RU2179167C1

RU2179167C1 - Method of preparing phenol, acetone and alpha-methylstyrene

Info

Publication number: RU2179167C1
Application number: RU2000124748/04A
Authority: RU
Inventors: С.А. Ланге
Original assignee: Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт органического синтеза"
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-02-10

Abstract

FIELD: chemical industry, more particularly acid decomposition of industrial cumene hydroperoxide. SUBSTANCE: decomposition is carried out in back-mixing reactor having shape of truncated cone with upper to bottom diameter ratio of 1.7. Diameter of lower bottom d is defined according to equation d is

wherein m is amount fed for decomposition of cumene hydroperoxide, cubic m/h; n is volumetric ratio between circulating reaction mixture and raw material; 10 is time of residence of reaction mixture in reactor, h; height of reactor is defined according to equation

Description

Изобретение относится к области органического и нефтехимического синтеза, в частности к усовершенствованному способу получения фенола, ацетона и α-метилстирола кумольным методом, а именно, к стадии кислотного разложения гидропероксида кумола. The invention relates to the field of organic and petrochemical synthesis, in particular to an improved method for producing phenol, acetone and α-methylstyrene by the cumene method, namely, to the stage of acid decomposition of cumene hydroperoxide.

Известны способы получения фенола, ацетона и α-метилстирола (α-МС) кумольным методом, которые направлены на увеличение выхода целевых продуктов и снижение образования фенольной смолы, являющейся побочным продуктом этого процесса. Known methods for producing phenol, acetone and α-methylstyrene (α-MS) cumene method, which are aimed at increasing the yield of target products and reducing the formation of phenolic resin, which is a by-product of this process.

Согласно патенту США N 4358618, кл. 568-798, и патенту Великобритании N 2100730, кл. C 07 C 37/08, "Разложение продуктов окисления кумола" продукты окисления кумола, содержащие гидропероксид кумола (ГПК) и диметилфенилкарбинол (ДМФК), разлагают в несколько стадий:
- на первой стадии продукты окисления кумола разлагают в присутствии кислотного катализатора в реакторе обратного смешения с добавлением к реакционной смеси 0,4 - 4,5 мас.% воды при температуре 50 - 90^oC в течение времени, достаточного, чтобы снизить концентрацию ГПК в выходящей из реактора обратного смешения реакционной смеси до 0,5-5% и конвертировать не менее 40% ДМФК, содержащегося в продукте окисления кумола в дикумилпероксид (ДКП);
- на второй стадии реакционную смесь (непрореагировавший ГПК) разлагают при температуре 50- 90^oC в реакторе вытеснения в течение времени, достаточного, чтобы концентрация ГПК снизилась до 0,4%;
- на третьей стадии реакционную смесь выдерживают при температуре 120-150^oC в реакторе вытеснения в течение времени, достаточного, чтобы конвертировать не менее 90% ДКП в (α-МС), фенол и ацетон. Концентрацию ДКП на третьей стадии контролируют хроматографически и реакцию прекращают охлаждением.According to US patent N 4358618, CL. 568-798, and UK patent N 2100730, CL. C 07 C 37/08, "Decomposition of cumene oxidation products" cumene oxidation products containing cumene hydroperoxide (CCP) and dimethylphenylcarbinol (DMF) are decomposed in several stages:
- at the first stage, cumene oxidation products are decomposed in the presence of an acid catalyst in a reverse mixing reactor with the addition of 0.4 - 4.5 wt.% water to the reaction mixture at a temperature of 50 - 90 ^o C for a time sufficient to reduce the concentration of HPA in leaving the reaction mixture from the back-mixing reactor to 0.5-5% and convert at least 40% DMF contained in the cumene oxidation product to dicumyl peroxide (DCP);
- in the second stage, the reaction mixture (unreacted HPA) is decomposed at a temperature of 50-90 ^o C in the displacement reactor for a time sufficient to reduce the concentration of HPA to 0.4%;
- in the third stage, the reaction mixture is kept at a temperature of 120-150 ^o C in a displacement reactor for a time sufficient to convert at least 90% of the DCT into (α-MS), phenol and acetone. The concentration of DCT in the third stage is controlled by chromatography and the reaction is stopped by cooling.

Недостатком этого способа при реализации в промышленности является высокая опасность процесса из-за присутствия в системе рециклового потока, содержащего до 5% неразложившегося ГПК. Изменение режима проведения процесса (количества и качества вводимого ГПК, температуры, концентрации кислотного катализатора, воды) может вызвать автокаталитическое разложение присутствующего в обратном потоке ГПК и аварии. The disadvantage of this method when implemented in industry is the high risk of the process due to the presence in the system of a recycle stream containing up to 5% of undecomposed HPA. Changing the process mode (quantity and quality of introduced HPA, temperature, concentration of acid catalyst, water) can cause autocatalytic decomposition of the HPA present in the reverse flow and accident.

Контроль за степенью разложения ГПК и ДКП хроматографическим методом является недостаточно эффективным из-за длительности анализа. Monitoring the degree of decomposition of HPA and DCT by the chromatographic method is not effective enough due to the duration of the analysis.

Все три стадии процесса осуществляют при одинаковой концентрации кислотного катализатора. Повышенная концентрация кислотного катализатора и высокая температура третьей стадии способствуют образованию побочных соединений. All three stages of the process are carried out at the same concentration of acid catalyst. The increased concentration of acid catalyst and the high temperature of the third stage contribute to the formation of side compounds.

Согласно патенту Российской Федерации N 2108318, кл. C 07 C 27/00, 37/08, 49/08, разложение технического ГПК ведут в трех последовательно соединенных трубчатых реакторах при повышенном давлении 4 - 5 атм и температуре 57-82^oC с подачей в них ацетона с получением смеси, содержащей ДКП, который разлагают в реакторе вытеснения с добавлением воды в количестве, обеспечивающем ее концентрацию в продуктах реакции 1,3-2 мас.%, поддерживая разность температур 1 - 3^oC на калориметре, установленном параллельно потоку на линии перед реактором вытеснения после точки подачи воды.According to the patent of the Russian Federation N 2108318, cl. C 07 C 27/00, 37/08, 49/08, decomposition of technical HPA is carried out in three series-connected tubular reactors at elevated pressure of 4-5 atm and a temperature of 57-82 ^o C with the supply of acetone in them to obtain a mixture containing DCT , which is decomposed in a displacement reactor with the addition of water in an amount that ensures its concentration in the reaction products of 1.3-2 wt.%, maintaining a temperature difference of 1 - 3 ^o C on a calorimeter installed parallel to the flow on the line in front of the displacement reactor after the water supply point .

Температуру регулируют по величине разности температур на входе и выходе из калориметра перед реактором вытеснения. Корректировку температурного режима осуществляют по величине разности температур между калориметром, установленным после трубчатого реактора, и калориметром, установленным перед реактором вытеснения. Для исключения протекания нежелательных побочных реакций при вакуумной отгонке из продуктов реакции введенного ацетона перед аппаратом испарения ацетона подают водный раствор аммиака концентрацией 1-10 мас.% в количествах, обеспечивающих перевод серной кислоты в среднюю соль. The temperature is controlled by the magnitude of the temperature difference at the inlet and outlet of the calorimeter in front of the displacement reactor. Correction of the temperature regime is carried out by the magnitude of the temperature difference between the calorimeter installed after the tubular reactor and the calorimeter installed in front of the displacement reactor. In order to prevent undesirable side reactions during vacuum distillation of the introduced acetone from the reaction products, an aqueous ammonia solution of 1-10 wt.% In quantities is provided in front of the acetone evaporation apparatus in order to transfer sulfuric acid to the middle salt.

Недостатком этого способа является неудовлетворительная система контроля за разложением ДКП в реакторе разложения с помощью второго калориметра. На разность температур на входе и выходе из этого калориметра влияет ряд факторов:
- температура после трубчатых реакторов, при снижении которой Δt будет уменьшаться из-за уменьшения количества разложенного ДКП;
- увеличение содержания воды и ацетона, снижающих скорость разложения.The disadvantage of this method is the unsatisfactory control system for the decomposition of DCT in the decomposition reactor using a second calorimeter. A number of factors affect the temperature difference at the inlet and outlet of this calorimeter:
- the temperature after the tubular reactors, at a decrease of which Δt will decrease due to a decrease in the amount of decomposed DCT;
- an increase in the content of water and acetone, which reduce the rate of decomposition.

