JPS647058B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS647058B2
JPS647058B2 JP56162192A JP16219281A JPS647058B2 JP S647058 B2 JPS647058 B2 JP S647058B2 JP 56162192 A JP56162192 A JP 56162192A JP 16219281 A JP16219281 A JP 16219281A JP S647058 B2 JPS647058 B2 JP S647058B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fraction
phenols
extraction solvent
distillation column
extracted
Prior art date
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Expired
Application number
JP56162192A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5865234A (en
Inventor
Kazutoyo Uno
Hisaya Miki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Industries Ltd filed Critical Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority to JP56162192A priority Critical patent/JPS5865234A/en
Publication of JPS5865234A publication Critical patent/JPS5865234A/en
Publication of JPS647058B2 publication Critical patent/JPS647058B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、フエノール類の精製方法に関する。
更に詳しくは、抽出蒸留法によるクメン法粗製フ
エノール類の精製方法に関する。 クメン、シメンなどを酸化して得られるクメン
ヒドロペルオキシド、シメンヒドロペルオキシド
などを酸触媒を用いて開裂せしめフエノール、m
−クレゾール、p−クレゾールなどのフエノール
類を工業的に製造することは、一般にクメン法と
して良く知られている。この酸触媒開裂生成物た
る粗製フエノール類から通常の蒸留法によつて分
離されたフエノール類は、その凝固点が理論的凝
固点に近いにもかかわらず、その中に種々の有害
な不純物を含有している。これらの不純物は、フ
エノール類を濃硫酸でスルホン化する場合、ある
いは塩素で処理する場合などに、好ましからぬ着
色の原因を形成し、従つて高品質が要求される用
途などへの使用が妨げられることになる。 従来から、クメン法粗製フエノール類から高純
度のフエノール類を分離する方法が多数提案され
ている。これらの方法の中、粗製フエノール類を
ポリアルキレングリコールまたはそのエーテルを
用いて抽出蒸留を行ない、蒸留塔の塔頂より不純
物および未反応物などを留去した後、塔底抽出混
合物から蒸留により精製フエノール類を分離する
方法(特公昭36−5713号公報)が、工業的にすぐ
れた方法の一つと考えられている。しかしなが
ら、このような抽出蒸留法によつても、なお着色
原因となる不純物を完全に除去することはできな
い。 かかるフエノール類がフエノールの場合の抽出
蒸留法の一態様について、図面の第1図を参照し
ながら、詳細に説明する。まず、クメンヒドロペ
ルオキシドを酸触媒により開裂して得られた反応
混合物をアルカリで中和し、水性層と分離した油
層をライン1から脱アセトン塔に供給し、この
塔頂からライン2によつてアセトンなどの低沸点
留分を分離し、その後アセトン精製塔(図示せ
ず)に導き、精製アセトンとする。一方、塔底か
らは、アセトンなどの低沸点留分を除去した留分
をライン3によつて抜き出し、減圧蒸留塔に供
給する。この減圧蒸留塔の塔頂からは、ライン4
によつてクメン、水などを留去し、その一部はラ
イン5によつて、減圧蒸留塔に還流させてもよ
い。減圧蒸留塔の塔底からは、ライン7によつて
フエノールを含有する留分を抜き出し、これを蒸
留塔に供給する。この蒸留塔の塔底からは、ラ
イン8によつてフエノールより高沸点物を除去
し、塔頂からの粗製フエノール留分をライン9に
よつて抽出蒸留塔に導入する。なお、抽出蒸留
塔の前で用いられる減圧蒸留塔および蒸留塔
は、その配置順序を逆にすることもできる。 抽出蒸留塔に供給された留分は、ライン10に
よつて新たに供給され、またライン14によつて
循環されるポリアルキレングリコール類と向流接
触させ、この溶媒に抽出されたフエノールは、塔
底よりライン11によつて蒸留塔に導かれ、溶
媒に抽出されない不純物は、塔頂よりライン12
によつて系外に除かれる。この蒸留塔で蒸留さ
れ、ポリアルキレングリコール類から分離された
精製フエノールは、ライン13によつて塔頂から
取り出され、製品とされる。一方、抽出溶媒は、
塔底よりライン14によつて前記抽出蒸留塔に
循環される。 このような一連の抽出蒸留塔において、蒸留塔
の塔底からフエノールより高沸点留分などの高
沸点物を除去しても、僅かづつではあつてもこの
留分が塔頂留分に同伴され、これらの高沸点留分
は次の抽出蒸留塔の塔頂から一部除去されるも
のの、残りの部分は抽出溶媒と共にその塔底から
抜き出され、蒸留塔に供給され、このため抽出
蒸留塔−蒸留塔間にこの望ましくない高沸点
留分が次第に蓄積される結果、蒸留塔から取得
される精製フエノールの品質を悪化させることに
なる。 そこで、これらの高沸点留分の蓄積を防止する
ために、本発明者らは蒸留塔の中間段で、抽出
溶媒を実質的に含まない留分の一部を抜き出し、
前記塔〜へ戻し、蒸留塔の塔底から高沸点
留分を完全に除去するよう試みたが、やはり長期
間運転すると着色成分が系内に蓄積し、それが精
製フエノール中に混入し、その品質を悪化させる
ようになるので、この問題の解決とはなり得なか
つた。 そこで、本発明者らはまた、粗製フエノールの
着色原因成分を除去するための公知の方法、具体
的には特公昭39−622号公報および特公昭37−
11664号公報に記載される方法を用い、高沸点物
を除去する蒸留塔の前段階で着色成分たるベンゾ
フランなどを除去するための酸性触媒による処理
方法を適用してみたが、クメンヒドロペルオキシ
ド酸開裂生成物の中和により生成する塩が微量分
離されずに存在するために、またクメンヒドロペ
ルオキシドの酸開裂の際に生成するタール成分の
存在のために、酸性触媒、例えば工業的実施に好
ましいとされる固体酸による処理を行なつたとこ
ろ、この固体酸の触媒機能の低下速度が著しく、
所期の目的を十分に達成し得ないことを認めた。 かかる経緯に鑑み、本発明者らは更にこの問題
を解決すべく種々検討の結果、フエノール類と抽
出溶媒との混合物を分留する蒸留塔から抽出溶媒
を実質的に含有しない留分の一部を抜き出し、そ
れを酸性触媒と処理し、この酸処理物をそのまま
あるいは蒸留操作を加えた後、これを前の方の工
程に循環することにより、高品質にして安定なフ
エノール類を得ることができることを見出した。 従つて、本発明はフエノール類の精製方法に係
り、フエノール類の精製は、クメン法粗製フエノ
