JP2018510165A - 水素化の方法 - Google Patents

Abstract

本発明の主題は、有機フィードを処理するための方法全般に関する。より詳細には、本発明の主題は、有機フィードが水素化ゾーンに投入される前に、有機フィードの水分含有量を低下させ、それによって、水素化触媒の活性、変換率、及び寿命を改善するための方法に関する。水素化ゾーン生成物流は、次に、フェノール回収ゾーンに送られる。【選択図】図１

Description

優先権の記載
本出願は、その全内容が参照により本明細書に援用される２０１５年３月３１日に出願された米国特許出願第６２／１４０８６２号の優先権を主張するものである。

技術分野
本発明の主題は、有機フィードを処理するための方法全般に関する。より詳細には、本発明の主題は、有機フィードが水素化ゾーンに投入される前に、有機フィードの水分含有量を低下させ、それによって、水素化触媒の活性、変換率、及び寿命を改善するための方法に関する。

フェノールユニット中の水素化触媒は、上流の抽出塔から持ち込まれる水及び水酸化ナトリウムなどの所望されない生成物によって不活性化され得る。水酸化ナトリウム及び水は、水素化触媒を不活性化し得るものであり、それによって、低い触媒活性、短い触媒サイクル長さ、及び触媒の再活性化の必要性という結果になる。

したがって、有機フィードが水素化ゾーンに投入される前に水分を除去することによって有機フィードを処理するための方法を開発することが望ましい。さらに、本発明の実施形態のその他の望ましい特性及び特徴は、添付の図面及びこの背景技術と合わせて、以下の詳細な記述及び添付の特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

有機フィードを処理するための方法は、少なくとも１つの有機酸化合物を含有するフィード流を塔に導入すること、フィード流と比較して有機酸のレベルが低下された有機生成物流を塔から取り出すこと、及び有機生成物流を水素化ゾーンに導入することを含む。有機フィード流は、クメン及びアルファ−メチルスチレンを含んでいてよく、有機酸化合物は、フェノールを含んでいてよい。塔は、有機フィード流から水分及び塩を除去するように設計されている。１つの実施形態では、有機生成物流は、０．２重量％から０．５重量％の溶解された水分を含有している。別の実施形態では、有機生成物流は、１０重量ｐｐｍから２００重量ｐｐｍの溶解された水分を含有している。有機生成物流は、７５〜９０重量パーセントのクメン及びアルファメチルスチレンを含む混合物である。有機生成物流は、水素化ゾーンへの投入時、５重量％から７重量％のフェノールも含有していてよい。有機生成物流は、水素化触媒を有する少なくとも１つの反応器を含有する水素化ゾーンへ送られる。水素化ゾーンは、それによって、フェノール回収ゾーンに送られてよい水素化ゾーン生成物流を生成する。別の実施形態では、追加の分留ゾーンに送られてよい水素化ゾーン生成物流。

有機フィードを処理するための方法の利点は、炭化水素流の水分含有量が、炭化水素流が水素化ゾーンに投入される前に低下されることである。
有機フィードを処理するための方法の別の利点は、炭化水素流の塩含有量が、炭化水素流が水素化ゾーンに投入される前に低下されることである。

炭化水素フィードからの水分及び塩含有量を、それが水素化ゾーンに投入される前に低下させることによって、水素化触媒の活性、変換率、及び寿命が改善される。
例の追加の目的、利点、及び新規な特性は、以下の記述に一部示され、一部は、以下の記述及び添付の図面の考察によって、当業者であれば明らかとなるか、又は例の作製若しくは運転によって学習され得る。概念の目的及び利点は、添付の特許請求の範囲において特に指摘される方法、手段、及び組み合わせによって実現及び達成され得る。

