KR20000048219A - 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 산 촉매화 분리에 의한 페놀및 아세톤의 제조방법 - Google Patents

Abstract

쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 균질한 산 촉매화 분리는 통상적으로 다수의 연속적으로 배열된 관다발 열 교환기속에서 분리 생성물의 일부가 재순환되고 공급 스트림에서 혼합되어 분리되는 방식으로 수행된다. 순환된 스트림 대 공급 스트림의 비는 10 내지 25이다.

본 발명에 따라서, 순환비가 10 이하의 값으로 감소됨에 따라서, 놀랍게도 선택도가 두드러지게 증가한다.

Description

쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 산 촉매화 분리에 의한 페놀 및 아세톤의 제조방법{Process for preparing phenol and acetone by acid-catalyzed cleavage of cumene hydroperoxide}

본 발명은 산의 작용하에 쿠멘 하이드로퍼옥사이드(CHP)를 페놀 및 아세톤으로 선택적으로 분리시키기 의한 개선된 방법에 관한 것이다.

페놀은 주로 쿠멘으로부터 국제적으로 제조된다. 쿠멘은 선택도로 인하여 우선 쿠멘 하이드로퍼옥사이드(약어: CHP)로 산화되고, 20 내지 30중량%의 쿠멘 전환률이 일반적으로 성취된다. 후속 단계에서, 소위 농도인, 산화된 물질 중의 CHP 함량은 통상적으로 65 내지 90중량%로 농축된다. 기술적 등급의 CHP가 제조된다. 후속적인 분리에서, 기술적 등급의 CHP로부터 산, 일반적으로 황산의 작용하에, 페놀 및 아세톤이 제조된다. 분리 생성물의 중화 후에, 생성물을 페놀 공장의 후처리 부분이라고 불리는 증류에 의해 필수적으로 분리 생성물로부터 단리시킨다.

산화 반응 및 분리 반응 모두는 불필요한 부산물 형성에 의해 수행된다. 분리는 선택도 및 전체 공정의 수율에 있어서 특히 중요하다. CHP의 페놀 및 아세톤으로의 분리와 병행하여, 산화 중에 미리 형성된 디메틸 페닐 카비놀(약어: DMPC)은 알파메틸스티렌(AMS)으로 탈수된다. AMS는 쿠멘으로의 후처리 부분에서 수소화시켜 산화 단계로 다시 재순환시킬 수 있다. 그러나, CHP 분리에서, AMS와 페놀 사이에 AMS 중합 반응 또는 첨가 반응이 일어나고, 이 반응은 고비등 물질(폴리AMS 및 쿠밀페놀)를 형성시키고, 그 결과 선택도 및 전체 공정의 수율이 실질적으로 악영향을 받는다. 따라서, 분리는 고비등 물질의 형성이 최대한 억제되는 방식으로 산업적으로 수행되어야 한다.

산업적인 분리 과정은 이미 수회 기술되었다. 일반적으로, 분리는 이상적으로 혼합된 장치에서 수행한다. 매우 발열성 CHP 분리에서 방출되는 열은 아세톤을 증발시키거나(증발성 냉각, 예를 들어 미국 특허 제5 463 136호), 예를 들어 미국 특허 제4 358 618호에 기재된 바와 같은 외부 냉각기에 의해 방산된다. 미국 특허 제4 358 618호는 상기한 분리의 선택도를 다운스트림 관형 반응기에 의해 어떻게 개선시킬 수 있는지를 기술한다. 과정은 다음과 같다: 이상적으로 혼합된 주 반응기에서, 기술적 등급의 CHP는 50 내지 90℃ 범위의 온도에서 산을 첨가함으로써 0.5 내지 5중량%의 잔류성 CHP 농도로 분리된다. 이러한 조건하에, 존재하는 DMPC 40중량% 이상을 CHP와 반응시켜 디쿠밀 퍼옥사이드(약어: DCP)와 물을 형성한다. 다운스트림 제1 관형 반응기에서, CHP는 잔류성 함량 0.4중량% 이하로 분리하고, 이 반응에서의 온도는 주 반응기에서의 온도와 유사하다. 제2 관형 반응기에서, 최종적으로, 이미 형성된 DCP를 AMS, 페놀 및 아세톤으로 분리하고, 온도는 120 내지 150℃의 범위로 설정한다. 따라서, 주 반응기 및 제1 관형 반응기는 "CHP 분리"로서 요약할 수 있고, 제2 관형 반응기는 "DCP 분리"로 불릴 수 있다. 미국 특허 제4 358 618호에서와 같이, 실질적인 CHP 분리 후에 다시 추가의 관형 반응기에서 분리 생성물을 열적으로 후처리한다는 생각은 오랫동안 공지되었고, 이미 미국 특허 제2 757 209호에 기재되어 있으며, 100℃ 이상, 바람직하게는 110 내지 120℃의 온도가 DCP 분리용으로 구체화된다. 이어서, 상기한 열적 후처리의 목적은 DMPC를 완전히 탈수시켜 AMS를 형성시키는 것이다. CHP 분리에서 이미 형성된 고비등 물질외에, 추가의 고비등 물질이 DCP 분리에서 형성된다.

