso), alla sezione di lavaggio dello stadio (a);
e) alimentare detto secondo flusso organico ad una sezione di distillazione in modo da ottenere una corrente di prodotti pesanti costituita essenzialmente da fenolo ed una corrente di prodotti leggeri costituita essenzialmente da acqua, acetone ed idrocarburi (cumene e ametilstirene) ;
f) alimentare la corrente di prodotti leggeri ad un secondo sistema di decantazione in modo da ottenere un terzo flusso organica costituito essenzialmente da acetone ed idrocarburi, ed il secondo flusso acquoso che, in tutto o in parte, viene riciclato al miscelatore dello stadio (b).
Nella scissione del cumene idroperossido quest'ultimo viene trasformato in fenolo e acetone mediante reazione catalizzata da acidi, in particolare da acido solforico. Nel prodotto alimentato alla reazione oltre al eumene idroperossido sono presenti anche sottoprodotti formatisi nel corso della reazione di ossidazione i quali, in presenza del catalizzatore acido, reagiscono fra loro e con fenolo o acetone riducendo la resa in prodotti utili. Così, ad esempio, il c-feni l-propano lo-2 (tipico sottoprodotta dell'ossidazione del eumene) in presenza di catalizzatore acido si disidrata ad oc-metilstirene il quale reagisce con se stesso formando dimeri o con fenolo formando cumi l-fenoli. Perciò, per evitare che la presenza di acido provochi il procedere delle reazioni secondarie, il prodotto di reazione deve essere neutralizzato prima di essere inviato alla disti llazione.
Per neutralizzare il catalizzatore acido può essere sufficiente una quantità stechiometricamente equivalente di una base, ad esempio NaOH o un sale sodico di un acido debole, ad esempio fenato sodica.
La miscela di reazione viene successivamente inviata ad un separatore dove si ottengano due flussi. Uno, acquoso, contenente solfato sodico, sali sodici di acidi organici e ridotte quantità di acetone e fenolo. L'altro, organico, contenente fenolo ed acetone, altri composti organici, acqua e ridotte quantità di sali sodici.
La presenza di sali sodici nel flusso organico È di entità tale da determinare un livello di Na " usualmente compreso nell'intervallo 30-150 mg/1. La presenza di questi sali può essere causa di deleteri sporcamenti dei ribollitor i delle colonne di distillazione utilizzate per la separazione dei fenolo dall'acetone. Inoltre, essi si concentrano nelle code di processo che vengono recuperate come combustibile, creando problemi di sporcamento delle caldaie e di presenza di polveri negli effluenti gassosi immessi nell‘ atmosfera . E' perciò necessario che il flusso organico proveniente dalla scissione del cumene idroperossido sia sottoposto a lavaggio con acqua in modo da eliminare completamente il solfato sodico, se presente, e ridurre la concentrazione di Na", derivante dalla presenza di sali di acidi organici, al di sotto di 5 mg/1.
Il lavaggio/estrazione del prodotto scisso neutralizzato si realizza in controcorrente impiegando uno o più mixer-settler o, in alternativa, un estrattore multi-stadio (colonna a riempimento, colonna Kuhni , colonna a dischi rotanti o pulsante, ecc.) ed una quantità d'acqua compresa fra il 5 ed il 10% della portata del flusso organico. L'acqua, dopo il lavaggio, viene scaricata ed inviata alla sezione di trattamento acque (primo flusso acquoso). Nel processo oggetto della presente invenzione l'acqua utilizzata per il lavaggio proviene da altri recuperi, ad esempio dagli eiettori per ridurre la pressione nelle colonne di distillazione e/o dalla sezione di distillazione del prodotto organico, anche se contenente un'elevata quantità di acetone.
Il flusso organico, dopo lavaggio, viene miscelato ad un secando flusso acquoso di riciclo proveniente dalla sezione di distillazione e contenente acetone.
In particolare, il secondo flusso acquoso è.
costituito essenzialmente da 50-657· in peso di acqua e 35-507. in peso di acetone, oltre che da tracce di fenolo e altri composti organici. Tale corrente, non contenendo composti salini, può essere utilizzata come acqua di lavaggio nella corrispondente sezione del presente processo. Tuttavia, la presenza di acetone in quantità cosi elevate ne riduce la densità in misura tale da renderla inferiore a quella del flusso organico che deve essere lavato. Poiché l'acqua rappresenta la fase pesante nell'estrattore contro-corrente utilizzato per il lavaggio, l'alimentazione alla sommità dell'estrattore dì questo flusso acquoso, avente densità minore del flusso organico, ne impedirebbe il funzionamento. Né questo flusso acquoso può essere alimentato al fondo dell'estrattore, utilizzandolo come fase leggera, giacché, una volta solubilizzato nella fase organica l'eccesso di acetone, la densità del flusso acquoso aumenterebbe ad un valore superiore a quello del flusso organico ed il funzionamento dell'estrattore ne risulterebbe egualmente impedito.
E', quindi, necessario rimuovere l'acetone in misura tale da aumentare la densità della soluzione a valori superiori a quello tipico del flusso organico e tale da poter alimentare l'acqua restante come solvente nella parte superiore del l'estrattore contro-corrente senza che insorgano problemi di flooding.
Tale rimozione può essere convenientemente realizzata utilizzando come solvente lo stesso flusso organico uscente dal lavaggio ed eseguendo detta rimozione in un dispositivo tubolare all'interno del quale i flussi sono convogliati in equi-corrente .