定義
本明細書で用いられる場合、「流れ」、「フィード」、「生成物」、「部」、又は「部分」の用語は、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のアルカン、アルケン、アルカジエン、及びアルキンなどの様々な炭化水素分子、並びに、水素を例とする気体、又は重金属並びに硫黄及び窒素化合物などの不純物などの所望に応じて含まれてよい他の物質を含んでよい。流れはまた、芳香族炭化水素及び非芳香族炭化水素も含んでよい。さらに、炭化水素分子は、Ｃｉ、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃｎと略される場合があり、ここで、「ｎ」は、１つ以上の炭化水素分子中の炭素原子の数を表し、又はこれらの略語は、例えば非芳香族又は化合物に対する形容詞として用いられ得る。同様に、芳香族化合物は、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａｎと略される場合があり、ここで、「ｎ」は、１つ以上の芳香族分子中の炭素原子の数を表す。さらに、上付きの「＋」又は「−」が、略された１つ以上の炭化水素記号と共に用いられる場合があり、例えば、Ｃ_３＋又はＣ_３−であり、それは、その略された１つ以上の炭化水素のすべてを含む。例として、「Ｃ_３＋」の略語は、炭素原子が３つ以上である１つ以上の炭化水素分子を意味する。

本明細書で用いられる場合、「ゾーン」の用語は、１つ以上の設備品及び／又は１つ以上のサブゾーンを含む領域を意味し得る。設備品としては、これらに限定されないが、１つ以上の反応器若しくは反応容器、分離容器、蒸留塔、ヒーター、交換器、パイプ、ポンプ、コンプレッサー、及びコントローラーが挙げられ得る。加えて、反応器、乾燥機、又は容器などの設備品が、１つ以上のゾーン又はサブゾーンをさらに含んでいてもよい。

図面は、限定のためではなく、単なる例として、本発明の概念に従う１つ以上の実施を示す。図面において、同じ符号は、同じ又は類似の要素を示す。

図１は、フェノール回収ユニットの上流にある水素化ゾーンを含む、有機フィードを処理するための方法の模式図である。

以下の詳細な記述は、単なる例示の性質のものであり、記載する実施形態の適用及び使用を限定することを意図するものではない。さらに、前述の背景技術又は以下の詳細な記述に提示されるいかなる理論にも束縛されることを意図するものでもない。

本発明の方法について、添付の図面を参照してさらに記載する。図面は、本発明の好ましい実施形態の単純化されたフロー図であり、本明細書で提供される記述及び添付の特許請求の範囲の全般的な広い範囲を必要以上に限定することを意図するものではない。バルブ、ポンプ、コンプレッサー、熱交換器、計器、及びコントローラーなどの特定の機械設備は、本発明を明確に理解するために必須ではないことから、省略した。この機械設備の使用及び適用は、充分に本技術分野の技能の範囲内である。

有機フィードを処理するための方法は、少なくとも１つの有機酸化合物を含有するフィード流を塔に導入すること、フィード流と比較して有機酸のレベルが低下された有機生成物流を塔から取り出すこと、及び有機生成物流を水素化ゾーンに導入することを含む。有機フィード流は、クメン及びアルファ−メチルスチレンを含んでいてよく、有機酸化合物は、フェノールを含んでいてよい。塔は、有機フィード流から水分及び塩を除去するように設計されている。１つの実施形態では、有機生成物流は、０．２重量％から０．５重量％の溶解された水分を含有している。別の実施形態では、有機生成物流は、１０重量ｐｐｍから２００重量ｐｐｍの溶解された水分を含有している。有機生成物流は、７５〜９０重量％のクメン及びアルファメチルスチレンを含む混合物であってよい。有機生成物流は、５重量％から７重量％のフェノールも含有していてよい。有機生成物流は、水素化触媒を有する少なくとも１つの反応器を含有する水素化ゾーンへ送られてよい。水素化ゾーンは、それによって、フェノール回収ゾーンに送られてよい水素化ゾーン生成物流を生成する。別の実施形態では、水素化ゾーン生成物流は追加の分留ゾーンに送られてよい。

本発明が関する全体としての方法は、例えばイソプロピルベンゼン（クメン）、イソブチルベンゼン、イソアミルベンゼン、１‐メチル−４−イソプロピルベンゼン、ｐ−ジイソプロピルベンゼン、ｐ−ジイソブチルベンゼン、１−イソプロピル−４−イソブチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼンなどの二級アルキルベンゼンを酸化して、対応するヒドロペルオキシド、すなわち、イソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、イソブチルベンゼンヒドロペルオキシド、イソアミルベンゼンヒドロペルオキシド、１‐メチル−４−イソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、ｐ−ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、ｐ−ジイソブチルベンゼンヒドロペルオキシド、１−イソブチル−４−イソプロピルベンゼンジヒドロペルオキシド、シクロヘキシルベンゼンヒドロペルオキシドを形成することに関する。本発明は、特に、新しいクメン流及び微量の少なくとも１つの有機酸化合物を含有する再循環クメン流から、クメン酸化のためのクメンフィードを作製するための方法に関する。有機酸化合物は、ギ酸、酢酸、安息香酸、プロピオン酸、酪酸、及びフェノールから成る群より選択される。

