PL189640B1

PL189640B1 - Ulepszony sposób wytwarzania fenolu i acetonu z kumenu

Info

Publication number: PL189640B1
Application number: PL97334097A
Authority: PL
Inventors: Vladimir Michailovitch Zakoshansky; Irina Ivanova Vasilieva; Andrei Konstantinovitch Griaznov; Youry Nikolaevitch Youriev; Barnefeld Heinrich Van; Otto Gerlich; Michael Kleine-Boymann; Werner Kleinloh; Christian Michalik
Original assignee: Illa Internat Ltd; Phenolchemie Gmbh & Co Kg
Priority date: 1996-12-15
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 2005-09-30
Also published as: KR20000057572A; MY117801A; SK79099A3; CN1098244C; JP2001506251A; BG63366B1; EP0944567B1; AU5755998A; US6225513B1; WO1998027039A1; RO120633B1; PT944567E; BR9713580A; CN1240417A; SK283322B6; BG103486A; SA98190143B1; DE59703316D1; PL334097A1; DE19755026A1

Abstract

1. Ulepszony sposób wytwarzania fenolu i acetonu przez utlenianie kumenu do tech nicznego nadwodorotlenku kumenu (CHP) z katalitycznym rozszczepianiem CHP, zna- mienny tym, ze produkty utleniania zateza sie az do zawartosci kumenu w technicznym nadwodorotlenku kumenu 21-30% wag. i mieszanine taka poddaje sie katalitycznemu roz- szczepianiu, a przy rozszczepianiu utrzymuje sie stosunek molowy fenol : aceton : kumen 1 : 1 - 0,77 : 0,35 - 0,87. PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy ulepszonego sposobu wytwarzania fenolu i acetonu przez utlenianie kumenu z późniejszym rozszczepianiem nadwodorotlenku kumenu w reaktorze z katalizatorem kwaśnym i destylacyjnym rozdzielaniem produktów reakcji.

Wszystkie istniejące sposoby wytwarzania fenolu i acetonu z kumenu złożone są z następujących najważniejszych stopni:

1. Utlenianie kumenu do nadwodorotlenku kumenu (CHP)

2. Destylacja produktów utleniania i wytwarzanie technicznego CHP.

3. Kwaśne rozszczepianie CHP i zawartego w nim karbinolu dwumetylofenylowego (DMPC) na produkty końcowe: fenol, aceton i a - metylostyren (AMS).

4. Neutralizacja kwaśnego katalizatora i oddzielenie soli od produktów reakcji.

5. Oddzielenie i oczyszczenie produktów reakcji.

Z reguły badania dotyczące procesu wytwarzania fenolu prowadzone były w celu ulepszenia tylko jednego stopnia procesu. Nie próbowano przy tym polepszyć równocześnie w miarę możliwości selektywności, wskaźnika energetycznego i niezawodności procesu. Najważniejszym wskaźnikiem jest zużycie pary.

Ponieważ główna masa niepożądanych produktów ubocznych powstaje w stopniu kwaśnego rozszczepiania CHP, większość badaczy zajmowała się przede wszystkim właśnie tym stopniem. W trakcie rozszczepiania technicznego CHP, który zawiera zdolny do reakcji DMPC, następują reakcje chemiczne, które prowadzą do straty produktów końcowych i do powstawania trudnych do wykorzystania produktów odpadowych, tak zwanej smoły fenolowej.

Najważniejszym kryterium selektywności procesu jest wydajność wartościowego produktu ubocznego, zwłaszcza a-metylostyrenu (AMS). Jak wiadomo AMS daje się uwodnić do kumenu lub oddzielić bezpośrednio jako produkt.

Istnieją różne możliwości zwiększenia wydajności AMS:

a) Wybór składu środowiska reakcji (odmiany chemiczne).

b) Wybór rodzaju reaktora i rodzaju odprowadzania ciepła (odmiany technologiczne).

c) Połączenie odmian chemicznych i technologicznych.

Nasze badania wykazały, że właściwości katalityczne kwasu siarkowego, który stosuje się jako katalizator, w fenolowo-acetonowym środowisku reakcji są znacznie zmieniane przez tworzenie silnych połączeń mostkami wodorowymi pomiędzy cząsteczkami fenolu oraz pomiędzy cząsteczkami fenolu i cząsteczkami acetonu przez zmianę stosunku fenolu do acetonu i przez dodanie obojętnego rozpuszczalnika, takiego jak kumen. Na zmianę aktywności katalizatora ma nie mniej znaczący wpływ również woda.

Kombinacje zmiennych stosunków fenol : aceton : woda : kumen : kwas siarkowy prowadzą do zmian ilościowych właściwości katalitycznych tego wieloskładnikowego środowiska reakcji, jak to wykazuje analiza naszych danych z doświadczeń, przedstawionych na fig. 1,2, 3.

Te znaczne zmiany stałych reakcji rozszczepiania CHP zależą przy tym od tego, że w roztworze wieloskładnikowym zachodzą duże zmiany aktywności katalitycznej kwasu siarkowego. Zjawiska te dowodzą przechodzenia z jednego typu na inny typ katalizatora. Właściwie chodzi tu o przejście od supersilnego (magie acid) do słabego katalizatora. Stają się przez to zrozumiałe duże różnice selektywności w różnych patentach i technologiach, przy których zmienia się skład środowiska reakcji. Przykładowo przy środowisku reakcji złożonym z równomolowej mieszaniny fenolu i acetonu (RU 1.361.937) wydajność AMS wynosi w przybliżeniu 40-45% wartości teoretycznej.

189 640

W procesie według patentu USA nr 2.663.735, gdzie stosuje się duży nadmiar acetonu, a stosunek molowy aceton : fenol wynosi 5:1, wydajność AMS nie przekracza 55% wartości teoretycznej.

W procesie według RO 63.168 jako środowisko reakcji stosuje się również równomolową mieszaninę fenolu i acetonu, która zawiera do 20% wag. kumenu. W tym przypadku wydajność AMS wynosi około 60% wartości teoretycznej.

W procesie według RO 1.563.181 środowisko reakcji zawiera nadmiar acetonu 20% i tylko 1-2% kumenu. W tym przypadku wydajność AMS wynosi już około 70% wartości teoretycznej.

W procesach według patentów USA nr 5.254.751 i 5.530.166 wydajność AMS osiąga około 80% wartości teoretycznej. W procesach tych stosuje się środowisko reakcji, które zawiera do 20% wag. kumenu i stosunek molowy acetonu do fenolu 1,5:1. Równocześnie stosuje się do tego procesu reaktor z mieszaniem mechanicznym i reaktor rurowy. Należy zaznaczyć, że podane powyżej wartości wydajności AMS zostały osiągnięte w największych urządzeniach przemysłowych.

Wynik osiągnięty w patentach USA nr 5.254.751 i 5.530.166 uzyskuje się w patencie USA nr 4.358.618 przy zawartości kumenu do 15% wag i przy równomolowym stosunku fenolu do acetonu (stosunek molowy aceton : fenol : kumen = 1:1:0,23). W patencie tym wykorzystuje się kombinację złożoną z reaktora z mieszaniem mechanicznym i dwóch reaktorów rurowych. Skład środowiska reakcji pozostaje przy tym we wszystkich reaktorach stały, chociaż stosuje się inny zakres temperatury: w reaktorze z mieszaniem mechanicznym 50-90°C, a w reaktorach rurowych 120-150°C.

Wyniki naszych badań i analiza danych z patentów wykazują, że ilość acetonu i kumenu, które są dodatkowo wprowadzane do środowiska reakcji, jest ważna dla selektywności procesu, ale nie decydująca. Jak wykazują nasze badania, ważna jest kombinacja wszystkich wymienionych wyżej czynników, a mianowicie optymalny stosunek molowy aceton : fenol : kumen : woda oraz właściwy wybór reaktorów, w których stosunek ten musi być zachowany, to znaczy reaktora z mieszaniem mechanicznym do rozszczepiania CHP i reaktora rurowego do rozszczepiania nadtlenku dwukumenowego (DCP) i DMPC. Praktycznie we wszystkich patentach i funkcjonujących technologiach przemysłowych skład środowiska reakcji, charakteryzowany przez optymalny stosunek molowy aceton : fenol : kumen : woda, jest stały w reaktorach przepływowych i w reaktorach rurowych.

Niespodziewanie jednak stwierdziliśmy, że skład środowiska reakcji w wymienionych wyżej reaktorach musi wyraźnie różnić się od siebie, aby uzyskać wysoką selektywność i równocześnie minimalną ilość produktów ubocznych (patrz przykłady 2-9).

W praktycznym procesie wytwarzania fenolu i acetonu niezwykle ważna jest nie tylko selektywność tego procesu, ale również ilość wytwarzanych produktów ubocznych, takich jak tlenek mezytylowy (MO) i hydroksyaceton (Ha), które utrudniają oddzielenie produktów i znacznie zwiększają zużycie energii. Dotychczas w powyższych patentach nie uwzględniono tej okoliczności. Jak wykazały nasze prace badawcze (patrz tabela 1), optymalne warunki dla wydajności AMS i dla zmniejszenia do minimum wymienionych wyżej produktów ubocznych nie są zgodne.

Stwierdziliśmy zatem doświadczalnie, że zwiększenie temperatury w zakresie zalecanym w patencie USA nr 4.358.618 w równomolowej mieszaninie fenol-aceton, która zawiera 15% wag. kumenu powoduje niepożądany wzrost zawartości MO nawet do 750 ppm. Oznacza to, że z jednej strony we wszystkich procesach przy zwiększaniu temperatury osiąga się polepszenie wydajności AMS, a z drugiej strony znacznie zwiększa się stężenie MO (patrz tabela 1). Ponieważ we wszystkich procesach stawiane są wysokie wymagania odnośnie zawartości mO w fenolu (<10-15 ppm), zatem jeśli chodzi o optymalizację procesu niezwykle ważna jest nie tylko wydajność AMS, ale również zmniejszenie do minimum zawartości wymienionych wyżej produktów ubocznych i domieszek.

