RU2167144C2 - Method of producing commercial acetone with high resistance to oxidation - Google Patents
Method of producing commercial acetone with high resistance to oxidation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167144C2 RU2167144C2 RU98109057A RU98109057A RU2167144C2 RU 2167144 C2 RU2167144 C2 RU 2167144C2 RU 98109057 A RU98109057 A RU 98109057A RU 98109057 A RU98109057 A RU 98109057A RU 2167144 C2 RU2167144 C2 RU 2167144C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acetone
- column
- partial condenser
- directed
- phase
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области промышленного производства продуктов нефтехимического синтеза, в частности, к процессу производства ацетона, широко используемого в качестве растворителя и реагента. The invention relates to the field of industrial production of petrochemical synthesis products, in particular, to a process for the production of acetone, widely used as a solvent and reagent.
Традиционным способом промышленного производства ацетона является жидкофазное окисление кумола в гидропероксид кумола с последующим разложением последнего на фенол и ацетон. В продуктах окисления наряду с целевыми продуктами присутствуют побочные карбонильные соединения, в частности, альдегиды, очистка ацетона от которых представляет определенные трудности. Наличие карбонильных соединений ухудшает качественные показатели товарного ацетона, а именно резко снижает такой показатель как устойчивость ацетона к окислению марганцовокислым калием (перманганатный тест). The traditional method of industrial production of acetone is the liquid phase oxidation of cumene to cumene hydroperoxide, followed by decomposition of the cumene into phenol and acetone. In the oxidation products, along with the target products, there are side carbonyl compounds, in particular aldehydes, the purification of acetone from which presents certain difficulties. The presence of carbonyl compounds worsens the quality indicators of commodity acetone, namely it sharply reduces such an indicator as the resistance of acetone to potassium permanganate oxidation (permanganate test).
Известен способ очистки кетонов от примесей альдегидов с помощью реакции Тищенко, проводимой в присутствии мягких кислот Льюиса [Патент США N 4885399, от 05 декабря 1989 г.]. Недостатком способа является необходимость тщательной предварительной осушки продукта или проведения процесса в специальном растворителе, что приводит к значительному усложнению и удорожанию технологической схемы процесса. A known method of purification of ketones from aldehyde impurities using the Tischenko reaction carried out in the presence of soft Lewis acids [US Patent N 4885399, December 5, 1989]. The disadvantage of this method is the need for thorough preliminary drying of the product or the process in a special solvent, which leads to a significant complication and cost of the technological scheme of the process.
Известен способ очистки ацетона с помощью химического связывания содержащихся в нем примесей альдегидов различными диаминами с последующей дистилляцией обработанного продукта [Патент США N 5399776, от 21 марта 1995 г.]. Способ имеет тот недостаток, что химические реагенты для проведения очистки дороги, а образующиеся в результате реакции азотистые соединения оказывают негативное воздействие на окружающую среду при их утилизации. A known method for the purification of acetone by chemical bonding of impurities of aldehydes contained in it with various diamines, followed by distillation of the treated product [US Patent No. 5399776, March 21, 1995]. The method has the disadvantage that the chemical reagents for road cleaning, and the nitrogen compounds formed as a result of the reaction, have a negative impact on the environment during their disposal.
Наиболее распространенным способом очистки ацетона от примесей альдегидов является обработка ацетона-сырца в присутствии щелочного катализатора, основанная на реакции их конденсации с образованием альдолей [Патент США N 4626600, от 02 декабря 1986 г.; Патент США N 4722769, от 02 февраля 1988 г.; Патент США N 4340447, от 20 июля 1982 г.]. The most common way to purify acetone from aldehyde impurities is to treat the crude acetone in the presence of an alkaline catalyst based on the condensation reaction to form aldols [US Patent No. 4,626,600, December 2, 1986; U.S. Patent 4,722,769, February 2, 1988; US patent N 4340447, July 20, 1982].
Существуют различные варианты оформления технологической схемы ректификационного выделения товарного ацетона в присутствии щелочного катализатора. There are various design options for the rectification process flow chart for the separation of commercial acetone in the presence of an alkaline catalyst.