Снижение температуры после трубчатых реакторов и увеличение концентрации воды и ацетона будет восприниматься как снижение концентрации ДКП и система управления примет неправильные меры по управлению процессом. Это может привести к уменьшению конверсии ДКП, его попаданию в систему разделения и быть причиной аварии. A decrease in temperature after tubular reactors and an increase in the concentration of water and acetone will be perceived as a decrease in the concentration of DCT and the control system will take the wrong measures to control the process. This can lead to a decrease in the conversion of DCT, its getting into the separation system and cause an accident.

Применение аммиачной воды для нейтрализации реакционной массы разложения перед отпаркой ацетона требует очень точной дозировки (малых расходов водного раствора аммиака): при перенейтрализации H₂SO₄ непрореагировавшая часть аммиака будет отпариваться вместе с ацетоном и, попадая в систему трубчатых реакторов с возвратным ацетоном, будет снижать кислотность и скорость разложения ГПК.The use of ammonia water to neutralize the decomposition reaction mass before stripping the acetone requires a very accurate dosage (low consumption of aqueous ammonia): when re-neutralizing H ₂ SO _{4, the} unreacted part of the ammonia will be evaporated together with acetone and falling into the system of tube reactors with return acetone will reduce acidity and decomposition rate of HPA.

Согласно аналогичному патенту Российской Федерации N 2142932, кл. C 07 C 37/00, 39/04, 45/53, 49/09, разложение ведут, в отличие от предыдущего патента, в условиях, близких к изотермическим; при этом скорости тепловыделения и съема тепла сбалансированы: температура в первом реакторе составляет 47 - 50^oC, во втором - 50 - 48^oC и третьем - 48 - 50^oC, с конверсией ГПК по реакторам, соответственно - 43 - 50%, 67 - 73% и 78 - 82%, причем концентрация серной кислоты на стадии разложения ГПК поддерживается 0.018 - 0.020 мас.%.According to a similar patent of the Russian Federation N 2142932, cl. C 07 C 37/00, 39/04, 45/53, 49/09, decomposition lead, in contrast to the previous patent, in conditions close to isothermal; while the rates of heat release and heat removal are balanced: the temperature in the first reactor is 47 - 50 ^o C, in the second - 50 - 48 ^o C and the third - 48 - 50 ^o C, with the conversion of CHP in the reactors, respectively - 43 - 50%, 67 - 73% and 78 - 82%, and the concentration of sulfuric acid at the stage of decomposition of the HPA is supported by 0.018 - 0.020 wt.%.

Этот способ предусматривает постоянную эксплуатацию узла реакторов обратного смешения в опасных условиях высокой концентрации неразложившегося ГПК. This method provides for the continuous operation of the assembly of reverse mixing reactors in hazardous conditions with a high concentration of undecomposed HPA.

Управление процессом на второй стадии путем сравнения температурного профиля в многосекционном реакторе вытеснения с кинетической моделью является некорректным, т.к. на температурный профиль сильно влияет состав продукта (концентрации ГПК и ДКП, их соотношение), которые не являются постоянными. При таком управлении невозможно добиться максимального разложения перекисей. The process control in the second stage by comparing the temperature profile in a multi-section displacement reactor with a kinetic model is incorrect, because the temperature profile is strongly influenced by the composition of the product (concentration of HPA and DCP, their ratio), which are not constant. With this control, it is impossible to achieve maximum decomposition of peroxides.

Наиболее близким к заявленному способу по совокупности признаков (прототип) является способ, описанный в патенте России N 2114816, кл. C 07 C 45/53, 37/08, в котором ГПК ступенчато разлагают кислотным катализатором на фенол и ацетон в мягких условиях с циркуляцией реакционной массы разложения (РМР) в системе реактора обратного смешения до остаточного содержания ее в продуктах реакции не более 0,3 мас.% путем введения кислотного катализатора в виде раствора серной кислоты в ацетоне; при этом степень разложения ГПК регулируют в зависимости от разности температур на концах устройства контроля разложения, где смешивается часть РМР со всем объемом кислотного катализатора, и процесс разложения проводят в реакторе с вихревым движением в нем продуктов реакции, а стадию разложения остаточного ДМФК и ДКП в целевые продукты проводят со ступенчатым снижением кислотности среды путем ввода воды в аппарат вытеснения. Циркулирующая смесь РМР вводится в реактор обратного смешения тангенциально, а исходная смесь ГПК вводится в приосевую зону реактора (зону с максимальной частотой вращения). Рецикл реакционной массы и ГПК перемешиваются. При таком вводе не обеспечивается мгновенное смешение исходного ГПК с рециклом, что создает зоны повышенной концентрации ГПК, местные перегревы, что может вызвать самопроизвольное разложение ГПК и аварию. Closest to the claimed method according to the totality of features (prototype) is the method described in Russian patent N 2114816, class. C 07 C 45/53, 37/08, in which the HPA is stepwise decomposed by an acid catalyst into phenol and acetone under mild conditions with the circulation of the decomposition reaction mass (PMP) in the back-mixing reactor system until its residual content in the reaction products is not more than 0.3 wt.% by introducing an acid catalyst in the form of a solution of sulfuric acid in acetone; the degree of decomposition of the HPA is controlled depending on the temperature difference at the ends of the decomposition control device, where part of the PMP is mixed with the entire volume of the acid catalyst, and the decomposition process is carried out in the reactor with the vortex movement of the reaction products in it, and the stage of decomposition of the residual DMF and DCT into the target the products are carried out with a stepwise decrease in the acidity of the medium by introducing water into the displacement apparatus. The circulating PMP mixture is introduced tangentially into the back-mixing reactor, and the initial HPA mixture is introduced into the axial zone of the reactor (the zone with maximum rotation speed). Recycling of the reaction mass and HPA are mixed. With this input, instant mixing of the initial HPA with recycling is not ensured, which creates zones of increased concentration of HPA, local overheating, which can cause spontaneous decomposition of the HPA and an accident.

Для разложения применяют колонный цилиндрический аппарат. Для обеспечения нужного времени пребывания необходимо, чтобы высота аппарата была относительно большая. Подъем реакционной смеси на большую высоту сопряжен со снижением скорости вращения из-за действия сил тяготения. For decomposition, a columnar cylindrical apparatus is used. To ensure the desired residence time, it is necessary that the height of the apparatus is relatively large. Raising the reaction mixture to a greater height is associated with a decrease in the rotation speed due to the action of gravitational forces.

В вихревом цилиндрическом реакторе из-за действия сил тяготения и трения снижается скорость вихревого потока по мере подъема жидкости к трубопроводу вывода ее из реактора. Равнодействующая сил, действующих на частицу реакционной смеси (центробежной и тяготения), направлена под углом вниз. Поэтому происходит некоторое смещение реакционной смеси вниз и продольное перемешивание, возрастающее с увеличением высоты реактора. Из-за этого продольного перемешивания снижается концентрация ГПК по высоте реактора и уменьшается скорость разложения, имеющая первый порядок по ГПК. Для обеспечения необходимой степени разложения требуется увеличение времени пребывания, что способствует протеканию побочных реакций. In a cylindrical vortex reactor, due to the action of gravity and friction, the vortex flow velocity decreases as the liquid rises to the pipeline leading it out of the reactor. The resultant of the forces acting on the particle of the reaction mixture (centrifugal and gravity) is directed at an angle downward. Therefore, a certain shift of the reaction mixture down and longitudinal mixing occurs, increasing with increasing height of the reactor. Due to this longitudinal mixing, the concentration of HPA decreases along the height of the reactor and the decomposition rate, which is first order in HPA, decreases. To ensure the necessary degree of decomposition, an increase in the residence time is required, which contributes to the occurrence of adverse reactions.

Известно, что вблизи оси аппаратов, в которых используется поле центробежных сил инерции, возникающее в закрученном потоке жидкости, подаваемой сверху аппарата, образуется воздушный столб. Воздушный столб образуется из-за того, что вблизи оси таких аппаратов окружная скорость жидкости, а следовательно центробежная сила, возникающая под действием этой скорости, настолько велики, что происходит разрыв жидкости, и вдоль оси образуется воздушное ядро, форма и размеры которого зависят от многих факторов (И.И. Поникаров, О. А. Перелыгин и др. Машины и аппараты химических производств. "Машиностроение", М., стр. 222-224, 1989 г.). It is known that near the axis of the apparatus, in which the field of centrifugal inertia forces is used, arising in the swirling fluid flow supplied from above the apparatus, an air column is formed. The air column is formed due to the fact that the circumferential velocity of the liquid, and therefore the centrifugal force arising under the influence of this speed, is so large that the liquid breaks up and the air core forms along the axis, the shape and dimensions of which depend on many factors (II Ponikarov, OA Perelygin and others. Machines and apparatus for chemical production. "Engineering", Moscow, pp. 222-224, 1989).