189 640

Tabela 1

Parametry	Temperatura, °C
100	120	140
Wydajność AMS*, % wart. teor.	<70	73	78
Tlenek mezytolu (MO), ppm	124	319	751

* Wydajność AMS wzięto z fig. 1 patentu USA nr 4.358.618

W procesie o dużej zawartości acetonu w środowisku reakcji, np. w patentach USA nr 2.663.735 i 1.109.297, osiąga się jeszcze większe stężenie MO w produktach rozszczepienia (1200 ppm). Istniejące' duże ilości produktów ubocznych powodują znaczne zużycie energii w procesie.

Również według patentu USA nr 5.530.166 pracuje się z dużym nadmiarem acetonu (stosunek molowy aceton : fenol 1,5:1), przy czym środowisko reakcji może zawierać do 20% wag. kumenu.

DE 19 156 480 A opisuje stosowanie technicznego nadwodorotlenku kumenu, który zawiera co najmniej 70% wag. nadwodorotlenku kumenu. Reszta do 30% złożona jest z kumenu i 4-10% innych produktów ubocznych, takich jak DMPC, ACP i DCP. Ważne jest, aby przez dodanie acetonu zawartość acetonu w mieszaninie reakcji wynosiła co najmniej 37 - 48% wag, w celu uniknięcia niepożądanych reakcji ubocznych. W rezultacie z produktów reakcji w celu pozyskania fenolu trzeba najpierw odparować znacznym nakładem energii ten nadmiar acetonu, a całkowita objętość reakcji odpowiednio zwiększa się i w związku z tym trzeba się liczyć ze znacznym kosztem urządzeń.

We wszystkich wymienionych wyżej stopniach procesu od utleniania aż do wyizolowania produktów końcowych, występują chemiczne straty produktów końcowych, natomiast około 75% zużycia energii przez cały proces przypada na stopień rektyfikacji produktów rozszczepienia CHP.

Dodatkowo znaczna ilość energii jest potrzebna do zwiększenia stężenia rozcieńczonego CHP wytwarzanego w stopniu utleniania kumenu do zawartości żądanej do doprowadzania do stopnia rozszczepiania CHP. Ponieważ przetwarzanie kumenu w stopniu utleniania w procesach przemysłowych wynosi 15-35%, a selektywność reakcji utleniania powyżej poziomu przetwarzania kumenu 35% silnie maleje, otrzymywane produkty utleniania sązatężane. Zatężanie przeprowadza się wielostopniowo, aby resztkowa zawartość kumenu w otrzymanym technicznym CHP wynosiła od 1-2 do 10-15% wag. Ze względu na niezbędne niskie przetwarzanie kumenu w stopniu utleniania występuje przy tym dodatkowe zużycie energii na oddzielanie nie przetworzonego kumenu od CHP, aby później zawrócić kumen z powrotem do stopnia utleniania.

Obliczenia i doświadczenia eksploatacyjne wykazuj że trzeba oddestylować 3,87 t kumenu, aby przy 20% poziomie przetwarzania kumenu w jednym przejściu osiągnąć całkowite przetworzenie 1 t kumenu. Zużycie pary wodnej wynosi przy tym 1,2 t/l t fenolu, a zawartość kumenu w technicznym CHP wynosi 1-2%. Stwierdziliśmy doświadczalnie, że w tym stopniu obok głównego wydatku pary wodnej występują również uboczne reakcje przemiany CHP w DMPC i w acetofenon (ACP). Ilość tych produktów ubocznych wzrasta do 20% przy resztkowej zawartości kumenu 1-2% wag. w technicznym CHP. Zwiększenie zawartości kumenu w technicznym CHP do 10-15% wag. zmniejsza straty chemiczne do 8-10%. Przeprowadzone badanie wpływu kumenu na stabilność CHP wykazało, że możliwe jest całkowite wykluczenie termicznego rozszczepiania CHP przy stężeniu kumenu powyżej 20% wag. w technicznym CHP

Jak wykazały nasze badania i obliczenia, wydatek energii w stopniu zatężania maleje do około 70% i wynosi 0,95 t pary wodnej na tonę fenolu, kiedy zawartość kumenu w technicznym CHP wzrośnie do 25% wag. Równocześnie praktycznie całkowicie zostają zlikwidowane chemiczne straty CHP (patrz tabela 2).

189 640

T a be 1a 2

Zawartość CHP i kumenu w technicznym CHP, % wag.	Zwiększenie zawartości DMPC i ACP przy zatężaniu produktów utleniania, % mieszaniny	Wydatek pary wodnej przy zatężaniu produktów utleniania, t pary/t fenolu
CHP	Kumen
93,0	1,0	20	1,20
83,0	10,0	10	1,12
73,0	25,0	<0,5	0,95

Zwiększenie zawartości nieoddestylowanego kumenu w technicznym CHP zmniejsza straty chemiczne i wydatek energii w tym stopniu, ale osłabia przeprowadzanie jednorodnego kwaśnego rozszczepiania CHP. Z tego powodu badacze i operatorzy tego procesu nie zalecali stosowania stężenia kumenu w technicznym CHP powyżej 10-12% wag., chociaż w patentach wymieniano zawartości kumenu do 20% wag.

Kluczowym problemem stosowania wyższych stężeń kumenu w stopniu kwaśnego rozszczepiania CHP jest mianowicie bezpieczne przeprowadzanie tego stopnia. Bez rozwiązania tego problemu przeprowadzanie procesu w środowisku o zwiększonej zawartości kumenu powoduje następujące skutki: gromadzenie się nierozszczepionego CHP w reaktorach oraz wybuch, o ile wytwarzanie ciepła przy rozszczepianiu CHP 1600 kJ/kg (380 kcal/kg) odpowiada wzrostowi temperatury do 700°C.

Drugim problemem wymagającym rozwiązania jest znaczne zwiększanie zużycia energii w stopniu rektyfikacji produktów rozszczepienia, kiedy wzrasta zawartość kumenu w tej mieszaninie produktów.

Przeprowadzone przez nas analizy i obliczenia wykazują, że w przypadku procesu przeprowadzanego według stanu techniki zmniejszenie zużycia energii przez nieusuwanie kumenu w stopniu zatężania CHP jest znacznie przekraczane przez zużycie energii i koszty eksploatacji przy rozdzielaniu produktów rozszczepienia i zawracaniu kumenu oddzielonego dopiero przy końcu tego procesu do stopnia utleniania. Cały kumen musi być przy tym prowadzony przez wszystkie stopnie procesu i znacznie utrudnia kolejne oczyszczanie fenolu do zawartości zanieczyszczeń rzędu kilku ppm.

W opracowanym przez nas kompleksowym sposobie udało się uniknąć wymienionych wyżej wad i uzyskać zmniejszenie energii dla całego procesu. Zwiększa się przy tym bezpieczeństwo w stopniu rozszczepiania przy równoczesnym zwiększeniu selektywności i zmniejszeniu ilości produktów ubocznych. Ponadto, udało się znacznie zmniejszyć ilość soli w stopniu neutralizacji. Zalety te wynikają z naszych badań laboratoryjnych, które zostały przedstawione w przykładach 2-9 i na fig. 4.

Jak wykazują nasze badania, reakcje przemiany nadtlenku dwukumenowego (DCP) i DMPC oraz rozszczepiania CHP należy przeprowadzać w środowiskach reakcji o różnym składzie. Dzięki temu osiąga się większą selektywność i większe przetwarzanie DCP.

Według wynalazku rozszczepianie nadtlenku dwukumenowego i dwumetylofenylokarbinolu przeprowadza się w reaktorze rurowym w środowisku reakcji o obniżonej zawartości acetonu, przy czym zmniejszoną zawartość acetonu uzyskuje się albo przez usuwanie części acetonu, albo przez doprowadzanie dodatkowej ilości frakcji kumenu i wody do produktów rozszczepiania, albo też przez stosowanie obu tych sposobów.

W równomolowej mieszaninie fenolu z acetonem, która zawiera do 15% wag. kumenu osiąga się optymalną selektywność przy resztkowej zawartości DCP 0,5% wag., co odpowiada całkowitej stracie 0,5% abs. produktów końcowych - fenolu, acetonu i AMS.

W opracowanym przez nas sposobie udało się przy stosunku molowym fenol : aceton : kumen = 1:(1 - 0,77): (0,35 - 0,87) w środowisku reakcji uzyskać najlepsze wyniki, jeśli chodzi o wydajność aMs i zużycie kumenu, w przeliczeniu na 1 tonę fenolu oraz wytwarzanie smoły fenolowej o resztkowej zawartości dCp 0,06 - 0,09% wag., to znaczy przy prawie 100% przetwarzaniu DCP, czego nie osiąga się w innych patentach. Równocześnie stwierdzi189 640 liśmy, że minimalne wytwarzanie smoły fenolowej i odpowiednio najlepsze wykorzystanie kumenu uzyskuje się przy maksymalnej wydajności AMS (patrz fig. 4).

Figura 4 pokazuje, że porównanie skuteczności różnych technologii na podstawie wydajności AMS nie jest całkowicie poprawne i że prawidłowe jest porównywanie skuteczności procesów na podstawie zużycia kumenu w odniesieniu do fenolu.

Wyniki naszych badań, przedstawione graficznie na fig. 5 i 6, wykazują, że ilość Na2SC>4 rozpuszczonego w masie reakcji rozszczepiania (RMS) zmniejsza się z 2000 ppm bez kumenu do 2 ppm przy zawartości kumenu 40% wag. w RMS. Wynik ten uzyskuje się w technologii według wynalazku przez zmianę składu środowiska reakcji w stopniu przetwarzania DCP i przez dodatkowe wprowadzenie kumenu do stopnia neutralizacji. Równocześnie w tych warunkach ilość wody rozpuszczonej w RMS zmniejsza się z 12% do 3,5% wag.