В патенте [Патент США N 4626600, от 02 декабря 1986 г.] описан вариант схемы выделения товарного ацетона, в котором реакционная масса разложения, содержащая ацетон, фенол, кумол, α -метилстирол, воду, продукты конденсации фенола и α-метилстирола и примеси, поступает в колонну разделения, основное назначение которой разделить реакционную массу разложения на ацетоновый и фенольный потоки. Полученный верхом ацетоновый поток содержит ацетон, кумол, воду и α-метилстирол и направляется на стадию выделения товарного ацетона. Выделение товарного ацетона из ацетонового потока проводится в двух колоннах, где на первой колонне отгоняются только альдегидная фракция и небольшой рецикловый поток ацетона, направляемый на стадию разложения ГПК, а весь ацетоновый поток поступает в колонну товарного ацетона, где верхом с флегмовым числом выше пяти (в высокоэффективных колоннах, заполненных насадками типа Intalox-2T, флегмовое число может быть снижено до 2,5) получают товарный ацетон, а кубовый продукт, представляющий собой гетерогенную смесь кумола с α -метилстиролом и воды, поступает в разделитель фаз. Углеводородная фракция из разделителя поступает на дальнейшую переработку, а водная фаза - на стадию нейтрализации продуктов разложения ГПК. Подача водного раствора щелочи осуществляется в обе колонны стадии выделения товарного ацетона, либо с питанием, но чаще выше точки питания (в высокоэффективных колоннах, заполненных насадками типа Intalox-2T, из-за плохой растворимости щелочи в ацетоне и, как следствие, забивки насадки подача водного раствора щелочи осуществляется предпочтительно только с питанием). US Pat. No. 4,626,600, December 2, 1986] describes a variant of a commodity acetone recovery scheme in which the reaction mass of decomposition containing acetone, phenol, cumene, α-methyl styrene, water, phenol and α-methyl styrene condensation products, and impurities enters the separation column, the main purpose of which is to separate the reaction mass of decomposition into acetone and phenolic streams. The acetone stream obtained on top contains acetone, cumene, water and α-methylstyrene and is sent to the stage of separation of commodity acetone. The separation of commodity acetone from the acetone stream is carried out in two columns, where only the aldehyde fraction and a small recycle acetone stream directed to the HPA decomposition stage are distilled off on the first column, and the entire acetone stream enters the commodity acetone column, where the top with a reflux number above five (in high-performance columns filled with Intalox-2T nozzles, the reflux ratio can be reduced to 2.5), commodity acetone is obtained, and the bottoms product, which is a heterogeneous mixture of cumene with α-methylstyrene and water, enters the phase separator. The hydrocarbon fraction from the separator goes to further processing, and the aqueous phase to the stage of neutralization of the decomposition products of the CCP. The aqueous alkali solution is supplied to both columns at the stage of separation of commodity acetone, either with food, but more often above the feeding point (in high-performance columns filled with Intalox-2T nozzles, due to poor alkali solubility in acetone and, as a result, nozzle blockage an aqueous solution of alkali is preferably carried out only with nutrition).
Основным недостатком используемой схемы является получение товарного ацетона с невысокой устойчивостью к окислению (перманганатный тест не выше 4 ч) из-за обратимости реакции альдольной конденсации. Проведенные нами исследования показали, что альдегиды в ацетоновом потоке, содержащем кумол и воду, распределяются между органической и водной фазами в массовом соотношении 2: 1. При обработке ацетонового потока водным раствором щелочи альдегиды, находящиеся в водной фазе, практически не вступают в реакцию альдольной конденсации. Альдегиды, находящиеся в органической фазе, легко вступают в реакцию альдольной конденсации, причем большая часть продуктов альдольной конденсации переходит в водную фазу. Таким образом, водная фаза ацетонового потока содержит свободные альдегиды и продукты альдольной конденсации. При ректификации обработанного щелочью ацетонового потока при повышенных температурах наблюдается частичный распад продуктов альдольной конденсации и, как следствие, попадание альдегидов в товарный продукт, в результате чего перманганатный тест товарного ацетона обычно не превышает 4 ч. При невысокой эффективности колонны выделения товарного ацетона продукты альдольной конденсации в незначительных количествах также попадают в товарный продукт и наряду с альдегидами снижают значение перманганатного теста. The main drawback of the scheme used is the preparation of marketable acetone with a low oxidation stability (permanganate test no more than 4 hours) due to the reversibility of the aldol condensation reaction. Our studies showed that aldehydes in the acetone stream containing cumene and water are distributed between the organic and aqueous phases in a mass ratio of 2: 1. When the acetone stream is treated with an aqueous alkali solution, the aldehydes in the aqueous phase practically do not enter the aldol condensation reaction . Aldehydes in the organic phase readily enter the aldol condensation reaction, with most of the aldol condensation products entering the aqueous phase. Thus, the aqueous phase of the acetone stream contains free aldehydes and aldol condensation products. During rectification of the alkali-treated acetone stream at elevated temperatures, partial decomposition of the aldol condensation products is observed and, as a result, the aldehydes get into the commercial product, as a result of which the permanganate test of commercial acetone usually does not exceed 4 hours. With a low efficiency of the commodity acetone separation column, the aldol condensation products insignificant quantities also fall into the marketable product and, along with aldehydes, reduce the value of permanganate test.