При подаче жидкости снизу вверх вблизи оси также будет происходить разрыв жидкости, но при этом часть поступающей снизу жидкости будет устремляться вверх по оси аппарата с большой скоростью. Диаметр этого вертикального потока зависит от многих факторов и определить зону максимальной частоты вращения практически невозможно. Поэтому при подаче свежего ГПК в приосевую зону не всегда обеспечивается хорошее смешение свежего ГПК с реакционной массой. When the liquid is supplied from the bottom up near the axis, the liquid will also break, but at the same time, part of the liquid coming from below will rush up along the axis of the apparatus at high speed. The diameter of this vertical flow depends on many factors and it is almost impossible to determine the zone of maximum speed. Therefore, when fresh HPA is supplied to the near-axis zone, good mixing of fresh HPA with the reaction mass is not always ensured.

Смешение раствора серной кислоты в трубе контрольного разложения диаметром 80 мм и длиной 5 м является неэффективным, т.к. скорость потоков в трубе низкая - 0,0165 м/с. При такой скорости в трубе отсутствует турбулентность потоков, смешение проходит не сразу и реактор работает неэффективно. Mixing a solution of sulfuric acid in a control decomposition pipe with a diameter of 80 mm and a length of 5 m is ineffective, because the flow velocity in the pipe is low - 0.0165 m / s. At such a speed, there is no flow turbulence in the pipe, mixing does not take place immediately and the reactor is inefficient.

В зоне повышенной концентрации серной кислоты могут протекать побочные реакции, и также вероятно неполное разложение ГПК, и несоответствие перепада температуры в трубе контрольного разложения, содержащего ГПК после реактора разложения. In the zone of increased concentration of sulfuric acid, side reactions can occur, and also incomplete decomposition of the HPA and the temperature difference in the control decomposition pipe containing the HPA after the decomposition reactor are inconsistent.

В схеме также отсутствует постоянный контроль за конверсией ДКП в реакторе вытеснения, что способствует образованию побочных соединений. При высокой концентрации ДКП и нагреве РМР первой ступени до 130^oC на входе в реактор вытеснения из-за высокого значения теплоты разложения ДКП (270 ккал/кг) возрастает температура по длине реактора и увеличивается образование побочных соединений.The scheme also lacks constant monitoring of the conversion of DCT in the displacement reactor, which contributes to the formation of side compounds. With a high concentration of DCT and heating of the first stage PMR to 130 ^o C at the inlet of the displacement reactor, due to the high value of the decomposition heat of DCT (270 kcal / kg), the temperature increases along the length of the reactor and the formation of side compounds increases.

При подаче воды 90 кг/ч (0.5 - 6.0%) в реактор диаметром 350 мм, в который поступает ~10 т/ч РМР первой ступени, не обеспечивается смешение потоков и снижение кислотности во всей массе, т.к. скорость движения в реакторе низкая ~0.03 м/с. Отсутствие однородности кислотности способствует протеканию побочных реакций и снижению скорости разложения ДКП и ДМФК. When water is supplied 90 kg / h (0.5 - 6.0%) to a reactor with a diameter of 350 mm, into which ~ 10 t / h PMP of the first stage enters, mixing of the flows and a decrease in acidity in the whole mass are not provided, because the speed of movement in the reactor is low ~ 0.03 m / s. The lack of uniformity of acidity contributes to the occurrence of adverse reactions and a decrease in the rate of decomposition of DCT and DMF.

Целью изобретения является увеличение выхода целевых продуктов на всех стадиях процесса при снижении материалоемкости аппаратов и увеличение безопасности разложения ДКП. The aim of the invention is to increase the yield of target products at all stages of the process while reducing the material consumption of the apparatus and increasing the safety of decomposition of DCT.

Эта цель достигается предложенным способом получения фенола, ацетона и α- МС кислотным разложением технического ГПК в реакторе обратного смешения с вихревым движением в нем продуктов реакции при повышенном давлении и температуре с получением смеси, содержащей ДКП и ДМФК, которую разлагают в реакторах вытеснения с добавлением воды с последующей нейтрализацией РМР и выделением из нейтрализованной смеси разложения продуктов реакции. Предложенный способ отличается от прототипа тем, что:
1. Реактор смешения выполнен в виде усеченного конуса с определенным отношением диаметров верхнего и нижнего днища, равным 1,7; диаметр нижнего днища определяется по уравнению:

где m - количество подаваемого на разложение ГПК, м³/ч;
n - объемное соотношение между рециркулируемой реакционной массой и исходным ГПК, поступающим в реактор;
τ- время пребывания реакционной массы в реакторе, ч;
а высота обечайки реактора определяется по уравнению:

2. Технический ГПК и раствор кислотного катализатора вводят в реактор разложения двумя закрученными потоками с противоположным направлением вращения, причем технический ГПК вводят на расстоянии 10-30% радиуса реактора от оси.This goal is achieved by the proposed method for producing phenol, acetone and α-MS by acid decomposition of technical HPA in a reverse mixing reactor with vortex movement of the reaction products in it at elevated pressure and temperature to obtain a mixture containing DCT and DMF, which is decomposed in displacement reactors with the addition of water followed by neutralization of the PMP and the isolation of the reaction products from the neutralized mixture. The proposed method differs from the prototype in that:
1. The mixing reactor is made in the form of a truncated cone with a certain ratio of the diameters of the upper and lower bottoms equal to 1.7; the diameter of the lower bottom is determined by the equation:

where m is the amount supplied to the decomposition of the CCP, m ³ / h;
n is the volume ratio between the recycled reaction mass and the initial HPA entering the reactor;
τ is the residence time of the reaction mass in the reactor, h;
and the height of the shell of the reactor is determined by the equation:

2. Technical HPA and an acid catalyst solution are introduced into the decomposition reactor in two swirling streams with the opposite direction of rotation, with the technical HPA being introduced at a distance of 10-30% of the radius of the reactor from the axis.

3. Разложение ДКП и ДМФК в реакторе вытеснения ведут в адиабатических условиях, и температуру на входе в реактор вытеснения регулируют по перепаду температур между выходом из реактора и в точке на расстоянии 95% от входа в реактор; вода в реактор вытеснения подается через струйный смеситель. 3. The decomposition of DCT and DMPC in the displacement reactor is carried out under adiabatic conditions, and the temperature at the inlet of the displacement reactor is controlled by the temperature difference between the outlet of the reactor and at a point 95% from the entrance to the reactor; water is supplied to the displacement reactor through a jet mixer.

4. В циркулирующую РМР можно дополнительно ввести ацетон, который отделяют от продуктов реакции под вакуумом за счет тепла реакционной массы, и перед испарением к реакционной массе добавляют водный раствор фенолята натрия концентрацией 5-10 мас.%, который обеспечивает pH нейтрализованной РМР 7 - 8. 4. Acetone can be added to the circulating PMP, which is separated from the reaction products under vacuum due to the heat of the reaction mass, and before evaporation, an aqueous solution of sodium phenolate with a concentration of 5-10 wt% is added to the reaction mass, which provides a pH of neutralized PMP of 7-8 .

Для лучшего понимания изобретения на фиг. 1, 2 приведены технологические схемы получения фенола, ацетона и α- МС:
- фиг. 1 - схема разложения ГПК без добавки ацетона в качестве растворителя реакционной массы;
- фиг. 2 - схема разложения ГПК в растворе ацетона.For a better understanding of the invention in FIG. 1, 2 are flow charts for the production of phenol, acetone and α-MS:
- FIG. 1 is a diagram of the decomposition of HPA without the addition of acetone as a solvent of the reaction mass;
- FIG. 2 is a diagram of the decomposition of HPA in an acetone solution.

На схеме (фиг. 1) обозначены позиции следующих аппаратов:
1. Реактор разложения.On the diagram (Fig. 1) the positions of the following devices are indicated:
1. The decomposition reactor.

2. Холодильник. 2. The refrigerator.

3. Циркуляционный насос. 3. The circulation pump.