ール類を抽出蒸留法により精製するに際し、フエ
ノール類と抽出溶媒との混合物を分留する蒸留塔
から抽出溶媒を実質的に含有しない留分の一部を
抜き出し、それを酸性触媒と処理し、この酸処理
物をそのままあるいは蒸留操作を加えた後、これ
を高沸点物除去工程または該工程とヒドロペルオ
キシド酸開裂工程との間の任意の段階の工程に循
環させることにより行われる。 ここで、抽出溶媒を実質的に含有しない留分と
は、抽出溶媒の含有量が一般に約1000ppm以下、
好ましくは約500ppm以下の留分である。この留
分中に抽出溶媒が多く含まれると、その抽出溶媒
が酸性触媒との接触時に一部変質したり(例えば
ジエチレングリコールは酸の作用によりジオキサ
ンに変化する)、酸処理後の留分を以前の工程に
循環するときに同伴される抽出溶媒が高沸点物除
去工程で系外に除去される結果として抽出溶媒の
損失となるなどの好ましくない結果がもたらされ
る。 このような抽出溶媒を実質的に含有しない留分
として、製品として取得さるべき精製フエノール
類留分それ自身を、製品として取得されるもの
100重量部に対し約1〜20重量部の割合で用いる
こともできるが、この精製フエノール類留分が留
出する蒸留塔の段数より低い段のより高沸点の留
分を用いる方が好ましい。かかるより高沸点の留
分は、精製フエノール類留分100重量部に対し一
般に約1〜20重量部、好ましくは約3〜15重量部
の割合で抜き出され、酸処理工程に供給される。
この抜出量が少ないと十分な精製効果が期待でき
ず、一方これ以上多く抜き出すとより多量のフエ
ノール類を循環させることになり、あるいはより
多量のフエノール類を酸処理物の蒸留にかけるこ
とになるので、用役が大量となつて経済的ではな
い。 これらの抽出溶媒を実質的に含有しない留分の
処理に用いられる酸性触媒としては、硫酸、塩
酸、リン酸;p−トルエンスルホン酸、フエノー
ルスルホン酸、トリクロル酢酸;塩化アルミニウ
ム、三フツ化ホウ素およびそのエーテル錯化合
物;シリカ−アルミナ、活性白土、ベントナイ
ト、モンモリナイトおよびこれらの酸処理物、リ
ン酸−けいそう土などの固体酸;スルホン化スチ
レン−ジビニルベンゼン樹脂のような酸性イオン
交換樹脂などが用いられ、中でも後処理の容易性
から固体酸の使用がきわめて好ましい。これらの
酸性触媒は、触媒の種類その他の条件によつても
かなり広い範囲で変つてくるが、一般に処理さる
べき留分に対し約0.005〜10重量%程度の割合で
用いられ、固体酸触媒を固定床として連続法で処
理する場合には、液空間速度(LHSV)が約1〜
30、好ましくは約3〜10の範囲内で使用される。
酸性触媒との処理は、回分法でも実施できるが、
連続法で行なうことが好ましく、前記した固体酸
触媒を用いて固定床として連続式で行われること
が最も好ましい。処理温度としては、室温乃至約
250℃、好ましくは約120〜180℃の範囲が用いら
れ、例えばフエノールの場合その沸点(181.8℃)
をこえる温度では、加圧処理が必要となる。ま
た、大気圧より低い圧力条件下での処理も可能で
ある。処理時間としては、一般に約1〜60分間程
度が用いられる。 酸性触媒と処理された抽出溶媒を実質的に含有
しない留分は、そのまま循環させてもよいが、蒸
留操作を行ない、塔頂より精製フエノールを留出
させて製品フエノールとし、塔底留分については
これを循環させることもできる。 このようにして酸性触媒と処理され、あるいは
更に蒸留操作を経た塔底留分は、高沸点物除去工
程またはこの工程とヒドロペルオキシド酸開裂工
程との間の任意の段階の工程、好ましくは高沸点
物除去工程に循環される。 このような酸性触媒との処理の結果、抽出蒸留
によつてすら完全に除去できないフエノール類と
近い沸点および溶解性を有する着色原因物質が高
沸点物化するので、かかる酸処理物を高沸点物除
去工程またはそれ以前の工程に循環せしめること
により、形成された高沸点物が容易に除去され、
従来は蒸留塔と抽出蒸留塔との間に蓄積して
いた着色原因物質が取り除かれるので、高品質の
フエノール類が取得し得るようになつたものと考
えられる。 図面について本発明を説明すると、第2図は酸
処理物を直接循環させる発明の一態様のフローシ
ートであり、第3図は酸処理物を蒸留した後循環
させる発明の一態様のフローシートであり、符号
〜および7〜14は第1図と同じものを指示
する。 蒸留塔からライン9によつて抽出蒸留塔に
供給される粗製フエノール類留分は、好ましくは
段階的な蒸留操作により酸開裂生成物から低沸点
留分、例えばアセトン、クメン、α−メチルスチ
レン、水などと高沸点物、例えばアセトフエノ
ン、クミルフエノール、α−メチルスチレンダイ
マー、タール成分、塩類などとを除去したもので
ある。 ライン10によつて新たに供給され、またライ
ン14によつて循環されるポリアルキレングリコ
ール類としては、フエノール類より高沸点の1種
またはそれ以上の低級ポリアルキレングリコール
またはそれらのエーテル、例えばジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、ジプロピレン
グリコール、ジエチレングリコールメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエ
チレングリコールプロピルエーテル、ジエチレン
グリコールブチルエーテルなどが用いられ、特に
ジエチレングリコール、ジエチレングリコールプ
ロピルエーテル、ジエチレングリコールブチルエ
ーテルなどが好んで用いられる。これらの使用量
は、粗製フエノール類留分中の不純物の量、所望
の精製フエノール類の品質などによつても異なる
が、一般に粗製フエノール類留分1重量部当り約
0.1〜3重量部、好ましくは約0.3〜1重量部の範
囲にある。 抽出蒸留は、フエノール類の種類および抽出溶
媒の種類によつて、種々の態様の操作方法をとり
得るが、フエノールの場合にあつては、大気圧乃
至約10mmHg(絶対圧)の減圧条件下で行われ
る。 この抽出蒸留操作によつて、抽出溶媒と共に大
部分のフエノール類は抽出蒸留塔の塔底からラ
イン11によつて取り出され、フエノールの場合
にあつては、クメン、α−メチルスチレンなどの
炭化水素の他、アセトフエノン、メシチルオキシ
ド、2−メチル−ベンゾフラン、ヒドロキシアセ
トンなどの不純物の大部分は、塔頂からライン1
2によつて系外に排出される。 蒸留塔では、フエノール類と抽出溶媒との分
留が行われ、精製フエノール類はライン13か
ら、また抽出溶媒を実質的に含有しない留分はラ
イン15から(この留分が精製フエノール類であ
るときにはライン13から)、更に抽出溶媒は若
干のフエノール類を含有した状態でライン14か
らそれぞれ取り出される。なお、製品となる精製
フエノールは、その中の抽出溶媒の含有量が、ガ
スクロマトグラフイーでの検出限界以下(約
30ppm以下)となるように、蒸留操作が行われ
る。抽出溶媒を実質的に含有しない留分は、酸処
理装置で酸処理された後、ライン16によつて
蒸留塔への供給ライン7へ循環させ、この蒸留
塔の塔底留分として高沸点物がライン8から系外
に排出される(第2図)。あるいは、酸処理物は、
ライン16によつて蒸留塔へ送られ、分留され
た精製フエノール類をライン17から取得すると
共に、それ以外の留分をライン18によつて循環
させ、ライン8から高沸点留分の除去が行われる
(第3図)。 この蒸留塔での蒸留操作は、酸処理装置で
酸処理されたフエノール類中に含有された不純物
が高沸点化されているため、フエノール類の分離
が容易であり、従つて飛沫同伴を避けられるよう
な蒸留塔ならばどれを用いても有効に行なうこと
