RU2571103C1 - Способ получения фенола и карбонильных соединений - Google Patents

Способ получения фенола и карбонильных соединений Download PDF

Info

Publication number
RU2571103C1
RU2571103C1 RU2014132770/04A RU2014132770A RU2571103C1 RU 2571103 C1 RU2571103 C1 RU 2571103C1 RU 2014132770/04 A RU2014132770/04 A RU 2014132770/04A RU 2014132770 A RU2014132770 A RU 2014132770A RU 2571103 C1 RU2571103 C1 RU 2571103C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
decomposition
concentration
hydroperoxide
hpa
acetone
Prior art date
Application number
RU2014132770/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Аркадий Самуилович Дыкман
Эрик Нельсон Марк
Андрей Владимирович Зиненков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ"
Priority to RU2014132770/04A priority Critical patent/RU2571103C1/ru
Priority to US15/501,188 priority patent/US10017440B2/en
Priority to KR1020177006412A priority patent/KR102493951B1/ko
Priority to PCT/IB2015/055985 priority patent/WO2016020879A1/en
Priority to CN201580041625.5A priority patent/CN106536461A/zh
Priority to EP15766622.3A priority patent/EP3177585A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571103C1 publication Critical patent/RU2571103C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/08—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by decomposition of hydroperoxides, e.g. cumene hydroperoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/245—Stationary reactors without moving elements inside placed in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C07C15/02—Monocyclic hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/64—Addition to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C2/66—Catalytic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C39/00—Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C39/02—Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring monocyclic with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C39/04—Phenol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C407/00—Preparation of peroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C409/00—Peroxy compounds
    • C07C409/02—Peroxy compounds the —O—O— group being bound between a carbon atom, not further substituted by oxygen atoms, and hydrogen, i.e. hydroperoxides
    • C07C409/14—Peroxy compounds the —O—O— group being bound between a carbon atom, not further substituted by oxygen atoms, and hydrogen, i.e. hydroperoxides the carbon atom belonging to a ring other than a six-membered aromatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/51—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition
    • C07C45/53—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by pyrolysis, rearrangement or decomposition of hydroperoxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00—Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/04—Saturated compounds containing keto groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C49/08—Acetone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/20—General preparatory processes
    • C08G64/38—General preparatory processes using other monomers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00946—Features relating to the reactants or products
    • B01J2208/00955—Sampling of the particulate material, the reactants or the products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу кислотного разложения технического гидропероксида кумола в последовательно установленных реакторах при повышенном давлении и повышенной температуре с подачей в реакторы дополнительного количества ацетона в расчете на подаваемый гидропероксид с управлением процессом разложения гидропероксида. При этом управление процессом разложения гидропероксида осуществляют по одновременному определению величины концентрации продуктов: гидропероксида кумола, дикумилпероксида, диметилфенилкарбинола, альфа-метилстирола, кумола, фенола, ацетона, ацетофенона, воды, в режиме реального времени, определяемой при помощи спектроскопии. Осуществление предлагаемого способа в заявленных условиях позволяет улучшить точность контроля процесса и провести его в оптимальных условиях при повышении уровня безопасности. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к области промышленного органического синтеза, точнее к получению фенола и ацетона кумольным способом, а также фенола, метилэтилкетона и циклогексанона.
Известный способ получения фенола и ацетона путем окисления кумола кислородом воздуха с последующим кислотно-каталитическим разложением гидропероксида кумола позволяет получить оба целевых продукта с высоким выходом (Кружалов Б.Д., Голованенко Б.Н. Совместное получение фенола и ацетона. - М.: Госхимиздат, 1964). Он широко применяется для производства этих продуктов, являясь основным в мировой практике.
