JP6038928B2 - α−メチルスチレン及びクメン蒸留用隔壁塔 - Google Patents

α−メチルスチレン及びクメン蒸留用隔壁塔 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
関連出願の相互参照
本願は、共に2011年9月19日に出願された米国仮特許出願61/536,517号及び61/536,529号に基づく優先権を主張するものであり、両出願は参照により本明細書に援用される。
背景
分野
本明細書に記載の実施形態は、一般に、1つ以上の隔壁塔を用いて炭化水素を分離するためのシステム及び方法に関する。より具体的には、かかる実施形態は、隔壁塔においてα-メチルスチレン(AMS)及びクメンを分離するためのシステム及び方法に関する。
関連技術の説明
フェノールは様々なプロセスで生成されるが、とりわけホック法(Hock Process)、ホック及びラング法(Hock and Lang Process)、あるいはクメン法(cumene−to−phenol process)が、最も一般的なものとして種々に知られている。このプロセスは、クメン(イソプロピルベンゼン)の酸化で始まり、クメンヒドロペルオキシド(CHP)を形成する。CHPは、次に酸触媒の存在下で開裂され、フェノール及びアセトンを生成する。フェノール及びアセトン流は、次いで塩溶液中で中和され、その後、分留されて最終製品のフェノール及び有用な副生成物であるアセトンが回収される。
しかし、酸化段階の間に、ジメチルベンジルアルコール(DMBA)を含む、いくつかの副生成物が形成される。DMBAは、開裂ユニットで脱水されAMSを生成する。AMSは、粗AMSとして、例えば、アセトンの蒸留塔において、アセトン分留中に除去される。粗AMSは、例えば、蒸留によって、浄化され、水素化されてクメンを生成する。クメンは、酸化ユニットに再循環されて全体的なプロセスの効率を上げることができる。
AMS精製システムは、デュアル分留塔システム、すなわち、AMSトッピング塔及びAMSテーリング塔、またはサイドドローを備えた単一の分留塔、を含むことができる。デュアル分留塔システムでは、AMSトッピング塔は、アセトン蒸留塔から粗AMSを受け取り、軽不純物は、塔頂生成物(overhead or top product)として除去される。トッピング塔底物は、塔底物のさらなる蒸留のためにAMSテーリング塔に供給され、クメンとAMSとの混合物を含む塔頂生成物と、より重質な化合物を含む塔底生成物とを生成する。この2塔システムは、一般に、十分な効率性と浄化能力を提供するものの、2つの塔と、関連する熱交換器、ドラム、ポンプ等が必要になるため、資本投資コストが高くなる。
したがって、サイドドローを備えた単一塔AMS蒸留ユニットが実装されてきたが、その成功は限られている。このようなシステムでは、AMS/クメン流(上記のAMSテーリング塔の塔頂流に類似)が副流として取り出される。この単一塔システムには設備投資が少なくてすむ利点があるが、得られたAMS/クメン流の純度は低減されている。また、リボイラ熱量が高くても、単一塔システムは、一般に、2塔システムと同じレベルの純度を達成することができない。
したがって、α-メチルスチレン(AMS)とクメンとを分離するためのシステム及び方法の改良が必要とされている。
説明されている1つ以上の実施形態による、クメン−フェノールシステム(cumene−to−phenol system)において粗AMSを分留するための例示的なシステムを示す図である。 説明されている1つ以上の実施形態による、フェノールを生成するための例示的なシステムを示す図である。
詳細な説明
1つ以上の隔壁塔を使用して粗α-メチルスチレン(AMS)原料を分留するための方法及びシステムを提供する。その方法は、分留塔に粗AMSを導入するステップを含むことができる。分留塔は、分留塔の内部容積が、少なくとも予備分留区域と主分留区域とに分割されるように、分留塔内に少なくとも部分的に配置された隔壁を含むことができる。予備分留区域と主分留区域とは、精留区域、ストリッピング区域、またはその両方を介して互いに流体連通することができる。精留区域は、分留塔の第1の端部及び隔壁の第1の端部との間で画定されることができる。ストリッピング区域は、分留塔の第2の端部と隔壁の第2の端部との間で画定されることができる。粗AMSは、分留塔の予備分留区域に導入されることができる。軽炭化水素は、分留塔の第1の端部またはその近位から取り出されることができる。副流は、分留塔の主分留区域から取り出されることができる。重炭化水素は、分留塔の第2の端部またはその近位から取り出されることができる。
本明細書で使用する用語「分留塔」及び「塔」は、異なる沸点を有する2種以上の成分を含有する混合物の分離に適した任意のシステム、装置、またはシステム及び/または装置の組み合わせを指す。このような分留塔または塔としては、隔壁塔、スクラブ塔、蒸留塔、精留塔、及びストリッピング塔が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書で使用する「隔壁塔」という用語は、隔壁を有する任意の塔を指す。本明細書で使用する「隔壁」という用語は、塔の内部に少なくとも部分的に配置されて少なくとも隔壁の一方の側に第1の分留ゾーンを提供し隔壁の他方の側に第2の分留ゾーンを提供する任意の仕切りを指す。隔壁は、セグメント化されていてもよいし、連続していてもよい。隔壁は、塔の長手方向軸に対して平行であってもよいし、非平行であってもよい。第1の分留ゾーンと第2の分留ゾーンの断面積及び/または容積は、同じまたは異なっていてもよい。塔が円形断面を有し、隔壁は塔内に配置されて、断面積が互いに等しいかまたは等しくない第1の分留ゾーンと第2分留ゾーンとを提供してもよい。隔壁は、隔壁塔の一方の側から隔壁塔の他方の側に完全にまたは部分的にのみ延在してもよい。
図1は、1つ以上の実施形態による、粗AMSを分留するための例示的なシステム100を示す。システム100は1つ以上の分留塔110を含むことができる。分留塔110は任意の構成において、任意の角度に配置された、及び/または長さと直径(L/D)の比が任意であるシェルまたはハウジング111を含むことができる。説明を明確かつ容易にするために、分留塔110についてのさらなる説明は、1を超えるL/D比を有する縦型で、円筒形の、分留塔110を参照しながら行う。
分留塔110のシェルまたはハウジング111は、内部に2つ以上の区域または容積を含むことができる。例えば、分留塔110は、分留区域112、精留区域120、及びストリッピング区域116を含むことができる。分留区域112は、精留区域120及びストリッピング区域116の間に画定されることができる。精留区域120は、分留塔110の第1のまたは「上」端部111aまたはその近位に画定されることができる。ストリッピング区域116は、分留塔110の第2のまたは「下」端部111bまたはその近位に画定されることができる。
分留塔110はまた、少なくとも部分的に配置され、位置付けられ、またはそうでなければ少なくとも部分的にその中に配置された1つ以上の隔壁(うち1つが115として図示されている)を含むことができる。隔壁115は、分留区域112を仕切る、分離する、またはそうでなければ2つ以上の区域に分割することができる。例えば、隔壁115は、分留区域112を、第1または「予備分留」区域117及び第2または「主分留」区域119に分離することができる。予備分留区域117及び主分留区域119は、精留区域120及び/またはストリッピング区域116を介して互いに流体連通することができ、その結果、少なくとも1つの実施例では、4つの区域116、117、119及び120は、互いに流体連通することができる。精留区域120は、分留塔110の第1の端部111a及び隔壁115の第1または「上」端部115aとの間の領域で画定されることができる。ストリッピング区域116は、分留塔110の第2端部111bと隔壁115の第2または「下」端部115bとの間の領域で画定されることができる。
隔壁115は、予備分留区域117及び主分留区域119の断面積が、等しくなるまたは等しくならないように分留区域112内に配置することができる。例えば、隔壁115は、予備分留区域117及び主分留区域119の断面積が、等しくなるように分留区域112の断面を二等分することができる。隔壁115は、連続的あるいはセグメント化された壁、バッフル、仕切り、または他の構造であることができる。隔壁115は、非絶縁であっても、部分的に絶縁されていても、または完全に絶縁されていてもよい。隔壁115は、一般に、分留塔110の長手方向軸線と平行及び/または一直線になっていてもよく、あるいはまた分留塔110の長手方向軸に対して任意の角度で配置されてもよい。
