JP6193863B2 - 低メタノール含量アセトンを同時製造するための方法およびシステム - Google Patents
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Description
本出願は、いずれも2011年9月19日に出願された米国仮特許出願第61/536529号および第61/536522号の優先権を主張し、両仮出願は参照により本明細書に組み込まれる。
背景
[分野]
本明細書中に記載された実施形態は、一般的には、クメンからフェノールおよびアセトンを製造する方法およびシステムに関する。より詳しくは、前記実施形態は、メタノール濃度の低いアセトンを製造する方法およびシステムに関する。
[関連技術の説明]
フェノールおよびアセトンは様々な方法で製造されており、最も一般的な方法は、ホック法、ホック・ラング法、あるいはクメン−フェノール法等として様々に知られている。この方法は、クメン(イソプロピルベンゼン)を酸化してクメンハイドロパーオキサイド(CHP)を生成することから始まる。CHPは、酸触媒の存在下で開裂されて、フェノールおよびアセトンを生成する。次にフェノールおよびアセトン流は塩溶液中で中和され、その後、最終生成物のフェノールおよびアセトンを回収するために分留される。
メタノール濃度の低いアセトンを製造する方法およびシステムが、提供されている。前記方法は、クメンを酸化および開裂して粗アセトン生成物を生成することを含み得る。粗アセトン生成物は、中和装置において中和されて、中和粗アセトン生成物を生成し得る。中和粗アセトン生成物は、アセトン分留塔内で分留されて、アセトン生成物およびアセトン塔底生成物を生成し得る。メタノールは、アセトン塔底生成物から除去されて、メタノール除去生成物を生成し得る。メタノール除去生成物は、中和装置、脱フェノール装置、またはその両方に導入され得る。
反応器(図示なし)を備えてもよい。粗濃縮CHP生成物は、アセトンおよびフェノールを生成するため、逆混合槽型反応器および/または循環ループ型反応器に導入されてもよい。さらに、開裂反応が発熱性であるため、開裂装置122内の反応混合物の温度を制御するために、熱交換器が冷却水または他の熱交換流体を有してもよい。開裂装置122において、DMBAは一部脱水されてAMSになってもよく、AMSはフェノールと反応してクミルフェノールを生成してもよい。AMSはまた開裂装置122内で沸点の高い二量体を生成し得る。DMBAは、CHPと反応してジクミルパーオキサイド(DCP)および水を生成する。ヒドロキシアセトン、2−メチルベンゾフラン(2MBF)、ジアセトンアルコール等の更なる副生成物も生成し得る。これらの生成物は、例えば約100℃以上の温度で栓流反応器(図示なし)に供給されてもよい。栓流反応器において、DCPはAMS、フェノール、およびアセトンに変換されてもよく、CHPはフェノールおよびアセトンに開裂されてもよく、および/またはDMBAは脱水されてAMSおよび水にされてもよい。これらの生成物の少なくとも一部は、ライン124を経由して、粗生成物供給材料として開裂装置122から排出されてもよい。開裂装置の一例は、米国特許第5,371,305号において論じられ、説明されている通りであってもよい。
予測実施例
本発明の実施形態は、以下の予測実施例とともに更に説明し得る。2つの模擬例が提供されている。実施例1は、メタノール除去塔を用いずにクメンからアセトンを生成する従来のシステムおよび方法を対象としている。実施例2は、図1に関して上記で説明したように、メタノール除去塔を用いてクメンからアセトンを生成するシステムおよび方法を対象としている。
1.アセトン中のメタノール濃度を低下させる方法であって、クメンを酸化および開裂して、粗アセトン生成物を生成することと、前記粗アセトン生成物を中和装置において中和して、中和粗アセトン生成物を生成することと、前記中和粗アセトン生成物をアセトン分留塔において分留して、アセトン生成物およびアセトン塔底生成物を生成することと、前記アセトン塔底生成物からメタノールを除去して、メタノール除去生成物を生成することと、前記メタノール除去生成物を前記中和装置、脱フェノール装置、またはその両方に導入することとを含む方法。