W efekcie sposób według wynalazku, rozwiązuje pewne problemy techniczne za pomocą zmiennego składu środowiska reakcji.

1. Skuteczne usuwanie soli sodowych (Na2S04, NaHSCu, fenolan sodowy) z produkttów, które są doprowadzane do rozdzielania, czego nie osiąga się w innych technolog giach.

2. Zmniejszenie zużycia energii przez zmniejszenie zawartości wody w RMS, której ciepło rozcieńczania (2255 kJ/kg (539 kcal/kg)) jest znacznie większe niż ciepło Roz cieńczania kumenu (326 kJ/kg (78 kcal/kg)).

3. Zagwarantowane jest pewne rozszczepianie CHR

4. Zapewniona jest wysoka selektywność w reaktorze przetwarzania DCP i DMPC, czego nie osiąga się w innych technologiach.

5. Zmniejszony jest udział produktów ubocznych, tlenku mezytolu i hydroksyacetonu (patrz tabela 3).

Schemat zasadniczy szczególnie korzystnego układu do przeprowadzania ulepszonego procesu przedstawiono na fig. 7 i opisano poniżej.

Produkty utleniania są podawane przewodem doprowadzającym 10 do urządzenia 1A, gdzie przez ciepło zawarte w produktach utleniania następuje odparowanie części kumenu, która jest z powrotem doprowadzana przewodem 9 do utleniania. Dalsze zatężanie przeprowadza się w jednym lub dwóch kolejnych aparatach IB. C (drugi aparat 1C nie jest pokazany na schemacie) przez ciepło doprowadzane z zewnątrz w takiej ilości, że zawartość kumenu w otrzymywanym technicznym CHP przekracza 21%, ale jest mniejsza niż 30% wag.

Jako wyposażenie destylacyjne dla produktów utleniania można zastosować konwencjonalnie używane standardowe urządzenia (wyparki próżniowe z usytuowanymi na zewnątrz lub wewnątrz wyparkami obiegowymi, wyparkami cienkowarstwowymi z kondensatorem foliowym itd.). Niezależnie od rodzaju wyparki zawartość kumenu w produkcie dolnym korzystnie wynosi 26-28% wag. Otrzymany techniczny CHP ma następujący skład (% wag.):

CHP 75,0 - 64, korzystnie 67 - 65

Kumen 210 - 30, korzystnie 28 - 26

DMPC 8,0 - 3

ACP 1,2-0,4

DCP 0,:5 - 0,2

Stężenia DMPC, ACP i DCP mogą się znacznie zmieniać w zależności od stopnia utlenienia, temperatury i wartości współczynnika pH środowiska w reaktorach utleniania i dlatego w powyższym składzie nie są ograniczone. Ograniczenie dotyczy tylko stężenia kumenu i CHP.

Do rozszczepiania CHP stosuje się dotychczasowe urządzenie (patrz fig. 7), które złożone jest z nie mniej niż trzech wymienników ciepła 2 (A, B, C), które są chłodzone przez przepływającą rurami wodę, podczas gdy CHP i cyrkulujące produkty rozszczepienia znajdują się w komorze płaszczowej. Woda chłodząca jest doprowadzana przewodem 12, a stężone produkty utleniania przewodem 11.

W mieszalniku 13 produkty utleniania są mieszane z cyrkulującymi w reaktorze 2 produktami rozszczepienia i z katalizatorem. Rozszczepianie CHP przeprowadza się za pomocą kwasu siarkowego jako katalizatora, którego stężenie 200 - 300 ppm jest automatycznie regu8

189 640 lowane przez aparaturę miernika przewodności (nie pokazano). Kwas siarkowy jest przewodem 15 doprowadzany do masy reakcji przepompowywanej za pomocą pompy 14. Rozszczepianie CHP przeprowadzane jest w środowisku, które korzystnie zawiera 28-26% wag. kumenu, przy stosunku molowym fenol : aceton = 1:1. Stężenie kumenu może być zmieniane w tym urządzeniu w granicach 21-30% wag.

Rozszczepianie technicznego CHP, który zawiera zmienne stężenie kumenu, w wymienionym wyżej urządzeniu przeprowadza się w zależności od zawartości kumenu według następującego wzoru:

_480xG_lCHPcyr % kumenu przy czym Gcyrk oznacza ilość cyrkulujących produktów utleniania w t/h, G_Kh oznacza ilość technicznego CHP doprowadzanego do rozszczepiania w t/h, a % kumenu oznacza wagową zawartość kumenu w technicznym CHP

Przeprowadzanie procesu rozszczepiania CHP w opisany powyżej sposób gwarantuje stabilność i bezpieczeństwo przy zmiennej zawartości kumenu w technicznym CHP i odpowiednio przy zmiennym składzie środowiska reakcji, które charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol: aceton : kumen =1:1: (0,38 -0,61).

Przy zmiennej zawartości kumenu w technicznym CHP wielkość przetwarzania CHP pozostaje zgodnie z wyżej wymienionym wzorem (1) stała i korygowana jest przez wartość różnicy temperatury AT) kalorymetru 16, który jest minireaktorem rurowym, ustawionym jak pokazano na schemacie (patrz fig. 7). Przemiana CHP wynosi 76-88% na jedno przejście. Przy wystąpieniu odchyłki od stosunku określonego przez wzór (1), sygnał ATi koryguje, za pomocą dławienia, natężenie przepływu wody chłodzącej w reaktorach 2A, 2B i 2C.

Zależność pomiędzy stosunkiem określonym przez wzór (1) a korygującym oddziaływaniem na zawory klapowe, które regulują natężenie przepływu wody chłodzącej w reaktorach rozszczepiania CHP w zależności od ATi, gwarantuje podwójną ochronę procesu rozszczepiania CHP i zmniejsza do minimum tworzenie dimerowego AMS i złożonych fenoli w tym stopniu.

Produkty rozszczepiania CHP, które nie zawierają przetworzonego CHP, przechodzą do wyparki 3, gdzie części acetonu - dzięki wykorzystaniu ciepła powstającego podczas reakcji rozszczepiania - zostają odpędzone, aby zmniejszyć jego stężenie i odpowiednio ilość MO i HA wytwarzanych z acetonu w reaktorze 4 przetwarzania DCP i DMPC. Odparowanie acetonu odbywa się adiabatycznie przeważnie pod podciśnieniem 400 - 666 hPa (300 - 500 tor) lub pod normalnym ciśnieniem. Aceton odprowadzany jest przewodem 17.

Produkt o zmniejszonej zawartości acetonu podawany jest z dolnej części wyparki 3 do reaktora 4 rozszczepiania DCP i DMPC, pracującego na zasadzie reaktorów rurowych. Stężenie CHP w tym przepływie wynosi 0%. Przez odpędzanie acetonu w wyparce 3 dalsze rozszczepianie DCP i odwadnianie DMPC w reaktorze 4 przebiega w środowisku reakcji, które różni się od środowiska reakcji, w którym przeprowadzane jest rozszczepianie CHP w reaktorze 2 z mieszaniem mechanicznym.

W celu zoptymalizowania składu środowiska reakcji dla zwiększonej wydajności AMS frakcja kumenu (strumień IV) i woda cyrkulacyjna (strumień III) są doprowadzane do reaktora rurowego 4 w ilościach 160 i 1-30,4 kg w odniesieniu do 1 t technicznego CHP przewodami 26 lub 28. W wyniku tego skład czynników reakcji po przeprowadzonych zmianach w reaktorze 4 odpowiada stosunkowi molowemu fenol: aceton : kumen =1 : (1 - 0,77): (0,35 - 0,87).

Rozszczepianie DCP i DMPC w reaktorze rurowym 4 przeprowadzane jest w zależności od ilości doprowadzonego kumenu i wody przy temperaturach 150 - 168°C, jak opisano w przykładach 2-9.

Sterowanie rozszczepiania DCP i DMPC przeprowadza się za pomocą stosunku AT1/AT2, który w tym urządzeniu jest utrzymywany w granicach 1,5-21,4.

Wielkość ATi jest różnicą temperatury produktów rozszczepiania na wejściu i na wyjściu minireaktora (kalorymetru 16). Wielkość AT2 jest różnicą temperatury na wejściu i na wyjściu reaktora 4 przetwarzania DCP. Wartość stosunku musi być utrzymywana w zakresie

189 640

1,5 - 21,4. Najlepszy stosunek wynosi 3-8. Warunki te umożliwiają bezpieczne przeprowadzanie rozszczepiania CHP i selektywne przetwarzanie DCP, którego wykorzystanie jest większe niż 97%, czego nie osiąga się w innych procesach.

Produkty rozszczepiania są po wyjściu z reaktora 4 chłodzone aż do temperatury 30 - 50°C. Przewodem 26 można przy tym doprowadzać do 255 kg/t, korzystnie do 160 kg/t, w odniesieniu do 1 t technicznego CHP frakcji kumenu z górnej części kolumny 7 i do 20 kg/t wody z separatora 27' z głowicy kolumny 8.

Produkty rozszczepiania zawierają jeszcze kwas siarkowy i przed ich usunięciem są doprowadzane przewodem 20 do neutralizatora 5. Neutralizację kwasu siarkowego przeprowadza się przez doprowadzanie czynników alkalicznych, takich jak NaOH, Na₂CO3 i fenolany sodowe przewodem 19. W stopniu neutralizacji wydziela się przy tym siarczan sodowy jako stężona faza wodna na dnie urządzenia 5, która jest usuwana za pomocą pompy 23 i przewodu 22 przez dekantację.