ができ、大気圧下乃至減圧下での操作により、供
給物に対して約70〜95%の回収率で良好なスルホ
ン化値を有する精製フエノール類をライン17か
ら取得することができる。このような蒸留操作を
付加した場合には、これを行わない場合には蒸留
塔およびで2回フエノール類精製のために加
熱することになり、用役損失を招くことになると
いう欠点を避けることができる。結局、このよう
な蒸留操作を付加するか否かは、蒸留塔におけ
る蒸留コストと用役増のコストとの相対的な観点
から決定される。 次に、実施例について本発明を説明する。 比較例 第1図に示される態様に従つて、抽出蒸留法に
よるクメン法粗製フエノールの精製を行なつた。 クメンを酸化して得られたクメンヒドロペルオ
キシド溶液を硫酸触媒で分解して得られた酸開裂
生成物をアルカリで中和し、次いで水性層を除去
した混合物を蒸留塔にかけ、アセトンおよびそ
れより低沸点留分を除去し、次の組成を有する留
分を得た。 フエノール類 56重量% クメン 15 水 16 α−メチルスチレン 6.0 アセトフエノン 1.5 カルビノール 0.5 高沸点物 5.0 この留分を段数70段の減圧蒸留塔に毎時30重
量部の割合で供給し、塔内圧力約200mmHg、塔頂
温度64℃、塔底温度178℃の条件下で減圧蒸留を
行ない、塔頂からは主として水、クメンおよびそ
れらに同伴する不純物を留去せしめ、一方塔底か
らは次の組成の留分 フエノール 84重量% クメン 0.1 α−メチルスチレン 3.2 高沸点物 12.3 を毎時20重量部の割合で取り出し、次いで蒸留塔
でフエノール留分を蒸留することにより、高沸
点物を除去した。 この粗製フエノール留分を、段数54段の抽出蒸
留塔の中央段部に毎時17.5重量部の割合で供給
し、塔上部から毎時19.5重量部の割合で導入され
る循環ジエチレングリコールと向流接触せしめ
る。抽出蒸留は、塔頂温度92℃、塔底温度192℃
の条件下で行われた。塔頂からは、ジエチレング
リコールによつて抽出されないα−メチルスチレ
ン、シクロヘキサノール、ケトン類などの不純物
が除去され、一方塔底からは、フエノールを抽出
したジエチレングリコール溶液が毎時36重量部の
割合で取り出され、蒸留塔に供給される。この
蒸留塔では、塔頂温度116℃で蒸留が行われ、塔
頂より毎時16.5重量部の割合で精製フエノールが
取り出され、このようにして得られた精製フエノ
ールのスルホン化値は85%であつた。 このスルホン化値は、試料フエノール20mlを45
℃の湯浴上で10分間加温し、次いで濃硫酸20mlを
すばやく混合した後、室温で1分間、更に水中に
5分間放置し、この試料を20mmのセルに移して、
光電比色計により波長532mμにおける透過率を測
定し、その値を百分率で示したものであり、この
値が大きい程フエノールの品質が良いことにな
る。 実施例 1 第2図に示される態様に従つて、抽出蒸留法に
よるクメン法粗製フエノールの精製を行なつた。 前記比較例において、蒸留塔の供給段より14
段上段のトレー液相部分よりジエチレングリコー
ル含有量275ppmの留分を、塔頂より留出する精
製フエノール16.5重量部当り1重量部の割合で抜
き出し、これを活性白土(日本活性白土製品ニツ
カナイトG−36、30〜60メツシユ)0.17容量部
(1容量部は、1重量部が1トンのとき1m3であ
るものとする)を充填した充填ドラムに下記の酸
処理条件で通液した。このようにして酸処理した
物を、減圧蒸留塔からの供給物7と混合し、蒸留
塔で蒸留操作を行なつて、高沸点物を塔底から
除去した。 このようにして高沸点物を除去した粗製フエノ
ール留分を、段数54段の抽出蒸留塔の中央段部
に毎時18.5重量部の割合で供給し、塔上部から毎
時21重量部の割合で導入される循環ジエチレング
リコールと向流接触せしめる。抽出蒸留が比較例
と同様にして行われ、塔底から取り出されたフエ
ノール抽出ジエチレングリコール溶液38.5重量部
が前記蒸留塔に供給される。塔頂温度116℃で
行われるこの蒸留塔での蒸留により、塔頂より毎
時16.5重量部の割合で精製フエノールが取り出さ
れ、このようにして得られた精製フエノールのス
ルホン化値を測定した。 実施例 2〜7 実施例1において、充填ドラムへの活性白土
の充填量を変更することにより液空間速度
(LHSV)を調整し、かつ処理温度も種々に変更
して精製を行なつた。 実施例1〜7で得られた結果は、次の表1に示
される。
The present invention relates to a method for purifying phenols.
More specifically, the present invention relates to a method for purifying cumene crude phenols using an extractive distillation method. Phenol, m
The industrial production of phenols such as -cresol and p-cresol is generally well known as the cumene process. The phenols separated from the crude phenols, which are the acid-catalyzed cleavage products, by ordinary distillation contain various harmful impurities, although their freezing point is close to the theoretical freezing point. There is. These impurities cause undesirable coloration when phenols are sulfonated with concentrated sulfuric acid or treated with chlorine, thus preventing their use in applications where high quality is required. It turns out. Conventionally, many methods have been proposed for separating highly pure phenols from crude phenols produced by the cumene process. Among these methods, crude phenols are subjected to extractive distillation using polyalkylene glycol or its ether, impurities and unreacted substances are distilled off from the top of the distillation column, and then purified by distillation from the bottom extraction mixture. The method of separating phenols (Japanese Patent Publication No. 36-5713) is considered to be one of the industrially superior methods. However, even with such an extractive distillation