7.前記アセトン生成物は約50ppmwから約100ppmwのメタノール濃度を有する、項1から6のいずれか1つに記載の方法。
9.前記脱フェノール装置から約0.1wt%から約0.6wt%のメタノールを含む廃水を取り出すことを更に含む、項1から8のいずれか1つに記載の方法。
13.前記脱フェノール装置から約0.1wt%から約0.6wt%のメタノールを含む廃水を取り出すことを更に含む、項10から12のいずれか1つに記載の方法。
18.前記濃縮装置および前記酸化装置と流体連結されたクメン除去/洗浄装置であって、前記濃縮装置から前記クメン生成物を受け取って、前記酸化装置用の前記クメン、および廃水を供給するように構成されたクメン除去/洗浄装置を更に備える、項17に記載のシステム。
20.前記アセトン生成物は約50ppmから約100ppmのメタノール濃度を有する、項15から19のいずれか1つに記載のシステム。
Claims (19)
- アセトン中のメタノール濃度を低下させる方法であって、
クメンを酸化および開裂して、粗アセトン生成物を生成することと、
前記粗アセトン生成物を中和装置において中和して、中和粗アセトン生成物を生成することと、
前記中和粗アセトン生成物をアセトン分留塔において分留して、アセトン生成物およびアセトン塔底生成物を生成することであって、前記分留塔は、当該分留塔の第一端部と第二端部との間に温度勾配が存在するように加熱される、ことと、
前記アセトン塔底生成物からメタノールを除去して、メタノール除去生成物を生成することと、を含み、
前記アセトン塔底生成物からメタノールを除去することは、
前記アセトン塔底生成物をアセトン塔底物分離装置に導入して、水性フェナート生成物および粗α-メチルスチレン生成物を得ることと、
前記水性フェナート生成物をメタノール除去塔に導入することと、
前記メタノール除去塔から、塔頂物としてのメタノール生成物および塔底物としての前記メタノール除去生成物を取り出すことと、
前記粗α-メチルスチレン生成物をα-メチルスチレン洗浄装置に導入して、洗浄粗α-メチルスチレンおよび粗α-メチルスチレン洗浄水を得ることと、
洗浄粗α-メチルスチレンを、再循環のためにクメンへ水素化するためにα-メチルスチレン水素化システムに導入することと、を含み、
前記メタノール除去生成物を前記中和装置、脱フェノール装置、またはその両方に導入することと、を含む方法。 - 前記アセトン塔底生成物からメタノールを除去することは、
メタノール除去塔において、前記アセトン塔底生成物の少なくとも一部を分離することと、
前記メタノール除去塔から、塔頂物としてのメタノール生成物および塔底物としての前記メタノール除去生成物を取り出すこととを含む、請求項1記載の方法。 - 前記アセトン塔底生成物からメタノールを除去することは、
前記水性フェナートと前記粗α-メチルスチレン洗浄水とを混合してプロセス水を得ることと、
前記プロセス水を前記メタノール除去分留塔に導入することとを更に含む、請求項1記載の方法。 - 前記メタノール除去生成物の第一の部分が前記中和装置に導入され、前記メタノール除去生成物の第二の部分が前記脱フェノール装置に導入される、請求項1記載の方法。
- 前記アセトン生成物は10ppmwから100ppmwのメタノール濃度を有する、請求項1記載の方法。
- 前記アセトン生成物は50ppmwから100ppmwのメタノール濃度を有する、請求項1記載の方法。
- 前記メタノール除去生成物は100ppmw未満のメタノール濃度を有する、請求項1記載の方法。
- 前記脱フェノール装置から0.1wt%から0.6wt%のメタノールを含む廃水を取り出すことを更に含む、請求項1記載の方法。
- アセトン中のメタノール濃度を低下させる方法であって、
クメンを酸化および開裂して、粗アセトン生成物を生成することと、
前記粗アセトン生成物を中和装置において中和して、中和粗アセトン生成物を生成することと、