Zmiana składu środowiska reakcji osiągnięta przez doprowadzanie frakcji kumenu do produktów rozszczepiania umożliwia oddzielenie soli powstających przy neutralizacji od fazy organicznej w 2 - 3 razy krótszym czasie niż według stanu techniki i przy większej sprawności (większej niż 95%). Stężenie soli w fazie organicznej podawanej dalej przewodem 21 (strumień VI) jest mniejsze niż 10- 20 ppm.

W etapie neutralizacji kwasu siarkowego całkowita zawartość kumenu i a -metylostyrenu w produktach rozszczepiania przez doprowadzanie frakcji węglowodorowej wynosi 40% wag., zawartość wody wynosi 3,5% wag., a stężenie soli w produktach rozszczepiania za stopniem neutralizacji kwasu siarkowego wynosi 3-20 ppm.

Należy podkreślić, że we wszystkich istniejących technologiach oddzielanie soli wymaga wiele czasu (1,5 - 24 h). Zmusza to do stosowania dużych urządzeń, zajmujących wiele miejsca, jako odstojników soli. Mimo tego sprawność oddzielania soli nie przekracza 90%. Dla pewnego i bezpiecznego działania wymienników ciepła kolumn rozszczepiania trzeba zatem instalować drogie filtry koalescencyjne o specjalnej konstrukcji. Obniżają one zawartość soli w produktach rozszczepiania do 10-20 ppm, co według wynalazku uzyskuje się bez stosowania filtru.

Aceton, możliwie po doprowadzeniu acetonu oddzielanego w wyparce 3 poprzez przewód 17, jest w kolumnie 6 oddzielany od produktów rozszczepienia i doprowadzany przewodem 24 do dalszego przetwarzania. Produkty rozszczepienia (strumień VIII) oddzielone od acetonu są zabierane jako produkt dolny z kolumny 6 i doprowadzane przewodem 25 do dalszej rektyfikacji.

Oddzielanie kumenu od produktów rozszczepiania przeprowadza się w dwóch kolejnych kolumnach 7 i 8. W kolumnie 7 jako produkt górny oddziela się frakcja zawierająca kumen, która zawiera nie więcej niż 1% AMS i 0,3% wag. fenolu. Poprzez głowicę tej kolumny praktycznie odprowadzana jest również cała woda, która oddziela się potem od frakcji kumenu w separatorze 27 i jest doprowadzana do kolumny 8. Jako produkt dolny kolumny 7 surowy fenol jest podawany przewodem 29 do kolumny 8. Jako produkt górny kolumny 8 poprzez przewód 18 i separator 27' odbierana jest frakcja kumen-AMS (strumień IX), która jest w znany sposób przetwarzana dalej. Jako produkt dolny kolumny 8 poprzez przewód 30 odbierany jest surowy fenol, który praktycznie nie zawiera kumenu i AMS i który jest w znany sposób dalej przetwarzany.

Poprzez głowicę kolumny 8 odbierana jest cała woda, która oddziela się od kumenu i AMS w separatorze 27' i która jest potem doprowadzana do reaktora 4 przetwarzania DCP i DMPC. Sposób ten umożliwia zmniejszenie zapotrzebowania na świeżą wodę w procesie 2-3-krotnie i odpowiednie proporcjonalne zmniejszenie ilości ścieków. Całkowite zmniejszenie zużycia energii w sposobie według wynalazku przedstawionym na schemacie przy zastosowaniu dwóch kolumn jest uwarunkowane zmniejszeniem rozpuszczalności wody w produktach rozszczepienia z 10 - 12 do 3,0 - 3,5% wag. przy stosowanym przez nas składzie produktów rozszczepiania, które są dostarczane do rozdzielania.

Całkowite zmniejszenie pary wodnej zużywanej w procesie wynosi 0,4 - 0,6 t na tonę fenolu dzięki oszczędności ciepła w stopniach zatężania produktów utleniania i rozdzielania produktów rozszczepiania.

189 640

Szczególne różnice opracowanego przez nas procesu w stosunku do procesów według patentów RU 1.361.937, US 2.663.735, RO 1.563.181, US 5.254.751, US 5.530.166,

US 4.358.618 są następujące:

1. Stopień zatężania CHP przeprowadzany jest do resztkowej zawartości kumenu 21 - 30% wag., korzystnie 26 - 28% wag.

2. Rozszczepianie CHP i rozszczepianie DCP przeprowadza się w reaktorach z mieszaniem mechanicznym lub w reaktorach rurowych przy odpowiednio różniących się składach środowiska reakcji w wymienionych reaktorach, podczas gdy skład środowiska reakcji we wszystkich innych technologiach jest utrzymywany jako stały.

3. Rozszczepianie DCP i DMPC w reaktorze rurowym przeprowadza się w następujących warunkach:

a) przy zmniejszonej zawartości acetonu w środowisku reakcji, którą uzyskuje się przez uprzednie usunięcie części acetonu i/lub dodatkowe doprowadzenie frakcji kumenu i wody,

b) przy temperaturach, które równowagę reakcji przemiany DMPC przesuwają na stronę AMS i które umożliwiają osiągnięcie prawie 100% przetwarzania.

3. W znanych technologiach stosunek fenol : aceton w środowisku reakcji wynosi 1 : 1 do 1 : 1,5, to znaczy doprowadzana jest tam dodatkowa ilość acetonu. Stosowany przez nas sposób zmniejszenia zawartości acetonu w środowisku reakcji dotychczas nie był jeszcze wykorzystywany, podobnie jak sposób równoczesnego doprowadzania wody i frakcji kumenu do reaktora rozszczepiania DCP i DMPC. Połączenie wspomnianych sposobów umożliwia uzyskanie wysokiej selektywności, przy czym praktycznie osiąga się przetwarzanie bliskie 100%, czego nie osiągano w innych technologiach (selektywność jest nie większa niż 90%).

4. Sterowanie procesu rozszczepiania CHP i DCP/DMPC odbywa się za pomocą stosunku AT1/AT2, przy czym Ajest różnicą temperatury pomiędzy wlotem a wylotem reaktora rozszczepiania DCP i DMPC, a AT1 jest różnicą temperatury kalorymetru w urządzeniu do rozszczepiania CHP, przez co równocześnie osiąga się żądane bezpieczeństwo procesu i jego wysoką selektywność. W dotychczasowych technologiach dla zapewnienia bezpieczeństwa procesu stosuje się tylko metodę kalorymetru (ATi).

5. W stopniu neutralizacji w celu skutecznego usuwania powstającej tam soli doprowadza się dodatkową ilość frakcji kumenu. Nie ma to żadnych analogii.

6. Zawartość wody w produktach rozszczepiania według stopnia neutralizacji nie przewyższa 5% wag., co zmniejsza zużycie energii w procesie. W dotychczasowych technologiach zawartość wody wynosiła 6-12% wag.

7. Frakcja kumenu doprowadzana do reaktora rozszczepiania DCP i DMPC i do stopnia usuwania soli jest oddzielana przez zastosowaną kolumnę i doprowadzana do tych stopni w procesie.

8. W procesie zmniejszono zapotrzebowanie na świeżą wodę i odpowiednio wydatki na oczyszczanie ścieków.

Podane zalety i różnice technologii według wynalazku zobrazowano w przykładach 2-9. Przykłady te zestawiono w tabeli 3.

Przykład 1 (przykład porównawczy):

Produkty utleniania o następującym składzie:

Skład produktów utleniania	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	71,536	26,7	1,436	0,239	0,089	100
t/h	147,056	54,887	2,952	0,491	0,183	205,569
Selektywność, % mol.	93,17

co odpowiada uzyskanej całkowitej selektywności 93,17% mol., doprowadzano do stopnia zatężania, aby otrzymać techniczny CHP. Po zatężeniu techniczny CHP ma następujący skład:

189 640

Skład technicznego CHP	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	12,31	81,9	4,7	0,8	0,3	100
t/h	6,2184	41,5314	2,3762	0,4044	0,1517	50,502
Selektywność, % mol.	92,7

co odpowiada osiągniętej selektywności na dwóch stopniach: utleniania i zatężania, wynoszącej 92,7% mol. Strata selektywności na skutek częściowego rozszczepienia CHP do DMPC i ACP w stopniu zatężania wynosi 0,47% (abs.). Ilość pary wodnej w stopniu zatężania wynosi 0,691 w odniesieniu do 100% CHP i 1,12tw odniesieniu do 11 otrzymywanego fenolu.

Techniczny CHP otrzymywany w ilości 50,502 t/h doprowadzany jest do stopnia rozszczepiania. Rozszczepianie przebiega w obecności 200 - 300 ppm H2SO4 w środowisku reakcji, którego skład określany jest przez otrzymywane produkty rozszczepienia, CHP i dodatkowo doprowadzany aceton.

Rozszczepianie przeprowadzane jest według US 5.530.166 (przykład 2) w bloku reaktorowym, który złożony jest z trzech ustawionych kolejno reaktorów, pracujących na zasadzie reaktorów z mieszaniem mechanicznym, gdzie przemieszanie powstaje na skutek cyrkulacji produktów rozszczepienia.

Produkty rozszczepienia wychodzące z ostatniego reaktora rozszczepiania CHP podawane są do reaktora rozszczepiania DCP, który pracuje na zasadzie reaktorów rurowych.

Do środowiska reakcji, w którym przeprowadzane jest rozszczepianie CHP, doprowadzany jest aceton według zgłoszonego stosunku w ilości 6025 kg/h.

Środowisko reakcji ma po dodaniu dodatkowej ilości acetonu skład, który charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol: aceton : kumen, który w podanym konkretnym przykładzie wynosi 1 : 1,36 : 0,2.

W reaktorach rozszczepiania CHP i rozszczepiania DCP utrzymywany jest taki sam skład środowiska reakcji.

Temperatura w reaktorze rozszczepiania DCP wynosi 90 - 100°C, stężenie wody wynosi 1,38 - 1,7% wag. W podanym przykładzie wynosi ono 1,5% wag.