予備分留区域117及び主分留区域119は、空であってもよいし、1つ以上の充填材(図示せず)で部分的に、または完全に満たされていてもよい。例示的な充填材としては、トレイ、パッキング、またはそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。充填材は、多成分流体の物質移動及び/または分離を向上させることができる。充填材及び/または予備分留区域117及び主分留区域119内の充填パターンは、同一または異なっていてもよい。例えば、主分留区域119内の充填材は、1つ以上のトレイを含む一方で、予備分留区域117内の充填材は、1つ以上の構造及び/またはランダムパックされた材料を含んでもよい。2種類以上の充填材を予備分留区域117及び/または主分留区域119内に配置することができる。例えば、予備分留区域117は、原料導入ラインまたは塔入口122の下方のランダムダンプされたパッキング及び塔入口122の上方の1つ以上のトレイを含むことができる。
本明細書で使用する用語「トレイ」は、分留塔110内の気相と液相との間の接触を向上させることができる1種類以上のトレイを含むことができるが、これらに限定されない。例示的なトレイとしては、有孔トレイ、シーブトレイ、バブルキャップトレイ、フローティングバルブトレイ、固定バルブトレイ、トンネルトレイ、カートリッジトレイ、デュアルフロートレイ、バッフルトレイ、シャワーデッキトレイ、ディスク及びドーナツトレイ、軌道トレイ、馬蹄トレイ、カートリッジトレイ、スナップインバルブトレイ、チムニートレイ、スリットトレイ、またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される「パッキング材」という用語は、分留塔110内に配置された1種類以上の構造化及び/またはランダム形状の材料を含むことができるが、これらに限定されない。パッキング材は、分留塔110内で有効表面積を増大させることができ、分留塔110内の液相と気相との間の物質移動を向上させることができる。パッキング材は、例えば、金属、非金属、ポリマー、セラミック、ガラス、またはそれらの任意の組み合わせなど、任意の適切な材料で作ることができる。市販のランダム充填材の具体例としては、IMTP(登録商標)、INTALOX(登録商標)ULTRATM、ラシヒリング(Raschig rings)、A−Pakリング、サドルリング、Nutter RingsTM、Iリング(I−Rings)TM、Cリング(C−Rings)TM、Pリング(P−Rings)TM、Rリング(R−Rings)TM、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。市販の構造化パッキングの具体例としては、構造化パッキング、波板シート、波型シート(crimped sheet)、ガーゼ、格子、金網、一枚型ハニカム構造体、またはこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、適切な構造化パッキングとして、FLEXIPAC(登録商標)、FLEXIPAC(登録商標)HC(登録商標)、INTERLOX(登録商標)、モンツ-パック(Montz−Pak)、MellapakTM、MellapakPlusTM、GT−PAKTM、GT−OPTIMTMPAK、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
分留塔110は、分留塔110の温度、圧力、及び中身と物理的及び化学的に適合性のある1つ以上の金属及び/または非金属材料から作製することができる。適切な金属材料としては、炭素含む鉄合金、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、HASTELLOY(登録商標)、INCONEL(登録商標)、INCOLOY(登録商標)、タンタルなどの非鉄合金が挙げられるが、これらに限定されない。
精留区域120は、空であってもよく、1つ以上のトレイ及び/またはパッキングで部分的に、または完全に満たされていてもよい。1つ以上の実施形態において、うち2つが121及び164として図示されている1つ以上の流体接続部を、以下でより詳細に説明するように、精留区域120へライン164を介して外部還流を導入するため、及び精留区域120からライン121を介して第1の生成物を除去するために、精留区域120に、あるいはその上に、またはその周りに配置することができる。隔壁塔を用いた分留システムの一例のさらなる詳細は、米国特許出願公開第2010/0108487に見い出すことができる。
精留区域120は第1の温度(「T」)で動作させることができ、予備分留区域117は第2温度(「T」)で動作させることができ、主分留区域119は、第3の温度(「T」)で動作させることができ、ストリッピング区域116は、第4の温度(「T」)で動作させることができる。TはT未満、TはT未満、TはT未満であることができる。
動作時には、ライン122を通った粗AMSは、分留塔110に導入されることができる。例えば、ライン122を通った粗AMSは、予備分留区域117に導入されることができる。粗AMSの成分は、沸点または相対揮発度に応じて分離されることができる。予備分留区域117において、重質成分をストリッピング区域116に送る一方で、軽質成分を精留区域120に送ることができる。精留区域120において、軽質成分は、さらに、沸点または相対揮発度に応じて分離されることができる。例えば、T未満の沸騰温度を有する一般軽質成分は分留塔110の第1の端部111aに向かって流れてライン121を介して回収されることができ、そしてTを超える沸騰温度を有する一般重質成分は、主分留区域119へ流れ込む及び/または予備分留区域117へ戻ることができる。このように、軽炭化水素は、ライン121を介して回収されることができる。ライン121を介して回収された軽炭化水素としては、分子当たり1から約4個の炭素原子を有する1つ以上の炭化水素が挙げられるが、これらに限定されない。
ライン121を介して回収された軽炭化水素は、気相中であれば、1つ以上の凝縮器150内で冷却することにより凝縮させることができる。凝縮器150は、ライン152を介して冷却剤の流れ、例えば、冷却水、を受け取ることができる。凝縮器150は、シェルアンドチューブ、クロスフロー等のような、任意の適切なタイプの熱交換器とすることができる。
凝縮された軽炭化水素は、1つ以上の還流ドラム(うち1つが図示されている:156)にライン154を介して導入することができる。還流ドラム156に蒸気として残っている軽炭化水素は、ライン158を介して放出され、冷却器150に再導入され、他のプロセスで使用するために排出される、及び/またはそうでなければ廃棄され得る。還流ドラム156中の軽炭化水素の液体部分は、ライン160を介して排出されることができる。ライン160中の軽炭化水素は、ライン162を介して留出物として除去及び/または還流としてポンプ163にライン161を介して導入されることができる。ライン163を通った還流は、その後、前述の流体接続164を介して分留塔110に再導入されてその中の温度勾配の制御や調整を支援し、重質成分を精留区域120から主分留区域119に進ませ、送り、そうでなければ送るよう促し、及び/またはそうでなければシステム100の効率を改善する。
予備分留区域117に戻ると、予備分留区域117に導入された粗AMSの重質成分、すなわち、精留区域120に流れていないものは、ストリッピング区域116に向かって流れることができる。Tで動作しているストリッピング区域116は、上述したように、予備分留区域117の温度Tよりも高い温度であることができる。このように、ストリッピング区域116に流れる重質成分の少なくとも一部はその中で気化され、予備分留区域117及び/または主分留区域119に向けて再送されることができる。また、上述したように、精留区域120からの重質成分は凝縮して主分留区域119に流入し、ほとんどの場合、ストリッピング区域116からの気化成分と結合することができる。
1つ以上の副流ライン170は、主分留区域119と流体連通して、そこから1つ以上の副流を回収することができる。ライン170は、例えば、隔壁115の第2の端部115bから、ストリッピング区域116から、隔壁115の頂点から、または精留区域120から、分留塔110の長さの約1/2、約1/3、約1/4、約1/5、またはそれより短く離れたところに位置するポイントから延びることができる。このように、副流ライン170は、主分留区域119から、中密度の炭化水素(すなわち、一般的には、ライン121を介して除去された軽炭化水素の密度のものとストリッピング区域116における重い炭化水素の密度の間のもの)とを除去することができる。例えば、ライン170を介して回収された副流は、以下にさらに議論され記載されるように、実質的にクメンとAMSの混合物であることができる。