method, impurities that cause coloring cannot be completely removed. One embodiment of the extractive distillation method when the phenols are phenols will be described in detail with reference to FIG. 1 of the drawings. First, the reaction mixture obtained by cleavage of cumene hydroperoxide with an acid catalyst is neutralized with an alkali, and the oil layer separated from the aqueous layer is fed to a deacetonization tower through line 1, and is then cleaved from the top of this tower through line 2. A low-boiling fraction such as acetone is separated and then led to an acetone purification column (not shown) to produce purified acetone. On the other hand, from the bottom of the column, a fraction from which low-boiling fractions such as acetone have been removed is extracted through line 3 and supplied to a vacuum distillation column. From the top of this vacuum distillation column, line 4
Cumene, water, etc. may be distilled off using a line 5, and a portion thereof may be refluxed to a vacuum distillation column via a line 5. A phenol-containing fraction is extracted from the bottom of the vacuum distillation column via line 7 and is supplied to the distillation column. From the bottom of this distillation column, substances with higher boiling points than phenol are removed via line 8, and the crude phenol fraction from the top of the column is introduced via line 9 into the extractive distillation column. Note that the arrangement order of the vacuum distillation column and the distillation column used before the extractive distillation column can also be reversed. The fraction fed to the extractive distillation column is brought into countercurrent contact with the polyalkylene glycols freshly fed via line 10 and recycled via line 14, and the phenols extracted into this solvent are passed through the column. Impurities that are not extracted by the solvent are led to the distillation column from the bottom via line 11, and are passed from the top to line 12.
removed from the system by Purified phenol, which is distilled in this distillation column and separated from polyalkylene glycols, is taken out from the top of the column through line 13 and used as a product. On the other hand, the extraction solvent is
It is circulated from the bottom of the column to the extractive distillation column via line 14. In such a series of extractive distillation columns, even if high-boiling substances such as fractions with higher boiling points than phenol are removed from the bottom of the distillation column, these fractions are entrained in the top fraction, even if only slightly. , these high-boiling fractions are partially removed from the top of the next extractive distillation column, while the remaining part is withdrawn from the bottom of the column together with the extraction solvent and fed to the distillation column. - Gradual accumulation of this undesirable high-boiling fraction between the distillation columns results in a deterioration of the quality of purified phenol obtained from the distillation columns. Therefore, in order to prevent the accumulation of these high-boiling fractions, the present inventors extracted a portion of the fraction that does not substantially contain the extraction solvent at an intermediate stage of the distillation column.