Aceton doprowadzany dodatkowo do środowiska reakcji w stopniu rozszczepiania CHP pochodzi z wyparki ustawionej na reaktorem rozszczepiania DCP. Aceton odpędzony w wyparce i skroplony w chłodnicy doprowadzany jest do procesu w stopniu rozszczepiania CHP.

Aby zmniejszyć straty produktów końcowych fenolu i AMS, do wyparki w celu częściowej neutralizacji kwasu siarkowego doprowadza się roztwór amoniaku.

Kontrola i sterowanie rozszczepiania CHP jest ze względu na bezpieczeństwo tego stopnia przeprowadzana przez utrzymywanie stałej różnicy temperatur pomiędzy dwoma kalorymetrami, które są zainstalowane w przewodzie cyrkulacji produktów rozszczepiania oraz w przewodzie doprowadzania tych produktów do reaktora rozszczepiania DCP. Stężenie najważniejszych domieszek i produktów ubocznych w strumieniu produktu za wyparką przedstawione jest poniżej:

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
3,17	0,33	0,34	0,8	0,50	0,24	1500	300

Wydajność AMS wynosi 76% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania, a wytwarzanie smoły fenolowej wynosi 44 kg/t fenolu.

Otrzymane produkty rozszczepiania są neutralizowane za pomocą NaOH, zastępowane wodą aż do zawartości wody 10 - 12% wag. i doprowadzane do stopnia oddzielania soli. Po oddzieleniu większości soli zawartość soli w masie reakcji rozszczepiania (RMS) wynosi 2000 ppm.

189 640

RMS zawierający 12% wag. wody jest w konwencjonalny sposób doprowadzany do rozdzielania, gdzie przeprowadza się oddzielenie acetonu, mieszaniny złożonej z kumenu i AMS, fenolu oraz produktów kondensacji smoły.

Ilość pary wodnej w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen - AMS wynosi

2,9 t/t fenolu.

Współczynnik zużycia kumenu/fenolu wynosi 1318 kg/t w stopniu rozszczepiania.

W wyniku uzyskuje się w tym procesie

Produkty wartościowe kg/h	Fenol 25470,4	Aceton 15869,4	α-metylostyren 1616
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu kg/t fenolu	smoła fenolowa 44
Wykorzystanie pary wodnej t/t fenolu	przy destylacji 1,12	przy rozszczepianiu 0,07	przy oddzielaniu acetonu i AMS/kumenu 2,9
Całkowity współczynnik nakładów kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej kg/t fenolu	1313

Przykład 2

Produkty stopnia utleniania kumenu, gdzie selektywność osiąga wartość 93,17 mola, których skład jest taki sam jak w przykładzie 1, podawane są do stopnia zatężania CHP. Po zatężeniu techniczny CHP ma następujący skład:

Skład technicznego CHP	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	30,0	65,68	3,52	0,59	0,21	100
t/h	18,900	41,3784	2,2176	0,3717	0,1323	63,0
Całkowita selektywność, % mol.	93,17

co odpowiada całkowitej selektywności na dwóch stopniach wynoszących 93,17% mol. i świadczy o braku nieselektywnego rozszczepiania CHP w stopniu jego zatężania.

Wydatek pary wodnej w stopniu zatężania wynosi 0,576 t w stosunku do 1t 100% CHP i 0,93 3t w odniesieniu do 1 t otrzymanego fenolu.

Techniczny CHP otrzymywany w ilości 63 t/h doprowadzany jest do stopnia rozszczepiania, który przeprowadzony jest tak, jak opisano w powyższym schematycznym opisie procesu.

Rozszczepianie przebiega w środowisku reakcji, w którym utrzymywany jest stosunek molowy fenol: aceton : kumen =1:1: 0,61.

Doprowadzanie cyrkulujących produktów ustawia się według wzoru (1)

Gcyrk = (440 x 63)/30 - 1008 t/h przy czym utrzymuje się stałe przetwarzanie w każdym przejściu. Przetwarzanie oblicza się jako różnicę pomiędzy stężeniem CHP na wlocie do reaktora A po wymieszaniu z cyrkulującymi produktami i na wylocie z reaktora C w odniesieniu do stężenia CHP we wlocie do reaktora A i wynosi ono (4,3 - 0,73)/4,3 x 100 = 83%.

Wartość stosunku ATS/AT j = 2,3. Temperatura procesu rozszczepiania CHP wynosi 50°C przy stosunku AT2/AT1 = 2,3 i Gcyrk = 1008 t/h. Uzyskuje się to przez zmianę doprowadzania wody chłodzącej do wymienników ciepła reaktorów 2A, B, C.

RMS dochodzi do wyparki, w której oddestylowana zostaje mieszanina acetonu, kumenu, wody i fenolu w ilości 4400 kg/h przy podciśnieniu 453 hPa (340 tor).

Do strumienia produktów wypływającego z dolnej części wyparki 3 doprowadza się 10.000 kg/h kumentu i 1000 kg/h wody. W wyniku przeprowadzonych zmian środowisko reakcji charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol : aceton : kumen = 1 : 0,78 : 0,87. Stężenie wody w produktach doprowadzanych do reaktora rozszczepiania DMPC i DCP, wynosi 2,50% wag. Proces rozszczepiania DMPC i DCP przebiega przy temperaturze 168°C.

189 640

Stężenie najważniejszych domieszek i produktów ubocznych w strumieniu za reaktorem rozszczepiania DMPC i DCP przedstawione jest poniżej:

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
2,55	0,13	0,04	0,53	0,19	0,01	950	70

Wydajność AMS wynosi 90,6% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC, a wytwarzanie smoły fenolowej 24,4 kg/t fenolu.

Otrzymane produkty rozszczepiania neutralizuje się za pomocą NaOH, odwadnia się aż do zawartości wody 3,5% wag. i podaje się do stopnia oddzielania soli.

Przez zwiększenie zawartości kumenu w produktach rozszczepiania aż do 40% wag. oddzielanie soli przebiega skutecznie, a na wyjściu stopnia neutralizacji 5 stężenie soli w fazie organicznej wynosi 3 ppm.

Produkty oczyszczone z soli (strumień VI) podawane są do kolumny 6, gdzie odbierana jest frakcja acetonu jako produkt górny (strumień VII). Produkt dolny tej kolumny podawany jest do kolumny 7, gdzie przeprowadza się oddzielenie frakcji kumenu i wody, które są rozdzielane w separatorze. Frakcja kumenu w ilości 10,000 kg/h podawana jest do reaktora 4, a frakcja wody w ilości 1000 kg/h (strumień III) podawana jest z separatora kolumny 7 do kolumny 8, gdzie jako produkt górny odbierana jest frakcja kumenu i woda. Po rozdzieleniu w separatorze frakcja kumen - AMS podawana jest do uwodnienia, a woda jest doprowadzana do urządzenia do rozszczepiania DCP i DMPC.

Wydatek wody w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen - AMS wynosi 2,461 na tonę fenolu.

Współczynnik zużycia kumen/fenol wynosi 1300 kg/t w stopniu rozszczepiania.

Produkty wartościowe kg/h	Fenol 25573,6	Aceton 15817,5	a-metylostyren 1794
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu kg/t fenolu	smoła fenolowa 24,4
Wydatek pary w t/t	przy destylacji 0,93	przy rozszczepianiu 0,08	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny MS-kumen 2,46
Całkowity współczynnik nakładów kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej kg/t fenolu	1302

Przykład 3

Proces według przykładu 2, przy czym techniczny CHP ma następujący skład:

Skład technicznego CHP	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	28,0	67,47	3,69	0,62	0,22	100
t/h	17,1679	41,3686	2,2625	0,3801	0,1349	61,314
Całkowita selektywność, % mol.	93,10

co odpowiada osiągniętej selektywności całkowitej na dwóch stopniach 93,1% wag. i wskazuje na minimalne rozszczepianie CHP w stopniu jego zatężania (0,07% abs.). Wydatek pary w stopniu zatężania wynosi 0,58 t w odniesieniu do 1 t 100% CHP i 0,941 w odniesieniu do 11 otrzymanego fenolu.

Techniczny CHP otrzymywany w ilości 61,314 t/h podawany jest do stopnia rozszczepiania, który przeprowadza się jak opisano w powyższym opisie schematu procesu.

189 640

Rozszczepianie CHP przeprowadza się w środowisku reakcji, w którym stosunek molowy fenol : aceton : kumen wynosi 1:1: 0,55. Doprowadzanie cyrkulujących produktów odbywa się według wzoru (1)

G_Cyrk = (480 x 61,31)/28 = 1051 t/h tak że przetwarzanie CHP przy wartości stosunku AT₂/AT) = 1,5 na jedno przejście wynosi 76%.

RMS doprowadzany jest do wyparki, w której oddestylowuje się mieszaninę acetonu, kumenu, wody i fenolu w ilości 4400 kg/h przy podciśnieniu 460 hPa (345 tor).

Do strumienia produktów wychodzących z dolnej części wyparki 3 doprowadza się 6200 kg/h kumenu i 900 kg/h wody. W wyniku przeprowadzonych zmian środowisko reakcji charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol : aceton : kumen = 1 : 0,78 : 0,70. Stężenie wody w produktach doprowadzanych do reaktora rozszczepiania DMPC i DCP wynosi 2,75% wag.

Proces rozszczepiania DMPC i DCP przebiega przy temperaturze 160°C. Stężenie najważniejszych domieszek i produktów ubocznych w strumieniu produktu za reaktorem rozszczepiania DMPC i DCP przedstawiono poniżej:

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer-AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
2,81	0,14	0,05	0,59	0,20	0,02	920	60

Wydajność AMS wynosi 90,3% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC, a wytwarzanie smoły fenolowej 25,4 kg/t fenolu.