ストリッピング区域116内に残留する重炭化水素は、重炭化水素除去ライン180を介して排出されることができる。ライン180内の排出された重炭化水素の一部は、ライン184を介してリボイラ182に送られることができる。リボイラ182は、ライン183を介して、加熱された媒体、例えば、蒸気、を受け取り、熱を加熱媒体から排出された重炭化水素に伝達し、その温度を、例えば、略T、に高めることができる。ライン186を通った加熱された重炭化水素は、次いで、ストリッピング区域116に戻されて再利用され、分留塔110のための制御された熱を提供することができる。加えて、ライン180中の炭化水素の第2の部分は、リボイラ182を迂回して、ライン188を介して排出され、システム100外に送られて回収される、処理される、及び/または蒸気を生成するために燃やされる、及び/またはさもなければ処分されることができる。リボイラ182は、様々なパワーを提供するように構成されることができる。
ライン122中の粗AMSの圧力は、約0.5kg/cm、約0.75kg/cm、約1.0kg/cm、または約1.15kg/cmの低い圧力から約1.25kg/cm、約1.35kg/cm、約1.5kg/cm、または約2.0kg/cmの高い圧力であることができる。ライン122中の粗AMSの温度は、約20℃、約30℃、約30℃、約40℃または約50℃の低温から約55℃、約60℃、約65℃、約70℃または約80℃の高温であることができる。ライン122中の粗AMSのクメン濃度は、約50重量%、約60重量%、約70重量%、または約80重量%の低い濃度から約85重量%、約90重量%、約95重量%クメンの高い濃度であることができる。例えば、ライン122内の粗AMSのクメン濃度は、約75重量%から約90重量%、約82重量%〜約87重量%、約84重量%〜約93重量%、約77重量%〜約83重量%、約79重量%〜約89重量%、約80重量%〜約84重量%、約83重量%〜約87重量%または約84重量%〜約86重量%であることができる。ライン122中の粗AMSのAMS濃度は、約1重量%、約3重量%、約5重量%、約7重量%、約9重量%、約12重量%、または約15重量%の低い濃度から約16重量%、約18重量%、約20重量%、約30重量%、または約40重量%の高い濃度であることができる。例えば、ライン122内の粗AMSのAMS濃度は、約10重量%〜約25重量%、約15重量%〜約20重量%、20重量%〜約30重量%、約13重量%〜約21重量%、約15重量%〜約19重量%、約14重量%〜約16重量%、または約13重量%〜約17重量%の濃度であることができる。
ライン122中の粗AMSの全軽質成分の濃度は、約0.01重量%、約0.05重量%、または約0.1重量%の低い濃度から約0.5重量%、約1重量%、または約1.5重量%の高い濃度であることができる。例えば、ライン122内の粗AMSは、約0.5重量%〜約1重量%、約0.1重量%〜約0.8重量%、約0.3重量%〜約1.3重量%または約0.6重量%〜約1.4重量%の全軽質成分の濃度を有することができる。軽質成分は、クメン及び/またはAMSよりも沸点が低い粗AMSのすべての成分を含むことができ、水、アセトン、メタノール、エチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、C9アルカン、sec−ブチルベンゼン、メシチルオキシド、またはこれらの任意の混合物を含むことができるが、これらに限定されない。ライン122中の粗AMSの全重質成分の濃度は、約0.05重量%、約0.1重量%、または約0.5重量%の低い濃度から、約1重量%約1.5重量%、または約2重量%の高い濃度であることができる。例えば、ライン122内の粗AMSの全重質成分の濃度は、約1重量%〜約1.5重量%、約0.7重量%〜約1.3重量%、約1.1重量%〜約1.4重量%、または約0.6重量%〜約1.3重量%であることができる。重質成分は、クメン及び/またはAMSよりも沸点が高い粗AMSのすべての成分を含み、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、2−メチルベンゾフラン、重質ケトン、またはこれらの任意の混合物を含むことができるが、これらに限定されない。
ライン122中の粗AMSのエチルベンゼンの濃度は、約0.001重量%、約0.003重量%、約0.005重量%、約0.006重量%、約0.007重量%、約0.008重量%、または約0.009重量%の低い濃度から、約0.01重量%、約0.012重量%、約0.015重量%、約0.02重量%、または約0.03重量%の高い濃度であることができる。ライン122中の粗AMSのn−プロピルベンゼンの濃度は、約0.001重量%、約0.003重量%、約0.005重量%、約0.006重量%、約0.007重量%、約0.008重量%、または約0.009重量%の低い濃度から、約0.01重量%、約0.012重量%、約0.015重量%、約0.02重量%、または約0.03重量%の高い濃度であることができる。ライン122中の粗AMSのsec−ブチルベンゼンの濃度は、約0.01重量%、約0.03重量%、約0.05重量%、約0.06重量%、約0.07重量%、または約0.08重量%の低い濃度から、約0.09重量%、約0.10重量%、約0.15重量%、約0.2重量%、または約0.30重量%の高い濃度であることができる。ライン122中の粗AMSのtert−ブチルベンゼンの濃度は、約0.01重量%、約0.015重量%、約0.02重量%、約0.025重量%、約0.03重量%、または約0.04重量%の低い濃度から、約0.05重量%、約0.055重量%、約0.06重量%、約0.07重量%、または約0.08重量%の高い濃度であることができる。ライン122中の粗AMSのメシチル-オキシドの濃度は、約0.1重量%、約0.15重量%、約0.2重量%、約0.22重量%、約0.25重量%、または約0.3重量%の低い濃度から、約0.4重量%、約0.5重量%、約0.6重量%、約0.7重量%、または約0.8重量%の高い濃度であることができる。ライン122中の粗AMSの2−メチルベンゾフランの濃度は、約0.05重量%、約0.07重量%、約0.08重量%、約0.09重量%、約0.1重量%、または約0.12重量%の低い濃度から、約0.13重量%、約0.15重量%、約0.2重量%、約0.25重量%、または約0.35重量%の高い濃度であることができる。
ライン162中の軽炭化水素の圧力は、約0.5kg/cm、約0.75kg/cm、約0.9kg/cm、または約1kg/cmの低い圧力から、約1.1kg/cm、約1.15kg/cm、約1.2kg/cm、または約1.3kg/cmの高い圧力であることができる。ライン162中の軽炭化水素の温度は、約40℃、約50℃、約60℃、約70℃または約80℃の低い温度から、約85℃、約90℃、約100℃、約110℃、または約120℃の高い温度であることができる。ライン162中の軽炭化水素のクメンの濃度は、約20重量%、約30重量%、約40重量%、または約43重量%の低い濃度から、約45重量%、約47重量%、約50重量%、または約55重量%の高い濃度であることができる。ライン162中の軽炭化水素のAMSの濃度は、約0.01重量%、約0.03重量%、約0.05重量%、約0.06重量%、約0.07重量%、または約0.08重量%の低い濃度から、約0.09重量%、約0.1重量%、約0.12重量%、約0.13重量%、または約0.14重量%の高い濃度であることができる。ライン162中の軽炭化水素の全軽質及び重質成分の濃度は、約45重量%、約50重量%、約53重量%、または約55重量%の低い濃度から、約57重量%、約60重量%、約70重量%、または約80重量%の高い濃度であることができる。