특허 문헌 SU 제11 31 865 A호도 또한 이미 2단계 공정을 기술하는데, 실제적인 CHP 분리는 1단계에서 수행되고, 2단계에서 1단계에서 형성된 DCP를 분리한다. 또한, SU 제11 31 865 A호는 열 방산을 위해, 각 단계를 기준으로 하여, 각 단계로부터의 생성물을 각 단계의 공급물에 20:1의 비로 재순환시키고 제2 단계까지 촉매로서 사용되는 황산을 공급하지 않기 때문에, 제1 단계로 산을 이전시키기 위해 DCP 분리(제2 단계) 대 CHP 분리(제1 단계)의 공급물의 1:1 내지 1:10의 용적비로의 분리 생성물의 추가의 재순환이 필요하다는 것을 교시한다.

본 발명자들의 연구는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 분리율 d CHP/dt가 CHP 농도에 비례한다는 것을 나타낸다. 따라서, 미국 특허 제4 358 618호에 기재된 바와 같이, 주어진 전환률에서, 이상적으로 혼합된 반응기 중의 공간-시간 수율은 항상 관상 반응기보다 낮다. 따라서, 각각의 경우 동일한 CHP 유량이 분리되어 각각의 경우 동일한 CHP 최종 함량을 수득할 경우, 상기한 이상적으로 혼합된 장치의 용적은 항상 관상 반응기의 용적보다 크다. 이상적으로 혼합된 장치에서 발견되는 잔류성 CHP 함량을 포함하는 분리 생성물의 양은 관상 반응기와 비교하여 상응하게 크다. 그러나, 안전성의 이유로, 분리 반응기의 용적을 가능한 한 적게 유지시키는 동시에 반응성 기술적 등급의 CHP와 냉각 매질 사이에 높은 열 전이 표면을 제공하는 것이 유리하다. 이는, 분리가 마개 유동 특성, 즉, 예를 들어 관다발 열 교환기를 갖는 반응기에서 수행될 경우, 성취된다. 이러한 경우, 마개 유동 특성이 특정 내장(편향 배플)으로 설정되는 경우, 생성물은 관 측면 위 및 쉘 스페이서 둘 다에서 유동할 수 있다. 작은 반응 용적 및 거대한 열 교환 표면, 즉 열 전이를 위한 단위 용적 당 큰 비표면적을 갖는 반응기는, 예를 들어 펌프의 경우, CHP의 매우 발열성 분리 반응이 실패한 경우조차도 안전성-위험 상태가 전혀 발생하지 않는다는 것을 보증한다.

기술적 등급 CHP를 분리하기 위해 다수의 시리즈로 연결된 관다발 열 교환기의 사용은 이미 DBP 제1 112 527호에 기재되어 있다. 이러한 경우, CHP는 과량의 황산에 분산시키고, 분산액을 반응열이 방산되는 냉각기를 통해 통과시킬 수 있고; 이어서, 황산 및 유기 상을 서로 분리한다. 황산을 재순환시키고, 분리 생성물을 중화시키고 후처리한다. 그러나, 순환하는 황산에서 고비등 물질의 형성과 함께 부반응이 증가된 정도로 진행되기 때문에, 이러한 소위 불균질한 분리에 의해서는 높은 선택도가 성취될 수 없다.