4. Струйный смеситель. 4. The jet mixer.

5. Реактор контроля разложения. 5. The decomposition control reactor.

6. Емкость. 6. Capacity.

7. Паровой подогреватель. 7. Steam heater.

8. Струйный смеситель. 8. The jet mixer.

9. Адиабатический реактор вытеснения. 9. Adiabatic displacement reactor.

10. Насос. 10. The pump.

11. Холодильник. 11. The refrigerator.

12. Емкость. 12. Capacity.

На схеме (фиг. 2) обозначены позиции следующих аппаратов:
1. Реактор разложения.On the diagram (Fig. 2) the positions of the following devices are indicated:
1. The decomposition reactor.

2. Холодильник. 2. The refrigerator.

3. Циркуляционный насос. 3. The circulation pump.

4. Струйный смеситель. 4. The jet mixer.

6. Емкость. 6. Capacity.

7. Паровой подогреватель. 7. Steam heater.

8. Струйный смеситель. 8. The jet mixer.

13. Емкость. 13. Capacity.

14. Смеситель. 14. The mixer.

15. Сепаратор. 15. The separator.

16. Конденсатор. 16. Capacitor.

17. Промежуточная емкость. 17. Intermediate capacity.

18. Насос. 18. The pump.

На схеме (фиг. 1) представлен вариант технологического оформления процесса получения фенола, ацетона и α- МС кислотным разложением технического ГПК раствором серной кислоты без добавки ацетона в качестве растворителя реакционной массы. The diagram (Fig. 1) shows a variant of the technological design of the process for producing phenol, acetone and α-MS by acid decomposition of a technical HPA with a solution of sulfuric acid without the addition of acetone as a solvent of the reaction mixture.

Исходный концентрированный ГПК подается через центробежный распределитель в нижнюю часть реактора разложения 1 на определенном расстоянии от оси, где смешивается с рециклом, охлажденной до температуры 35-45^oC в холодильнике 2 реакционной массой, содержащей 50-150 ppm серной кислоты, которая подается тангенциально в реактор разложения 1.The initial concentrated HPA is fed through a centrifugal distributor to the lower part of decomposition reactor 1 at a certain distance from the axis, where it is mixed with recycle cooled to a temperature of 35-45 ^o C in refrigerator 2 with a reaction mixture containing 50-150 ppm sulfuric acid, which is fed tangentially to decomposition reactor 1.

Два закрученных потока с противоположным направлением вращения перемешиваются, и смесь, вращаясь с большим числом оборотов, проходит реактор разложения 1 снизу вверх. Длина спирали, по которой движется РМР, увеличивается снизу вверх. Реактор разложения 1 представляет собой полый аппарат, имеющий форму усеченного конуса с отношением диаметров верхнего и нижнего днища 1,7. Two swirling flows with the opposite direction of rotation are mixed, and the mixture, rotating with a large number of revolutions, passes the decomposition reactor 1 from the bottom up. The length of the spiral along which the PMP moves increases from bottom to top. The decomposition reactor 1 is a hollow apparatus having the shape of a truncated cone with a ratio of the diameters of the upper and lower bottoms of 1.7.

Объем реактора разложения должен обеспечивать время пребывания 0,019-0,035 ч. The volume of the decomposition reactor should provide a residence time of 0.019-0.035 hours

Из-за выделения тепла реакции экзотермического разложения РМР разогревается и температура реакционной массы повышается до 50-75^oC.Due to the heat evolution of the exothermic decomposition reaction, the PMP is heated and the temperature of the reaction mass rises to 50-75 ^o C.

РМР, содержащая не более 0,3 мас.% ГПК, из верхней части реактора разложения 1 поступает в холодильник 2. Охлажденная РМР разделяется на два потока. Один поток, равный сумме объемов ГПК и раствора серной кислоты, подается насосом 10 на последующую стадию разложения, а основной поток с помощью циркуляционного насоса 3 поступает тангенциально в нижнюю часть реактора разложения 1. PMP, containing not more than 0.3 wt.% HPA, from the upper part of decomposition reactor 1 enters the refrigerator 2. The cooled PMP is divided into two streams. One stream, equal to the sum of the volumes of HPA and a solution of sulfuric acid, is pumped 10 to the next decomposition stage, and the main stream through a circulation pump 3 flows tangentially into the lower part of decomposition reactor 1.

Серная кислота (0,3-0,5 мас.%), растворенная в органическом растворителе, например в ацетоне, в количестве, необходимом для поддержания в системе концентрации кислоты в пределах 50-150 ppm, вводится в систему из емкости 6 через реактор контроля разложения 5, предварительно смешиваясь с частью РМР в количестве 0,3-0,5% от циркулирующей в системе в струйном смесителе 4. Sulfuric acid (0.3-0.5 wt.%), Dissolved in an organic solvent, for example in acetone, in an amount necessary to maintain the acid concentration in the system within 50-150 ppm, is introduced into the system from tank 6 through a control reactor decomposition 5, pre-mixed with part of the PMP in the amount of 0.3-0.5% of the circulating in the system in the jet mixer 4.

Объем реактора контроля разложения 5 должен обеспечивать время пребывания РМР не менее 60 с и практически полное разложение ГПК. The volume of the decomposition control reactor 5 should provide a PMR residence time of at least 60 s and an almost complete decomposition of the CCP.

Остаточный ГПК, присутствующий в циркуляционной РМР, разлагается в избытке кислотного катализатора, что приводит к разогреву смеси на выходе из реактора контроля разложения 5. Количество вводимого раствора серной кислоты регулируется автоматически по заданной разности температур ΔT₁ между входом и выходом из реактора контроля разложения 5.The residual HPA present in the circulating PMP decomposes in excess of acid catalyst, which leads to heating of the mixture at the outlet of the decomposition control reactor 5. The amount of sulfuric acid solution introduced is automatically controlled by the set temperature difference ΔT ₁ between the inlet and outlet of the decomposition control reactor 5.

Выводимая из циркуляционной системы РМР, содержащая не более 0,3 мас.% ГПК, насосом 10 подается в паровой подогреватель 7, где нагревается до температуры 100-130^oC. Время пребывания в паровом подогревателе 1,5-2,5 мин.Derived from the circulation system РМР, containing not more than 0.3 wt.% HPA, pump 10 is fed into the steam heater 7, where it is heated to a temperature of 100-130 ^o C. The residence time in the steam heater is 1.5-2.5 minutes

Нагретая РМР смешивается с водой, подаваемой в количестве до 3 мас.% (обычно 1,2-2,0 мас.%) в струйном смесителе 8 и поступает в адиабатический реактор вытеснения 9. Время пребывания смеси РМР и воды в адиабатическом реакторе вытеснения 5-15 мин. Для управления процесса разложения ДКП и ДМФК в адиабатическом реакторе вытеснения на расстоянии 95% от входа и на выходе установлены датчики температуры, и по величине разности температур между этими двумя точками ΔT₂ регулируется температура на входе в адиабатический реактор вытеснения.The heated PMP is mixed with water supplied in an amount up to 3 wt.% (Usually 1.2-2.0 wt.%) In the jet mixer 8 and enters the adiabatic displacement reactor 9. The residence time of the mixture of PMP and water in the adiabatic displacement reactor 5 -15 minutes. To control the decomposition of DCT and DMFC in the adiabatic displacement reactor, temperature sensors are installed at a distance of 95% from the inlet and outlet, and the temperature at the inlet to the adiabatic displacement reactor is controlled by the magnitude of the temperature difference between these two points ΔT ₂ .

Реакционная смесь из адиабатического реактора вытеснения 9 поступает в холодильник 11, где охлаждается до температуры 40 - 45^oC и поступает в емкость 12 и далее на нейтрализацию и переработку.The reaction mixture from the adiabatic displacement reactor 9 enters the refrigerator 11, where it is cooled to a temperature of 40 - 45 ^o C and enters the tank 12 and then for neutralization and processing.

На схеме (фиг. 2) представлен вариант технологического оформления процесса получения фенола, ацетона и α- МС кислотным разложением технического ГПК раствором серной кислоты в среде ацетона. The diagram (Fig. 2) shows a variant of the technological design of the process for producing phenol, acetone and α-MS by acid decomposition of a technical HPA with a solution of sulfuric acid in acetone.