В патенте [Патент США N 4722769, от 02 февраля 1988 г.] представлена схема выделения товарного ацетона, отличающаяся от представленной в патенте [Патент США N 4626600, от 02 декабря 1986 г.] тем, что выделение товарного ацетона проводится на одной ректификационной колонне. Так же как в патенте [Патент США N 4626600, от 02 декабря 1986 г.] реакционная масса разложения поступает в колонну разделения, в которой верхом выделяется ацетоновый поток, содержащий ацетон, кумол, воду и α-метилстирол и направляется в колонну товарного ацетона. Подача ацетонового потока в колонну осуществляется в паровой и жидкой фазах, выше точки питания подается водный раствор щелочи, товарный ацетон в жидкой фазе выводится боковым погоном, а дистиллят конденсируется и часть его подается на флегму в верхней части колонны, а часть конденсата возвращается в колонну в точке между подачей сырья и водного раствора щелочи. Авторами показано, что, так как основное взаимодействие между альдегидом и щелочью происходит на тарелках, где одновременно находятся водная и углеводородная фазы, эффективность контакта которых невелика, то для успешного проведения процесса необходимо поддерживать оптимальный режим в колонне регулированием температурного профиля. Так как боковой отбор товарного ацетона проводится в жидкой фазе, то обеспечить необходимое количество жидкости на тарелке отбора можно только за счет значительных рецикловых потоков, в данном случае за счет значительного флегмового потока. Для реализации такого процесса необходима колонна большего диаметра и соответственно за счет значительных рецикловых потоков возрастают энергетические затраты. Авторы указывают, что ограничением данного изобретения является содержание кумола в ацетоновом потоке. Как показано в патенте, для того, чтобы получать товарный ацетон требуемого качества, содержание кумола в ацетоновом потоке не должно превышать 4 мас.%. Во многих промышленных процессах содержание кумола в ацетоновом потоке значительно выше 4 мас.% и достигает 17-20 мас.%. In the patent [US Patent No. 4722769, February 02, 1988] a scheme for isolating commodity acetone is presented, which differs from that presented in the patent [US Patent No. 4626600, December 02, 1986] in that the isolation of commodity acetone is carried out on one distillation column . As in the patent [US Patent No. 4,626,600, December 2, 1986], the decomposition reaction mass enters the separation column, in which the acetone stream containing acetone, cumene, water and α-methyl styrene is released on top and sent to the commodity acetone column. The acetone stream is supplied to the column in the vapor and liquid phases, an alkaline aqueous solution is supplied above the feed point, commodity acetone in the liquid phase is removed in a side stream, and the distillate is condensed and part of it is supplied to reflux in the upper part of the column, and part of the condensate is returned to the column in point between the supply of raw materials and an aqueous solution of alkali. The authors showed that, since the main interaction between the aldehyde and alkali occurs on plates where the aqueous and hydrocarbon phases are simultaneously located, the contact efficiency of which is low, for the process to be successful, it is necessary to maintain the optimum mode in the column by controlling the temperature profile. Since the side selection of commodity acetone is carried out in the liquid phase, it is possible to provide the required amount of liquid on the selection plate only due to significant recycle flows, in this case due to significant reflux stream. To implement such a process, a larger diameter column is required and, accordingly, due to significant recycle flows, energy costs increase. The authors indicate that a limitation of the present invention is the cumene content in the acetone stream. As shown in the patent, in order to obtain marketable acetone of the required quality, the cumene content in the acetone stream should not exceed 4 wt.%. In many industrial processes, the cumene content in the acetone stream is significantly higher than 4 wt.% And reaches 17-20 wt.%.
В патенте [Патент США N 4340447, от 20 июля 1982 г.] представлена схема выделения товарного ацетона, подобная схеме, представленной в патенте [Патент США N 4722769, от 02 февраля 1988 г.], отличающаяся тем, что ацетоновый поток в паровой фазе, содержащий ацетон, воду и примеси альдегидов, из колонны разделения через парциальный конденсатор направляется в колонну товарного ацетона. Сконденсированная в парциальном конденсаторе фаза направляется в колонну разделения на флегму. Содержание кумола в ацетоновом потоке не указывается. Ацетоновый поток поступает в колонну выделения товарного ацетона, где боковым отбором выделяется товарный ацетон, а дистиллят конденсируется и часть его подается на флегму в верхней части колонны, а часть конденсата подается на стадию разложения технического гидропероксида кумола. Подача водного раствора щелочи в колонне товарного ацетона осуществляется выше точки питания. Концентрация щелочи может варьироваться от 0,01 до 5,0 мас. %. Давление наверху колонны выделения товарного ацетона поддерживается на уровне 0,3 - 0,8 бар, при этом температура в кубе - 80 - 120oC. Массовое отношение флегмового потока к боковому потоку составляет от 4:1 до 25:1.In the patent [US Patent No. 4,340,447, July 20, 1982], there is provided a scheme for isolating commodity acetone, similar to that presented in the patent [US Patent No. 4722769, February 2, 1988], characterized in that the acetone stream is in the vapor phase containing acetone, water and aldehyde impurities from the separation column through a partial condenser is sent to the column of commodity acetone. The phase condensed in the partial capacitor is sent to the reflux separation column. The cumene content in the acetone stream is not indicated. The acetone stream enters the commodity acetone separation column, where commodity acetone is separated by side extraction, and the distillate is condensed and part of it is supplied to reflux in the upper part of the column, and part of the condensate is fed to the decomposition stage of technical cumene hydroperoxide. The aqueous alkali solution in the column of commodity acetone is supplied above the feed point. The alkali concentration can vary from 0.01 to 5.0 wt. % The pressure at the top of the product acetone separation column is maintained at 0.3 - 0.8 bar, while the temperature in the cube is 80 - 120 o C. The mass ratio of the reflux stream to the side stream is from 4: 1 to 25: 1.
Представленные в патентах [Патент США N 4722769, от 02 февраля 1988 г.; Патент США N 4340447, от 20 июля 1982 г.] схемы также не позволяют получать ацетон с высокой устойчивостью к окислению по причинам, указанным выше. При выделении товарного ацетона по схемам, описанным в патентах [Патент США N 4626600, от 02 декабря 1986 г.; Патент США N 4722769, от 02 февраля 1988 г.; Патент США N 4340447, от 20 июля 1982 г.], за счет высоких флегмовых чисел расход энергии значителен. Presented in Patents [US Patent No. 4,722,769, February 2, 1988; US patent N 4340447, dated July 20, 1982] schemes also do not allow to obtain acetone with high oxidation stability for the reasons mentioned above. When isolating commodity acetone according to the schemes described in the patents [US Patent No. 4626600, December 2, 1986; U.S. Patent 4,722,769, February 2, 1988; US patent N 4340447, July 20, 1982], due to the high reflux numbers, energy consumption is significant.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и получение товарного ацетона с повышенной устойчивостью к окислению при использовании ректификационного выделения товарного ацетона в присутствии щелочного катализатора. The aim of the present invention is to remedy these shortcomings and obtain marketable acetone with increased oxidation stability when using distillation separation of marketable acetone in the presence of an alkaline catalyst.