ライン162中の軽炭化水素のn−プロピルベンゼンの濃度は、n−プロピルベンゼンの約0.001重量%、約0.002重量%、約0.003重量%、約0.0035重量%、約0.0037重量%、または約0.004重量%の低い濃度から、約0.005重量%、約0.006重量%、約0.007重量%、約0.008重量%、または約0.009重量%の高い濃度であることができる。ライン162中の軽炭化水素のsec−ブチルベンゼンの濃度は、約0.01重量%未満、約0.005重量%、約0.001重量%、または約0.0005重量%であることができる。ライン162中の軽炭化水素のtert−ブチルベンゼンの濃度は、約0.01重量%未満、約0.005重量%、約0.001重量%、または約0.0005重量%であることができる。ライン162中の軽炭化水素のメシチル-オキシドの濃度は、約15重量%、約20重量%、約25重量%、約30重量%、約32重量%、または約33重量%の低い濃度から、約34重量%、約37重量%、約40重量%、約45重量%、または約50重量%の高い濃度であることができる。ライン162中の軽炭化水素原料の2−メチルベンゾフランの濃度もまた、約0.01重量%未満、約0.005重量%、約0.001重量%、または約0.0005重量%であることができる。
ライン170中の副流(すなわち、クメン/AMS)は、約0.70kg/cm、約0.80kg/cm、約0.90kg/cm、約1.00kg/cmまたは約1.10kg/cmの低い圧力から、約1.25kg/cm、約1.35kg/cm、約1.45kg/cm、または約1.55kg/cmの高い圧力であることができる。ライン170中の副流は、約85℃、約95℃、約115℃、約135℃または約155℃の低温から、約165℃、約175℃、約185℃、約195℃、または約205℃の高温の温度であることができる。ライン170中の副流のクメンの濃度は、約50重量%、約60重量%、約70重量%、または約80重量%の低い濃度から、約90重量%、約95重量%、約97重量%、または約99重量%の高い濃度であることができる。ライン170中の副流のAMSの濃度は、約1重量%、約5重量%、約7.5重量%、約10重量%、約12.5重量%、または約14重量%の低い濃度から、約15重量%、約17.5重量%、約20重量%、約25重量%、または約35重量%の高い濃度であることができる。1つ以上の実施形態において、ライン170内の副流は、少なくとも80重量%、少なくとも81重量%、少なくとも82重量%、少なくとも83重量%、少なくとも84重量%、または少なくとも85重量%のクメンと、少なくとも10重量%、少なくとも11重量%、少なくとも12重量%、少なくとも13重量%、または少なくとも14重量%のAMSとを含有することができる。少なくとも1つの具体的な実施形態においては、副流は、少なくとも約82重量%のクメン及び少なくとも約12重量%のAMSを含有することができる。少なくとも1つの他の具体的な実施形態では、副流は、少なくとも約84重量%のクメン及び少なくとも約13重量%のAMSを含有することができる。少なくとも1つの他の具体的な実施形態では、副流は、少なくとも約85重量%のクメン及び少なくとも約14重量%のAMSを含有することができる。
ライン170中の副流の全軽質及び重質成分の濃度は、約0.05重量%、約0.06重量%、約0.07重量%、約0.08重量%、約0.09重量%、または約0.1重量%の低い濃度から、約0.15重量%、約0.19重量%、約0.21重量%、約0.23重量%、または約0.25重量%の高い濃度であることができる。例えば、ライン170中の副流の全軽質成分の濃度は、約0.05重量%、約0.065重量%、約0.075重量%、または約0.085重量%の低い濃度から、約0.1重量%、約0.13重量%、約0.17重量%、または約0.22重量%の高い濃度であることができ、全重質成分の濃度は、約0.05重量%、約0.07重量%、約0.09重量%、または約0.11重量%の低い濃度から、約0.14重量%、約0.16重量%、約0.18重量%、約0.2重量%、または約0.22重量%の高い濃度であることができる。例では、副流は、クメン及びAMSよりも沸点が低い全軽質成分の約0.1重量%未満と、クメン及びAMSより沸点が高い全重質成分の約0.15重量%未満とを有することができる。
ライン170中の副流のn−プロピルベンゼンの濃度は、約0.005重量%、約0.0075重量%、約0.009重量%、または約0.01重量%の低い濃度から、約0.015重量%、約0.02重量%、約0.025重量%、約0.03重量%、または約0.035重量%の高い濃度であることができる。ライン170中の副流のsec−ブチルベンゼンの濃度は、約0.005重量%、約0.0075重量%、約0.01重量%、または約0.012重量%の低い濃度から、約0.017重量%、約0.020重量%、約0.025重量%、約0.030重量%、または約0.035重量%の高い濃度であることができる。ライン170中の副流のtert−ブチルベンゼンの濃度は、約0.005重量%未満、約0.01重量%、約0.015重量%、約0.020重量%または約0.025重量%から約0.035重量%、約0.040重量%、約0.045重量%、約0.050重量%、約0.055重量%、または約0.06重量%であることができる。ライン170中の副流のメシチル-オキシドの濃度は、約0.0005重量%、約0.001重量%、約0.0015重量%、約0.002重量%、または約0.0025重量%の低い濃度から、約0.003重量%、約0.0035重量%、約0.004重量%、約0.0045重量%、または約0.005重量%の高い濃度であることができる。ライン170中の副流の2−メチルベンゾフランの濃度は、約0.01重量%未満、約0.005重量%、約0.001重量%、または約0.0005重量%であることができる。
少なくとも1つの具体例では、ライン170を通った副流のクメン濃度は、少なくとも85.38重量%、少なくとも85.39重量%、少なくとも85.40重量%、少なくとも85.41重量%、少なくとも85.42重量%、少なくとも85.43重量%、少なくとも85.45重量%、少なくとも85.46重量%、または少なくとも85.50重量%であることができる。ライン170を通ったクメン/AMSのAMS濃度は、少なくとも14.43重量%、少なくとも14.44重量%、少なくとも14.45重量%、少なくとも14.46重量%、少なくとも14.47重量%、少なくとも14.48重量%、少なくとも14.49重量%、または少なくとも14.50重量%であることができる。ライン170を通ったクメン/AMSのエチルベンゼン濃度は0.005重量%未満、N−プロピルベンゼン濃度は0.015重量%未満、sec−ブチルベンゼン濃度は0.020重量%未満、tert−ブチルベンゼン濃度は0.0340重量%未満、メシチル酸化物濃度は0.0030重量%未満、及び2−メチルベンゾフラン濃度は0.0001重量%未満、であることができる。
別の例では、ライン170を通ったクメン/AMSのクメン濃度は、少なくとも85.38重量%、少なくとも85.39重量%、少なくとも85.4重量%、少なくとも85.41重量%、少なくとも85.42重量%、少なくとも85.43、少なくとも85.45重量%、少なくとも85.46重量%、または少なくとも85.5重量%であることができる。ライン170を通ったクメン/AMSのAMS濃度は、少なくとも14.43重量%、少なくとも14.44重量%、少なくとも14.45重量%、少なくとも14.46重量%、少なくとも14.47重量%、少なくとも14.48重量%、少なくとも14.49重量%、または少なくとも14.5重量%であることができる。ライン170を通ったAMS/クメンのエチルベンゼン濃度は0.005重量%未満、n−プロピルベンゼン濃度は0.015重量%未満、sec−ブチルベンゼン濃度は0.016重量%未満、tert−ブチルベンゼンの濃度は0.0335重量%未満、メシチル酸化物濃度は0.0027重量%未満、及び2−メチルベンゾフラン濃度は0.0001重量%未満であることができる。
さらに別の例では、ライン170を通ったクメン/AMSのクメン濃度は、少なくとも85.38重量%、少なくとも85.39重量%、少なくとも85.40重量%、少なくとも85.41重量%、少なくとも85.42重量%、少なくとも85.43重量%、少なくとも85.45重量%、少なくとも85.46重量%、または少なくとも85.50重量%であることができる。ライン170を通ったクメン/AMSのAMS濃度は、少なくとも14.43重量%、少なくとも14.44重量%、少なくとも14.45重量%、少なくとも14.46重量%、少なくとも14.47重量%、少なくとも14.48重量%、少なくとも14.49重量%、または少なくとも14.50重量%であることができる。ライン170を通ったAMS/クメンのエチルベンゼン濃度は0.005重量%未満、n−プロピルベンゼン濃度は0.015重量%未満、sec−ブチルベンゼン濃度は0.014重量%未満、tert−ブチルベンゼン濃度は0.0330重量%未満、メシチル酸化物濃度は0.0025重量%未満、及び2−メチルベンゾフラン濃度は0.0001重量%未満であることができる。