本明細書で述べる様々な実施形態は、塔を用いて有機フィードを処理するための方法に関する。本発明によると、塔３０などの容器中に、縦方向の向流接触ゾーンが含まれていることが好ましく、それは、向流液−液抽出を提供するためのパッキング材、トレイ、又はその他の手段を有している。接触ゾーンは、好ましくは、０．１ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）から５ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）の圧力及び６８°Ｆ（２０℃）から１２２°Ｆ（５０℃）の温度で運転される。しかし、本発明の方法の実践において、他の温度及び圧力が用いられてもよく、但し、好ましくは、液相が維持されることが条件である。

図を参照すると、フィード流２０は、クメン及びアルファ−メチルスチレン塔であってよい塔３０に投入される。図に示される例のフィード２０は、クメン、アルファ−メチルスチレン、及びフェノールを含む。しかし、フィードが他の炭化水素混合物を含有し得ることも考えられる。例えば、フィードが、アセトン、有機酸、ベンゼン、ヒドロキシアセトン、２−ＭＢＦ、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、及び重質アルキルフェノールを含有し得ることが考えられる。

塔３０は、下部分４０、中間部分５０、及び上部分６０を含む。フィード２０は、中間部分５０で塔３０に投入される。水流７０は、塔３０の上部分６０で塔３０に投入される。第一の生成物流９０の一部分が、再循環されてフィード２０に戻されてもよい。再循環生成物は、塔３０に投入される前にフィード２０と混合されてよく、又は再循環生成物フィード及びフィード２０は、別々の入口部から塔３０に投入されてもよい。

第二の生成物流１２０は、塔３０の底部から排出される。第二の生成物流１２０は、水及びナトリウムフェナートを含む。
クメン、アルファ−メチルスチレン、及びフェノールを含む第三の生成物流１００は、塔３０の側面出口部１０２から取り出されてよい。第三の生成物流１００は、水素化ゾーン１１０に投入される。１つの実施形態では、第三の有機生成物流１００は、０．２重量％から０．５重量％の溶解された水分を含有している。別の実施形態では、第三の有機生成物流１００は、１０重量ｐｐｍから２００重量ｐｐｍの溶解された水分を含有している。第三の有機生成物流１００は、７５から９０重量パーセントのクメン及びアルファメチルスチレンを含む混合物である。第三の有機生成物流１００は、５重量％から７重量％のフェノールも含有していてよい。

１つの例では、第三の有機生成物流１００は、水素化ゾーン１１０に投入される前に、フィードタンクを通されてよい。この例では、フィードタンクは、フィード中の乱れを低減し得る。

有機生成物流１００は、水素化ゾーン１１０への投入時、５重量％から７重量％のフェノールを含有する。水素化ゾーン１１０は、少なくとも１つの反応器を含む。水素化ゾーン１１０の圧力は、２ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）（２８ｐｓｉｇ）から２５ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）ｋＰａ（３５５ｐｓｉｇ）である。水素化ゾーン１１０の温度は、３８℃（１００°Ｆ）から１５０℃（３００°Ｆ）である。水素化ゾーン１１０は、少なくとも１つの水素化触媒１７０を含有する。

水素化触媒１７０は、微細化された状態、又はアルミナ、チャコール、シリカアルミナ、シリカゲル、珪藻土、若しくは類似の物質などの適切なベース又はキャリアに担持された状態で用いられてよい。水素化触媒が金属酸化物の形態で供給される場合、触媒は、水素化ゾーン１１０で用いられる前に還元されてよい。触媒中の金属のパーセントは、広く様々であってよく、例えば、０．１から１７％若しくはそれ以上の範囲内であってよい。適切ないかなる水素化触媒１７０が水素化ゾーン１１０で用いられてもよい。１つの例では、パラジウム又はニッケルなどの水素化用金属を用いた水素化触媒が適している。