따라서, 미국 특허 제4 358 618호와 유사하게, 미국 특허 제5 254 751호는 또한 균질한 CHP 분리, 즉 단지 소량으로 사용된 황산을 반응 질량에 용해시킨다는 것을 기술한다. 그러나, 미국 특허 제4 358 618호와는 대조적으로, 미국 특허 제5 254 751호에 따라서 CHP 분리는 45 내지 75℃에서 3개의 시리즈로 연결된 냉각기에서 수행하고, 이들은 명백하게 관다발 열 교환기이고, 반응 질량은 마개 유동 조건하에 쉘 스페이서를 통해 유동한다. 이러한 경우, 반응 생성물은 부분적으로 재순환되어 높은 선택도를 성취하기 때문에, 말단 냉각기의 다운스트림에서 발생하는 CHP 분리 생성물의 일부는 재순환되고 제1 냉각기속에서 유동하는 유입 CHP 스트림에 혼합되고, 순환비(λ)라고 하는 재순환되는 순환 시스템 대 유입 CHP 스트림의 질량 유동비는 10 내지 25의 범위내로 간주된다. 또한, 반응기 시스템으로부터의 유출물에 0.3 내지 1.5중량%의 CHP 잔류성 함량이 존재해야 한다는 것이 특허청구된다. 이어서, 분리 생성물을 마개 유동 조건하에 80 내지 110℃로 가열하여 처리하여 CHP 분리 중에 형성된 DCP를 페놀, 아세톤 및 AMS로 전환시킨다.

반응기 1에서, CHP 분리는 마개 유동 조건하에서 발생한다. 분리 생성물의 일부는 라인 3을 통해 분지되고, 라인 6을 통해 촉매로서 산을 가한 후에, 혼합물을 반응기 1에 넣기 전에 라인 4를 통해 기술적 등급의 CHP의 공급 스트림과 혼합한다. 분리 생성물의 나머지를 라인 5를 통해 DCP 분리를 위한 관상 반응기 2에 공급한다. 순환비(λ)는 라인 3에서의 CHP 혼합물의 업스트림 순환 비율 대 라인 4를 통한 CHP 공급 스트림의 비로 주어진다. 분리 생성물의 순환로는 펌프 7(순환 펌프)를 통해 생성된다. 예를 들어, 순환로로부터 자유롭게 유동하는 분리 생성물은 추가의 펌프 8에 의해 다운스트림 DCP 반응기 2로 펌핑된다.

마개 유동 특성을 갖는 반응기를 사용함으로써, 원칙적으로, 상기한 바와 같이 필요한 고순환 속도로 인하여 보다 높은 공간-시간 수율의 잇점이 생기고, 따라서, 반응 용적이 보다 작아지지만, 이러한 장치의 용적은 다시 증가하고, 또한 거대한 관 및 펌프가 상기한 높은 순환율을 충족시키는데 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 높은 선택도 이외에, 자본 비용을 감소시키는, CHP의 페놀 및 아세톤으로의 산 촉매화 균질한 분리를 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 특허청구범위 제1항에 청구된 발명에 따라서 재순환되는 분리 생성물 부분 스트림 대 분리되는 CHP 함유 공급 스트림의 질량 유동비가 10 미만임을 포함하여, CHP 분리를 위한 마개 유동 특성을 갖는 하나 이상의 반응기를 갖는 분리 장치에서 이러한 반응기로부터 발생하는 분리 생성물의 일부는 재순환되고 분리 장치에서 CHP 함유 공급 스트림과 혼합되는 CHP의 산 촉매화 균질한 분리에 의해 페놀 및 아세톤을 제조하는 방법에 의해 성취된다.

도 1은 미국 특허 제5 254 751호에 기술된 CHP 및 DCP 분리의 개략도를 도시한다.