Известны способы получения фенола и ацетона, осуществляемые в непрерывном режиме, в которых для снижения выхода фенольной смолы продукты окисления кумола, содержащие гидропероксид кумола (ГПК), кумол, диметилфенилкарбинол (ДМФК), расщепляют в две стадии в присутствии серной кислоты. На первой стадии при температуре 55-80°C проводят разложение большей части (97-99%) ГПК и синтез дикумилпероксида (ДКП) из ДМФК и ГПК, а на второй, при температуре 80-120°C, в полученную реакционную смесь, содержащую фенол, ацетон, диметилфенолкарбинол (ДМФК) и дикумилпероксид (ДКП), добавляют ацетон в количестве, в 1,5-1,8 раз превышающем его первоначальную концентрацию. При этом происходит расщепление ДКП, образовавшегося на первой стадии, разложение оставшегося ГПК и дегидратация оставшегося ДМФК (патенты RU №2068404, опубл. 27.10.1996, №2121477, опубл. 10.11.1998).
Указанные способы разложения ГПК в непрерывном режиме позволяют существенно снизить количество образующихся побочных продуктов по сравнению с разложением в одну стадию периодическом режиме (выход смолы 25 кг/т фенола), в то же время количество образующегося побочного продукта - гидроксиацетона остается на высоком уровне (а иногда и повышается).
Известен способ непрерывного автоматического контроля концентрации гидропероксидов алкилароматических углеводородов в жидких промышленных потоках [патент №2231045, опубл. 20.06.2004]. В известном способе используют не деструктивный спектроскопический метод и проводят измерения концентрации непосредственно в потоке путем регистрации спектра и использования предварительно полученной калибровочной модели, основанной на наборе растворов с известными концентрациями компонентов в диапазоне, перекрывающем диапазон измеряемых концентраций, при этом регистрируют спектр в ближней инфракрасной области.
Известный способ контроля использовался в процессе производства фенола и ацетона путем разложения ГПК при повышенном давлении и повышенной температуре. Контроль в производстве производился только по концентрации ГПК в технологических растворах, для чего спектрофотометр предварительно был откалиброван по растворам с различным содержанием ГПК.
Существенным недостатком способа является контроль только одного из компонентов, влияющих на проведение процесса. Повышение температуры в проточном реакторе второй стадии разложения гидропероксида, который обычно работает в адиабатическом режиме, зависит от содержания в реакционной массе компонентов как участвующих в процессе - гидропероксида кумола, дикумилпероксида, диметилфенилкарбинола, альфа-метилстирола (в случае гидропероксида кумола), так и компонентов, которые нагреваются за счет теплоты реакции. Как избыток, так и недостаток вводимых в реактор тепловыделяющих компонентов приводит к повышению выхода побочных продуктов.
Поэтому возникает необходимость в контроле за концентрацией остальных компонентов, присутствующих в реакционной смеси и влияющих на проведение процесса.
Наиболее близким к предлагаемому является способ производства фенола и ацетона путем разложения ГПК, осуществляемый также в непрерывном режиме (патент RU №2142932, опубл. 20.12.1999 - прототип). Процесс проводят в трех последовательно установленных реакторах смешения на первой стадии и в реакторе вытеснения на второй стадии. На первой стадии разложение ГПК проводят в условиях, близких к изотермическим при температуре 47-50°C, концентрации катализатора - серной кислоты, равной 0,018-0,020 мас.%, и дополнительном разбавлении реакционной массы ацетоном в количестве, равном 5-8 мас.% относительно количества подаваемого ГПК. При этом реагирует почти весь ГПК, а из части ГПК и ДМФК образуется ДКП. На второй стадии процесс поводят с частичной нейтрализацией серной кислоты аммиаком с образованием гидросульфата аммония при температуре 120-146°C и с добавлением некоторого количества воды. Концентрация серной кислоты 0,009-0,01 мас.%. Разложение ГПК и ДКП происходит в реакционной среде, содержащей фенол и ацетон, образовавшиеся из ГПК, и дополнительно вводимый ацетон. Процесс разложения ГПК проводят путем измерения разности температуры реакционной массы, которая косвенно указывает на содержание в ней ГПК, разлагающегося с выделением тепла.
Контроль температуры осуществляют установленной в каждой из секций реактора термопары и получаемый температурный профиль сравнивают с температурным профилем кинетической модели на основании величин температуры в каждой из секций реактора. По результатам полученных отклонений проводится корректировка технологического режима.