Исходный концентрированный ГПК подается через центробежный распределитель в нижнюю часть реактора разложения 1, где смешивается с рециклом, охлажденной до температуры 35 - 45^oC в холодильнике 2 циркулирующей РМР, содержащей 50 - 150 ppm серной кислоты, которая подается тангенциально в реактор разложения 1. Два закрученных потока с противоположными направлениями вращения смешиваются, и смесь, вращаясь с большим числом оборотов, проходит реактор разложения снизу вверх. Длина спирали, по которой движется РМР, увеличивается снизу вверх. Реактор разложения представляет собой полый аппарат, имеющий форму усеченного конуса с отношением диаметров верхнего и нижнего днища 1,7. Тепло реакции экзотермического разложения используется для разогрева, и температура РМР повышается до 50 - 75^oC. Давление в реакторе разложения 1 поддерживается выше 3 кг/см².The initial concentrated HPA is fed through a centrifugal distributor to the lower part of decomposition reactor 1, where it is mixed with recycle cooled to a temperature of 35–45 ^o C in a refrigerator 2 circulating PMP containing 50–150 ppm sulfuric acid, which is fed tangentially to decomposition reactor 1. Two swirling flows with opposite directions of rotation are mixed, and the mixture, rotating with a large number of revolutions, passes the decomposition reactor from the bottom up. The length of the spiral along which the PMP moves increases from bottom to top. The decomposition reactor is a hollow apparatus having the shape of a truncated cone with a ratio of the diameters of the upper and lower bottoms of 1.7. The heat of the reaction of exothermic decomposition is used for heating, and the temperature PMP rises to 50 - 75 ^o C. the Pressure in the decomposition reactor 1 is maintained above 3 kg / cm ² .

РМР, содержащая не более 0,3% ГПК, из верхней части реактора разложения 1 основным потоком поступает в холодильник 2, после чего циркуляционным насосом 3 подается тангенциально в нижнюю часть реактора разложения 1, второй поток, равный сумме объема РМР, раствора серной кислоты и ацетона, введенного в систему, поступает за счет давления в системе (> 3 кг/см²) в адиабатический реактор вытеснения 9 для разложения ДКП и ДМФК.РМР, containing not more than 0.3% HPA, from the upper part of decomposition reactor 1, goes to the refrigerator 2 as the main stream, after which the circulation pump 3 feeds tangentially to the lower part of decomposition reactor 1, the second stream equal to the sum of the volume of РМР, sulfuric acid solution and acetone introduced into the system, due to the pressure in the system (> 3 kg / cm ² ), passes into the adiabatic displacement reactor 9 for decomposition of DCT and DMF.

Серная кислота (0,3 - 0,5 мас.%) в растворе ацетона из емкости 6 в количестве, необходимом для поддержания в системе концентрации кислоты в пределах 150-500 ppm, вводится в систему через реактор контроля разложения 5, предварительно смешиваясь с частью РМР в количестве 0,3 - 0,5% от циркулирующей в системе в струйном смесителе 4. Объем реактора разложения 1 должен обеспечивать время пребывания РМР не менее 60 с и практически полное разложение ГПК. Sulfuric acid (0.3 - 0.5 wt.%) In acetone solution from tank 6 in the amount necessary to maintain the acid concentration in the system within 150-500 ppm is introduced into the system through decomposition control reactor 5, pre-mixed with part РМР in the amount of 0.3 - 0.5% of the circulating in the system in the jet mixer 4. The volume of decomposition reactor 1 should provide a residence time РМР not less than 60 s and almost complete decomposition of the CCP.

Остаточный ГПК, присутствующий в циркуляционной РМР, разлагается в избытке кислотного катализатора, что приводит к разогреву смеси на выходе из реактора контроля разложения 5. Количество вводимого раствора серной кислоты регулируется автоматически по заданной разности температур ΔT₁ между входом и выходом из ректора контроля разложения.The residual HPA present in the circulating PMP decomposes in excess of acid catalyst, which leads to heating of the mixture at the outlet of the decomposition control reactor 5. The amount of sulfuric acid solution introduced is automatically controlled by the set temperature difference ΔT ₁ between the inlet and outlet of the decomposition control reactor.

Выводимая из циркуляционной системы после реактора разложения 1 РМР, содержащая не более 0,3 мас.% ГПК, поступает в паровой подогреватель 7, где нагревается до температуры 100 - 130^oC. Время пребывания РМР в паровом подогревателе 7 1,5 - 2,5 мин. Нагретая РМР смешивается с водой в струйном смесителе 8 и поступает в адиабатический реактор вытеснения 9. Время пребывания смеси РМР и воды в адиабатическом реакторе вытеснения 5-15 мин. Для управления процессом разложения ДКП и ДМФК в адиабатическом реакторе вытеснения на расстоянии 95% от входа и на выходе установлены датчики температуры. По величине разности температур между двумя этими точками ΔT₂ регулируется температура на входе в адиабатический реактор вытеснения. Реакционная смесь, выходящая из адиабатического реактора вытеснения 9, нейтрализуется раствором фенолята натрия в воде концентрацией 1-10 мас.%, поступающим из емкости 13, путем смешения в смесителе 14, дросселируется и поступает в сепаратор 15, через тангенциальный ввод, где испаряется за счет аккумулированного тепла при остаточном давлении 0,35 - 0,65 кг/см². Испаренный ацетон конденсируется в конденсаторе 16 и поступает в промежуточную емкость 17, из которой насосом 18 подается вместе с исходным ГПК в реактор разложения 1.The PMP removed from the circulating system after the decomposition reactor 1, containing not more than 0.3 wt.% HPA, enters the steam heater 7, where it is heated to a temperature of 100 - 130 ^o C. The residence time of the PMP in the steam heater is 7 1.5 - 2, 5 minutes. Heated PMP is mixed with water in a jet mixer 8 and enters the adiabatic displacement reactor 9. The residence time of the mixture of PMP and water in the adiabatic displacement reactor is 5-15 minutes. To control the decomposition of DCT and DMFK in an adiabatic displacement reactor at a distance of 95% from the inlet and outlet, temperature sensors are installed. The temperature difference between the two points ΔT ₂ controls the temperature at the inlet to the adiabatic displacement reactor. The reaction mixture leaving the adiabatic displacement reactor 9 is neutralized by a solution of sodium phenolate in water with a concentration of 1-10 wt.% Coming from the tank 13 by mixing in the mixer 14, throttled and fed to the separator 15, through a tangential inlet, where it evaporates due to accumulated heat at a residual pressure of 0.35 - 0.65 kg / cm ² . Evaporated acetone condenses in a condenser 16 and enters an intermediate tank 17, from which it is supplied with a pump 18 together with the initial HPA to decomposition reactor 1.

РМР из сепаратора 15 поступает на переработку с целью выделения фенола, ацетона и α- МС. The PMP from the separator 15 is sent for processing in order to isolate phenol, acetone and α-MS.

Ниже приводятся примеры разложения технического ГПК в системах, схемы которых приведены на фиг. 1, 2. The following are examples of the decomposition of technical HPA in systems, the schemes of which are shown in FIG. 12.

Пример 1. Технический ГПК следующего состава, мас.%:
Гидропероксид кумола - 92,30
Диметилфенилкарбинол - 4,93
Ацетофенон - 0,58
Кумол - 2,19
в количестве 14,8 т/ч непрерывно подается в реактор разложения 1 (фиг. 1) объемом 9,8 м³, высотой 4 м, с диаметром нижнего днища 1,3 м, верхнего днища 2 м через центробежный распределитель, где смешивается с рециклом, охлажденной до температуры 38^oC реакционной массой, содержащей 110 ppm серной кислоты. Рецикл в количестве 444 т/ч подается в реактор разложения 1 через тангенциальный ввод. Два закрученных потока с противоположным направлением вращения перемешивают смесь. В связи с тем, что диаметр верхнего днища больше нижнего днища, длина спирали, по которой движется РМР, увеличивается по мере движения РМР снизу вверх. Из-за экзотермического разложения ГПК температура РМР на выходе из реактора повышается до 58,5^oC.Example 1. Technical HPA of the following composition, wt.%:
Cumene Hydroperoxide - 92.30
Dimethylphenylcarbinol - 4.93
Acetophenone - 0.58
Cumene - 2.19
in the amount of 14.8 t / h is continuously fed into decomposition reactor 1 (Fig. 1) of 9.8 m ³ , 4 m high, with a bottom diameter of 1.3 m, a top bottom 2 m through a centrifugal distributor, where it is mixed with recycle, cooled to a temperature of 38 ^o C the reaction mass containing 110 ppm of sulfuric acid. A 444 t / h recycling is fed to decomposition reactor 1 through a tangential inlet. Two swirling flows with the opposite direction of rotation mix the mixture. Due to the fact that the diameter of the upper bottom is larger than the lower bottom, the length of the spiral along which the PMP moves increases as the PMP moves upward. Due to the exothermic decomposition of the CCP, the temperature of the PMP at the outlet of the reactor rises to 58.5 ^o C.