놀랍게도, 미국 특허 제5 254 751호의 교시와는 대조적으로 CHP 분리에서 높은 선택도를 성취하기 위해서 10 내지 25의 순환비(λ)가 필요하지 않다는 것이 밝혀졌다. 오히려, 다른 면에서는 동일한 조건하에, 순환비를 10 이하, 바람직하게는 2 내지 9, 특히 바람직하게는 5 내지 7로 감소시킴으로써 더욱 개선된 선택도가 성취될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

본 발명의 관점에서 본 발명자들의 연구는 주어진 CHP 분리 장치에서 다른 면에서는 동일한 반응 조건하에, 순환비가 증가될 경우, 반응 시스템에서 반응 생성물의 동일한 체류 시간과 함께 분리 생성물 중의 동일한 소정의 잔류물 농도로 변하지 않는 CHP 분리를 성취하기 위해 촉매로서의 산의 첨가도 또한 증가되어야 한다는 것을 밝혀내었다. 그러나, 분리 반응 동안 더욱 강력한 산성 환경이 명백하게 부산물의 형성을 촉진시킴으로써 선택도를 손상시킨다. 따라서, 본 발명에 따라, 항상 가능한 한 작은 순환비를 추구해야 한다.

상기한 바와 같이, 안정성의 이유로, 매우 발열성인 CHP 분리 반응 동안 방출되는 반응열은 조절할 수 없는 반응기 상태를 피하기 위해 항상 어느 시점에서든지 방산될 수 있고, 이는 고장의 경우, 분리 장치를 통한 유동성이 정지될 때조차도 해당된다는 것을 보증해야 한다. 상응하는 모니터링 단위를 갖는 기술적 성분의 과다한 설계를 피하기 위해, 실제적으로 고장난 경우 조차도 충분히 높은 열 방산을 확실하게 보증할 수 있는 충분히 큰 열 교환 표면을 제공하는 것이 바람직하다. 순환비가 감소됨에 따라, 안정성의 이유로, CHP의 CHP 분리 장치로의 공급 농도가 증가하기 때문에(낮은 순환비로 인해 기술적 등급의 CHP가 매우 덜 희석되기 때문), 특히 높은 CHP 농도의 위치에서, 따라서 특히 분리 장치에 넣을때, 상응하게 큰 열 교환 표면이 필요하다. 따라서, 일반적으로 순환비의 감소는 안전성을 고려하여 주어진 분리 장치에 대한 최저 한계를 갖는다. 바람직하게는, 관다발 열 교환기와 같은 통상의 CHP 분리 장치를 사용하는 경우, 이는 본 발명에 따라서, 특히 바람직하게는, 이들을 쉽게 안전하게 할 수 있기 때문에, 5 내지 7의 순환비가 설정될 수 있게 한다. 장치의 적합한 치수화는, 예를 들어 반응기를 통한 유동성이 손실되는 경우에도, 반응열이 반응 질량 또는 다른 척도에서 유리 환류에 의한 환경에 방산될 수 있다는 것을 보증할 수 있다.

이러한 목적을 위해, 예를 들어 제1 반응기는 관다발 장치로서 수직으로 조립할 수 있고, 장치를 통해 관의 하부에서 상부로 유동하는 반응 질량 및 기술적 등급의 CHP를 하부에 가한다. 이러한 경우, 순환 스트림이 손실될 경우, 유리되는 열은 유리 환류의 전개에 의해 적합하게 방산될 수 있다. 또다른 가능성은 과잉의 순환 스트림을 위한 펌프를 조립하고, 여기서, 예를 들어 2개의 회전 펌프를 평행하게 배열하여 동시에 작동시켜야 한다. 하나의 펌프가 손실될 경우, 순환은 제2 펌프에 의해 적당하게 유지시킬 수 있다. 또한, 순환 스트림이 손실될 경우, 시스템은 쿠멘으로 적당하게 플러싱할 수 있고, 따라서 반응 질량을 냉각시키고 희석시킬 수 있다. 이들 모두는 현행 종래 기술에 의해 수행될 수 있는 척도이고, 이들은 명백하게 작은 순환비를 안전하게 처리하기 위해서 배합하여 사용할 수도 있다.

따라서, 5 이하의 비교적 작은 순환비는 열 교환을 위한 단위 용적 당 비표면적(이는 열 교환 표면적 대 봉입된 반응 용적의 비이다)이 500m²/m³이상인 반응기에서 충족될 수 있다. 이러한 경우에 또한, 반응기는 바람직하게는 유동성이 손실될 경우, 안전한 열 방산을 보증하기 위해 봉입된 반응 용적을 위한 전체 열 전이 계수가 충분히 높도록 치수화한다.