Do otrzymanych produktów rozszczepiania doprowadza się taką ilość frakcji kumenu, że całkowita zawartość kumenu i AMS wynosi 40% wag. Ilość frakcji kumenu, która jest oddzielana jako produkt górny kolumny 7, wynosi 8790 kg/h, z czego 6200 kg/h doprowadza się do stopnia rozszczepiania DCP i DMPC, a 2590 kg/h doprowadza się stopnia neutralizacji.

Neutralizację kwasów i oddzielanie soli od produktów reakcji przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 2.

Zawartość soli w RMS wynosi 17 ppm.

Wydatek pary w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen - AMS wynosi 2,46 t/t fenolu.

Współczynnik wykorzystania kumen/fenol wynosi 1301 kg/t w stopniu rozszczepiania.

W wyniku w procesie tym otrzymuje się:

Produkty wartościowe kg/h	Fenol 25564,5	Aceton 15812,2	α-metylostyren 1825
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu kg/t fenolu	smoła fenolowa 25,4
Wydatek pary w t/t	przy destylacji 0,94	przy rozszczepianiu 0,08	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny MS-kumen 2,46
Całkowity współczynnik nakładów kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej kg/t fenolu	1303

189 640

Przykład4

Proces przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 2, przy czym techniczny CHP ma następujący skład:

Skład technicznego CHP	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	21,01	73,94	4,09	0,70	0,26	100
t/h	11,7522	41,3591	2,2878	0,3916	0,1453	55,936
Całkowita selektywność, % mol.	93,0

co odpowiada osiągniętej całkowitej selektywności na dwóch stopniach 93% mol. i wskazuje na stratę CHP przy zatężaniu 0,17%.

Wydatek pary w stopniu zatężania wynosi 0,63 t w odniesieniu do 1 t 100% CHP i 1,027 t w odniesieniu do 1 t otrzymanego fenolu.

'Techniczny CHP otrzymywany w ilości 55,94 t/h podawany jest do stopnia rozszczepiania, które przeprowadza się jak opisano w powyższym opisie schematu procesu.

Rozszczepianie CHP przeprowadza się w środowisku reakcji, w którym stosunek molowy fenol: aceton : kumen wynosi 1:1: 0,38.

Doprowadzanie cyrkulujących produktów odbywa się według wzoru (1)

Gcyrk = (480*55,94)/21 = 1278 t/h, tak że przetwarzanie CHP przy wartości stosunku ΔΤ2/ΔΤ1 = 3,76 na jedno przejście wynosi 88,0%.

RMS doprowadzany jest do wyparki, w której odpędza się mieszaninę acetonu, kumenu, wody i fenolu w ilości 4400 kg/h przy podciśnieniu 453 hPa (340 tor). Do strumienia produktów wychodzących z dolnej części wyparki 3 doprowadza się 8500 kg/h kumenu i 1000 kg/h wody. W wyniku przeprowadzonych zmian środowisko reakcji charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol : aceton : kumen = 1 : 0,77 : 0,61. Stężenie wody w produktach doprowadzanych do reaktora rozszczepiania DMPC i DCP wynosi 2,8% wag.

Proces rozszczepiania DMPC i DCP przebiega przy temperaturze 151°C. Stężenie najważniejszych domieszek i produktów ubocznych w strumieniu produktu za reaktorem rozszczepiania DMPC i DCP przedstawiono poniżej:

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer-AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
2,94	0,16	0,07	0,63	0,24	0,05	890	50

Wydajność AMS wynosi 88,6% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC, a wytwarzanie smoły fenolowej 28,1 kg/t fenolu.

Do otrzymanych produktów rozszczepiania doprowadza się taką ilość frakcji kumenu, że całkowita zawartość kumenu i AMS wynosi 40% wag. Ilość frakcji kumenu, która jest oddzielana jako produkt górny kolumny 7, wynosi 14200 kg/h, z czego 8500 kg/h doprowadza się do stopnia rozszczepiania DCP i DMPC, a 5700 kg/h doprowadza się stopnia neutralizacji.

Neutralizację kwasów i oddzielanie soli od produktów reakcji przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 2. Zawartość soli w RMS wynosi 15 ppm.

Wydatek pary w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen - AMS wynosi 2,55 t/t fenolu.

Współczynnik wykorzystania kumen/fenol wynosi 1303 kg/t w stopniu rozszczepiania.

189 640

W wyniku w procesie tym otrzymuje się:

Produkty wartościowe kg/h	Fenol 25548,26	Aceton 15805,8	α-metylostyren 1814
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu kg/t fenolu	smoła fenolowa 28,1
Wydatek pary w t/t	przy destylacji 0,93	przy rozszczepianiu 0,08	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny MS-kumen 2,55
Całkowity współczynnik nakładów kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej kg/t fenolu	1304

Przykład 5

Proces przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 4, przy czym techniczny CHP ma następujący skład:

Skład technicznego CHP	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	28,00	67,47	3,69	0,62	0,22	100
t/h	17,1679	41,3686	2,2625	0,3801	0,1349	61,314
Całkowita selektywność, % mol.	93,1

Techniczny CHP otrzymywany w ilości 61,31 t/h doprowadza się do stopnia rozszczepiania, w którym w środowisku reakcji utrzymuje się stosunek molowy fenol: aceton : kumen =1:1: 0,38.

Doprowadzanie produktów cyrkulujących ustawia się według wzoru (1)

G_Cyrk = (480 x 61,31^^/28 = 1 051 t/h tak że przetwarzanie CHP przy wartości stosunku AT2/AT1 = 2,3 wynosi na jedno przejście 76,0%.

Skład środowiska reakcji w reaktorze rozszczepiania DCP i DMPC charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol : aceton : kumen =1:1: 0,53. Stężenie wody w produktach doprowadzanych do reaktora rozszczepiania DMPC i DCP wynosi 2,8% wag.

Proces rozszczepiania DMPC i DCP przebiega przy temperaturze 156°C.

Stężenie najważniejszych domieszek i produktów ubocznych w strumieniu za reaktorem rozszczepiania DMPC i DCP przedstawiono poniżej:

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer-AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
2,85	0,18	0,06	0,61	0,27	0,00	910	55

Wydajność AMS wynosi 88,31% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC, a wytwarzanie smoły fenolowej 27,7 kg/t fenolu.

Do otrzymanych produktów rozszczepiania doprowadza się taką ilość frakcji kumenu, że całkowita zawartość kumenu i AMS wynosi 40% wag. Ilość frakcji kumenu, która jest oddzielana jako produkt górny kolumny 7 w ilości 10915 kg/h doprowadza się tylko do stopnia neutralizacji. Neutralizację kwasów i oddzielanie soli od produktów reakcji przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 2. Zawartość soli w RMS wynosi 18 ppm.

189 640

Współczynnik wydatku kumen/fenol wynosi 1302 kg/t w stopniu rozszczepiania.

W wyniku w procesie tym otrzymuje się:

Produkty wartościowe, kg/h	Fenol 25553,8	Aceton 15799,0	a-metylostyren 1784,6
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu kg/t fenolu	smoła fenolowa 27,7
Wydatek pary w t/t	przy destylacji 0,94	przy rozszczepianiu 0,08	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny MS-kumen 2,46
Całkowity współczynnik nakładów kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej kg/t fenolu	1304

Przykład 6

Produkty stopnia utleniania kumenu o następującym składzie:

Skład produktów utleniania	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	AGP	DCP
% wag.	72,374	24,2	2,931	0,382	0,113	100
t/h	152,646	53,346	3,759	0,519	0,152	219,903
Całkowita selektywność, % mol.	86,47

co odpowiada osiągniętej selektywności 86,47% mol., podawane są do stopnia zatężania, aby otrzymać techniczny CHP.

Po zatężaniu techniczny CHP ma następujący skład:

Skład technicznego CHP	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	21,0	69,2	8,35	1,12	0,33	100
tli	12,1989	40,1983	4,8505	0,6506	0,1917	58,09
Całkowita selektywność, % mol.	86,3

co odpowiada osiągniętej całkowitej selektywności 86,3% mol na dwóch stopniach utleniania i zatężania. Strata selektywności wynosi 0,17% abs. przez częściowe rozszczepianie CHP do DMPC i ACP w stopniu jego zatężania. Techniczny CHP otrzymywany w ilości 58,09 t/h podawany jest do stopnia rozszczepiania.

Kiedy rozszczepianie doprowadzanego technicznego CHP, który zawiera 8,35% wag. DMPC, przeprowadza się tak, jak opisano w przykładzie 1 (przykład porównawczy), wówczas jako wynik przeprowadzenia procesu otrzymuje się przedstawione poniżej stężenie ważnych domieszek i produktów ubocznych w strumieniu produktów na wyjściu wyparki acetonu:

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer-AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
5,72	0,56	0,32	0,89	0,84	0,01	1500	300

Wydajność AMS wynosi 77,8% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC, a wytwarzanie smoły fenolowej 77,6 kg/t fenolu.

Wydatek pary w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen - AMS wynosi 3,2 t/t fenolu.

189 640

Współczynnik wykorzystania kumen/fenol wynosi 1350 kg/t w stopniu rozszczepiania.

W wyniku w procesie tym otrzymuje się:

Produkty wartościowe, kg/h	Fenol 24651,8	Aceton 15351,80	α-metylostyren 3336
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu kg/t fenolu	smoła fenolowa 44
Wydatek pary w t/t	przy destylacji 1,12	przy rozszczepianiu 0,07	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny MS/kumen 3,2
Całkowity współczynnik nakładów kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej kg/t fenolu	1332

Rozszczepianie otrzymanego technicznego CHP przeprowadza się według wynalazku następująco:

Skład środowiska reakcji rozszczepiania CHP charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol: aceton : kumen =1:1: 0,42.