ライン188での重炭化水素の圧力は、約1kg/cm、約1.1kg/cm、約1.2kg/cm、約1.3kg/cm、または約1.4kg/cmの低い圧力から、約1.45kg/cm、約1.55kg/cm、約1.65kg/cm、または約1.75kg/cmの高い圧力であることができる。ライン188での重炭化水素の温度は、約120℃、約130℃、約140℃、 約150℃または約160℃の低温から、約170℃、約180℃、約190℃、約200℃、または約210℃の高温であることができる。ライン188内の重炭化水素のクメン濃度は、約0.05重量%、約0.1重量%、約0.15重量%、または約0.2重量%の低い濃度から、約0.3重量%、約0.35重量%、約0.4重量%、約0.45重量%、または約0.5重量%の高い濃度であることができる。ライン188内の重炭化水素のAMSの濃度は、約5重量%、約15重量%、約25重量%、約35重量%、約45重量%、または約55重量%の低い濃度から、約65重量%、約75重量%、約85重量%、または約90重量%の高い濃度であることができる。ライン188内の重炭化水素の全軽質及び重質成分の濃度は、約9.5重量%、約10重量%、約20重量%、または約34.7重量%の低い濃度から、約44.8重量%、約60重量%、約80重量%、約90重量%、または約94.95重量%の高い濃度であることができる。
ライン188を通った重炭化水素のエチルベンゼンの濃度は、0.01重量%未満、0.005重量%未満、0.001重量%未満、0.0005重量%未満、または0.0001重量%未満であることができる。ライン188内の重炭化水素のn−プロピルベンゼンの濃度は、約0.0001重量%、約0.0003重量%、約0.0005重量%、または約0.0006重量%の低い濃度から、約0.0007重量%、約0.0008重量%、約0.0009重量%、約0.001重量%、または約0.0015重量%の高い濃度であることができる。ライン188内の重炭化水素のsec−ブチルベンゼンの濃度は、約1.4重量%、約1.6重量%、約1.8重量%、約2重量%、または約2.2重量%の低い濃度から、約2.8重量%、約3重量%、約3.2重量%、約3.4重量%、約3.6重量%、または約3.8重量%の高い濃度であることができる。ライン188内の重炭化水素のtert−ブチルベンゼンの濃度は、約0.3重量%、約0.35重量%、約0.4重量%、約0.45重量%、または約0.5重量%の低い濃度から、約0.6重量%、約0.65重量%、約0.7重量%、約0.75重量%、約0.8重量%、または約0.85重量%の高い濃度であることができる。ライン188内の重炭化水素のメシチル酸化物の濃度は、0.001重量%未満、0.0005重量%未満、または0.0001重量%未満であることができる。ライン188を通った重炭化水素の2−メチルベンゾフランの濃度は、約4.5重量%、約5重量%、約5.5重量%、約6重量%、または約6.5重量%の低い濃度から、約7重量%、約7.5重量%、約8重量%、約8.5重量%、約9重量%、または約9.5重量%の高い濃度であることができる。
図2は、1つ以上の実施形態による、フェノールを生成するための例示的なシステム200を示す。ライン202を通ったクメンは1つ以上の酸化ユニット204に導入されることができる。酸化ユニット204は、ライン202を介して導入されたクメンに酸素を提供するのに適した任意のシステムまたは装置とすることができる。例えば、酸化ユニット204は、1つ以上(例えば、カスケード)の気泡塔であることができる。空気は、気泡塔の塔底物に添加することができ、その結果、酸素が気泡を介してクメン原料に移入し、ライン206を介してクメンを酸化して、いくつかある化合物の中で特にCHP、DMBA、及びアセトフェノン(ACP)を含む、酸化生成物を形成することができる。ライン206中の酸化生成物は、約10重量%、約15重量%、約20重量%、または約23重量%から約25重量%、約27重量%、約30重量%、約35重量%、または約40重量%までのCHPを含むことができる。
ライン206を通った酸化生成物は、1つ以上の濃縮ユニット208に導入されて、ライン214を介して粗濃縮CHP生成物を生成することができる。濃縮ユニット208は、1つ以上の真空蒸留塔、熱交換器、還流ドラム等であることができ、またはそれらを含むことができる。そのような真空蒸留塔では、クメンは、例えば、約100℃未満の温度で分離されることができる。追加のクメンはライン210を介して添加され、1つ以上の真空蒸留塔に還流として導入されて収率性能を向上させることができる。さらに、このような追加のクメンは、例えば、シャットダウン中に、安全のために提供されることができる。濃縮後、クメンはライン211を介して酸化剤204に再循環され、ライン202を介して導入されたクメン原料を増大させることができる一方で、粗濃縮CHP生成物は、ライン214を介して回収されることができる。ライン214中の粗濃縮CHP生成物は、CHPの約60重量%、約70重量%、または約80重量%から約85重量%、約90重量%、または約95重量%までを含むことができる。
ライン214を通った粗濃縮CHPは、1つ以上の開裂ユニット212に導入されることができる。ライン216を通った1つ以上の酸もまた、開裂ユニット212に導入されることができる。ライン216を介して開裂ユニット212に導入されることができる適切な酸には硫酸が含まれるが、これに限定されない。開裂ユニット212は、その中に1つ以上の熱交換器を備えた循環ループ(図示せず)を含むことができる。粗濃縮CHPは、循環ループに導入されてアセトン及びフェノールを生成することができる。また、開裂反応は、発熱性であることができるため、熱交換器が冷却水または別の熱交換流体を備えて開裂ユニット212内の濃縮原料の温度を制御することができる。開裂ユニット212において、DMBAは、少なくとも部分的に脱水されてAMSになり、連続反応においてフェノールと反応してクミルフェノールを形成することができる。AMSはまた、開裂ユニット212において高沸点ダイマーを形成することができる。DMBAは、CHPと反応してジクミルパーオキサイド(DCP)及び水を形成する。ヒドロキシアセトン、2−メチルベンゾフラン(2MBF)、及びジアセトンアルコールのような付加的な副生成物もまた生成されることができる。これらの製品は、例えば、およそ100℃以上の温度で、プラグフロー反応器(図示せず)に送られることができる。プラグフロー反応器内で、DCPは、CHPとDMBAに戻され、CHPは開裂されてフェノール及びアセトンになり、DMBAは脱水されてAMS及び水になることができる。これらの生成物の少なくとも一部は、ライン220を介して、粗生成物原料として開裂ユニット212から排出されることができる。開裂ユニットの一例は、米国特許第5,371,305号で議論され、説明されている。
ライン220を通った粗生成物原料は、1つ以上の中和ユニット218に導入され、例えば、ナトリウムフェノキシドなどの塩溶液がライン224を介して導入されて、任意の継続的な開裂反応を低減、実質的低減、または終了させることができる。ライン228を通った中和された粗生成物の少なくとも一部は、1つ以上のフェノール除去ユニット226に導入されることができる。フェノールは、任意の適切なプロセスを使ってフェノール除去ユニット226内で中和された粗生成物から除去または分離されることができる。例えば、フェノールは、抽出溶媒としてクメンを用いた液−液分離により分離されることができる。回収されたフェノールは、中和ユニット218に戻すことができるナトリウムフェノキシドの形態であることができる。廃水は、フェノール除去ユニット226から、さらなる処理及び/または廃棄のために、ライン230を介して排出されることができる。フェノール除去ユニット226で回収された追加の炭化水素は、ライン234を介してシステム100に送られることができる。