Недостатками способа являются значительное количество гидроксиацетона в получаемом феноле, что существенно снижает его качество и необходимость частичной нейтрализации серной кислоты аммиаком, что усложняет технологию и управление процессом. Кроме того, разность температур является мерой количества разложившегося в ходе измерения ГПК, которое может не совпадать с его полным содержанием при неполном разложении ГПК при измерении, что может привести к выходу процесса из области оптимальной работы и снижению уровня безопасности.
С целью улучшения точности контроля процесса, проведения его в оптимальных условиях и повышения уровня безопасности, предложен способ кислотного разложения технического гидропероксида кумола в последовательно установленных реакторах при повышенном давлении и повышенной температуре с подачей в реакторы дополнительного количества ацетона в расчете на подаваемый гидропероксид, управление процессом разложения гидропероксида, при этом управление процессом разложения гидропероксида осуществляют по одновременному определению величины концентрации продуктов: гидропероксида кумола, дикумилпероксида, диметилфенилкарбинола, альфа-метилстирола, кумола, фенола, ацетона, ацетофенона, воды, в режиме реального времени, определяемой при помощи спектроскопии.
Управление процессом разложения технического гидропероксида кумола осуществляют по величине концентрации продуктов до разложения и после разложения.
В случае применения многореакторной схемы предпочтительно измерение концентрации компонентов между реакторами.
Величину концентрации технического гидропероксида кумола определяют при помощи спектроскопии в ближнем ИК-диапазоне - от 900 нм до 2500 нм, либо в части этого диапазона.
Величину концентрации технического гидропероксида кумола определяют непосредственно в потоке, поступающем в реактор, или в реакторе при помощи встроенного датчика.
Величину концентрации технического гидропероксида кумола определяют в отдельном потоке, отбираемом из основного потока процесса, пропускаемого через проточную ячейку для съемки спектра, и возвращаемого обратно в процесс.
Заявленный способ позволяет производить управление процессом на основании данных о концентрации критических для процесса компонентов, а не на производных величинах.
Производственные потоки процесса синтеза фенола и ацетона являются прозрачными жидкостями, для которых выполняется закон Бугера-Ламберта-Бера относительно концентраций составляющих их компонентов, что позволяет использовать оптическую спектроскопию для анализа в потоке. Для определения концентрации веществ в потоке используют спектроскопию в ближнем ИК-диапазоне (PAT - Bikeev) для достижения высокой точности определения и малого времени анализа.
Измерение концентрации основных компонентов, присутствующих в производственных потоках производства фенола, было осуществлено путем построения калибровочных моделей на основании спектров более 100 смесей, в которых концентрации компонентов находятся в диапазонах изменения этих компонентов в реальных производственных условиях в соответствующих потоках и варьируются независимо друг от друга, перекрывая диапазоны этих изменений. Дополнительно были сняты спектры этих образцов при температурах выше, ниже и равных температурам соответствующих потоков в производственном процессе.
Калибровочные модели, построенные на основании полученных спектров методом ПЛС (Хемометрика) позволили определять концентрации ГПК, фенола, ацетона, кумола, ДМФК, ацетофенона, АМС, ДКП, воды.
Данные о концентрации составляющих компонентов передавали в систему управления процессом соответствующей стадии производства и непосредственно использовали в процессе управления.
Промышленная применимость изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Эксперименты по управлению процессом разложения ГПК проводили на специально сконструированной пилотной установке, моделирующей современный процесс производства фенола и ацетона. Пилотная установка моделирует двухстадийный процесс разложения ГПК на фенол и ацетон, на которой первую стадию осуществляют в трех последовательно соединенных реакторах с циркуляционной петлей, по которой продукты, выходящие из последнего из реакторов подают на вход первого вместе с сырьем разложения ГПК. Балансовое количество продукта первой стадии разложения ГПК пропускают через реактор второй стадии, который представляет собой адиабатический реактор вытеснения, в котором происходит полное разложение ГПК на фенол и ацетон, а также практически полное разложение ДКП, который образовался на первой стадии в реакции ГПК и ДМФК. Схема управления процессом разложения ГПК представлена на рисунке 1.
