PL176259B3 - Sposób wydzielania fenolu - Google Patents

Abstract

1. Sposób wydzielania fenolu z mieszaniny rozkladczej powstałej po kwasowym rozkładzie wodorotlenku kumenu, polegający na tym, że z mieszaniny rozkładczej, zneutralizowanej do pH 7,5-8,5, ekstrahuje się sole, stosując jako ekstrahent fazę wodną destylatu z kolumny destylacji azeotropowej, usuwającej z fenolu niżej wrzące zanieczyszczenia, następnie, po uzyskaniu z mieszaniny frakcji fenolowej i po oddzieleniu fenolu od wyżej wrzących zanieczyszczeń, poddaje się go destylacji azeotropowej, wydzielając niżej wrzące zanieczyszczenia, przy czym jako orosienie kolumny używa się kondensat, powstający w smoczkach parowych w trakcie operacji zatężania wodoronadtlenku kumenu, a uzyskany destylat w całości wyprowadza się poza układ kolumny, przy czym fazę wodną heterogenicznego destylatu wykorzystuje się do ekstrakcji soli z mieszaniny rozkładczej, zaś fenol, uzyskiwany z dołu tej kolumny, kieruje się bezpośrednio na złoże silnie kwasowego, makroporowatego kationitu poddając go rafinacji katalitycznej i końcowej rektyfikacji według patentu nr 175 504, znamienny tym, że frakcję acetofenonową, uzyskaną w trakcie operacji oddzielania wyżej wrzących zanieczyszczeń od fenolu, przepuszcza się przez złoże silnie kwasowego makroporowatego kationitu w formie wodorowej, w temperaturze 60-120°C, pod ciśnieniem 50-150 kPa, przy czasie kontaktu 0,5-3 godzin, a następnie mieszaninę poreakcyjną poddaje destylacji pod ciśnieniem 12-16 kPa i otrzymany destylat kieruje się do wspólnego przerobu z frakcją fenolową, wydzieloną z miesza- niny rozkładczej, a z pozostałości podestylacyjnej wydziela się acetofenon.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania fenolu z mieszaniny powstalej po kwasowym rozkladzie wodoronadtlenku kumenu, stanowiqcy ulepszenie sposobu wedlug patentu nr 175 504.

Sposób wydzielania fenolu z mieszaniny rozkladczej powstalej po kwasowym rozkladzie wodoronadtlenku kumenu przedstawiony w opisie patentowym nr 175 504 polega na tym, ze z mieszaniny rozkladczej, zneutralizowanej do pH 7,5-8,5, ekstrahuje si? sole, stosujqc jako ekstrahent faz? wodnq destylatu z kolumny destylacji azeotropowej, usuwajqcej z fenolu nizej wrzqce zanieczyszczenia, a nast?pnie, po wydestylowaniu z mieszaniny rozkladczej frakcji fenolowej i po destylacyjnym oddzieleniu fenolu od wyzej wrzqcych zanieczyszczen, fenol poddaje si? destylacji azeotropowej, wydzielajqc z niego nizej wrzqce zanieczyszczenia, przy czym jako orosienie kolumny stosuje si? kondensat, powstajqcy w smoczkach parowych w trakcie operacji zat?zania wodoronadtlenku kumenu, a uzyskany destylat w calosci wyprowadza si? poza uklad kolumny, przy czym faz? wodnq heterogenicznego destylatu wykorzystuje si? do ekstrakcji soli z mieszaniny rozkladczej, zas fenol, uzyskiwany z dolu tej kolumny, kieruje si? bezposrednio na zloze silnie kwasowego, makroporowatego kationitu, poddajqc go w znany sposób rafinacji katalitycznej i koncowej rektyfikacji.

W czasie wydzielania fenolu z mieszaniny rozkladczej wedlug opisu patentowego P-305 699, w trakcie destylacyjnego odzysku fenolu ze smoly fenolowej, zawierajqcej trudno lotne skladniki mieszaniny rozkladczej, uzyskuje si? jako produkt uboczny frakcj? zwanq frakcjq acetofenonowq, której glównymi skladnikami, wyst?pujqcymi zazwyczaj w st?zeniu od 20 do 40% wagowych sq: acetofenon, fenol i dwumetylofenylokarbinol. Frakcj? acetofenonowq wykorzystuje si? jako

176 259 surowiec, z którego wydziela si? czysty acetofenon i produkuje techniczny p-kumylofenol, na przyklad sposobem wedlug polskiego opisu patentowego nr 163 469, polegajqcym na tym, ze frakcj? acetofenonowq miesza si? innym produktem ubocznym z procesu wytwarzania fenolu i acetonu metodq kumenowq: z frakcjq α-metylostyrenowq, zawierajqcq glównie a-metylostyren i kumen, i powstalq mieszanin? kontaktuje z katalizatorem jonitowym, na którym z fenolu i a -metylostyrenu powstaje p-kumylofenol, po czym mieszanin? poreakcyjnq destylacyjnie dzieli si? na frakcj? acetofenonowq i kumylofenolowq, a nast?pnie z frakcji acetofenonowej usuwa si? fenol, wiqzqc go w fenolan za pomocq lugu sodowego, po czym z reszty frakcji wydestylowywuje si? czysty acetofenon.