그러나, 높은 선택도 및 이에 따라 잔사가 감소되는 상기한 잇점외에, 기술적인 잇점이 또한 작은 순환비를 사용하는 본 발명에 따르는 과정에 의해 주어진다. 예를 들어, 200,000metric t/페놀 yr를 생성하는 설비에 대하여 순환비가 7인 경우, 이는 순환률이 530m³/h인 반면, 순환비가 17인 경우에는 순환률이 1200m³/h로 설정되어야 한다. 추가로, 산업적으로 통상적인 반응 시간으로부터 CHP를 분리하는데 약 1분이 소모된다면, 순환비가 7인 경우 약 9m³의 반응 용적이 필요하고, 이와는 대조적으로, 순환비가 17인 경우에는 약 20m³의 반응 용적이 필요하다. 따라서, 순환비가 보다 작은 분리 설비를 위한 규모 및 이에 따른 자본 비용이 높은 순환비를 갖는 분리 설비에 대한 것보다 상당히 낮다.

본 발명에 따르는 방법의 추가의 잇점은 순환비를 낮춤으로써 결과적으로 피할수 없는 부산물의 형성 및 이에 따른 선택도의 손실 없이 또한 분리 생성물 중에 잔류하는 CHP 농도를 감소시킬 수 있다는 것이다. 잔류하는 CHP의 농도를 감소시키기 위해서 산의 첨가를 증가시켜야 하지만, 결과적으로 부산물의 형성이 촉진되므로, 이러한 효과는 순환비를 감소시킴에 따른 선택도의 증가로 인해 적어도 보상되거나 심지어는 극복될 수 있어 최소한 선택도의 손실 없이 잔류하는 CHP 농도를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 잔류하는 CHP 농도가 1중량% 이상인 공정에서, 다운스트림 용기로 CHP가 "돌파될" 위험은 잔류성 농도가 적은 공정의 경우보다 크다. 상응하게, 분리 생성물 중의 잔류하는 CHP 농도가 높은 설비의 경우의 안전 지출 비용은 훨씬 커야 한다.

따라서, 낮은 잔류성 농도가 항상 추구되어야 한다.

바람직하게는, 본 발명에 따르는 방법을 사용하여 65 내지 90중량%의 CHP를 포함하는 기술적 등급의 CHP를 분리한다. 나머지는 필수적으로 쿠멘으로 이루어지고, 또한 쿠멘의 산화 동안 형성된 부산물이 소량으로 존재한다.

반응기는 가능한 한 작은 순환비가 성취될 수 있는 방식으로 안전성 국면을 고려하여 분리될 기술적 등급의 CHP의 CHP 함량의 함수로서 선택된다. 통상적으로, CHP 분리 장치는 본 발명에 따라 마개 유동 특성을 갖는 하나 이상 시리즈로 연결된 반응기, 바람직하게는 관다발 열 교환기를 포함하고, 반응 혼합물은 관 공간을 통해-바람직하다- 또는 쉘 공간을 통해 유동한다. 본 발명에 따라 적합한 반응기는 또한, 마찬가지로 마개 유동 특성을 갖는 판- 및 나선형-열 교환기이다. 특히, 배타적이지는 않지만, 작은 순환비의 경우에, 바람직하게는 마개 유동 특성을 갖고 단위 용적 당 열 교환을 위한 비표면적이 500m²/m³인 반응기를 사용한다.

최종 CHP 분리 반응기의 다운스트림에서, 분리 생성물 스트림의 일부를 분리 제거한다. 이러한 분리 제거된 분리 생성물 부분 스트림을 재순환시키고 -유동성을 기준으로 하여-제1 분리 반응기의 업스트림 또는 제1 분리 반응기 속에서 분리될 기술적 등급의 CHP의 공급 스트림과 혼합한다. 바람직하게는, 혼합은 제1 반응기에 들어가는 업스트림에서 수행한다. 촉매로서 필요한 산은 바람직하게는 이를 신선한 기술적 등급의 CHP의 공급 스트림과 혼합하기 전에 재순환되는 분리 생성물 부분 스트림에 가한다. 바람직하게는, 촉매는 황산이다. 바람직하게는, 충분한 산을 가하여 반응 혼합물에 용해시켜 분리 생성물 중의 잔류성 CHP 농도를 0.1 내지 1.5중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.3중량%이도록 한다. 통상적으로, 이러한 목적으로 위해, 반응 혼합물 중에 50 내지 500ppm의 산 농도가 필요하다. 분리 반응은 바람직하게는 3 내지 6개의 연속적으로 배열된 냉각된 관다발 열 교환기를 갖는 분리 장치에서 본 발명에 따라 수행된다. 재순환된 분리 생성물로 희석된 기술적 등급의 CHP는 관 공간 또는 쉘 공간을 통해 유동한다. 쉘 공간을 통해 유동하는 경우, 편향 배플 또는 경도 배플을 장치함으로써, 피스톤 유동 특성을 개선시킬 수 있다. 관 공간에서 유동하는 경우, 다중로(multipath) 장치가 또한 사용될 수 있다.