РМР, содержащая 0,13 мас.% ГПК, поступает в холодильник 2. Охлажденная РМР разделяется на два потока. Один поток в количестве 15,2 т/ч подается насосом 10 на последующую стадию разложения, а основная часть поступает с помощью циркуляционного насоса 3 тангенциально в реактор разложения 1. Серная кислота концентрацией 0,41 мас.% в количестве 408 кг/ч из емкости 6 вводится в систему через реактор контроля разложения 5, предварительно смешиваясь в струйном смесителе 4 с частью РМР, поступающей в реактор контроля разложения в количестве 1,8 т/ч. Объем реактора контроля разложения - 0,05 м³, длина - 6,4 м.PMP, containing 0.13 wt.% HPA, enters the refrigerator 2. Cooled PMP is divided into two streams. One stream in the amount of 15.2 t / h is supplied by pump 10 to the subsequent decomposition stage, and the main part enters via decomposition pump 3 tangentially into decomposition reactor 1. Sulfuric acid with a concentration of 0.41 wt.% In the amount of 408 kg / h from the tank 6 is introduced into the system through the decomposition control reactor 5, previously mixed in the jet mixer 4 with a portion of PMP entering the decomposition control reactor in an amount of 1.8 t / h. The volume of the decomposition control reactor is 0.05 m ³ and the length is 6.4 m.

Количество раствора серной кислоты, вводимого в систему, регулируется автоматически по разнице температур между входом и выходом из реактора контроля разложения. The amount of sulfuric acid solution introduced into the system is automatically controlled by the temperature difference between the inlet and outlet of the decomposition control reactor.

При содержании ГПК в циркуляционной РМР в количестве 0,14 мас.% ΔT₁≈ 1⁰C. Результаты приведены в табл. 1.When the content of HPA in the circulation RMR in the amount of 0.14 wt.% ΔT ₁ ≈ 1 ⁰ C. The results are shown in table. 1.

Пример 2. Технический ГПК следующего состава, мас.%:
Гидропероксид кумола - 93,61
Диметилфенилкарбинол - 5,23
Ацетофенон - 0,49
Кумол - 0,67
по схеме примера 1 (фиг.1) вводится в реакторную систему в количестве 14,4 т/час. Температура входящей в реактор разложения 1 циркуляционной РМР равна 40^oC. Температура на выходе из реактора разложения - 60,4^oC, количество циркулируемой в реактор разложения РМР - 440 т/час, количество вводимого в систему раствора серной кислоты концентрацией 0,39 мас.% - 321 кг/час. Содержание серной кислоты в циркулирующей РМР - 85 ppm. Из системы выводится 14,72 т/час РМР для дальнейшего разложения с содержанием ГПК 0,18 мас.%. Результаты приведены в табл.1.Example 2. Technical HPA of the following composition, wt.%:
Cumene Hydroperoxide - 93.61
Dimethylphenylcarbinol - 5.23
Acetophenone - 0.49
Cumene - 0.67
according to the scheme of example 1 (figure 1) is introduced into the reactor system in an amount of 14.4 t / h. The temperature of the circulating PMP entering the decomposition reactor 1 is 40 ^° C. The outlet temperature of the decomposition reactor is 60.4 ^° C., the amount of PMP circulating in the decomposition reactor is 440 t / h, the amount of sulfuric acid solution introduced into the system is 0.39 wt. .% - 321 kg / hour. The sulfuric acid content in the circulating PMP is 85 ppm. 14.72 t / hr PMR is removed from the system for further decomposition with a GPC content of 0.18 wt.%. The results are shown in table 1.

Пример 3. Технический ГПК следующего состава, мас.%:
Гидропероксид кумола - 92,81
Диметилфенилкарбинол - 5,07
Ацетофенон - 0,54
Кумол - 1,58
по схеме примера 1 (фиг. 1) вводится в реакторную систему в количестве 14 т/ч. Температура входящей в реактор разложения 1 циркуляционной РМР - 41^oC, температура на выходе из реактора разложения - 58,6^oC. Количество рециркулируемой РМР - 440 т/ч, количество вводимого в систему раствора серной кислоты концентрацией 0,036 мас.% - 322 кг/ч. Содержание серной кислоты в циркулирующей РМР - 81 ppm. Из системы выводится 14,3 т/ч РМР для дальнейшего разложения с содержанием ГПК 0,10 мас.%. Результаты приведены в табл. 1.Example 3. Technical HPA of the following composition, wt.%:
Cumene hydroperoxide - 92.81
Dimethylphenylcarbinol - 5.07
Acetophenone - 0.54
Cumene - 1.58
according to the scheme of example 1 (Fig. 1) is introduced into the reactor system in an amount of 14 t / h The temperature of the circulating PMP entering the decomposition reactor 1 is 41 ^o C, the outlet temperature of the decomposition reactor is 58.6 ^o C. The amount of recycled PMP is 440 t / h, the amount of sulfuric acid solution introduced into the system with a concentration of 0.036 wt.% Is 322 kg / h The sulfuric acid content in the circulating PMP is 81 ppm. 14.3 t / h of PMP are removed from the system for further decomposition with a GPC content of 0.10 wt.%. The results are shown in table. 1.

Пример 4. Технический ГПК следующего состава, мас.%:
Гидропероксид кумола - 92,81
Диметилфенилкарбинол - 4,9
Ацетофенон - 0,48
Кумол - 1,81
непрерывно подается в реактор разложения 1, описанный в примере (фиг. 2) в количестве 14,5 т/ч. Давление в реакторе разложения 4 кг/см². Одновременно с техническим ГПК в реактор разложения подается циркуляционный ацетон в количестве 2,441 т/ч с содержанием воды 0,29 мас.%. Технический ГПК и ацетон смешиваются с рециклом, охлажденной до температуры 37^oC в холодильнике 2 реакционной массой, содержащей 140 ppm серной кислоты. Из-за термического разложения ГПК температура РМР на выходе из реактора разложения повышается до 57^oC. РМР, содержащая 0,15 мас.% ГПК, разделяется на два потока. Один поток в количестве 17,47 т/ч поступает на последующую стадию разложения, а основной поток в количестве 450 т/ч поступает в холодильник 2 и затем с помощью циркуляционного насоса 3 тангенциально в реактор разложения 1. Содержание серной кислоты в циркулирующей РМР - 140 ppm. Раствор серной кислоты в ацетоне концентрацией 0,45 мас.% в количестве 527 кг/ч из емкости 6 вводится в систему через реактор контроля разложения 5, предварительно смешиваясь в струйном смесителе 4 с частью РМР, по ступающей в реактор контроля разложения 5 в количестве 1,8 т/ч.Example 4. Technical HPA of the following composition, wt.%:
Cumene hydroperoxide - 92.81
Dimethylphenylcarbinol - 4.9
Acetophenone - 0.48
Cumene - 1.81
continuously fed into decomposition reactor 1 described in the example (Fig. 2) in an amount of 14.5 t / h The pressure in the decomposition reactor 4 kg / cm ² . At the same time as the technical HPA, circulating acetone is supplied to the decomposition reactor in an amount of 2.441 t / h with a water content of 0.29 wt.%. Technical HPA and acetone are mixed with recycle, cooled to a temperature of 37 ^o C in a refrigerator 2 reaction mass containing 140 ppm of sulfuric acid. Due to the thermal decomposition of the HPA, the temperature of the PMP at the outlet of the decomposition reactor rises to 57 ^° C. The PMP containing 0.15 wt.% Of the HPA is divided into two streams. One stream in the amount of 17.47 t / h enters the subsequent decomposition stage, and the main stream in the amount of 450 t / h enters the refrigerator 2 and then, using the circulation pump 3, tangentially into the decomposition reactor 1. The sulfuric acid content in the circulating PMP is 140 ppm A solution of sulfuric acid in acetone with a concentration of 0.45 wt.% In the amount of 527 kg / h from the tank 6 is introduced into the system through the decomposition control reactor 5, pre-mixed in the jet mixer 4 with a part of PMP entering the decomposition control reactor 5 in the amount of 1 8 t / h

Реактор контроля разложения 5 описан в примере 1. Количество раствора серной кислоты регулируется автоматически по разнице температур между входом и выходом из реактора контроля разложения. При содержании ГПК в циркуляционной РМР 0,15 мас.%, ΔT₁≈ 1⁰C. Результаты приведены в табл. 1.The decomposition control reactor 5 is described in Example 1. The amount of sulfuric acid solution is automatically controlled by the temperature difference between the inlet and outlet of the decomposition control reactor. When the content of HPA in the circulation PMP 0.15 wt.%, ΔT ₁ ≈ 1 ⁰ C. The results are shown in table. 1.