Pewnq wadq sposobu wydzielania fenolu wedlug opisu patentowego nr 175 504 jest fakt, ze wraz z frakcjq acetofenonowq wyprowadza si? istotne ilosci fenolu obnizajqc wydajnosc calego procesu wydzielania fenolu z mieszaniny rozkladczej. Równoczesnie obecnosc okolo 30%, a nawet wi?cej fenolu we frakcji acetofenonowej niekorzystnie wplywa na przydatnosc jej jako surowca do otrzymywania acetofenonu. Fenol bowiem przy przerobie frakcji acetofenonowej na acetofenon i p-kumylofenol, wedlug wczesniej wymienionego opisu patentowego, utrudnia wydzielenie czystego acetofenonu, gdyz:

- po pierwsze tworzy on azeotropy z acetofenonem i dwumetylofenylokarbinolem, przez co nie daje si? usunqc z tej frakcji na drodze destylacyjnej,

- po drugie zas wiqzanie fenolu w fenolan przy uzyciu lugu sodowego zgodnie ze sposobem przedstawionym w opisie patentowym nr 163 469, prowadzi do duzych strat acetofenonu, który rozpuszcza si? w powstajqcym wodnym roztworze fenolanu sodowego.

Innq wadq tak otrzymywanej frakcji acetofenonowej jest obecnosc znacznych ilosci dwumetylofenylokarbinolu (nawet do 40%). W trakcie przerobu frakcji acetofenonowej na acetofenon i p-kumylofenol obecny w niej dwumetylofenylokarbinol ulega odwodnieniu na katalizatorze uzywanym do syntezy p-kumylofenolu. Powstajqca przy tym woda inhibituje katalizator i w efekcie znacznie pogarsza efektywnosc syntezy p-kumylofenolu.

Okazalo si?, ze opisanych wyzej problemów technologicznych mozna uniknqc, o ile frakcjq acetofenonowq podda si? dodatkowej obróbce w sposób, stanowiqcy przedmiot niniejszego wynalazku.

Post?pujqc wedlug wynalazku przepuszcza si? frakcj? acetofenonowq w temperaturze 60-120°C pod cisnieniem od 50-150 kPa, przez zloze makroporowatego silnie kwasowego kationitu, b?dqcego w formie wodorowej, przy czasie kontaktu obrabianej frakcji z katalizatorem w granicach od 0,5 do 3 godzin, a nast?pnie kieruje uzyskanq mieszanin? poreakcyjnq na rozdestylowanie na kolumnie destylacyjnej, pracuj qcej pod obnizonym cisnieniem rz?du 12-16 kPa, i odbiera ze szczytu kolumny destylat, zawierajqcy glównie fenol i α-metylostyren, który zawraca si? nast?pnie do glównego ciqgu destylacji fenolu, zas dolem kolumny wyprowadza si? produkt, b?dqcy wzbogaconq frakcjq acetofenonowq, o niskiej zawartosci dwumetylofenylokarbinolu i znacznie obnizonej zawartosci fenolu.

Okazalo si?, ze korzystnie jest stosowac cz?sciowy recykl strumienia frakcji acetofenonowej przez zloze silnie kwasowego kationitu. W tym celu, frakcj? acetofenonowq opuszczajqcq zloze kationitu dzieli si? na dwa strumienie, z których jeden, stanowiqcy 40-80% tej frakcji zawraca si? i lqczy ze strumieniem frakcji acetofenonowej podawanej na zloze kationitu, zas drugi strumien, stanowiqcy 20-60% frakcji, poddaje destylacji prózniowej w warunkach opisanych wyzej. W efekcie uzyskuje si? podwyzszonq selektywnosc reakcji odwadniania dwumetylofenylokarbinolu do a-metylostyrenu.

Destylat fenolowo-a-metylostyrenowy, uzyskiwany wedlug wynalazku, przerabiany nast?pnie wraz z glównym strumieniem fenolowym, zwi?ksza ogólnq wydajnosc calego procesu wydzielania fenolu.