균질한 분리는 바람직하게는 45 내지 75℃ 및 절대 1 내지 5bar의 반응 압력에서 수행한다. 또한, 산 첨가외에 반응 혼합물에 물을 소량 첨가하는 것이 유리하고, 반응 혼합물에 0.3 내지 1중량%의 물을 설정하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 경우에 따라 산과 함께, 물을 재순환되는 분리 생성물 부분 스트림에 이미 마찬가지로 가한다. 반응열을 방산시키는 관다발 열 교환기는 바람직하게는 물로 냉각시킨다. CHP 분리 장치 중에 반응 혼합물의 체류 시간은 일반적으로 0.5 내지 10분이다.

본 발명에 따라 통상적인 장치의 적합한 설계와 함께, 안전성의 위험 없이, 재순환되는 분리 생성물 부분 스트림 대 기술적 등급의 CHP의 공급 스트림의 순환비를 바람직하게는 5 내지 7로 설정할 수 있다. 장치 비용 및 작동 비용의 절감외에, 약 0.5% 포인트 이상의 쿠멘 수율을 증가시킬 수 있는데, 이는 전세계적으로 1년 페놀 생산량이 약 7백만 미터 톤이다는 사실에 반하여, 경제적인 효율면에서 상당히 개선된 것이다.

CHP 분리 생성물의 재순환되지 않은 부분은, 예를 들어 미국 특허 제5 254 751호에서와 같이, DCP 분리를 위한 적합한 분리 장치, 바람직하게는 DCP 분리가 페놀 및 아세톤을 제조하기 위한 스트림을 추가로 후처리하기 전에 공지된 방식으로 수행되는 하나 이상의 관형 반응기에 공급한다.

본 발명에 따르는 방법은 하기 실시예에 의해 보다 상세히 예시되나 이에 제한되지는 않는다.

실시예 1(비교 실시예)

도 1에 따르는 기본 구조를 갖는 분리 장치에서,H CHP 함량이 67중량%인 기술적 등급의 CHP를 반응시켜 CHP 분리 생성물 중의 잔류성 함량이 1.0중량%이도록 한다. 여기서, 순환비(λ)는 17로 설정한다. 따라서, 촉매로서 황산의 첨가가 적합한다.

3개의 시리즈로 연결된 관다발 열 교환기(도 1의 반응기 1)가 CCHP 분리 반응기로서 작용하고, 반응 온도는 50℃이다. 반응 압력은 절대 1bar이다.

제조된 CHP 분리 생성물은 0.21중량%의 고비등 물질(필수적으로 중합된 AMS 및 쿠밀페놀)을 포함한다. CHP 분리 후에 DCP를 분리한다.

실시예 2(본 발명에 따름)

순환비 7에서 다른 면에서는 동일한 조건하에, 실시예 1의 CHP 분리를 작동시키고; 산을 첨가함으로써 CHP 분리 생성물 중의 잔류하는 CHP 농도를 0.25중량%로 설정한다. 분리 생성물은 또한 0.21중량%의 고비등 물질을 포함한다.

단지, 부산물 형성을 촉진시키는 보다 많은 산의 첨가에 의해 실시예 1에서 성취되는 보다 낮은 잔류성 CHP 농도에서 불구하고, 순환비를 감소시킴으로써 비교 실시예 1과 동일한 선택도가 성취된다. 분리 반응기 및 관은 상응하도록 보다 작게 치수화할 수 있다. 또한, 보다 낮은 잔류성 CHP 함량은 다운스트림 설비 성분에 대한 안정성 잇점을 제공한다.