Проведенные нами исследования показали, что для того, чтобы получать ацетон с высокой устойчивостью к окислению (перманганатный тест выше 10 ч), необходимо получать товарный ацетон с содержанием альдегидов ниже 5 - 10 ppm и практически отсутствием в нем продуктов альдольной конденсации. Для получения товарного ацетона с такими показателями необходимо варьировать количество подаваемого щелочного катализатора, а во избежание попадания продуктов альдольной конденсации в товарный ацетон отбор ацетона проводить в паровой фазе, направляя ее в парциальный конденсатор, где за счет изменения массового соотношения парового и сконденсированного потоков удается достичь степени удаления продуктов альдольной конденсации, равной 90%. Our studies showed that in order to obtain acetone with high oxidation stability (permanganate test above 10 h), it is necessary to obtain marketable acetone with aldehydes below 5 - 10 ppm and practically no aldol condensation products in it. To obtain commercial acetone with such indicators, it is necessary to vary the amount of alkaline catalyst supplied, and in order to avoid the aldol condensation products entering commercial acetone, acetone is taken in the vapor phase, directing it to the partial condenser, where it is possible to achieve the degree of change in the mass ratio of steam and condensed flows removal of aldol condensation products equal to 90%.
Сущность изобретения иллюстрируется представленной на фиг. 1 и 2 схемой проведения процесса. The invention is illustrated in FIG. 1 and 2 diagram of the process.
На фиг. 1 представлена трехколонная схема выделения товарного ацетона, а на фиг. 2 - двухколонная схема. In FIG. 1 shows a three-column scheme for isolating commodity acetone, and in FIG. 2 - two-column scheme.
Рассмотрим схему, представленную на фиг. 1. Реакционная масса разложения поступает в колонну разделения, где верхом в паровой фазе отделяется ацетоновый поток и направляется в парциальный конденсатор. Массовое соотношение парового и сконденсированного потоков в парциальном конденсаторе поддерживается от 1:0,02 до 1:0,1. Паровая фаза парциального конденсатора, содержащая ацетон, кумол (до 40 мас.%), воду (до 20 мас.%) и α-метилстирол, направляется на стадию выделения товарного ацетона, состоящую из двух колонн ректификации, работающих либо при атмосферном давлении, либо при вакууме 400-600 мм рт.ст. Сконденсированная фаза направляется на флегму первой колонны. Consider the circuit shown in FIG. 1. The reaction mass of decomposition enters the separation column, where the acetone stream is separated on top in the vapor phase and sent to the partial condenser. The mass ratio of steam and condensed flows in the partial condenser is maintained from 1: 0.02 to 1: 0.1. The vapor phase of the partial condenser, containing acetone, cumene (up to 40 wt.%), Water (up to 20 wt.%) And α-methyl styrene, is sent to the stage of separation of commodity acetone, consisting of two distillation columns operating either at atmospheric pressure or at a vacuum of 400-600 mm Hg The condensed phase is directed to the reflux of the first column.
Во второй колонне верхом отгоняют альдегидную фракцию, которую подают на стадию нейтрализации. При нейтрализации серной кислоты в продуктах разложения технического ГПК, осуществляемой водным раствором щелочи или водным раствором фенолята натрия, на стадии нейтрализации альдегиды превращаются в продукты альдольной конденсации и переходят в водную фазу, а ацетон с нейтрализованными продуктами разложения возвращается на питание первой колонны. Боковым погоном с 3 - 7 тарелки отбирается весь ацетон в паровой фазе с содержанием воды 1-2 мас.%, с одновременной подачей во второй колонне выше тарелки питания (на 10 тарелку) водного раствора гидроксида натрия в расчете на 100% NaOH от 0,0036 т до 0,006 т на 1 т тонну ацетона в зависимости от требуемой величины перманганатного теста от 10 до 70 ч, кубовым потоком отбираются углеводороды и вода. Боковой отбор, поступающий в паровой фазе в парциальный конденсатор, разделяется в нем на жидкую и паровую фазы при массовом соотношении потоков от 1:10 до 1:100 соответственно. Паровая фаза парциального конденсатора направляется в третью колонну, где выделяется верхом товарный ацетон колонны с флегмовым числом не выше 2,5, а кубовый продукт, представляющий собой водный раствор ацетона с содержанием воды 30-40 мас. %, возвращается на питание второй колонны. Жидкая фаза парциального конденсатора, установленного после колонны 2, обрабатывается щелочью и возвращается либо во вторую колонну, либо на стадию нейтрализации продуктов разложения гидропероксида кумола. In the second column, the aldehyde fraction is distilled off, which is fed to the neutralization step. When sulfuric acid is neutralized in the decomposition products of a technical HPA carried out with an aqueous alkali solution or an aqueous solution of sodium phenolate, at the stage of neutralization, aldehydes are converted to aldol condensation products and transferred to the aqueous phase, and acetone with neutralized decomposition products is returned to the food of the first column. Side acetone from a 3 - 7 plate selects all acetone in the vapor phase with a water content of 1-2 wt.