Dwumetylofenylokarbinol pod wplywem kwasnych katalizatorów ulega zazwyczaj przemianom, których kohcowymi produktami sq dimery α-metylostyrenu, a takze, w przypadku obecnosci w mieszaninie reakcyjnej fenolu, kumylofenole. Nieoczekiwanie okazalo si?, ze post?pujqc zgodnie z wynalazkiem, przemiany dwumetylofenylokarbinolu udaje si? zatrzymac na stadium jego dehydratacji, dzi?ki czemu glównymi produktami jego przemian sq lotniejsze

176 259 od fenolu α-metylostyren i woda, które dajq si? latwo usunqó z frakcji acetofenonowej w trakcie destylacji.

Frakcja acetofenonowa uzyskiwana sposobem wedlug wynalazku zawiera do 70% acetofenonu, niewielkq ilosc dwumetylofenylokarbinolu (ponizej 4%) oraz do 10% fenolu. Frakcja o takim skladzie nie stwarza wyzej opisanych problemów przy wydzielaniu z niej czystego acetofenonu.

Przyklad 1. Frakcj? acetofenonowq o temperaturze 70°C, pod cisnieniem 50 kPa w ilosci 0,3 tony/godz. podaje si? na dól reaktora jonitowego, zaladowanego zlozem 0,5 m³ makroporowatego kationitu Amberlyst 15 w formie wodorowej. Frakcja acetofenonowa ma sklad przedstawiony w tabeli 1 (kolumna 2). Frakcja acetofenonowa po przejsciu przez zloze jonitowego katalizatora ma sklad podany w tabeli 1 (kolumna 3). Frakcj? t? bezposrednio po opuszczeniu reaktora poddaje si? destylacji na pi?Cdziesi?ciopólkowej kolumnie destylacyjnej pod cisnieniem 13 kPa uzyskujqc ok. 0,16 tony/godz. destylatu o skladzie przedstawionym w 'tabeli 1 (kolumna 4) oraz ok. 0,14 tony/godz. pozostalosci podestylacyjnej o skladzie przedstawionym w tabeli 1 (kolumna 5).

Przyklad 2. Frakcj? acetofenonowq o temperaturze 110°C, pod cisnieniem 150 kPa w ilosci 0,3 tony/godz. podaje si? na dól reaktora jonitowego, zaladowanego zlozem 0,5 m3 makroporowatego kationitu Amberlyst 15 w formie wodorowej. Frakcja acetofenonowa ma sklad przedstawiony w tabeli 2 (kolumna 2). Frakcja acetofenonowa po przejsciu przez zloze jonitowego katalizatora ma sklad podany w tabeli 2 (kolumna 3). Frakcj? t? bezposrednio po opuszczeniu reaktora poddaje si? destylacji na pi?Cdziesi?ciopólkowej kolumnie destylacyjnej pod cisnieniem 16 kPa uzyskujqc ok. 0,15 tony/godz. destylatu o skladzie przedstawionym w tabeli 2 (kolumna 4) oraz ok. 0,15 tony/godz. pozostalosci podestylacyjnej o skladzie przedstawionym w tabeli 2 (kolumna 5).

Przyklad 3. Frakcj? acetofenonowq o temperaturze 90°C, pod cisnieniem atmosferycznym, w ilosci 1,0 tony/godz. podaje si? na dól reaktora jonitowego, zaladowanego zlozem 0,5 m3 makroporowatego kationitu Amberlyst 15 w formie wodorowej. Frakcj? t? pobiera si? pompq ze zbiornika, do którego splywa okolo 0,3 tony/godz. frakcji acetofenonowej o skladzie przedstawionym w tabeli 3 (kolumna 3). Frakcja acetofenonowa po przejsciu przez zloze jonitowego katalizatora ma sklad podany w tabeli 3 (kolumna 2) oraz okolo 0,7 t/godz. wycieku z reaktora jonitowego. Frakcj? t? dzieli si? na dwa strumienie, z których jeden w ilosci 0,7 t/godz. zawraca si? do zbiornika wsadowego, zas drugi, w ilosci okolo 0,3 t/godz. bezposrednio po opuszczeniu reaktora poddaje si? destylacji na pi?cdziesi?ciopólkowej kolumnie destylacyjnej pod cisnieniem 13 kPa uzyskujqc ok. 0,12 tony/godz. destylatu o skladzie przedstawionym w tabeli 3 (kolumna 4) oraz ok. 0,18 tony/godz., pozostalosci podestylacyjnej o skladzie przedstawionym w tabeli 3 (kolumna 5).