Пример 5. Технический ГПК следующего состава, мас.%:
Гидропероксид кумола - 92,69
Диметилфенилкарбинол - 4,93
Ацетофенон - 0,46
Кумол - 1,92
непрерывно подается в реактор разложения 1, описанный в примере 1 (фиг. 2). Одновременно с техническим ГПК подается циркуляционный ацетон в количестве 2,4 т/ч. Технический ГПК и ацетон смешиваются с рециклом, охлажденной до температуры 39^oC в холодильнике 2 реакционной массой. Температура на выходе из реактора разложения 58,6^oC. Количество рециркулируемой РМР - 440 т/ч. Количество вводимого в реактор разложения 0,49% раствора серной кислоты в ацетоне - 643 кг/ч. Содержание серной кислоты в циркулирующей РМР 190 ppm. Из системы выводится 17,2 т/ч РМР для дальнейшего разложения. Результаты приведены в табл. 1.Example 5. Technical HPA of the following composition, wt.%:
Cumene Hydroperoxide - 92.69
Dimethylphenylcarbinol - 4.93
Acetophenone - 0.46
Cumene - 1.92
continuously fed to decomposition reactor 1 described in Example 1 (FIG. 2). At the same time as technical HPA, circulating acetone is supplied in an amount of 2.4 t / h. Technical HPA and acetone are mixed with recycle, cooled to a temperature of 39 ^o C in the refrigerator 2 by the reaction mass. The temperature at the outlet of the decomposition reactor is 58.6 ^° C. The amount of recycled PMP is 440 t / h. The amount of 0.49% solution of sulfuric acid in acetone introduced into the decomposition reactor is 643 kg / h. The sulfuric acid content in the circulating PMP is 190 ppm. 17.2 t / h of PMP are removed from the system for further decomposition. The results are shown in table. 1.

Пример 6. Example 6

Полученная по примеру 1 РМР ГПК в количестве 15,2 т/ч насосом 10 (фиг. 1) под давлением 3,0 кг/см² подается в паровой подогреватель 7 с объемом трубного пространства 0,56 м³, в котором нагревается до температуры 108^oC и затем через струйный смеситель 8, где смешивается с водой, поступающей в количестве 150 кг/ч, поступает в адиабатический реактор вытеснения 9 объемом 2,7 м³, высотой - 9,6 м. Общее содержание воды в РМР составляет 1,52 мас.%. Общее время пребывания в адиабатическом реакторе вытеснения 10,7 мин. При температуре на входе 110^oC разница между температурой, измеряемой датчиками, установленными на выходе из адиабатического реактора вытеснения 9 и на расстоянии 0,95% от входа ΔT₂, близка к 0. Реакционная смесь поступает через холодильник 11, где охлаждается промводой, в емкость 12 и затем на нейтрализацию и переработку. Результаты приведены в табл. 2.Obtained in example 1 РМР ГПК in the amount of 15.2 t / h by pump 10 (Fig. 1) under a pressure of 3.0 kg / cm ^{2 it} is supplied to a steam heater 7 with a tube space volume of 0.56 m ³ , in which it is heated to a temperature 108 ^o C and then through a jet mixer 8, where it is mixed with water supplied in an amount of 150 kg / h, it enters an adiabatic displacement reactor 9 with a volume of 2.7 m ³ and a height of 9.6 m. The total water content in PMP is 1 , 52 wt.%. The total residence time in the adiabatic displacement reactor is 10.7 minutes. At an inlet temperature of 110 ^° C., the difference between the temperature measured by sensors installed at the outlet of the adiabatic displacement reactor 9 and at a distance of 0.95% from the inlet ΔT ₂ is close to 0. The reaction mixture enters through the refrigerator 11, where it is cooled by capacity 12 and then for neutralization and processing. The results are shown in table. 2.

Пример 7. Example 7

Полученная по примеру 2 РМР ГПК в количестве 14,72 т/ч насосом 10 (фиг. 1) под давлением 3,2 кг/см² подается в паровой подогреватель 7 с объемом трубного пространства 0,56 м³, в котором нагревается до 111^oC, затем через струйный смеситель 8, где смешивается с водой, поступающей в количестве 145 кг/ч, поступает в адиабатический реактор вытеснения 9 объемом 2,7 м³, высотой 9,6 м. Общее содержание воды в РМР составляет 1,53 мас.%. Время пребывания РМР в паровом подогревателе 7 - 2,3 мин, в адиабатическом реакторе вытеснения 9-11 мин. При температуре на входе в адиабатический реактор вытеснения 111^oC разница между температурой, измеряемой датчиками, установленными на выходе из адиабатического реактора вытеснения 9 и на расстоянии 0,95% от входа ΔT₂, близка к 0. Реакционная смесь поступает через холодильник 11, где охлаждается промводой, в емкость 12 и затем на нейтрализацию и переработку. Результаты приведены в табл. 2.Obtained in example 2 РМР ГПК in the amount of 14.72 t / h by pump 10 (Fig. 1) under a pressure of 3.2 kg / cm ^{2 it} is supplied to a steam heater 7 with a tube space volume of 0.56 m ³ , in which it is heated to 111 ^o C, then through a jet mixer 8, where it is mixed with water supplied in an amount of 145 kg / h, it enters an adiabatic displacement reactor 9 with a volume of 2.7 m ³ and a height of 9.6 m. The total water content in PMP is 1.53 wt.%. The residence time of the PMP in the steam heater is 7–2.3 minutes, in the adiabatic displacement reactor 9–11 minutes. At a temperature at the inlet of the adiabatic displacement reactor 111 ^o C, the difference between the temperature measured by the sensors installed at the outlet of the adiabatic displacement reactor 9 and at a distance of 0.95% from the inlet ΔT ₂ is close to 0. The reaction mixture enters through the refrigerator 11, where cooled by promvu, in the tank 12 and then for neutralization and processing. The results are shown in table. 2.

Пример 8. Example 8

Полученная по примеру 3 РМР ГПК в количестве 14,3 т/ч насосом 10 (фиг. 1) под давлением 3,4 кг/см² подается в паровой подогреватель 7 с объемом трубного пространства 0,56 м³, в котором нагревается до 110^oC и затем в струйный смеситель 8, где смешивается с водой, поступающей в количестве 170 кг/ч, и поступает в адиабатический реактор вытеснения 9 объемом 2,7 м³, высотой 9,6 м. Общее содержание воды в РМР составляет 1,72 мас.%. Время пребывания РМР в паровом подогревателе 7 - 2,35 мин, в адиабатическом реакторе вытеснения 9 - 11,3 мин. При температуре на входе в адиабатический реактор вытеснения 9 110^oC разница между температурой, измеряемой датчиками, установленными на выходе из адиабатического реактора вытеснения 9 и на расстоянии 95% от входа ΔT₂, близка к 0. Реакционная смесь поступает через холодильник 11, где охлаждается промводой, в емкость 12 и затем на нейтрализацию и переработку. Результаты приведены в табл.2.Obtained according to example 3 РМР ГПК in the amount of 14.3 t / h by pump 10 (Fig. 1) under a pressure of 3.4 kg / cm ^{2 it} is supplied to a steam heater 7 with a tube space volume of 0.56 m ³ , in which it is heated to 110 ^o C and then to the jet mixer 8, where it is mixed with water entering in the amount of 170 kg / h, and enters the adiabatic displacement reactor 9 with a volume of 2.7 m ³ and a height of 9.6 m. The total water content in PMP is 1, 72 wt.%. The residence time of the PMP in the steam heater is 7 - 2.35 minutes, in the adiabatic displacement reactor 9 - 11.3 minutes. At a temperature at the inlet of the adiabatic displacement reactor 9 110 ^o C, the difference between the temperature measured by the sensors installed at the outlet of the adiabatic displacement reactor 9 and at a distance of 95% from the entrance ΔT ₂ is close to 0. The reaction mixture flows through a refrigerator 11, where it is cooled promvuyu, in the tank 12 and then for neutralization and processing. The results are shown in table.2.