%, With a simultaneous supply of an aqueous solution of sodium hydroxide in a second column above (10 plate) per 100% NaOH from 0, 0036 tons to 0.006 tons per 1 ton of acetone, depending on the required permanganate dough value from 10 to 70 hours, hydrocarbons and water are selected in a bottoms stream. The lateral extraction entering the partial condenser in the vapor phase is divided into liquid and vapor phases in it with a mass ratio of flows from 1:10 to 1: 100, respectively. The vapor phase of the partial condenser is sent to the third column, where commodity acetone of the column with a reflux ratio of no higher than 2.5 is emitted on top, and the bottoms product, which is an aqueous solution of acetone with a water content of 30-40 wt. %, returns to the power of the second column. The liquid phase of the partial condenser installed after
При осуществлении процесса получения товарного ацетона по схеме, описанной выше, варьированием количества подаваемой щелочи обеспечивается практически полное удаление альдегидов из потока выше тарелки питания, при этом, если альдегиды все-таки не будут полностью убраны, то большая их часть будет отобрана в головке колонны 2, а в боковом отборе количество альдегидов будет минимальным. Если количество альдегидов в боковом отборе будет больше 10 ppm, а также, если в данном потоке будут содержаться продукты альдольной конденсации, то содержание альдегидов и продуктов альдольной конденсации в товарном ацетоне можно обеспечить варьированием массового соотношения паровой и жидкой фаз в парциальном конденсаторе, установленном после колонны 2. При осуществлении процесса по схеме фиг. 1 назначение колонны 3 состоит только в разделении ацетона и воды. Как показывают наши исследования, расчеты и опыт промышленной эксплуатации для обеспечения требуемого содержания воды в товарном ацетоне (содержание воды в товарном ацетоне не должно быть выше 0,4 мас.%) флегмовое число на колонне 3 не должно превышать 2,5. When carrying out the process of obtaining commodity acetone according to the scheme described above, by varying the amount of alkali supplied, the aldehydes are almost completely removed from the stream above the food plate, and if the aldehydes are still not completely removed, most of them will be taken away in the head of
Обычно, согласно нашим исследованиям, путем варьирования расхода щелочного катализатора удается достичь отсутствия наличия альдегидов в ацетоне отбираемым боковым погоном. При поддержании в колонне давления ниже атмосферного содержание воды в дистилляте при постоянном флегмовом числе снижается. В таком случае для выделения товарного ацетона может быть использовано не три колонны, как это представлено на фиг. 1, а только две. На фиг. 2 представлена схема получения ацетона с двумя колоннами на стадии выделения товарного ацетона. Usually, according to our studies, by varying the flow rate of an alkaline catalyst, it is possible to achieve the absence of aldehydes in acetone by a selected side stream. When maintaining the pressure in the column below atmospheric, the water content in the distillate is reduced at a constant reflux ratio. In this case, not three columns can be used to isolate marketable acetone, as shown in FIG. 1, but only two. In FIG. 2 shows a scheme for producing acetone with two columns at the stage of separation of commodity acetone.
Ацетоновый поток в паровой фазе из парциального конденсатора первой колонны, содержащий ацетон, кумол (до 40 мас.%), воду (до 20 мас.%) и α-метилстирол, направляется во вторую колонну ректификации, где верхом в паровой фазе отбирается ацетон с содержанием воды менее 1 мас.% и направляется в парциальный конденсатор при соотношении получаемых в нем жидкой и паровой от 1:50 до 1:150, соответственно, с одновременной подачей в колонну выше тарелки питания водного раствора гидроксида натрия в расчете на 100% NaOH от 0,0036 т до 0,006 т на 1 т тонну ацетона в зависимости от требуемой величины перманганатного теста от 4 до 40 ч, конденсации паровой фазы парциального конденсатора в холодильнике с получением товарного ацетона, обработкой жидкой фазы парциального конденсатора водным раствором щелочи и последующий возврат полученного ацетона-сырца в колонну 2 либо в точку питания, либо на флегму. The acetone stream in the vapor phase from the partial condenser of the first column, containing acetone, cumene (up to 40 wt.%), Water (up to 20 wt.%) And α-methyl styrene, is directed to the second distillation column, where acetone with the top is taken in the vapor phase the water content is less than 1 wt.% and is sent to the partial condenser at a ratio of liquid and steam obtained in it from 1:50 to 1: 150, respectively, with the simultaneous supply of an aqueous sodium hydroxide solution to the column above the feed plate per 100% NaOH from 0.0036 t to 0.006 t per 1 ton of acetone depending from the desired value permanganate test from 4 to 40 hours, the condensation of the vapor phase partial condenser in a refrigerator, to produce acetone, treating the liquid phase partial condenser aqueous alkali and subsequent return obtained acetone raw to