실시예 3(본 발명에 따름)

이어서, 분리 생성물 중의 잔류성 CHP 농도 1.0중량%를 포함하는, 다른 면에서는 동일한 조건하에, 순환비 7에서 실시예 1의 CHP 분리를 작동시킨다. 분리 생성물 중의 고비등 물질 함량은 0.16중량%이다. 순환비를 감소시킴으로써, 선택도가 실시예 1에 비하여 현저하게 증가되었다. 실시예 2와 비교하여, 낮은 순환비에서 잔류성 CHP 함량을 증가시킴으로써, 선택도를 개선시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

실시예 4 내지 8(본 발명에 따름)

적합한 산의 첨가와 함께, 분리 생성물 중의 잔류성 CHP 농도가 항상 0.25중량%로 설정되도록 하여 각종 순환비에서, 다른 면에서는 동일한 조건하에 실시예 1의 CHP 분리를 작동시킨다. 또한, 분리 생성물 중의 고비등 물질 함량은 각각의 경우에 순환비의 함수로서 측정된다.

결과는 표 1에 나타낸다.

일정한 잔류성 CHP 농도에서 상이한 순환비에서의 고비등 물질 농도

실시예	4	5	6	7	8
순환비	9	8	7	6	5
고비등 물질 함량(%)	0.25	0.23	0.21	0.19	0.17

일정한 잔류성 CHP 농도에서, 그러나 보다 낮은 순환비에서, 고비등 물질 형성이 감소되고, 이에 따라 선택도가 증가한다는 것이 명백해진다.

실시예 9

미국 특허 제4 358 618호에 따르는 기본 구조를 갖는 분리 장치에서, CHP 함량이 67중량%인 기술적 등급의 CHP를 먼저 이상적으로 혼합된 장치에서 50℃에서 잔류성 CHP 함량이 2.75중량%이도록 분리한 다음, 관형 반응기에서 50℃에서 잔류성 CHP 농도가 0.2중량%이도록 분리한다. 분리 생성물은 0.20중량%의 고비등 물질을 포함한다.

실시예 4 내지 8이 입증하는 바와 같이, 본 발명에 따라 높은 선택도가 성취될 수 있다.

본 발명은 분리 장치에서의 순환비를 낮춤으로써 고비등 물질의 형성을 감소시킴으로써 높은 선택도 이외에, 자본 비용을 감소시키면서 CHP의 산 촉매화 균질한 분리에 의해 페놀 및 아세톤을 제공할 수 있다.

Claims (12)

1. 재순환되는 분리 생성물 부분 스트림 대 분리되는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 함유 공급 스트림의 질량 유동비가 10 미만임을 포함하여, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 분리를 위한 마개 유동 특성을 갖는 하나 이상의 반응기를 갖는 분리 장치에서, 이러한 반응기로부터 발생하는 분리 생성물 스트림 중의 일부가 재순환되고 분리 장치에서 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 함유 공급 스트림과 혼합되는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 산 촉매화 균질한 분리에 의해 페놀 및 아세톤을 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 반응기의 단위 용적 당 열 전이를 위한 비표면적이 500m²/m³이상인 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분리 장치가 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 분리용 반응기로서 하나 이상의 시리즈로 연결된 관다발 열 교환기를 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 분리 장치가 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 분리용 반응기로서 3 내지 6개의 관다발 열 교환기를 갖는 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 반응 혼합물이 관다발 열 교환기의 관 공간을 통해 유동하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 재순환되는 분리 생성물 부분 스트림 대 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 함유 공급 스트림의 질량 유동비가 5 내지 7의 범위내인 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 분리 생성물 중의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 잔류성 농도가 0.1 내지 1.5중량%인 방법.
8. 제7항에 있어서, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 분리 생성물 중의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 잔류성 농도가 0.1 내지 0.3중량%인 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 45 내지 75℃ 및 1 내지 5bar의 절대 압력에서 분리하는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 분리 장치 중에서 반응 혼합물의 체류 시간이 0.5 내지 10분인 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 공급 스트림 중의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 함량이 65 내지 90중량%인 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 황산이 산 촉매로서 작용하는 방법.