Анализ реакционной массы разложения ГПК в потоке осуществляют при помощи установленных на пилотной установке проточных ячеек, в которых можно снимать спектры потока в реальном времени во время работы пилотной установки. Проточные ячейки имеют длину оптического пути 10 мм и присоединены при помощи волоконно-оптического кабеля к спектрофотометру Guided Wave Model 412 XNIR, который используют для съемки спектров. На съемку одного спектра уходит не более 6 с и не более 30 с на съемку спектров со всех точек контроля. Данные о концентрации компонентов потока становятся доступными не позднее, чем через 1 с после съемки спектра и непосредственно используются для управления процессом.
Расчет концентраций компонентов производят, используя калибровочные модели, построенные путем обработки спектров калибровочных образцов с известными концентрациями анализируемых компонентов использованием программного пакета The Unscrambler software (Camo Inc.) в соответствии с известными рекомендациями по построению калибровочных моделей (Katherine Bakeev, PAT). В калибровочную модель включены следующие компоненты: ГПК, ДКП, ДМФК, AM, кумол, фенол, ацетон, ацетофенон, вода. Калибровочный набор, использованный для пилотной установки разложения ГПК состоял из 138 образцов, в которых концентрации каждого из компонентов изменялись в пределах, превышающих их возможное изменение в реальном процессе. Ошибки калибровки для отдельных компонентов представлены в таблице. Для получения температурно-скомпенсированной модели спектры были записаны в диапазоне температур 20-60°C, поскольку спектры в ближнем ИК-диапазоне очень чувствительны к температуре для системы компонентов присутствующей в реакционной массе разложения ГПК. Температуру проточных ячеек, используемых для анализа в потоке поддерживали постоянной при помощи термостата для увеличения точности анализа, поскольку изменения температуры вносят дополнительную ошибку измерения концентрации даже при использовании температурно-скомпенсированной калибровочной модели.
Figure 00000001
Обычная процедура запуска установки разложения ГПК включает заполнение системы смесью фенол - ацетон в соотношении близком к целевому в соответствии с применяемой технологией с повышенной концентрацией катализатора (150-200% от рабочего значения) перед началом подачи ГПК, чтобы избежать избыточной концентрации ГПК в системе реакторов, что может быть опасно ввиду большого тепловыделения в процессе разложения ГПК и неспособности охлаждающей системы быстро отвести выделяющуюся энергию.
Нагрев реакторов до рабочей температуры.
Запуск подачи ГПК и катализатора с номинальной скорость работы.
Указанная процедура обеспечивает выход системы на режим в течение примерно 4 ч с момента запуска подачи сырья. В соответствии с полученными спектральными данными за такое время изменения концентраций всех компонентов становятся меньше ошибки концентрации между последовательными измерениями.
Пример 2.
Процесс разложения ГПК проводили на том же оборудовании и в тех же условиях, что и в примере 1, за исключением того, что запуск установки проводили в ускоренном режиме.
Ускоренная процедура вывода установки разложения ГПК на стационарный режим:
Заполнение системы смесью фенол - ацетон в соотношении, близком к целевому, в соответствии с применяемой технологией с повышенной концентрацией катализатора (100-120% от рабочего значения) перед началом подачи ГПК, чтобы избежать избыточной концентрации ГПК в системе реакторов.
Нагрев реакторов до рабочей температуры.
Запуск подачи ГПК и катализатора в режиме работы с номинальной нагрузкой и оперативной подстройкой скорости подачи катализатора, обеспечивающей заданную концентрацию ГПК (или конверсию, что легко вычислить из значения исходной и текущей концентраций), соответствующих оптимальным условиям проведения процесса (обычно в диапазоне 0,5-1,5 мас.% ГПК на выходе из последнего реактора первой стадии разложения) и полную конверсию ГПК и ДКП после второй стадии разложения. При этом концентрация ГПК является контролируемым параметром в системе управления.
Указанная процедура позволяет достичь стационарного состояния работы установки за время менее 1 ч после запуска или изменения скорости подачи ГПК.
Пример 3.
Процесс разложения ГПК проводили так же, как в примере 2, но скорость подачи катализатора не регулировали автоматически - имитация отказа системы управления подачей катализатора.