Отличительными особенностями разработанного нами процесса от прототипа [Патент США N 4340447, от 20 июля 1982 г.] являются:
1) содержание кумола в ацетоновом потоке, поступающем для выделения товарного ацетона, составляет от 1 до 40 мас.%;
2) содержание воды в ацетоновом потоке, поступающем для выделения товарного ацетона, составляет от 2 до 20 мас.%;
3) изменением расхода щелочного катализатора выше точки подачи сырья (массового соотношения 100% NaOH/ацетон от 0,0036 до 0,006) обеспечивается содержание альдегидов в товарном ацетоне ниже 10 ppm;
4) cконденсированные продукты парциального конденсатора, содержащие непрореагировавшие альдегиды, альдоли и ацетон, дополнительно подвергаются обработке щелочным катализатором и либо возвращаются в колонну, либо направляются на стадию нейтрализации;
5) cтепень отделения альдолей в парциальном конденсаторе превышает 90%;
6) cодержание ацетона в кубовом потоке колонны 2 (см. фиг. 1 или 2), содержащем углеводороды и воду, не превышает 0,5 мас.%;
7) для снижения энергетических затрат отбор ацетона из колонны 2 (см. фиг. 1 или 2) проводится в паровой фазе;
8) товарный ацетон, получаемый по предлагаемым схемам, имеет высокую устойчивость к окислению (перманганатный тест от 10 до 70 ч).Distinctive features of our developed process from the prototype [US Patent N 4340447, July 20, 1982] are:
1) the content of cumene in the acetone stream supplied to isolate commodity acetone is from 1 to 40 wt.%;
2) the water content in the acetone stream entering to isolate commodity acetone is from 2 to 20 wt.%;
3) by changing the consumption of alkaline catalyst above the feed point (mass ratio of 100% NaOH / acetone from 0.0036 to 0.006), the content of aldehydes in commodity acetone is below 10 ppm;
4) the condensed products of the partial condenser containing unreacted aldehydes, aldols and acetone are additionally treated with an alkaline catalyst and either returned to the column or sent to the neutralization stage;
5) the degree of separation of aldols in the partial capacitor exceeds 90%;
6) the acetone content in the bottoms stream of column 2 (see Fig. 1 or 2) containing hydrocarbons and water does not exceed 0.5 wt.%;
7) to reduce energy costs, the selection of acetone from column 2 (see Fig. 1 or 2) is carried out in the vapor phase;
8) commodity acetone obtained by the proposed schemes has a high oxidation stability (permanganate test from 10 to 70 hours).
Указанные преимущества и отличия разработанной технологии демонстрируются примерами 1-5 (см. сводную таблицу примеров). The indicated advantages and differences of the developed technology are demonstrated by examples 1-5 (see the summary table of examples).
Приведенные в примерах состав ацетонового потока, концентрации щелочного катализатора, номера тарелок ввода сырья и вывода продуктов ректификации не ограничивают область применения данного изобретения. Given in the examples, the composition of the acetone stream, the concentration of alkaline catalyst, the number of plates of the input of raw materials and output of rectification products do not limit the scope of this invention.
Сопоставительное лабораторное исследование выделения товарного ацетона по схеме, представленной в патенте [Патент США N 4340447, от 20 июля 1982 г. ], и по схемам, предложенным в данном изобретении, проводилось на лабораторных насадочных ректификационных колоннах. A comparative laboratory study of the isolation of commercial acetone according to the scheme presented in the patent [US Patent No. 4340447, July 20, 1982], and according to the schemes proposed in this invention, was carried out on laboratory packed distillation columns.
Пример 1 (сравнительный по прототипу). Example 1 (comparative prototype).
Ацетоновый поток, содержащий ацетон, воду (3 мас.%) и такие примеси, как ацетальдегид в количестве 600 ppm, фенол в количестве 3000 ppm, поступает в колонну выделения товарного ацетона. Колонна имеет 55 реальных тарелок, диаметр колонны 38 мм. Расход сырья 200 мл/ч, подача сырья осуществлялась на 45 тарелку (нумерация тарелок производится сверху колонны). Давление на верху колонны 450 мм рт.ст. Водный раствор щелочи (15% NaOH) подавался на 35 тарелку, расход потока щелочи составлял 3,5 мл/ч. Верхом отбирался поток, содержащий ацетон и альдегиды, конденсировался и возвращался на флегму. Товарный ацетон в жидкой фазе был выделен с 10 тарелки. Товарный ацетон имел перманганатный тест, равный 4 ч. Флегмовое число (соотношение потока верха колонны и потока товарного ацетона) поддерживалось 10:1. Кубовый поток колонны содержал воду, продукты альдольной конденсации, фенол, фенолят натрия и ацетон в количестве - 1 мас.%. Расход пара - 0,4 кг пара/кг ацетона. An acetone stream containing acetone, water (3 wt.%) And impurities such as acetaldehyde in an amount of 600 ppm, phenol in an amount of 3000 ppm, enters the commodity acetone separation column. The column has 55 real plates, the diameter of the column is 38 mm.