中和ユニット218に戻り、アセトン及びクメンを含むことができる、残りの中和された粗生成物は、ライン236を介して1つ以上のアセトン分留ユニット235に導入されることができる。アセトン分留ユニット235は、1つ以上の蒸留塔、例えば、粗アセトン塔、であることができ、またはそれらを備えることができる。粗アセトン塔では、アセトンを、ライン238を介して塔頂生成物及び/または上面副流として分離することができる。ライン238を通ったアセトンは、開裂ユニット212(図示せず)に戻すか、貯蔵容器に送るか、またはそうでなければ後の使用のために保存または処理することができる。粗アセトン塔から回収された塔底生成物は、フェノールで処理されて有機成分が除去される及び/または再循環されて中和ユニット218に送られることができる。粗アセトン塔からの塔底生成物はまた、アセトン分留ユニット235の一部となることができるクメン塔に送ることができる。クメン、AMS、及びいくらかのフェノールは、ライン122を介してクメン塔から塔頂生成物として分離されてシステム100に送られることができる。アセトン分留ユニットの一例は、米国特許第4,340,447号で議論され、説明されている。
残りの原料(すなわち、アセトン分留ユニット235のクメン蒸留塔からの塔底物)は、ライン240を介して、フェノール分留ユニット242に送られることができる。フェノール分留ユニット242は、さらに、1つ以上の熱交換器(例えば、凝縮器、リボイラなど)、還流バレル、ポンプ、などを含むことができる。フェノール分留ユニット242は、ライン240で炭化水素原料からフェノールを回収するのに適した1つ以上の吸着ユニット、精製ユニットなどを代わりにあるいは付加的に含むことができる。したがって、フェノール分留ユニット242は、ライン244を介してフェノール生成物を回収でき、回収されたフェノール生成物は、貯蔵容器に送られるかまたはそうでなければ処理され、精製され、調整され、下流側での使用のために保存されることができる。フェノールは、例えば、ビス−フェノール−A(BPA)に変換されてポリカーボネート及び/またはフェノール樹脂を生成することができる。
ライン248を通った残りの重炭化水素製品は、1つ以上の重質除去ユニット246に送られることができる。重質除去ユニット246は蒸留塔であることができ、例えば、フェノール分留ユニット242よりも高い温度で操作される。重質除去ユニット246で気化された炭化水素は、ライン250を介してフェノール分留ユニット242に再循環され、それにより、ライン248内に残っている付加的なフェノールを回収することができる。ライン252を通った残りの重炭化水素等は、さらなる処理、処分、燃焼など、のために除去されることができる。
アセトン分留ユニット235に戻り、ライン122を通ったクメン塔からの塔頂生成物は、アセトン分留ユニット235から分留塔110(図1)に送られることができる。図1を参照して上記に説明したように、ライン162を通った軽炭化水素生成物は回収され、ライン188を通った重炭化水素生成物は排出され、ライン170を通ったAMS及びクメンの副流混合物は回収されることができる。ライン170を通ったAMS及びクメンの副流混合物は、ライン256を介して1つ以上の水素化ユニット254に送られ、水素と混合されることができる。水素化ユニット254は、1つ以上の選択的パラジウム、ニッケル、または他の触媒を内部に有する反応器を含むことができる。触媒は、ライン256を通った水素流との組み合わせで、残りのフェノールの水素化を妨げることなく、AMSを水素化させてクメンを形成することができる。このフェノールは、次いでクメンスクラバー(図示せず)を介して除去されることができる。AMS及びクメンの混合物は、こうして、実質的にクメン原料に変換され、ライン258を介して酸化ユニット204に再循環されることができる。好適な水素化ユニットは、米国特許第7,381,854号で議論され、説明されている。
本明細書で議論され記載されるような分留塔110はまた、クメン及び/またはAMSの分離に関連するまたはそれを必要とする他の用途に使用することができる。米国特許第6,455,712号及び6,984,761号に記載されているように、例えば、分留塔110はAMS及びプロピレンオキシドを併産するためのプロセスに組み込むことができる。
本明細書で議論され記載されるような分留塔110はまた、プロピレンオキシド及びクメンの分離を伴う用途に含めることができる。例えば、CHP生成物及びプロピレンはエポキシ化反応に供されて、クメン、DMBA、プロピレン及びプロピレンオキサイドを含む流れを生成することができる。クメン、DMBA、プロピレン及びプロピレンオキサイドを含む流れは、分留塔110に導入されて、分離したプロピレンオキシド流、プロピレン再循環流、及びDMBA及びクメンを含む流れを得ることができる。
机上の実験例
本発明の実施形態は、さらに以下の机上の実施例で説明することができる。三つの模擬処理構成(ケース)が提供されている。ケース1は、2つの別個の分留塔であるAMSトッピング塔及びAMSテーリング塔を用いた従来のシステム及びAMS分留する方法に関する。ケース2は、副流でAMS/クメン混合物を回収する隔壁を含まない単一の、従来の分留塔におけるAMS分留のシステム及び方法に関する。ケース3は、図1に関して上述したように、隔壁塔を用いたAMS分留のシステム及び方法に関する。
ケース1では、いくつかある化合物の中で特にクメン及びAMSを含む粗AMS原料が、塔頂熱交換ゾーン(コンデンサー)、還流ドラム、塔への再循環/環流部、及びリボイラを備えた、AMSトッピング塔に導入される。AMSトッピング塔の塔底物は、第2のAMSテーリング分留塔に送られる。AMSテーリング分留塔も同様に、塔頂熱交換ゾーン(コンデンサー)、還流ドラム、塔への再循環/環流部、及びリボイラを備えている。軽炭化水素生成物が、AMSトッピング塔の頂部から回収される一方で、AMSトッピング塔の塔底物が、AMSテーリング塔に送られて、2塔の圧力及び温度をリンクしている。したがって、AMSテーリング塔は、その頂部からAMS及びクメンの回収を行い、AMS及びクメンはその後より純粋なクメン原料への変換のため水素化ユニットに送られることができる。クメン原料は次に、クメン−フェノール(cumene−to−phenol)システムにおける酸化機に送られることができる。
ケース2では、粗AMS原料は、分留塔に導入され、その中で加熱される。軽炭化水素は塔頂部から回収され、その一部は還流として使用するために再循環される。塔底物は重炭化水素として排出され、その一部はリボイラを通して循環されてシステムに熱を提供する。副流ラインは、例えば、65トレイ塔(トレイ1が一番上になる)の48番目のトレイより上の、頂部と底部との間の塔に流体結合されている。副流ラインは、水素化のためにクメンとAMSとの混合物を除去する。
図1に関して上述したように、ケース3は、AMS分留のシステム及び方法に関する。表1は、3つのケースすべてについての粗AMS流の流量及び質量分率をまとめたものである。
表2は、3つのケースの模擬実験結果をまとめたものである。ケース1におけるデュアル塔システムは、2つの分留塔を必要とするために資本支出、及びエネルギー入力要件が最も高くなっている。ケース2の単一塔システムは、設備投資が最も低いが、クメン/AMS生成物の純度及び回収率は、3つのケースの中で顕著に低く且つ3つのケースすべての中でリボイラ熱量が最も高く、そのためこのような設計には高い運用コストが結び付けられることを示している。したがって、ケース3の隔壁塔システムは、純度がデュアル塔システムと同様であり、資本支出が単一分留塔と同様であり、エネルギー入力要件がケース1またはケース2のいずれよりも低い。このようにケース3の隔壁を備えた単一のAMS分留塔は、高い製品回収及び純度を伴う低資本支出と低光熱費の、最適な構成を示している。
本開示の実施形態はさらに、以下の項のいずれか1つ以上に関連している。
1.α-メチルスチレン(AMS)を分留するための方法であって、該方法が、分留塔に粗AMSを導入するステップであって、前記分留塔が、前記分留塔の内部容積を少なくとも予備分留区域と主分留区域に分割するように少なくとも部分的に前記分留塔内に配置された隔壁を備え、前記予備分留区域と前記主分留区域とが、前記分留塔の第1の端部と前記隔壁の第1の端部との間に画定された精留区域、前記分留塔の第2の端部と前記隔壁の第2の端部との間に画定されたストリッピング区域、またはその両方、を介して互いに流体連通し、前記粗AMSを前記分留塔の予備分留区域に導入するステップと、前記分留塔の第1の端部またはその近位から軽炭化水素を取り出すステップと、前記分留塔の主分留区域から副流を取り出すステップと、前記分留塔の第2の端部またはその近位から分留塔から重炭化水素を取り出すステップと、を含む方法。
2.前記副流が、少なくとも約84重量%のクメン及び少なくとも約13重量%のAMSを含むことを特徴とする前項1に記載の方法。
3.前記副流が、クメン及びAMSより沸点が低い全軽質成分の約1重量%未満と、クメン及びAMSより沸点が高い全重質成分の約1.5重量%未満とをさらに含むことを特徴とする前項2に記載の方法。