При фиксированной скорости подачи катализатора на 20% меньше номинальной наблюдается дрейф концентрации ГПК в системе реакторов 1 стадии, что обнаруживается в течение примерно 15 мин. При остановке подачи катализатора дрейф концентрации ГПК в системе реакторов 1 стадии, что обнаруживается в течение примерно 5 мин. В обоих случаях скорость разложения ГПК изменяется незначительно и изменение трудно обнаружить по тепловому эффекту. При снижении концентрации катализатора в реакционной массе происходит постепенное увеличение концентрации ГПК во всех реакторах при незначительном снижении скорости разложения до достижения концентрации ГПК на выходе последнего реактора примерно 4 мас.% и примерно 8 мас.% на входе в первый из реакторов после смешения с сырьем. После этого, если концентрация катализатора продолжает снижаться, происходит резкое снижение скорости разложения ГПК и за счет снижения концентрации катализатора, и за счет снижения его кислотности из-за изменения свойств среды. Повторный запуск процесса разложения ГПК при превышении его концентрации 4 мас.% на выходе из реактора первой стадии после восстановления подачи катализатора представляет значительные трудности и требует 2-4 ч, поскольку при повышении концентрации катализатора происходит одновременно увеличение его кислотности по мере разложения ГПК, приводящее к большему ускорению реакции, нагреву, ускоряющему реакцию разложения ГПК еще больше и резкому скачку температуры, который может достигать 50-70°C и с которым система охлаждения не справляется даже на пилотной установке.
Пример 4.
Процесс разложения ГПК проводили так же, как в примере 2, но в качестве сырья подавали сырье с повышенным содержанием ДМФК (5,5 мас.% вместо 4,2 мас.%, имитация нарушения работы системы окисления кумола в ГПК). В реакторе первой стадии разложения ГПК образуется избыточное количество дикумилпероксида (6,5% вместо 5,1%), альфа-метилстирола и воды, что снижает общую скорость образования фенола и ацетона. В реактор второй стадии разложения ГПК поступает реакционная масса, которая выделяет большее количество тепла и повышает температуру на выходе из реактора второй стадии примерно на 10°C. В результате происходит увеличение выхода ацетофенона, димеров альфа-метилстирола и кумилфенолов.
Пример 5.
Процесс разложения ГПК проводили так же, как в примере 2, но управление процессом проводили в соответствии с результатами измерения концентраций гидропероксида кумола, дикумилпероксида, ДМФК, воды, альфа-метилстирола, фенола, ацетона, кумола и ацетофенона в сырье (технический ГПК), в реакторе первой стадии разложения ГПК, после реактора первой стадии разложения ГПК и после реактора второй стадии разложения ГПК. Управление процессом осуществляли изменением подачи катализатора на первую стадию разложения ГПК и изменением подачи воды и ацетона в реакционную массу перед ее подачей на вторую стадию разложения ГПК. Минимальный выход побочных продуктов (кумилфенолы, димеры альфа-метилстирола, гидроксиацетон) достигался при концентрации дикумилпероксида и ДМФК после реактора второй стадии на уровне 0,1 мас.%, концентрации в реакционной массе после первой стадии разложения: ГПК около 1 мас.%, дикупилпероксида около 5 мас.%, альфа-метилстирола около 0,3 мас.%.

Claims (5)

1. Способ кислотного разложения технического гидропероксида кумола в последовательно установленных реакторах при повышенном давлении и повышенной температуре с подачей в реакторы дополнительного количества ацетона в расчете на подаваемый гидропероксид с управлением процессом разложения гидропероксида, отличающийся тем, что управление процессом разложения гидропероксида осуществляют по одновременному определению величины концентрации продуктов: гидропероксида кумола, дикумилпероксида, диметилфенилкарбинола, альфа-метилстирола, кумола, фенола, ацетона, ацетофенона, воды, в режиме реального времени, определяемой при помощи спектроскопии.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управление процессом разложения технического гидропероксида кумола осуществляют по величине концентрации продуктов до разложения и после разложения.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину концентрации технического гидропероксида кумола определяют при помощи спектроскопии в ближнем ИК-диапазоне - от 900 нм до 2500 нм, либо в части этого диапазона.