Пример 2. Example 2
Ацетоновый поток, содержащий ацетон (60 мас. %), кумол (20 мас.%), α-метилстирол (3 мас. %), воду (17 мас.%) и примеси ацетальдегида в количестве 600 ppm и фенола в количестве 3000 ppm, подавался в колонну 2 (процесс выделения товарного ацетона осуществляется по схеме, предложенной на фиг. 1). Колонна 2 имеет 40 реальных тарелок, диаметр колонны 28 мм. Расход сырья 200 мл/ч, подача сырья осуществлялась на 20 тарелку (нумерация тарелок производится сверху колонны). Давление наверху колонны атмосферное. Водный раствор щелочи (20% NaOH) подавался на 10 тарелку, расход щелочного катализатора составлял 2,4 мл/ч (в расчете на 100% NaOH - 0,0048 г NaOH на 1 г ацетона). Сверху отбирался поток ацетона, содержащий 25 ppm ацетальдегида в количестве 0,5 мл/ч. С пятой тарелки отбирался поток в паровой фазе в количестве 134 мл/ч, содержащий ацетон, воду - 1,5 мас.%, ацетальдегид - 15 ppm, продукты альдольной конденсации отсутствовали. Кубовый поток содержал воду, кумол, α-метилстирол, альдоли, фенол и феноляты. Содержание ацетона в кубовом потоке не превышало 0,3 мас.%. Температура в кубе поддерживалась не выше 105oC. Поток ацетона с пятой тарелки в паровой фазе направлялся в парциальный конденсатор. Массовое соотношение парового потока и сконденсированного потока в парциальном конденсаторе поддерживалось равным 1:100. Паровой поток из парциального конденсатора, содержащий ацетон, воду - 1 мас.% и ацетальдегид - 8 ppm, направлялся в колонну 3. Колонна 3 имеет 65 реальных тарелок, диаметр колонны 38 мм. Расход сырья 134 мл/ч, подача сырья осуществлялась на 50 тарелку (нумерация тарелок производится сверху колонны). Давление на верху колонны 3 - 600 мм рт.ст. Верхом колонны 3 отбирался товарный ацетон в количестве 120 мл/ч. Флегмовое число поддерживалось равным 2,5. Содержание воды в товарном ацетоне - 0,3 мас.%, содержание ацетальдегида - 10 ppm. Перманганатный тест товарного ацетона - 40 ч. Кубовый продукт колонны 3, содержащий ацетон и воду, направлялся на питание колонны 2.Acetone stream containing acetone (60 wt.%), Cumene (20 wt.%), Α-methylstyrene (3 wt.%), Water (17 wt.%) And acetaldehyde impurities in the amount of 600 ppm and phenol in the amount of 3000 ppm , was supplied to column 2 (the process of separating commodity acetone is carried out according to the scheme proposed in Fig. 1).
Расход пара - 0,25 кг пара/кг ацетона. Steam consumption - 0.25 kg steam / kg acetone.
Пример 3. Example 3
Ацетоновый поток, содержащий ацетон (60 мас. %), кумол (20 мас. %), α-метилстирол (3 мас. %), воду (17 мас. %) и примеси ацетальдегида в количестве 600 ppm и фенола в количестве 3000 ppm, подавался в колонну 2 (процесс выделения товарного ацетона осуществляется по схеме, предложенной на фиг. 2). Колонна 2 имеет 65 реальных тарелок, диаметр колонны 38 мм. Расход сырья 200 мл/ч, подача сырья осуществлялась на 32 тарелку (нумерация тарелок производится сверху колонны). Давление на верху колонны - 600 мм рт. ст. Водный раствор щелочи (20% NaOH) подавался на 10 тарелку, расход щелочного катализатора составлял 2,4 мл/ч (в расчете на 100% NaOH - 0,0048 г NaOH на 1 г ацетона). Сверху отбирался поток ацетона в паровой фазе в количестве 133 мл/ч, содержащий 15 ppm ацетальдегида, 0,7 мас.% воды, продукты альдольной конденсации отсутствовали. Кубовый поток содержал воду, кумол, α-метилстирол, альдоли, фенол и феноляты. Содержание ацетона в кубовом потоке не превышало 0,3 мас. %. Температура в кубе поддерживалась не выше 105oC. Поток ацетона с верха колонны направлялся в парциальный конденсатор. Массовое соотношение парового потока и сконденсированного потока в парциальном конденсаторе поддерживалось равным 1:150. Товарный ацетон получали конденсацией парового потока из парциального конденсатора. Товарный ацетон содержал воду - 0,3 мас.% и ацетальдегид - 10 ppm. Перманганатный тест товарного ацетона равнялся 30 ч. Расход пара - 0,15 кг пара/кг ацетона.Acetone stream containing acetone (60 wt.%), Cumene (20 wt.%), Α-methylstyrene (3 wt.%), Water (17 wt.%) And acetaldehyde impurities in the amount of 600 ppm and phenol in the amount of 3000 ppm , was supplied to column 2 (the process of separating commodity acetone is carried out according to the scheme proposed in Fig. 2).