水素化ゾーン生成物流１３０は、次に、フェノール回収ゾーン１４０に送られる。しかし、別の実施形態では、水素化ゾーン生成物流は、フェノール回収ゾーン１４０に投入される前に、分留ゾーンに送られてもよい。

本明細書で述べる本発明の好ましい実施形態に対する様々な変更及び改変が当業者に明らかであることには留意されたい。そのような変更及び改変は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、及びその付随する利点を減少させることなく行われてよい。

具体的実施形態
以下は、具体的実施形態と合わせて述べるものであるが、この記述が、説明することを意図するものであり、上記の記述及び添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものではないことは理解される。

本発明の第一の実施形態は、少なくとも１つの有機酸化合物を含有するフィード流を塔に導入すること；フィード流と比較して有機酸のレベルが低下された有機生成物流を塔から取り出すこと；及び有機生成物流を水素化ゾーンに導入することを含む有機フィードを処理するための方法である。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、有機フィードは、クメン及びアルファ−メチルスチレンを含む。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、有機酸化合物は、フェノールである。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、有機生成物流は、０．２重量％から０．５重量％の溶解された水分を含有している。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、有機生成物流は、１０重量ｐｐｍから２００重量ｐｐｍの溶解された水分を含有している。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、有機生成物は、７５重量％から９０重量％のクメン及びアルファメチルスチレンを含む混合物である。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、有機生成物流は、５重量％から７重量％のフェノールも含有している。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、塔は、０．１ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）から５ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）の圧力で運転される。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、塔は、２０℃から５０℃の温度で運転される。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、水素化ゾーンは、少なくとも１つの反応器を含む。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、水素化ゾーンの圧力は、２ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）（２８ｐｓｉｇ）から２５ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）ｋＰａ（３５５ｐｓｉｇ）である。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、水素化ゾーンの温度は、３８℃（１００°Ｆ）から１５０℃（３００°Ｆ）である。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、パラジウム水素化触媒が用いられる。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、ここで、ニッケル水素化触媒が用いられる。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、さらに、フェノール回収ゾーンに送られてよい水素化ゾーン生成物流を含む。本発明の実施形態は、この段落の第一の実施形態までを含むこの段落のこれまでの実施形態の１つ、いずれか、又はすべてであり、さらに、追加の分留ゾーンに送られてよい水素化ゾーン生成物流を含む。

さらに詳細に説明することなく、上記の記述を用いることで、当業者であれば、本発明を最大限に利用し、本発明の本質を成す特徴を容易に把握して、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明の様々な変更及び改変を行うことができ、並びに様々な使用及び条件にそれを適合させることができるものと考えられる。上記の好ましい特定の実施形態は、したがって、いかなる形であっても本開示の残りの部分を限定するものではなく、単なる実例として解釈されるべきであり、並びに添付の請求項の範囲内に含まれる様々な改変及び同等の配置を含むことを意図しているものとして解釈されるべきである。

上記において、特に断りのない限り、すべての温度は、摂氏度で示され、すべての部及びパーセントは、重量基準である。

Claims (10)

1. 少なくとも１つの有機酸化合物を含有するフィード流を塔に導入すること、
   前記フィード流と比較して有機酸のレベルが低下された有機生成物流を前記塔から取り出すこと、及び
   前記有機生成物流を水素化ゾーンに導入すること、
   を含む有機フィードを処理するための方法。
2. 前記有機フィードが、クメン及びアルファ−メチルスチレンを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記有機酸化合物が、フェノールである、請求項１に記載の方法。
4. 前記有機生成物流が、０．２重量％から０．５重量％の溶解された水分を含有している、請求項１に記載の方法。
5. 前記有機生成物流が、１０重量ｐｐｍから２００重量ｐｐｍの溶解された水分を含有している、請求項１に記載の方法。
6. 前記有機生成物が、７５重量％から９０重量％のクメン及びアルファメチルスチレンを含む混合物である、請求項１に記載の方法。
7. 前記有機生成物流が、５重量％から７重量％のフェノールを含有している、請求項１に記載の方法。
8. 前記塔が、０．１ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）から５ｋｇ／ｃｍ２（ｇ）の圧力で運転される、請求項１に記載の方法。
9. 前記塔が、２０℃から５０℃の温度で運転される、請求項１に記載の方法。
10. 前記水素化ゾーンが、少なくとも１つの反応器を含む、請求項１に記載の方法。

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