Doprowadzanie cyrkulujących produktów ustawia się według wzoru (1)

Gcyrk = (480 x 58,09)/21 = 1328 t/h tak, że przetwarzanie CHP przy wartości stosunku ΔΤ2/AT] = 5,9 wynosi w jednym przejściu 77,09%. Temperatura procesu rozszczepiania CHP przy wartości stosunku ΔΤ2/ΔΤ1 = 5,9 i G_Cyrk = 1328 t/h ustawiana jest na wartości 52°C przez zmienianie ilości doprowadzania wody chłodzącej do wymienników ciepła reaktorów 2A, B, C.

Do strumienia produktów wychodzących z dolnej części wyparki doprowadza się 1156 kg/h wody. W reaktorze rozszczepiania DCP i DMPC skład środowiska reakcji charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol: aceton : kumen =1:1: 0,39.

Stężenie wody w produktach doprowadzanych do reaktora rozszczepiania DMPC i DCP wynosi 3,0% wag. Proces rozszczepiania DMPC i DCP przebiega przy temperaturze 168°C.

Stężenie najważniejszych domieszek i produktów ubocznych w strumieniu za reaktorem rozszczepiania DMPC i DCP podano poniżej:

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer-AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
6,19	0,53	0,11	1,1	0,79	0,02	950	70

Wydajność AMS wynosi 85,4% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC, a wytwarzanie smoły fenolowej 60,4 kg/t fenolu.

Do otrzymanych produktów rozszczepiania doprowadza się taką ilość frakcji kumenu, że całkowita zawartość kumenu wynosi 40% wag. Frakcja kumenu, która jest oddzielana w ilości 13710 kg/h jako produkt górny kolumny 7, podawanajest do stopnia neutralizacji.

Neutralizacja kwasów i oddzielanie soli od produktów reakcji przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 2.

Zawartość soli w RMS wynosi 8 ppm.

Wydatek pary w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen-AMS wynosi 2,8 t/t fenolu. ...

Współczynnik wykorzystania kumen/fenol wynosi 1334 kg/t w stopniu rozszczepiania.

189 640

W wyniku w procesie tym otrzymuje się:

Produkty wartościowe, kg/h	Fenol 24717,8	Aceton 15364,6	a-metylostyren 3665,6
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu kg/t fenolu	smoła fenolowa 60,4
Wydatek pary w t/t	przy destylacji 1,03	przy rozszczepianiu 0,08	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny MS-kumen 2,8
Całkowity współczynnik nakładów kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej kg/t fenolu	1322

Przykład 7

Proces przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 3, przy czym techniczny CHP ma następujący skład:

Skład technicznego CHP	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	21,01	73,94	4,09	0,70	0,26	100
t/h	17,7522	41,3591	2,2878	0,3916	0,1453	55,936
Całkowita selektywność, % mol.	93,0

Techniczny CHP otrzymywany w ilości 55,94 t/h, doprowadza się do stopnia rozszczepiania, w którym w środowisku reakcji stosunek molowy fenol : aceton : kumen wynosi 1:1: 0,55.

Doprowadzanie cyrkulujących produktów ustawia się według wzoru (1)

G_cyrk = (480 x 55,94)/21 = 1279 t/h tak, że przetwarzanie CHP przy wartości stosunku ΔΤ₂/ΔΤι = 5-7 na jedno przejście wynosi 88%.

RMS podaje się do wyparki, w której oddziela się mieszaninę acetonu, kumenu, wody i fenolu w ilości 4400 kg/h przy podciśnieniu 440 hPa (330 tor).

Do strumienia produktów wychodzących z dolnej części wyparki 3 wprowadza się 8500 kg/h kumenu i 580 kg/h wody. W wyniku przeprowadzonych zmian skład środowiska reakcji charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol : aceton : kumen = 1 : 0,77 : 0,61. Stężenie wody w produktach doprowadzanych do reaktora rozszczepiania DMPC i DCP wynosi 2,1% wag.

Proces rozszczepiania DMPC i DCP przebiega przy temperaturze 151°C.

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer-AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
2,93	0,20	0,06	0,64	0,29	0,01	890	50

Wydajność AMS wynosi 87,6% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC, a wytwarzanie smoły fenolowej 28,8 kg/t fenolu.

Do otrzymanych produktów rozszczepiania doprowadza się taką ilość frakcji kumenu, że całkowita zawartość kumenu wynosi 40% wag. Frakcja kumenu, która jest oddzielana jako produkt górny kolumny 7, wynosi 14100 kg/h, z czego 8500 kg/h doprowadzane jest do stopnia rozszczepiania DCP i DMPC, a 5600 kg/h doprowadzane jest do stopnia neutralizacji.

189 640

Neutralizacja kwasów i oddzielanie soli od produktów reakcji przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 2. Zawartość soli w RMS wynosi 17 ppm. Wydatek pary w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen-AMS wynosi 1,5 t na tonę fenolu.

Współczynnik wykorzystania kumen/fenol wynosi 1305 kg/t w stopniu rozszczepiania.

W wyniku w procesie tym otrzymuje się:

Produkty wartościowe, kg/h	Fenol 25545,5	Aceton 15812,0	a-metylostyren 1794
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu kg/t fenolu	smoła fenolowa 28,8
Wydatek pary w t/t	przy destylacji 1,03	przy rozszczepianiu 0,08	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny MS-kumen 2,55
Całkowity współczynnik nakładów kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej kg/t fenolu	1305

Przykład 8

Skład technicznego CHP	Nazwa materiału	Razem
Kumen	CHP	DMPC	ACP	DCP
% wag.	21,01	73,94	4,09	0,70	0,26	100
t/h ‘	17,7522	41,3591	2,2878	0,3916	0,1453	55,936
Całkowita selektywność, % mol.	93,0

Techniczny CHP otrzymywany w ilości 55,94 t/h, doprowadza się do stopnia rozszczepiania, w którym w środowisku reakcji stosunek molowy fenol : aceton : kumen wynosi 1:1: 0,38.

Doprowadzanie cyrkulujących produktów w ilości 335 m /h ustawia się tak, że wartość stosunku AT2/AT1 =21,4.

Do strumienia produktów wychodzących z dolnej części wyparki 3 wprowadza się 1700 kg/h wody. W wyniku przeprowadzonych zmian środowisko reakcji charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol: aceton : kumen = 1 : 0,78 : 0,35. Stężenie wody w produktach doprowadzanych do reaktora rozszczepiania DMPC i DCP wynosi 4,5% wag.

Proces rozszczepiania DMPC i DCP przebiega przy temperaturze 168°C.

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer-AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
3,19	0,21	0,116	0,71	0,31	0,33	950	70

Wydajność AMS wynosi 83,0% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC, a wytwarzanie smoły fenolowej 35,6 kg/t fenolu.

Do otrzymanych produktów rozszczepiania doprowadza się taką ilość frakcji kumenu, że całkowita zawartość kumenu wynosi 40% wag. Frakcja kumenu, która jest oddzielana jako produkt górny kolumny 7 w ilości 14200 kg/h, doprowadzana jest do stopnia neutralizacji.

189 640

Neutralizacja kwasów i oddzielanie soli od produktów reakcji przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 2. Zawartość soli w RMS wynosi 18 ppm. Wydatek pary w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen-AMS wynosi 2,55 t/t fenolu.

Współczynnik wykorzystania kumen/fenol wynosi 1309 kg/t w stopniu rozszczepiania.

W wyniku w procesie tym otrzymuje się:

Produkty wartościowe, kg/h	Fenol 25487,8	Aceton 15773,5	α-metylostyren 1719,1
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu w kg/t fenolu	smoła fenolowa 35,6
Wydatek pary w t/t fenolu	przy destylacji 1,03	przy rozszczepianiu 0,08	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny AMS-kumen 2,55
Całkowity współczynnik wydatku kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej w kg/t fenolu	1308

Przykład 9:

Proces przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 5 przy czym techniczny CHP ma następujący skład:

Techniczny CHP otrzymywany w ilości 61,314 t/h, doprowadza się do stopnia rozszczepiania, które przeprowadza się w środowisku reakcji, w którym utrzymuje się stosunek molowy fenol: aceton : kumen wynosi 1:1: 0,55.

Doprowadzanie cyrkulujących produktów ustawia się zgodnie ze wzorem (1)

Gcyrk = (480x61,314)/28 = 1051 t/h t ak, że przetwarzanie CHP przy wielkości stosunku AT2/AT1 = 3,16 na jedno przejście wynosi 76%.

Skład środowiska reakcji w reaktorze rozszczepiania DCP i DMPC charakteryzuje się stosunkiem molowym fenol: aceton : kumen =1 : 1,8 : 0,51. Stężenie wody w produktach, które podawane są do reaktora rozszczepiania DMPC i DCP, wynosi 1,3% wag.

Proces rozszczepiania DMPC i DCP przebiega przy temperaturze 150°C.

Stężenie produktów ubocznych, % wag.	Stężenie domieszek, ppm
AMS	Dimer-AMS	DMPC	ACP	Kumen-fenol	DCP	HA	MO
2,55	0,24	0,02	0,55	0,30	0,01	870	55

Wydajność AMS wynosi 85,7% wartości teoretycznej za stopniem rozszczepiania DCP i DMPC. ......

Do otrzymanych produktów rozszczepiania doprowadza się taką ilość frakcji kumenu, że całkowita zawartość kumenu i AMS wynosi 40% wag. Frakcja kumenu, która jest oddzielana jako produkt górny kolumny 7 w ilości 9434 kg/h, doprowadzana jest tylko do stopnia neutralizacji.

189 640

Neutralizacja kwasów i oddzielanie soli od produktów reakcji przeprowadza się analogicznie jak w przykładzie 2. Zawartość soli w RMS wynosi 19 ppm.

Wydatek pary w stopniu oddzielania acetonu i mieszaniny kumen-AMS wynosi 2,46 t/t fenolu.