4.前記全軽質成分が、水、アセトン、メタノール、エチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、C9アルカン、sec−ブチルベンゼン、メシチルオキシド、またはそれらの任意の混合物を含み、前記全重質成分はsec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、2−メチルベンゾフラン、重質ケトン、またはこれらの任意の混合物を含むことを特徴とする前項3に記載の方法。
5.前記副流が、前記分留塔から取り出される際、約140℃〜約180℃の温度であることを特徴とする前項1〜4のいずれかに記載の方法。
6.前記粗AMSが、約75重量%〜約90重量%のクメン及び約10重量%〜約25重量%のAMSを含むことを特徴とする前項1〜5のいずれかに記載の方法。
7.前記粗AMSが、クメン及びAMSより沸点が低い全軽質成分の約0.5重量%〜約1重量%と、クメン及びAMSより沸点が高い全重質成分の約1重量%〜約1.5重量%とをさらに含むことを特徴とする前項6に記載の方法。
8.前記粗AMSのより軽い部分を前記予備分留区域内で前記分留塔の第1の端部に向けて送るステップと、前記粗AMSのより重い部分を前記予備分留区域内で前記分留塔の第2の端部に向けて送るステップと、前記より軽い部分、より重い部分、またはその両方の少なくともいくらかを前記予備分留区域から前記隔壁を越えて前記分留塔の前記主分留区域内に送るステップと、をさらに含むことを特徴とする前項1〜7のいずれかに記載の方法。
9.α-メチルスチレン(AMS)を分留するための方法であって、該方法が、分留塔に画定された予備分留区域へ粗AMSを導入するステップと、前記予備分留区域の第1の端部に向けて前記粗AMSのより軽い部分を送るステップと、前記予備分留区域の第2の端部に向けて前記粗AMSのより重い部分を送るステップと、前記より軽い部分、より重い部分、またはその両方の少なくともいくらかを前記予備分留区域から前記分留塔内に配置された隔壁を越えて前記分留塔の主分留区域内に送るステップと、前記分留塔の第1の端部と第2の端部との間の前記主分留区域に流体結合されたラインを介して副流を回収するステップと、を含む方法。
10.前記副流が、少なくとも約82重量%のクメン及び少なくとも約12重量%のAMSを含むことを特徴とする前項9に記載の方法。
11.前記副流が、少なくとも約85重量%のクメン及び少なくとも約14重量%のAMSを含むことを特徴とする前項9または10に記載の方法。
12.前記副流が、クメン及びAMSより沸点が低い全軽質成分の約0.1重量%未満と、クメン及びAMSより沸点が高い全重質成分の約0.15重量%未満とをさらに含むことを特徴とする前項11に記載の方法。
13.前記全軽質成分が、水、アセトン、メタノール、エチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、C9アルカン、sec−ブチルベンゼン、メシチルオキシド、またはそれらの任意の混合物を含み、前記全重質成分が、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、2−メチルベンゾフラン、重質ケトン、またはこれらの任意の混合物を含むことを特徴とする前項12に記載の方法。
14.前記副流原料が、前記分留塔から回収される際、約140℃〜約180℃の温度であることを特徴とする前項9〜13のいずれかに記載の方法。
15.α-メチルスチレン(AMS)を分留するためのシステムであって、該システムが、分留塔と、前記分留塔の内部容積を少なくとも予備分留区域と主分留区域とに分割するように前記分留塔内に少なくとも部分的に配置された隔壁とを備え、前記予備分留区域と前記主分留区域とは、前記分留塔の第1の端部と前記隔壁の第1の端部との間に画定された精留区域、前記分留塔の第2の端部と前記隔壁の第2端部との間に画定されたストリッピング区域、またはその両方、を介して互いに流体連通しており、前記システムが、前記分留塔に流体結合され、前記予備分留区域に粗AMSを導入するように構成された入力ラインと、前記分留塔の第1の端部またはその近位で流体結合され、そこから軽炭化水素を回収するように構成された軽炭化水素回収ラインと、前記分留塔に流体結合され、前記主分留区域からクメン/AMS原料を回収するように構成された副流回収ラインと、前記分留塔の第2の端部またはその近位で流体結合され、そこから重炭化水素を除去するように構成された重炭化水素除去ラインと、を含む方法。
16.前記入力ラインがアセトン分留ユニットに流体結合されることを特徴とする前項15に記載のシステム。
17.前記入力ラインがフェノール除去ユニットに流体結合されることを特徴とする前項15または16に記載のシステム。
18.前記副流回収ラインが水素化ユニットに流体結合されることを特徴とする前項15〜17のいずれかに記載のシステム。
19.前記精留区域が、前記予備分留区域から前記粗AMSの第1の部分を受け取り、そのより軽い第1の部分を前記軽炭化水素回収ラインに送ると共に、そのより密度の高い第1の部分を前記主分留区域に送るように構成されており、前記ストリッピング区域が前記予備分留区域から前記粗AMSの第2の部分を受け取り、そのより軽い第2の部分を前記主分留区域に送ると共に、そのより密度の高い第2の部分を前記重炭化水素除去ラインに送るように構成されていることを特徴とする前項15〜18のいずれかに記載のシステム。
20.酸化剤及びクメンを受け取り、クメンヒドロペルオキシド(CHP)を含む酸化生成物を生成するように構成された酸化ユニットと、前記酸化生成物と酸とを受け取り、粗生成物を生成するように構成された開裂ユニットと、前記開裂ユニットから粗生成物と塩とを受け取り、中和された粗生成物原料を生成するように構成された中和ユニットと、
前記中和された粗生成物からアセトンを回収し、アセトン蒸留塔底液と粗AMSとを生成するように構成されたアセトン蒸留ユニットと、前記副流回収ラインを介してクメン/AMS原料と水素とを受け取り、クメンを生成するように構成されたAMS水素化ユニットと、クメンの少なくとも一部を再循環して酸化ユニットへ戻すように構成された再循環ラインと、を含むことを特徴とする前項15〜19のいずれかに記載のシステム。
具体的な実施形態及び特徴は、一連の上限値と一連の下限値を使用して記述されている。なお、特に断らない限り、任意の下限値から任意の上限値までの範囲が想定されていることを理解されたい。特定の下限値、上限値及び範囲は、以下の1つ以上の特許請求の範囲に表示されている。全ての数値は、「約」または「およそ」の値であり、当業者によって予想される実験誤差及び変動を考慮に入れている。
様々な用語が、上で定義されている。請求項で使用される用語は、上で定義されていない限り、その用語には、少なくとも1つの印刷出版物または発行特許で当業者が示したその用語に与えられた最も広い定義を与えられるべきである。さらに、本出願において引用した全ての特許、試験手順、及びその他の文書は、その開示が本出願と矛盾しない程度に、またそのような援用が許されるすべての管轄権について、その全体が参考により援用される。
上記は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明のその他の及び更なる実施形態はその基本的な範囲から逸脱することなく考案され得ると共に、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。

Claims (20)

  1. α-メチルスチレン(AMS)を分留するための方法であって、該方法が、
    分留塔に粗AMSを導入するステップであって、前記分留塔が、前記分留塔の内部容積を少なくとも予備分留区域と主分留区域に分割するように少なくとも部分的に前記分留塔内に配置された隔壁を備え、前記予備分留区域と前記主分留区域とが、前記分留塔の第1の端部と前記隔壁の第1の端部との間に画定された精留区域、前記分留塔の第2の端部と前記隔壁の第2の端部との間に画定されたストリッピング区域、またはその両方、を介して互いに流体連通し、前記粗AMSを前記分留塔の予備分留区域に導入するステップと、
    前記分留塔の第1の端部またはその近位から軽炭化水素を取り出すステップと、
    前記分留塔の主分留区域から副流を取り出すステップであって、前記副流が、少なくとも84重量%のクメン及び少なくとも13重量%のAMSを含むステップと、
    前記分留塔の第2の端部またはその近位から分留塔から重炭化水素を取り出すステップと、を含む方法。