前記中和粗アセトン生成物をアセトン分留塔において分留して、50ppmwから100ppmwのメタノール濃度のアセトン生成物およびアセトン塔底物を生成することと、
前記アセトン塔底物をアセトン塔底物分離装置に導入して、水性フェナート生成物および粗α-メチルスチレン生成物を得ることと、
前記粗α-メチルスチレン生成物をα-メチルスチレン洗浄装置に導入して洗浄粗α-メチルスチレンおよび粗α-メチルスチレン洗浄水を得ることであって、さらに洗浄粗α-メチルスチレンを再循環のためにクメンへ水素化するためにα-メチルスチレン水素化システムに導入することと、
前記水性フェナート生成物をメタノール除去分留塔に導入することと、
前記メタノール除去塔から塔頂物としてのメタノール生成物および塔底物としてのメタノール除去生成物を取り出すことと、
前記メタノール除去生成物を前記中和装置、脱フェノール装置、またはその両方に導入することとを含む方法。 - 前記メタノール除去生成物の第一の部分が前記中和装置に導入され、前記メタノール除去生成物の第二の部分が前記脱フェノール装置に導入される、請求項9記載の方法。
- 前記メタノール除去生成物は100ppmw未満のメタノール濃度を有する、請求項9記載の方法。
- 前記脱フェノール装置から0.1wt%から0.6wt%のメタノールを含む廃水を取り出すことを更に含む、請求項9記載の方法。
- 前記水性フェナート生成物と前記粗α-メチルスチレン洗浄水を混合してプロセス水を得ることと、
前記プロセス水を前記メタノール除去分留塔に導入することとを更に含む、請求項9記載の方法。 - アセトンを生成するシステムであって、
酸化剤およびクメンを受け取って酸化クメンハイドロパーオキサイド生成物を生成するように構成された酸化装置と、
前記酸化装置と流体連結され、前記酸化クメンハイドロパーオキサイド生成物およびクメンを受け取って濃縮クメンハイドロパーオキサイド生成物を生成するように構成された濃縮装置と、
前記濃縮装置と流体連結され、前記濃縮装置から前記濃縮クメンハイドロパーオキサイド生成物を受け取って粗アセトン生成物を生成するように構成された開裂装置と、
前記開裂装置と流体連結され、前記粗アセトン生成物を受け取って中和粗アセトン生成物を生成するように構成された中和装置と、
前記中和装置と流体連結され、前記中和粗アセトン生成物を受け取ってアセトン生成物およびアセトン塔底生成物を生成するように構成されたアセトン分留塔であって、当該アセトン分留塔の第一端部と第二端部との間に温度勾配が存在するように加熱されたアセトン分留塔と、
前記アセトン分留塔および前記中和装置、脱フェノール装置、またはその両方と流体連結されたメタノール除去塔であって、メタノール生成物およびメタノール除去生成物を生成するように構成されたメタノール除去塔と、
前記メタノール除去生成物を前記中和装置、前記脱フェノール装置、またはその両方に導入するように構成された1つ以上のラインと、を備えるシステム。 - 前記メタノール除去塔は、塔頂アセンブリ内の前記アセトン塔底生成物からメタノール、アセトンおよび軽質炭化水素成分を回収するように構成された、請求項14記載のシステム。
- 前記濃縮装置は、クメン生成物および前記濃縮クメンハイドロパーオキサイド生成物を生成するように構成された、請求項14記載のシステム。
- 前記濃縮装置および前記酸化装置と流体連結されたクメン除去/洗浄装置であって、前記濃縮装置から前記クメン生成物を受け取って、前記酸化装置用の前記クメン、および廃水を供給するように構成されたクメン除去/洗浄装置を更に備える、請求項16記載のシステム。
- 前記アセトン分留塔は、前記クメン除去/洗浄装置と流体連結されて、前記クメン除去/洗浄装置から前記廃水を受け取る、請求項17記載のシステム。
- 前記アセトン生成物は50ppmから100ppmのメタノール濃度を有する、請求項14記載のシステム。
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