Współczynnik wykorzystania kumen/fenol wynosi 1306 kg/t w stopniu rozszczepiania. W wyniku w procesie tym otrzymuje się

Produkty wartościowe, kg/h	Fenol 25634,4	Aceton 12518,5	α-metylostyren 1752,6
Produkty uboczne na wyjściu z urządzenia do rozszczepiania nadwodorotlenku kumenu w kg/t fenolu	smoła fenolowa 30,3
Wydatek pary w t/t fenolu	przy destylacji 0,94	przy rozszczepianiu 0,08	przy oddzielaniu acetonu i mieszaniny AMS-kumen 2,46
Całkowity współczynnik wydatku kumen/fenol łącznie z krakowaniem smoły fenolowej w kg/t fenolu	1305

Tabela 3 Zestawienie przykładów

Nr	Wydatek t/h	Spadek selektywności przy zatężaniu CHP	Skład środowiska reakcji rozszczepiania jako stosunek molowy feno!: aceton : kumen
techn. CHP	G_Cyk	% CHP	rozszczepianie CHP	rozszczepianie DCP i DMPC
1	2	3	4	5	6
1	50,5		0,47	1 : 1,36:0,2	1 : 1,36:0,2
2	63	1008	0	1:1: 0,61	1 : 0,78 0,87
3	61,314	1051	0,07	1:1: 0,55	1 : 0,78 0,70
4	55,9	1278	0,17	1:1: 0,38	1 : 0,77 0,61
5	61,34	1051	0,07	1:1: 0,55	1 : 1: 0,53
6	58,09	1328	0,17	1:1: 0,42	1 : 1: 0,39
7	55,9	1278	0,17	1:1: 0,38	1 : 0,77 0,61
8	55,9	335	0,17	1:1: 0,38	1 : 0,77 0,35
9	55,94	1051	0,07	1:1: 0,55	1 : 0,80 0,51

Tabela 3 (cd.)

Nr	Temperatura rozszczepiania DCP °C	AT2/AT1	Zawartość kumenu, % wag.	Dodatek umenu i wodyprzy rozszczepianiu DCP i DMPC kg/t CHP
techn. CHP	rozszczepianie CHP	rozszczepianie DCP	neutra- lizacja	kumen	woda
1	7	9	9	10	11	12	13	14
1	100	7,6	12,3	11,46	11,39	11	0	7,1
2	168	2,3	30	30,00	39,89	39,89	159	15,8
3	160	1,5	28	28,00	35	37,52	101	14,67
4	151	3,8	21	21,00	32	37,38	152	17,8
5	156	2,3	28	28,00	27,4	37,66	0	23,7
6	168	5,9	21	21,00	20,58	35,12	0	19,9
7	151	5,7	21	21,00	32	37,45	152	10,3
8	168	21,4	21	21,00	21,15	37,63	0	30,4
9	150	3,16	28	28,00	29	37,49	0	1,03

189 640

Tabela 3 (cd.)

Nr	Przetwarzanie DCP %	Wydajność AMS % teor.	Wydajność smoły fenolowej kg/t fenolu	Współczynnik wydatku przy rozszczepianiu kg/t fenolu	Stężenie domieszek ppm
MO	HA
1	15	16	17	18	19	20
1	92,5	75,9	44	1318,4	300	1500
2	99,87	90,6	24,4	1300	70	950
3	98,41	90,28	25,4	1301	60	920
4	99,46	88,59	28,1	1303	50	890
5	99,98	88,31	27,7	1302	55	910
6	99,99	85,47	60,4	1334	70	950
7	99,82	87,6	28,8	1305	50	890
8	91,48	84	36	1309	70	950
9	99,71	85,74	30,3	1306	50	870

Tabela 3 (cd.)

Nr	Wydatek pary, t/t fenolu	Dodatkowe doprowadzanie materiału ze stopnia neutralizacji, kg/t CHP	Zawartość materiału po stopniu neutralizacji
zatężanie CHP	rektyfikacja	wydatek całkowity	woda	kumen	woda % wag.	NaiSO4, ppm
1	21	22	23	24	25	26	27
1	1,12	2,9	4,02	112	0	12	790
2	0,93	2,46	3,39	11	0	3,5	3
3	0,94	2,46	3,4	9,6	42,4	3,5	20
4	1,03	2,55	3,58	12	102	3,5	15
5	0,94	2,46	3,4	18	178	3,5	18
6	1,03	2,8	3,83	14	236	3,5	8
7	1,03	2,55	3,58	19	100	3,5	16
8	1,03	2,55	3,58	0	254	3,5	18
9	0,94	2,46	3,49	23,81	149	3,5	19

189 640

Wykaz oznaczeń

Stopień destylacji (1 A, B)

Reaktor rozszczepiania CHP (2 A, B, C)

Wyparka

Reaktor rozszczepiania DCP/DMCP

Neutr-alizator

Kolumna oddzielania acetonu

Kolumna oddzielania kumenu

Kolumna oddzielania fenolu/kumenu/AMS

Przewód powrotny kumenu do utleniania (strumień II)

Przewód doprowadzania produktów utleniania kumenu (strumień I)

Przewód stężonych produktów utleniania kumenu Przewód wody chłodzącej

Mieszalnik produktów utleniania, materiału zawracanego do obiegu i katalizatora Pompa

Przewód doprowadzania katalizatora (H2SO4)

Kalorymetr AT 1 (minireaktor rurowy)

Przewód odprowadzania acetonu

Przewód zawracania kumenu/AMS do uwadniania

Przewód doprowadzania środka neutralizacji (NaOH)

Doprowadzenie neutralizacji

Odprowadzanie neutralizacji (strumień VI)

Odprowadzenie ścieków

Pompa obiegowa neutralizacji

Odprowadzenie surowego acetonu (strumień VII)

Przewód surowego fenolu (strumień VIII)

Przewody zawracania kumenu do obiegu (strumień IV, IVa, IVb)

Separator kumenu/H2O

Przewód powrotny wody (strumień III)

Przewód fenol/kumen/AMS

Odprowadzenie fenolu/smoły do rektyfikacji

Claims

1. Ulepszony sposób wytwarzania fenolu i acetonu przez utlenianie kumenu do technicznego nadwodorotlenku kumenu (CHP) z katalitycznym rozszczepianiem CHP, znamienny tym, że produkty utleniania zatęża się aż do zawartości kumenu w technicznym nadwodorotlenku kumenu 21-30% wag. i mieszaninę taką poddaje się katalitycznemu rozszczepianiu, a przy rozszczepianiu utrzymuje się stosunek molowy fenol : aceton : kumen 1:1 - 0,77 : 0,35 - 0,87.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozszczepianie technicznego nadwodorotlenku kumenu przeprowadza się w reaktorach z mechanicznym mieszaniem, a rozszczepianie nadtlenku dwukumenowego, wytwarzanego jako produkt uboczny, przeprowadza się w reaktorze rurowym z różnymi składami środowiska reakcji w wymienionych wyżej reaktorach.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w środowisku reakcji w stopniu rozszczepiania technicznego nadwodorotlenku kumenu w reaktorze z mechanicznym mieszaniem utrzymuje się stosunek molowy fenol : aceton : kumenl : 1 : (0,38 - 0,61).

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że do rozszczepiania technicznego nadwodorotlenku kumenu w reaktorze z mechanicznym mieszaniem w zależności od zawartości kumenu utrzymuje się następujący stosunek:

_ ⁴⁸⁰ x G_iCh ,. v ^cyrk % kumenu przy czym G_Cyk oznacza ilość cyrkulujących produktów rozszczepienia (t/h), GtcHP oznacza ilość technicznego CHP doprowadzonego do rozszczepiania (t/h), a % kumenu oznacza procent wagowy kumenu w technicznym CHP.

5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że rozszczepianie nadtlenku dwukumenowego i dwumetylofenylokarbinolu przeprowadza się w reaktorze rurowym w środowisku reakcji o stosunku molowym fenol : aceton : kumen = 1 : (1 - 0,77): (0,35 - 0,87), korzystnie przy temperaturze 150 - 168°C.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że do reaktora rozszczepiania nadtlenku dwukumenowego i dwumetylofenylokarbinolu doprowadza się frakcję kumenu w ilości do 160 kg/t technicznego nadwodorotlenku kumenu.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że w reaktorze rozszczepiania nadtlenku dwukumenowego i dwumetylofenylokarbinolu doprowadza się wodę w ilości 1 - 30,4 kg/t technicznego nadwodorotlenku kumenu.

8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że sterowanie procesu rozszczepiania nadtlenku dwukumenowego i dwumetylofenylokarbinolu w urządzeniu odbywa się przez regulowanie wartości stosunku (ATS/ATi) w zakresie 1,5 - 21,4, korzystnie 3-8, przy czym:

AT₂ oznacza różnicę temperatury produktów na wejściu i na wyjściu reaktora rozszczepiania nadtlenku dwukumenowego i dwumetylofenylokarbinolu, AT i oznacza różnicę temperatury produktów na wejściu i na wyjściu kalorymetru, który instaluje się w przewodzie cyrkulacji produktów rozszczepiania technicznego nadwodorotlenku kumenu.

9. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że rozszczepianie nadtlenku dwukumenowego i dwumetylofenylokarbinolu przeprowadza się w reaktorze rurowym w środowisku reakcji o obniżonej zawartości acetonu, przy czym zmniejszoną zawartość acetonu uzyskuje się albo przez usuwanie części acetonu, albo przez doprowadzanie dodatkowej ilości frakcji kumenu i wody do produktów rozszczepiania, albo też przez stosowanie obu tych sposobów.

189 640

10. SposóS weóług e.astrz. 9, r.namienny tym, że w etapie napiralizacji kwasu siarkowego całkowita zawartość kumenu i 9-metyłostyrrna w produktach rozszczepiania przez doprowadzanie frakcji węglowodorowej wynosi 40% wag., zawartość wody wynosi 3,5% wag., a stężenie soli w produktach rozszczepiania za stopniem neutralizacji kwasu siarkowego wynosi 3-20 ppm.