An attempt was made to completely remove the high-boiling fraction from the bottom of the distillation column by returning it to the column ~, but after long-term operation, colored components accumulated in the system, mixed into the purified phenol, and the This could not be a solution to the problem since the quality would deteriorate. Therefore, the present inventors also investigated known methods for removing components that cause coloration of crude phenol, specifically, Japanese Patent Publication No. 39-622 and Japanese Patent Publication No. 37-1989.
Using the method described in Publication No. 11664, we applied a treatment method using an acidic catalyst to remove benzofuran, which is a coloring component, in the stage before the distillation column that removes high-boiling substances, but the acid cleavage of cumene hydroperoxide Due to the presence of unresolved traces of the salts formed upon neutralization of the product, and also due to the presence of tar components formed during the acid cleavage of cumene hydroperoxide, acidic catalysts, e.g. When treated with a solid acid, the catalytic function of this solid acid decreased rapidly.
It was acknowledged that the intended objectives could not be fully achieved. In view of this background, the present inventors further conducted various studies to solve this problem, and found that a portion of the fraction containing substantially no extraction solvent was extracted from a distillation column that fractionated a mixture of phenols and extraction solvent. By extracting it, treating it with an acidic catalyst, and recycling this acid-treated product as it is or after adding distillation to the previous process, it is possible to obtain high-quality and stable phenols. I found out what I can do. Therefore, the present invention relates to a method for purifying phenols, which involves extraction from a distillation column that fractionates a mixture of phenols and an extraction solvent when purifying crude phenols using the cumene method using an extractive distillation method. A part of the fraction containing substantially no solvent is extracted, treated with an acidic catalyst, and the acid-treated product is subjected to a high-boiling point removal process or a hydroperoxide treatment in combination with the above-mentioned process. This is carried out by circulating the process at any stage between the acid cleavage step and the acid cleavage step. Here, the distillate that does not substantially contain extraction solvent is defined as a fraction containing approximately 1000 ppm or less of extraction solvent.
Preferably the fraction is about 500 ppm or less. If this fraction contains a large amount of extraction solvent, the extraction solvent may partially change in quality when it comes into contact with an acidic catalyst (for example, diethylene glycol changes to dioxane due to the action of acid), or the fraction after acid treatment may be The extraction solvent that is entrained when circulating through the process is removed from the system in the high-boiling point removal process, resulting in unfavorable results such as loss of extraction solvent. The purified phenolic fraction itself, which should be obtained as a product as a fraction that does not substantially contain such extraction solvent, is obtained as a product.
Although it can be used in a proportion of about 1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight, it is preferable to use a higher boiling point fraction from a lower stage than the number of stages in the distillation column from which this purified phenol fraction is distilled. Such a higher boiling point fraction is generally extracted in a proportion of about 1 to 20 parts by weight, preferably about 3 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the purified phenol fraction, and fed to the acid treatment step.
If the amount extracted is too small, a sufficient purification effect cannot be expected; on the other hand, if more is extracted, a larger amount of phenols will be recycled, or a larger amount of phenols will be subjected to distillation of the acid-treated product. As a result, a large amount of work is required and it is not economical. Acidic catalysts used to treat fractions substantially free of these extraction solvents include sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid; p-toluenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, trichloroacetic acid; aluminum chloride, boron trifluoride, and Ether complex compounds; silica-alumina, activated clay, bentonite, montmolinite and acid-treated products thereof; solid acids such as phosphoric acid-diatomaceous earth; acidic ion exchange resins such as sulfonated styrene-divinylbenzene resin, etc. are used. Among them, the use of solid acids is extremely preferred from the viewpoint of ease of post-treatment. Although these acidic catalysts vary widely depending on the type of catalyst and other conditions, they are generally used in a proportion of about 0.005 to 10% by weight of the fraction to be treated, and solid acid catalysts are When processing in a continuous manner as a fixed bed, the liquid hourly space velocity (LHSV) is approximately 1 to
30, preferably within the range of about 3 to 10.
Treatment with acidic catalysts can also be carried out batchwise, but
It is preferable to carry out the process in a continuous manner, and most preferably to carry out in a continuous manner as a fixed bed using the solid acid catalyst described above. The processing temperature ranges from room temperature to approx.