Пример 9. Example 9

Полученная по примеру 4 РМР ГПК в количестве 17,47 т/ч под давлением 4 кг/см² подается из реактора разложения 1 (фиг. 2) в паровой подогреватель 7 с объемом трубного пространства 0,56 м³, в котором нагревается до 112^oC и затем в струйный смеситель 8, где смешивается с водой, подаваемой в количестве 160 кг/ч, и поступает в адиабатический реактор вытеснения 9, объемом 2,7 м³, высотой 9,6 м. Общее содержание воды в РМР составляет 1,54%. Время пребывания РМР в паровом подогревателе 7 составляет 71,9 мин, в адиабатическом реакторе вытеснения 9 - 9,3 мин. При температуре на входе в адиабатический реактор вытеснения 9 112^oC разница между температурой, измеряемой датчиками на выходе из адиабатического реактора вытеснения 9 и на расстоянии 95% от входа ΔT₂, близка к 0. Реакционная смесь нейтрализуется раствором фенолята натрия в воде концентрацией 5 мас.%, поступающим из емкости 13 на смешение в смеситель 14 в количестве 90 кг/ч, затем дросселируется до давления 0,35 кг/см² и поступает в сепаратор 15 через тангенциальный ввод для лучшей сепарации испаренного за счет аккумулированного РМР тепла ацетона от жидких продуктов. Испаренный ацетон конденсируется в конденсаторе 16 и поступает в промежуточную емкость 17, из которой насосом 18 рециркулирует в реактор разложения ГПК - 1.Obtained in example 4 РМР ГПК in the amount of 17.47 t / h under a pressure of 4 kg / cm ² is supplied from decomposition reactor 1 (Fig. 2) to a steam heater 7 with a pipe space volume of 0.56 m ³ , in which it is heated to 112 ^o C and then to the jet mixer 8, where it is mixed with water supplied in an amount of 160 kg / h, and enters the adiabatic displacement reactor 9, with a volume of 2.7 m ³ and a height of 9.6 m. The total water content in PMP is 1 , 54%. The PMR residence time in the steam heater 7 is 71.9 minutes, in the adiabatic displacement reactor 9 - 9.3 minutes. At a temperature at the inlet of the adiabatic displacement reactor 9 112 ^o C the difference between the temperature measured by the sensors at the outlet of the adiabatic displacement reactor 9 and at a distance of 95% from the entrance ΔT ₂ is close to 0. The reaction mixture is neutralized with a solution of sodium phenolate in water with a concentration of 5 wt. .%, originating from a vessel 13 for mixing the mixer 14 in an amount of 90 kg / h, then is throttled to a pressure of 0.35 kg / cm ² and is supplied to separator 15 through tangential inlet for better separation of vaporized due to the heat accumulated MDS of acetone liquid products. Evaporated acetone condenses in the condenser 16 and enters the intermediate tank 17, from which it is recycled by the pump 18 to the decomposition reactor GPK - 1.

Реакционная масса из сепаратора 15 поступает на переработку. Результаты приведены в табл. 2. The reaction mass from the separator 15 is sent for processing. The results are shown in table. 2.

Пример 10. Example 10

Полученная по примеру 5 РМР ГПК в количестве 17,2 т/ч под давлением 4 кг/см² подается в паровой подогреватель 7 (фиг. 2) с объемом трубного пространства 0,56 м³, в котором нагревается до 110^oC и затем в струйный смеситель 8, где смешивается с водой, подаваемой в количестве 150 кг/ч, и поступает в адиабатический реактор вытеснения 9, объемом 2,7 м³ и высотой 9,6 м. Общее содержание воды в РМР составляет 1,48 мас.%. Время пребывания РМР в паровом подогревателе 7 - 2 мин, в адиабатическом реакторе вытеснения 9 - 9,4 мин. При температуре на входе в адиабатический реактор вытеснения 110^oC разница между температурой, измеряемой датчиками на выходе из адиабатического реактора вытеснения 9 и на расстоянии 95% от входа, близка к 0. Реакционная смесь нейтрализуется в смесителе 14 раствором фенолята натрия в воде, концентрацией 4,5 мас.%, поступающей на смешение из емкости 13 в количестве 7,5 кг/ч, и затем дросселируется до давления 0,65 кг/см² и поступает в сепаратор 15 через тангенциальный ввод для лучшей сепарации испаренного за счет аккумулированного тепла ацетона от жидких продуктов. Испаренный ацетон конденсируется в конденсаторе 16 и поступает в промежуточную емкость 17, из которой насосом 18 рециркулируется в реактор разложения ГПК 1. Реакционная масса из сепаратора 15 поступает на переработку. Результаты приведены в табл. 2.Obtained in example 5 PMP HPA in the amount of 17.2 t / h under a pressure of 4 kg / cm ² is fed to a steam heater 7 (Fig. 2) with a volume of pipe space of 0.56 m ³ in which it is heated to 110 ^o C and then in a jet mixer 8, where it is mixed with water supplied in an amount of 150 kg / h, and enters the adiabatic displacement reactor 9, with a volume of 2.7 m ³ and a height of 9.6 m. The total water content in PMP is 1.48 wt. % The PMR residence time in the steam heater is 7–2 minutes, and in the adiabatic displacement reactor 9–9.4 minutes. At a temperature at the inlet of the adiabatic displacement reactor 110 ^o C, the difference between the temperature measured by the sensors at the outlet of the adiabatic displacement reactor 9 and at a distance of 95% from the inlet is close to 0. The reaction mixture is neutralized in mixer 14 with a solution of sodium phenolate in water, concentration 4 , 5 wt.% Coming to the mixing from the tank 13 in an amount of 7.5 kg / h, and then throttled to a pressure of 0.65 kg / cm ² and enters the separator 15 through a tangential inlet for better separation of the acetone evaporated due to the accumulated heat from Jew their products. The vaporized acetone condenses in the condenser 16 and enters the intermediate tank 17, from which it is recycled by the pump 18 to the decomposition reactor of the CCP 1. The reaction mass from the separator 15 is recycled. The results are shown in table. 2.

Claims

1. A method for producing phenol, acetone and α-methyl styrene by acid decomposition of technical cumene hydroperoxide in a back-mixing reactor with vortex movement of reaction products in it at elevated pressure and temperature to obtain a mixture containing dicumyl peroxide and dimethyl phenyl carbinol, which is decomposed in displacement reactors with the addition of water with subsequent neutralization of the decomposition reaction mass and isolation of reaction products from the neutralized mixture of the reaction, characterized in that the acid decomposition of the technical about cumene hydroperoxide is carried out in a reactor having the shape of a truncated cone with a ratio of diameters of the upper and lower bottoms of 1.7, and the diameter of the lower bottom d is determined by the equation

where m is the amount supplied to the decomposition of cumene hydroperoxide, m ³ / h;
n is the volume ratio between the recycled reaction mass and the feed;
τ _ residence time of the reaction mass in the reactor, h;
wherein the height of the shell of the reactor N is determined by the equation

where m is the amount supplied to the decomposition of cumene hydroperoxide, m ³ / h; moreover, technical cumene hydroperoxide and an acid catalyst solution are introduced into the decomposition reactor in two swirling flows with opposite rotation directions at a distance of 10-30% from the axis of the reactor, the mixture obtained by acid decomposition is decomposed in a displacement reactor, which is an adiabatic apparatus, the inlet temperature of which they are controlled by the temperature difference between the outlet of the reactor and at a point 95% from the entrance to the reactor, and water is fed into the displacement reactor through a jet mixer.

2. The method according to p. 1, characterized in that the reaction mass of decomposition before entering the decomposition control reactor is mixed with the entire volume of acid catalyst in a jet mixer.

3. The method according to p. 1, characterized in that acetone is additionally introduced into the circulating decomposition reaction mass, which is separated from the reaction products under vacuum due to the heat of the reaction mass and an aqueous solution of sodium phenolate with a concentration of 5-10 wt. Is added to the reaction mass. %, providing a pH of the neutralized reaction mass decomposition of 7-8.