  2. 前記副流が、クメン及びAMSより沸点が低い全軽質成分の1重量%未満と、クメン及びAMSより沸点が高い全重質成分の1.5重量%未満とをさらに含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
  3. 前記全軽質成分が、水、アセトン、メタノール、エチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、C9アルカン、sec−ブチルベンゼン、メシチルオキシド、またはそれらの任意の混合物を含み、前記全重質成分はsec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、2−メチルベンゾフラン、重質ケトン、またはこれらの任意の混合物を含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
  4. 前記副流が、前記分留塔から取り出される際、140℃〜180℃の温度であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記粗AMSが、75重量%〜90重量%のクメン及び10重量%〜25重量%のAMSを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 前記粗AMSが、クメン及びAMSより沸点が低い全軽質成分の0.5重量%〜1重量%と、クメン及びAMSより沸点が高い全重質成分の1重量%〜1.5重量%とをさらに含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
  7. 前記粗AMSのより軽い部分を前記予備分留区域内で前記分留塔の第1の端部に向けて送るステップと、
    前記粗AMSのより重い部分を前記予備分留区域内で前記分留塔の第2の端部に向けて送るステップと、
    前記より軽い部分、より重い部分、またはその両方の少なくともいくらかを前記予備分留区域から前記隔壁を越えて前記分留塔の前記主分留区域内に送るステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  8. 前記精留区域が第1の温度で操作され、前記予備分留区域が第2の温度で操作され、前記主分留区域が第3の温度で操作され、前記ストリッピング区域が第4の温度で操作され、
    前記第2の温度は前記第1の温度よりも高く、前記第3の温度は前記第2の温度よりも高く、前記第4の温度は前記第3の温度よりも高い、請求項1記載の方法。
  9. 前記予備分留区域が、(i)構造化されたパッキング材及び(ii)ランダム形状のパッキング材の少なくとも1つを含み、前記主分留区域が1以上のトレイを含む、請求項1に記載の方法。
  10. α-メチルスチレン(AMS)を分留するための方法であって、該方法が、
    分留塔に画定された予備分留区域へ粗AMSを導入するステップと、
    前記予備分留区域の第1の端部に向けて前記粗AMSのより軽い部分を送るステップと、
    前記予備分留区域の第2の端部に向けて前記粗AMSのより重い部分を送るステップと、
    前記より軽い部分、より重い部分、またはその両方の少なくともいくらかを前記予備分留区域から前記分留塔内に配置された隔壁を越えて前記分留塔の主分留区域内に送るステップと、
    前記分留塔の第1の端部と第2の端部との間の前記主分留区域に流体結合されたラインを介して副流を回収するステップであって、前記副流が、少なくとも82重量%のクメン及び少なくとも12重量%のAMSを含むステップと、を含む方法。
  11. 前記副流が、クメン及びAMSより沸点が低い全軽質成分の0.1重量%未満と、クメン及びAMSより沸点が高い全重質成分の0.15重量%未満とをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
  12. 前記全軽質成分が、水、アセトン、メタノール、エチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、C9アルカン、sec−ブチルベンゼン、メシチルオキシド、またはそれらの任意の混合物を含み、前記全重質成分が、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、2−メチルベンゾフラン、重質ケトン、またはこれらの任意の混合物を含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
  13. 前記副流原料が、前記分留塔から回収される際、140℃〜180℃の温度であることを特徴とする請求項10に記載の方法。
  14. α-メチルスチレン(AMS)を分留するためのシステムであって、
    分留塔と、
    前記分留塔の内部容積を少なくとも予備分留区域と主分留区域とに分割するように前記分留塔内に少なくとも部分的に配置された隔壁であって、前記予備分留区域と前記主分留区域とは、前記分留塔の第1の端部と前記隔壁の第1の端部との間に画定された精留区域、前記分留塔の第2の端部と前記隔壁の第2端部との間に画定されたストリッピング区域、またはその両方、を介して互いに流体連通している隔壁と、
    前記分留塔に流体結合され、前記予備分留区域に粗AMSを導入するように構成された入力ラインと、
    前記分留塔の第1の端部またはその近位で流体結合され、そこから軽炭化水素を回収するように構成された軽炭化水素回収ラインと、
    前記分留塔に流体結合され、前記主分留区域からクメン/AMS原料を回収するように構成された副流回収ラインであって、前記クメン/AMS原料は、少なくとも82重量%のクメン及び少なくとも12重量%のAMSを含む副流回収ラインと、
    前記分留塔の第2の端部またはその近位で流体結合され、そこから重炭化水素を除去するように構成された重炭化水素除去ラインと、を含み、
    前記精留区域が第1の温度で操作され、前記予備分留区域が第2の温度で操作され、前記主分留区域が第3の温度で操作され、前記ストリッピング区域が第4の温度で操作され、
    前記第2の温度は前記第1の温度よりも高く、前記第3の温度は前記第2の温度よりも高く、前記第4の温度は前記第3の温度よりも高い、
    システム。
  15. 前記入力ラインがアセトン分留ユニットに流体結合されることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
  16. 前記入力ラインがフェノール除去ユニットに流体結合されることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
  17. 前記副流回収ラインが水素化ユニットに流体結合されることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
  18. 前記精留区域が、前記予備分留区域から前記粗AMSの第1の部分を受け取り、そのより軽い第1の部分を前記軽炭化水素回収ラインに送ると共に、そのより密度の高い第1の部分を前記主分留区域に送るように構成されており、前記ストリッピング区域が前記予備分留区域から前記粗AMSの第2の部分を受け取り、そのより軽い第2の部分を前記主分留区域に送ると共に、そのより密度の高い第2の部分を前記重炭化水素除去ラインに送るように構成されていることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
  19. 酸化剤及びクメンを受け取り、クメンヒドロペルオキシド(CHP)を含む酸化生成物を生成するように構成された酸化ユニットと、
    前記酸化生成物と酸とを受け取り、粗生成物を生成するように構成された開裂ユニットと、
    前記開裂ユニットから粗生成物と塩とを受け取り、中和された粗生成物原料を生成するように構成された中和ユニットと、
    前記中和された粗生成物からアセトンを回収し、アセトン蒸留塔底液と粗AMSとを生成するように構成されたアセトン蒸留ユニットと、
    前記副流回収ラインを介してクメン/AMS原料と水素とを受け取り、クメンを生成するように構成されたAMS水素化ユニットと
    クメンの少なくとも一部を再循環して酸化ユニットへ戻すように構成された再循環ラインと、を含むことを特徴とする請求項14記載のシステム。
  20. 前記予備分留区域が、(i)構造化されたパッキング材及び(ii)ランダム形状のパッキング材の少なくとも1つを含み、前記主分留区域が1以上のトレイを含む、請求項14に記載のシステム。
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