250°C, preferably in the range of about 120-180°C, for example in the case of phenol its boiling point (181.8°C)
At temperatures above , pressure treatment is required. Furthermore, processing under pressure conditions lower than atmospheric pressure is also possible. The treatment time is generally about 1 to 60 minutes. The fraction that does not substantially contain the acidic catalyst and the extraction solvent may be recycled as is, but the distillation operation is performed to distill purified phenol from the top of the column to obtain product phenol. You can also cycle through this. The bottom fraction thus treated with an acidic catalyst or further subjected to a distillation operation can be used in any step of the high boiler removal step or any stage between this step and the hydroperoxide acid cleavage step, preferably a high boiler. It is recycled to the material removal process. As a result of treatment with such an acidic catalyst, color-causing substances with boiling points and solubility close to those of phenols, which cannot be completely removed even by extractive distillation, become high-boiling substances. By recycling the process or previous steps, the high boilers formed are easily removed;
It is thought that high-quality phenols can now be obtained because the color-causing substances that conventionally accumulated between the distillation column and the extractive distillation column are removed. To explain the present invention with reference to the drawings, Fig. 2 is a flow sheet of an embodiment of the invention in which the acid-treated product is directly circulated, and Fig. 3 is a flow sheet of an embodiment of the invention in which the acid-treated product is circulated after being distilled. 1, and the symbols ~ and 7 to 14 indicate the same things as in FIG. The crude phenolic fraction fed from the distillation column to the extractive distillation column via line 9 is preferably converted from acid cleavage products to low-boiling fractions such as acetone, cumene, α-methylstyrene, etc. by a stepwise distillation operation. Water and other high-boiling substances such as acetophenone, cumylphenol, α-methylstyrene dimer, tar components, and salts are removed. The polyalkylene glycols freshly supplied via line 10 and recycled via line 14 include one or more lower polyalkylene glycols with a higher boiling point than the phenols or their ethers, such as diethylene glycol; Triethylene glycol, dipropylene glycol, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol propyl ether, diethylene glycol butyl ether, etc. are used, and diethylene glycol, diethylene glycol propyl ether, diethylene glycol butyl ether, etc. are particularly preferably used. The amount of these used varies depending on the amount of impurities in the crude phenol fraction, the quality of the desired purified phenols, etc., but in general, it is about 1 part by weight of the crude phenol fraction.
It ranges from 0.1 to 3 parts by weight, preferably about 0.3 to 1 part by weight. Extractive distillation can be performed in various ways depending on the type of phenol and the type of extraction solvent, but in the case of phenol, it is carried out under reduced pressure conditions of atmospheric pressure to about 10 mmHg (absolute pressure). It will be done. Through this extractive distillation operation, most of the phenols along with the extraction solvent are taken out from the bottom of the extractive distillation column via line 11, and in the case of phenols, hydrocarbons such as cumene and α-methylstyrene are removed. In addition, most of the impurities such as acetophenone, mesityl oxide, 2-methyl-benzofuran, and hydroxyacetone are removed from the top of the column through line 1.
2, it is discharged out of the system. In the distillation column, phenols and extraction solvent are fractionally distilled, with purified phenols coming from line 13, and a fraction containing substantially no extraction solvent coming from line 15 (this fraction is purified phenols). (sometimes from line 13), and the extraction solvent is removed from line 14 in a state containing some phenols. In addition, the purified phenol that becomes the product has an extraction solvent content that is below the detection limit of gas chromatography (approx.
Distillation operation is carried out so that the concentration is 30 ppm or less. The fraction substantially free of extraction solvent is treated with an acid in an acid treatment device, and then circulated through a line 16 to a supply line 7 to the distillation column, where it is treated as a bottom fraction of the distillation column with high boiling point substances. is discharged from the system through line 8 (Fig. 2). Alternatively, the acid-treated product is
Purified phenols are sent to the distillation column via line 16 and fractionated, and are obtained via line 17, while other fractions are circulated via line 18, and high-boiling fractions are removed from line 8. (Figure 3). In the distillation operation using this distillation column, the impurities contained in the phenols treated with acid in the acid treatment device have a high boiling point, so it is easy to separate the phenols, and therefore entrainment can be avoided. It can be carried out effectively using any type of distillation column, and has good sulfonation values with recoveries of about 70-95% of the feed when operated at atmospheric pressure or under reduced pressure. Purified phenols can be obtained from line 17. When such a distillation operation is added, it is possible to avoid the disadvantage that, if not carried out, heating would be required twice in the distillation column and in order to purify the phenols, which would result in loss of utility. I can do it. Ultimately, whether or not to add such a distillation operation is determined from the relative viewpoint of the distillation cost in the distillation column and the cost of increased use. Next, the present invention will be explained with reference to examples. Comparative Example According to the embodiment shown in FIG. 1, cumene crude phenol was purified by extractive distillation. The acid cleavage product obtained by decomposing the cumene hydroperoxide solution obtained by oxidizing cumene with a sulfuric acid catalyst is neutralized with an alkali, and then the aqueous layer is removed, and the mixture is passed through a distillation column to produce acetone and lower The boiling point fraction was removed to obtain a fraction having the following composition. Phenols 56% by weight Cumene 15 Water 16 α-methylstyrene 6.0 Acetophenone 1.5 Carbinol 0.5 High boilers 5.0 This fraction was fed to a vacuum distillation column with 70 plates at a rate of 30 parts by weight per hour, and the internal pressure was approximately 200 mmHg. , vacuum distillation was carried out under the conditions of a top temperature of 64°C and a bottom temperature of 178°C. From the top of the column, mainly water, cumene, and their accompanying impurities were distilled off, while from the bottom of the column a distillate with the following composition was distilled off. min Phenol 84% by weight Cumene 0.1 α-Methylstyrene 3.2 High boilers 12.3 were taken out at a rate of 20 parts by weight per hour, and then the high boilers were removed by distilling the phenol fraction in a distillation column. This crude phenol fraction is fed at a rate of 17.5 parts by weight per hour to the central stage of a 54-plate extractive distillation column, and brought into countercurrent contact with circulating diethylene glycol introduced from the top of the column at a rate of 19.5 parts by weight per hour. For extractive distillation, the top temperature is 92℃ and the bottom temperature is 192℃.
It was carried out under the following conditions. From the top of the column, impurities such as α-methylstyrene, cyclohexanol, and ketones that cannot be extracted by diethylene glycol are removed, while from the bottom of the column, a diethylene glycol solution from which phenol has been extracted is taken out at a rate of 36 parts by weight per hour. , is fed to the distillation column. In this distillation column, distillation was carried out at a top temperature of 116°C, and purified phenol was taken out from the top of the column at a rate of 16.5 parts by weight per hour.The sulfonation value of the purified phenol thus obtained was 85%. Ta. This sulfonation value is 45% for 20ml of sample phenol.