Пример 4. Example 4
Процесс выделения товарного ацетона проводится аналогично примеру 2 с тем отличием, что расход щелочи составлял 3,0 мл/ч (в расчете на 100% NaOH - 0,006 г NaOH на 1 г ацетона). Давление наверху колонны 2 поддерживалось - 600 мм рт. ст. С пятой тарелки отбирался поток в паровой фазе в количестве 133,5 мл/ч, содержащий ацетон, воду - 1,0 мас.%, ацетальдегид - 10 ppm, продукты альдольной конденсации отсутствовали. Поток ацетона с пятой тарелки в паровой фазе направлялся в парциальный конденсатор. Массовое соотношение парового потока и сконденсированного потока в парциальном конденсаторе поддерживалось равным 1: 50. Паровой поток из парциального конденсатора, содержащий ацетон, воду - 0,7 мас.% и ацетальдегид - 6 ppm, направлялся в колонну 3. Верхом колонны 3 отбирался товарный ацетон в количестве 120 мл/ч. Флегмовое число поддерживалось равным 2,0. Содержание воды в товарном ацетоне - 0,3 мас.%, содержание ацетальдегида - 7 ppm. Перманганатный тест товарного ацетона - 65 ч. Расход пара - 0,26 кг пара/кг ацетона. The process of separating commodity acetone is carried out analogously to example 2 with the difference that the alkali consumption was 3.0 ml / h (calculated as 100% NaOH - 0.006 g NaOH per 1 g of acetone). The pressure at the top of
Пример 5. Example 5
Процесс выделения товарного ацетона проводится аналогично примеру 3 с тем отличием, что расход щелочи составлял 3,0 мл/ч (в расчете на 100% NaOH - 0,006 г NaOH на 1 г ацетона). Давление на верху колонны - 500 мм рт.ст. Сверху отбирался поток ацетона в паровой фазе в количестве 132,7 мл/ч, содержащий 10 ppm ацетальдегида, 0,5 мас.% воды, продукты альдольной конденсации отсутствовали. Поток ацетона с верха колонны направлялся в парциальный конденсатор. Массовое соотношение парового потока и сконденсированного потока в парциальном конденсаторе поддерживалось равным 1:100. Товарный ацетон получали конденсацией парового потока из парциального конденсатора. Товарный ацетон содержал воду - 0,3 мас.% и ацетальдегид - 8 ppm. Перманганатный тест товарного ацетона равнялся 40 ч. Расход пара - 0,16 кг пара/кг ацетона. The process of isolating commodity acetone is carried out analogously to example 3 with the difference that the alkali consumption was 3.0 ml / h (calculated as 100% NaOH - 0.006 g NaOH per 1 g of acetone). The pressure at the top of the column is 500 mm Hg. A stream of acetone in the vapor phase in the amount of 132.7 ml / h, containing 10 ppm acetaldehyde, 0.5 wt.% Water, was selected from above, there were no aldol condensation products. The flow of acetone from the top of the column was directed to a partial condenser. The mass ratio of the vapor stream and the condensed stream in the partial condenser was maintained equal to 1: 100. Commodity acetone was obtained by condensation of a vapor stream from a partial condenser. Commercial acetone contained water - 0.3 wt.% And acetaldehyde - 8 ppm. The permanganate test for commercial acetone was 40 hours. The steam consumption was 0.16 kg of steam / kg of acetone.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98109057A RU2167144C2 (en) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | Method of producing commercial acetone with high resistance to oxidation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98109057A RU2167144C2 (en) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | Method of producing commercial acetone with high resistance to oxidation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98109057A RU98109057A (en) | 2000-02-10 |
| RU2167144C2 true RU2167144C2 (en) | 2001-05-20 |
Family
ID=20205898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98109057A RU2167144C2 (en) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | Method of producing commercial acetone with high resistance to oxidation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2167144C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111995510A (en) * | 2020-09-11 | 2020-11-27 | 吉化集团油脂化工有限公司 | Fine acetone tower treatment method for improving acetone product quality |
-
1998
- 1998-05-12 RU RU98109057A patent/RU2167144C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111995510A (en) * | 2020-09-11 | 2020-11-27 | 吉化集团油脂化工有限公司 | Fine acetone tower treatment method for improving acetone product quality |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1230169B1 (en) | Process for the purification of industrial waste water from a propylene oxide production process | |
| CA1165330A (en) | Process for the recovery of pure acetone from cumene hydroperoxide cleavage reaction product | |
| US4298765A (en) | Purification of phenol with reduced energy consumption | |
| US4722769A (en) | Process for recovery of acetone | |
| RU2400469C2 (en) | Method of cleaning crude acetone | |
| US8058479B2 (en) | Method for purifying acetone | |
| KR100616024B1 (en) | Method for Separating a Liquid Crude Aldehyde Mixture by Distillation | |
| US8530702B2 (en) | Recovery of acetophenone during the production of phenol | |
| US4559110A (en) | Acetophenone recovery and purification | |
| RU2167144C2 (en) | Method of producing commercial acetone with high resistance to oxidation | |
| US4857151A (en) | Phenol purification | |
| US6331654B1 (en) | Method of production of product acetone of high stability to oxidation | |
| KR20230039672A (en) | Method for producing acetone with low aldehyde content | |
| US2845384A (en) | Distillation of cyclohexanone from mixtures containing cyclohexanone, cyclohexanol, and water | |
| US3873577A (en) | Method of recovering pure maleic anhydride from a crude mixture containing same together with an entrainer | |
| RU2237650C1 (en) | Method of isolating phenol and acetone from cumene-mediated phenol production product | |
| JP4352752B2 (en) | Method for producing purified acetophenone | |
| RU2176633C1 (en) | Method of recovery of para-tert-butyl phenol from reaction mixture, and device for carrying it out | |
| RU2004532C1 (en) | Method of separation of glycols from waste water of joint production of styrene and propylene oxide | |
| RU2118633C1 (en) | method of isolating styrene from methylphenyl carbinol dehydration products | |
| RU1499866C (en) | Process of acetaldehyde extracting from propylene oxide production compound | |
| RU2089536C1 (en) | Method of preparing tert-butanol | |
| RU95105188A (en) | Method of recovering 2,2,4-trimethyl-1,3-pentandiol monoisobutyrate from isobutyric aldehyde condensation product | |
| RU2052448C1 (en) | Method for isolation of 2-ethyl hexenal of side products | |
| SU950725A1 (en) | Process for isolating furfural |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170513 |