Tabela 1 (do przykladu 1)

Skladniki strumienia (zawartoéc w % wagowych)	Frakcja acetofenonowa	Destylat fenolowy	Frakcja acetofenonowa wzbogacona
surowa	po rafinacji
Fenol	37,40	33,70	55,30	13,10
Acetofenon	21,40	21,70	4,45	47,80
Dwumetylofenylokarbinol	31,70	1,55	0,25	3,10
α-Metylostyren	0,30	18,40	31,10	0,40
Kumylofenole	3,55	8,30	-	15,60
Dimery α-metylostyrenu	3,05	8,10	-	13,50
Woda	-	3,90	7,40	-
Inne	2,60	4,35	1,50	6,50

176 259

Tabela 2 (do przykladu 2)

Skladniki strumienia (zawartosc w % wagowych)	Frakcja acetofenonowa	Destylat fenolowy	Frakcja acetofenonowa wzbogacona
surowa	po rafinacji
Fenol	38,40	34,70	59,40	11,30
Acetofenon	32,10	31,70	6,10	60,40
Dwumetylofenylokarbinol	21,90	0,50	0,20	0,90
α-Metylostyren	0,40	15,40	28,00	0,50
Kumylofenole	2,50	5,80	-	11,30
Dimery α-metylostyrenu	2,80	6,80	-	12,40
Woda	-	2,80	5,30	-
Inne	1,90	2,00	1,00	3,20

Tabela 3 (do przykladu 3)

Skladniki strumienia (zawartoSC w % wagowych)	Frakcja acetofenonowa	Destylat fenolowy	Frakcja acetofenonowa wzbogacona
surowa	po rafinacji
Fenol	12,40	10,10	13,60	7,10
Acetofenon	30,30	31,00	6,30	52,20
Dwumetylofenylokarbinol	38,90	0,30	0,05	0,50
α-Metylostyren	0,30	30,40	67,50	0,30
Kumylofenole	9,70	11,80	-	20,40
Dimery α-metylostyrenu	4,50	7,20	-	12,60
Woda	-	4,80	10,80	-
Inne	3,90	4,40	1,75	6,90

176 259

Departament Wydawnictw UP RP. Naklad 70 egz. Cena 2,00 zl.

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe

   1. Sposób wydzielania fenolu z mieszaniny rozkladczej powstalej po kwasowym rozkladzie wodorotlenku kumenu, polegajqcy na tym, ze z mieszaniny rozkladczej, zneutralizowanej do pH 7,5-8,5, ekstrahuje si? sole, stosujqc jako ekstrahent faz? wodnq destylatu z kolumny destylacji azeotropowej, usuwajqcej z fenolu nizej wrzqce zanieczyszczenia, nast?pnie, po uzyskaniu z mieszaniny frakcji fenolowej i po oddzieleniu fenolu od wyzej wrzqcych zanieczyszczen, poddaje si? go destylacji azeotropowej, wydzielajqc nizej wrzqce zanieczyszczenia, przy czym jako orosienie kolumny uzywa si? kondensat, powstajqcy w smoczkach parowych w trakcie operacji zat?zania wodoronadtlenku kumenu, a uzyskany destylat w calosci wyprowadza si? poza uklad kolumny, przy czym faz? wodnq heterogenicznego destylatu wykorzystuje si? do ekstrakcji soli z mieszaniny rozkladczej, zas fenol, uzyskiwany z dolu tej kolumny, kieruje si? bezposrednio na zloze silnie kwasowego, makroporowatego kationitu poddajqc go rafinacji katalitycznej i koncowej rektyfikacji wedlug patentu nr 175 504, znamienny tym, ze frakcj? acetofenonowq, uzyskanq w trakcie operacji oddzielania wyzej wrzqcych zanieczyszczeh od fenolu, przepuszcza si? przez zloze silnie kwasowego makroporowatego kationitu w formie wodorowej, w temperaturze 60-120°C, pod cisnieniem 50-150 kPa, przy czasie kontaktu 0,5-3 godzin, a nast?pnie mieszanin? poreakcyjnq poddaje destylacji pod cisnieniem 12-16 kPa i otrzymany destylat kieruje si? do wspólnego przerobu z frakcjq fenolowq, wydzielonq z mieszaniny rozkladczej, a z pozostalosci podestylacyjnej wydziela si? acetofenon.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze frakcjq acetofenonowq po przepuszczeniu przez zloze kationitu dzieli si? na dwa strumienie, z których jeden, stanowiqcy 40-80% tej frakcji zawraca si? i lqczy ze strumieniem frakcji acetofenonowej, podawanej na zloze kationitu, zas drugi strumien, stanowiqcy 20-60% frakcji, poddaje destylacji prózniowej.