℃ for 10 minutes on a water bath, then quickly mixed with 20 ml of concentrated sulfuric acid, left at room temperature for 1 minute, and then in water for 5 minutes, and the sample was transferred to a 20 mm cell.
The transmittance at a wavelength of 532 mμ was measured using a photoelectric colorimeter, and the value is expressed as a percentage, and the larger the value, the better the quality of the phenol. Example 1 According to the embodiment shown in FIG. 2, crude phenol produced by the cumene process was purified by extractive distillation. In the comparative example, 14
A fraction with a diethylene glycol content of 275 ppm is extracted from the liquid phase portion of the tray in the upper stage at a ratio of 1 part by weight per 16.5 parts by weight of purified phenol distilled from the top of the column. The solution was passed through a packed drum filled with 0.17 parts by volume (1 part by volume is 1 m 3 when 1 part by weight is 1 ton) under the following acid treatment conditions. The thus acid-treated product was mixed with the feed 7 from the vacuum distillation column, and a distillation operation was performed in the distillation column to remove high-boiling substances from the bottom of the column. The crude phenol fraction from which high boilers have been removed in this way is fed at a rate of 18.5 parts by weight per hour to the central stage of a 54-plate extractive distillation column, and is introduced from the top of the column at a rate of 21 parts by weight per hour. in countercurrent contact with circulating diethylene glycol. Extractive distillation is carried out in the same manner as in the comparative example, and 38.5 parts by weight of the phenol-extracted diethylene glycol solution taken out from the bottom of the column is fed to the distillation column. Through distillation in this distillation column carried out at a top temperature of 116° C., purified phenol was taken out from the top of the column at a rate of 16.5 parts by weight per hour, and the sulfonation value of the purified phenol thus obtained was measured. Examples 2 to 7 In Example 1, purification was carried out by adjusting the liquid hourly space velocity (LHSV) by changing the amount of activated clay packed into the packed drum, and by varying the treatment temperature. The results obtained in Examples 1 to 7 are shown in Table 1 below.

【表】 実施例 8〜11 実施例1において、酸性触媒および他の処理条
伴を種々に変更して精製を行なつた。得られた結
果は、次の表2に示される。
[Table] Examples 8 to 11 Purification was carried out in Example 1 with various changes in the acidic catalyst and other treatment conditions. The results obtained are shown in Table 2 below.

【表】 アルミナ
9 シリカ 〃 〃 〃
10 酸性白土 〃 〃 94
11 アルミナ 〃 200 95
実施例 12 前記比較例において蒸留塔の塔底から毎時20
重量部の割合で取り出された留分および後記蒸留
塔から毎時0.2重量部の割合で循環される留分
の合計20.2重量部/毎時を、蒸留塔で蒸留する
ことにより高沸点物を除去し、粗製フエノール留
分を抽出蒸留塔に供給して、その塔上部から毎
時20重量部の割合で導入される循環ジエチレング
リコールと向流接触せしめる。抽出蒸留塔の塔頂
からは抽出溶媒によつて抽出されない不純物が毎
時1.0重量部除去され、一方塔底からはフエノー
ルを抽出したジエチレングリコール溶液が毎時
36.7重量部の割合で取り出され、蒸留塔に供給
される。この蒸留塔では、塔頂より毎時15.7重量
部の割合で精製フエノールが取り出され、このよ
うにして得られた精製フエノールのスルホン化値
は95%であり、これは製品フエノールとなる。な
お、これらの蒸留操作条件は、比較例におけるそ
れとほぼ同一である。 このようにして精製フエノールを毎時15.7重量
部留出させると共に、実施例1と全く同様にして
毎時1重量部のより高沸点留分を留出させてそれ
を酸処理した後、蒸留塔(段数20段)において
塔頂圧135mmHg、温度134℃および塔底温度149℃
の条件下で蒸留を行ない、毎時0.8重量部の精製
フエノールを取り出す。この精製フエノールのス
ルホン化値は98%であり、これは製品フエノール
となる。この蒸留塔の塔底留分0.2重量部/毎時
は、前記の如くにして蒸留塔へ循環される。
[Table] Alumina
9 Silica 〃 〃 〃
10 Acidic clay 〃 〃 94
11 Alumina 〃 200 95
Example 12 In the comparative example, 20% per hour from the bottom of the distillation column
A total of 20.2 parts by weight/hour of the fraction taken out at a rate of 1 part by weight and the fraction recycled at a rate of 0.2 parts by weight from the distillation column described below at a rate of 0.2 parts by weight/hour is distilled in a distillation column to remove high boiling point substances, The crude phenolic fraction is fed to an extractive distillation column and brought into countercurrent contact with recycled diethylene glycol introduced from the top of the column at a rate of 20 parts by weight per hour. From the top of the extractive distillation column, 1.0 parts by weight of impurities not extracted by the extraction solvent are removed every hour, while from the bottom of the column, a diethylene glycol solution containing phenol is removed every hour.
A proportion of 36.7 parts by weight is taken out and fed to the distillation column. In this distillation column, purified phenol is taken out from the top of the column at a rate of 15.7 parts by weight per hour, and the sulfonation value of the purified phenol thus obtained is 95%, which becomes product phenol. Note that these distillation operating conditions are almost the same as those in the comparative example. In this way, 15.7 parts by weight of purified phenol was distilled out per hour, and in the same manner as in Example 1, 1 part by weight of a higher boiling point fraction was distilled out per hour and treated with acid. 20 stages), the top pressure was 135 mmHg, the temperature was 134°C, and the bottom temperature was 149°C.