All'uscita del miscelatore, la corrente è alimentatata ad un decantatore per recuperare il flusso acquoso, da utilizzare come liquido di lavaggio nell'estrattore contracorrente, ed il flusso organico, contenente ancora acqua, da inviare ad una prima colonna di distillazione per recuperare di fondo un flusso contenente il fenolo e composti organici altobollenti e di testa un flusso contenente acetone, acqua ed idrocarburi. In alternativa, il flusso organico inviato alla sezione di distillazione è trattato in una prima colonna, per recuperare di testa il solo acetone e, quindi, in una seconda colonna per recuperare di testa acqua e gli idrocarburi, oltre al resto dell'acetone non recuperato nella prima colonna.
Il mix acetone/acqua/ idroarburi è, a sua volta, sottoposto a decantazione per il recupero del secando flusso acquoso riciclato prima al miscelatore e, successivamente, all'estrattore come terzo flusso acquoso
Il procedimento per l'estrazione dei sali contenuti nel prodotto scisso ottenuto nella preparazione di fenolo via ossidazione del eumene oggetto della presente invenzione potrà essere meglio compreso facendo riferimento al disegno di figura allegata che ne rappresenta una forma di realizzazione schematica, esemplificativa e non limitativa.
Con riferimento al disegno, lo schema comprende l'estrattore E, il miscelatore M, un primo decantatore DI, un secondo decantatore D2 ed una sezione di distillazione rappresentata dalla colonna C, interposta fra i due decantatori.
La corrente organica (1) da sottoporre a lavaggio, contenente acetone e fenolo, viene alimentata alla base dell'estrattore E mentre la corrente di lavaggio (13) è alimentata in testa. La corrente (13) comprende un flusso acquoso di riciclo (6) e, eventualmente, una corrente d'acqua (12) proveniente da recuperi ne l l'impianto.
Dal fondo dell'estrattore si recupera la fase acquosa (4) con i sali estratti, inviata a trattamenti non illustrati in figura, mentre dalla testa si recupera la fase organica lavata (3) in cui il contenuto di ione Na è ridotto sostanzialmente.
La corrente (3) ed una corrente (11) di riciclo, contenente acqua ed acetone, sono miscelate in M e, quindi, sottoposte a decantazione in D1. Dal decantatore si recupera il flusso acquoso (6), alimentato al lavaggio, in cui il contenuto di acetone è tale da risultare compatibile con il processo di estrazione in E.
Il flusso organico (7), prelevato da DI, contenente ancora acqua, nel quale la concentrazione di sali 6 stata ridotta in misura tale da determinare un contenuto di Na+ inferiore a 5 mg/1, è inviato alla sezione di distillazione C, ridotta, per semplicità di descrizione, ad un'unica colonna. Dal fondo di C si scarica la corrente (?) costituita essenzialmente da fenolo e altobollenti.
Dalla testa di C si scarica una corrente (8) costituita essenzialmente da' acqua, acetone ed idrocarburi. Quest’ultima è inviata al decantatore D2 dal quale si recupera la .corrente (10), costituita essenzialmente da acetone e idrocarburi, e la corrente acquosa (11) che contiene ancora quantità sensibili di acetone .
La corrente (11) non può essere riciclata ai lavaggio in quanto, per la presenza di acetone, ha una densità inferiore a quella della corrente organica (1) da lavare. Per questo motivo la corrente (11) viene alimentata al miscelatore M dove l'acetone contenuto in (11) viene parzialmente estratto dalla corrente organica (3). La corrente acquosa cosi trattata può essere utilizzata come corrente di lavaggio (6) nell'estrattore E
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1 ) Procedimento per l'estrazione dei sali contenuti nel prodotto scisso neutralizzata attenuto nella preparazione di fenolo via ossidazione del eumene che comprende: a) alimentare in continuo il prodotto scisso costituito essenzialmente da una corrente di fenolo ed acetone ad una sezione di estrazione/lavaggio con acqua in modo da ottenere un primo flusso acquoso contenente i prodotti estratti ed un primo flusso organica contenente acetone, cumene, fenolo ed altri composti organici; b) alimentare detto primo flusso organico, unitamente ad un secondo flusso acquoso di riciclo contenente acetone, ad una sezione di miscelazione; c) alimentare il flusso uscente dalla sezione di miscelazione ad un primo sistema di decantazione in modo da ottenere un seconda flusso organico ed un terzo flusso acquoso; d) alimentare detto terzo flusso acquoso, sostanzialmente privo di acetone, alla sezione di lavaggio dello stadio (a); e) alimentare detto secondo flusso organico ad una sezione di distillazione in «nodo da ottenere una corrente di prodotti pesanti costituita essenzialmente da fenolo ed una corrente di prodotti leggeri costituita essenzialmente da acqua, acetone ed idrocarburi; f) alimentare la corrente di prodotti leggeri ad un secondo sistema di decantazione in modo da ottenere un terzo flusso organico costituito essenzialmente da acetone ed idrocarburi ed il secando flusso acquoso che, in tutto o in parte, viene riciclato al miscelatore dello stadia (b). E) Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il lavaggio/estrazione del prodotto scisso si realizza in controcorrente impiegando uno o più mixer /settler o un estrattore multi-stadio . 3) Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il lavaggio/estrazione del prodotto scissa si realizza con una quantità d'acqua compresa fra il 5 ed il 10% della portata del flusso organico. 4) Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il secondo flusso acquoso è costituito essenz ialmente da 50-65% in peso di acqua e 35-50% in peso di acetone
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