Distillation is carried out under the conditions of 0.8 parts by weight of purified phenol per hour. The sulfonation value of this purified phenol is 98%, which is the product phenol. 0.2 parts by weight/hour of the bottom fraction of this distillation column is recycled to the distillation column as described above.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来法に係る、また第2〜3図は本発
明の方法に係る抽出蒸留法によるクメン法粗製フ
エノール類の精製方法のフローシートである。 これらの図面において、符号は蒸留塔、は
減圧蒸留塔、は蒸留塔、は抽出蒸留塔、は
蒸留塔、は酸処理装置、そしては蒸留塔をそ
れぞれ指示する。
FIG. 1 is a flow sheet of a conventional method, and FIGS. 2 and 3 are flow sheets of a method for purifying crude phenols using the cumene process by extractive distillation according to the method of the present invention. In these drawings, the symbols indicate a distillation column, a vacuum distillation column, a distillation column, an extractive distillation column, a distillation column, an acid treatment device, and a distillation column, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 クメン法粗製フエノール類を抽出蒸留法によ
り精製するに際し、フエノール類と抽出溶媒との
混合物を分留する蒸留塔から抽出溶媒を実質的に
含有しない留分の一部を抜き出し、それを酸性触
媒と処理し、この酸処理物を高沸点物除去工程ま
たは該工程とヒドロペルオキシド酸開裂工程との
間の任意の段階の工程に循環させることを特徴と
するフエノール類の精製方法。 2 酸性触媒処理のために抜き出される抽出溶媒
を実質的に含有しない留分として、製品として取
得される精製フエノール類留分と同一の留分が用
いられる特許請求の範囲第1項記載のフエノール
類の精製方法。 3 酸性触媒処理のために抜き出される抽出溶媒
を実質的に含有しない留分として、製品として取
得される精製フエノール類留分より高沸点の留分
が用いられる特許請求の範囲第1項記載のフエノ
ール類の精製方法。 4 抽出溶媒を実質的に含有しない留分の抜出量
が、製品として取得される精製フエノール類留分
100重量部に対し約1〜20重量部である特許請求
の範囲第2項または第3項記載のフエノール類の
精製方法。 5 クメン法粗製フエノール類を抽出蒸留法によ
り精製するに際し、フエノール類と抽出溶媒との
混合物を分留する蒸留塔から抽出溶媒を実質的に
含有しない留分の一部を抜き出し、それを酸性触
媒と処理し、この酸処理物に蒸留操作を加え、分
留された精製フエノール類以外の留分を高沸点物
除去工程または該工程とヒドロペルオキシド酸開
裂工程との間の任意の段階の工程に循環させるこ
とを特徴とするフエノール類の精製方法。 6 酸性触媒処理のために抜き出される抽出溶媒
を実質的に含有しない留分として、製品として取
得される精製フエノール類留分と同一の留分が用
いられる特許請求の範囲第5項記載のフエノール
類の精製方法。 7 酸性触媒処理のために抜き出される抽出溶媒
を実質的に含有しない留分として、製品として取
得される精製フエノール類留分より高沸点の留分
が用いられる特許請求の範囲第5項記載のフエノ
ール類の精製方法。 8 抽出溶媒を実質的に含有しない留分の抜出量
が、製品として取得される精製フエノール類留分
100重量部に対し約1〜20重量部である特許請求
の範囲第6項または第7項記載のフエノール類の
精製方法。
[Claims] 1. When purifying phenols produced by the cumene process by extractive distillation, a portion of the fraction containing substantially no extraction solvent is extracted from a distillation column that fractionates a mixture of phenols and extraction solvent. Purification of phenols, characterized by extracting them, treating them with an acidic catalyst, and circulating the acid-treated product to a high boiler removal step or any stage of the process between this step and a hydroperoxide acid cleavage step. Method. 2. The phenol according to claim 1, wherein the same fraction as the purified phenol fraction obtained as a product is used as the fraction substantially free of extraction solvent extracted for acidic catalyst treatment. refining methods. 3. The method according to claim 1, wherein a fraction having a higher boiling point than the purified phenolic fraction obtained as a product is used as the fraction containing substantially no extraction solvent extracted for acidic catalyst treatment. Method for purifying phenols. 4 The extracted amount of the fraction that does not substantially contain the extraction solvent is the purified phenolic fraction obtained as a product.
The method for purifying phenols according to claim 2 or 3, wherein the amount is about 1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight. 5. When purifying the crude phenols produced by the cumene process by the extractive distillation method, a part of the fraction containing substantially no extraction solvent is extracted from the distillation column that fractionates the mixture of the phenols and the extraction solvent, and the fraction is heated using an acidic catalyst. This acid-treated product is subjected to a distillation operation, and the fraction other than purified phenols is subjected to a high-boiling point removal step or an arbitrary step between this step and a hydroperoxide acid cleavage step. A method for purifying phenols, characterized by circulation. 6. The phenol according to claim 5, wherein the same fraction as the purified phenol fraction obtained as a product is used as the fraction substantially free of extraction solvent extracted for acidic catalyst treatment. refining methods. 7. The method according to claim 5, wherein a fraction having a higher boiling point than the purified phenolic fraction obtained as a product is used as the fraction containing substantially no extraction solvent extracted for acidic catalyst treatment. Method for purifying phenols. 8 The extracted amount of the fraction that does not substantially contain the extraction solvent is the purified phenolic fraction obtained as a product.
The method for purifying phenols according to claim 6 or 7, wherein the amount is about 1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight.
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