4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что величину концентрации технического гидропероксида кумола определяют непосредственно в потоке, поступающем в реактор, или в реакторе при помощи встроенного датчика.
5. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что величину концентрации технического гидропероксида кумола определяют в отдельном потоке, отбираемом из основного потока процесса, пропускаемого через проточную ячейку для съемки спектра, и возвращаемого обратно в процесс.
RU2014132770/04A 2014-08-08 2014-08-08 Способ получения фенола и карбонильных соединений RU2571103C1 (ru)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014132770/04A RU2571103C1 (ru) 2014-08-08 2014-08-08 Способ получения фенола и карбонильных соединений
US15/501,188 US10017440B2 (en) 2014-08-08 2015-08-06 Method for controlling cleavage of hydroperoxides of alkylaromatic hydrocarbons
KR1020177006412A KR102493951B1 (ko) 2014-08-08 2015-08-06 알킬방향족 탄화수소의 하이드로퍼옥사이드의 개열 제어 방법
PCT/IB2015/055985 WO2016020879A1 (en) 2014-08-08 2015-08-06 Method for controlling cleavage of hydroperoxides of alkylaromatic hydrocarbons
CN201580041625.5A CN106536461A (zh) 2014-08-08 2015-08-06 控制烷基芳族烃的氢过氧化物裂解的方法
EP15766622.3A EP3177585A1 (en) 2014-08-08 2015-08-06 Method for controlling cleavage of hydroperoxides of alkylaromatic hydrocarbons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014132770/04A RU2571103C1 (ru) 2014-08-08 2014-08-08 Способ получения фенола и карбонильных соединений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2571103C1 true RU2571103C1 (ru) 2015-12-20

Family

ID=54150474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014132770/04A RU2571103C1 (ru) 2014-08-08 2014-08-08 Способ получения фенола и карбонильных соединений

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10017440B2 (ru)
EP (1) EP3177585A1 (ru)
KR (1) KR102493951B1 (ru)
CN (1) CN106536461A (ru)
RU (1) RU2571103C1 (ru)
WO (1) WO2016020879A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114283896B (zh) * 2021-12-23 2022-11-18 江南大学 一种监测酶促反应过程中组分变化模型的建模方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142932C1 (ru) * 1997-11-03 1999-12-20 Закошанский Владимир Михайлович Высокоселективный способ получения фенола и ацетона (процесс фан-98)
WO2003038386A2 (en) * 2001-10-08 2003-05-08 Advanced Technology Materials, Inc. Real-time component monitoring and replenishment system for multicomponent fluids
RU2231045C2 (ru) * 2002-05-20 2004-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Еврохим-СпбТрейдинг" Способ измерения концентрации гидропероксидов алкилароматических углеводородов в жидких промышленных потоках

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329509A (en) 1979-11-30 1982-05-11 Mobil Oil Corporation Co-production of 2-alkanones and phenols
JP3946845B2 (ja) * 1997-12-24 2007-07-18 日本ジーイープラスチックス株式会社 ビスフェノール類の製造方法およびポリカーボネートの製造方法
JP2000053641A (ja) 1998-08-10 2000-02-22 Mitsubishi Chemicals Corp 有機ハイドロパーオキサイド及びフェノールの製造方法
WO2001066500A1 (en) 2000-03-03 2001-09-13 Illa International L.L.C. Method of producing cumene hydroperoxide, phenol and acetone
AU2003228961A1 (en) 2002-05-20 2003-12-12 General Electric Company Method of measuring the concentration of hydroperoxides of alkylaromatic hydrocarbons
CN1938250A (zh) * 2004-03-31 2007-03-28 通用电气公司 生产酚的方法
RU2334734C1 (ru) 2007-03-01 2008-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Еврохим-СПб-Трейдинг" Способ получения фенола и ацетона
US8921610B2 (en) * 2010-09-14 2014-12-30 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Oxidation of alkylbenzenes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142932C1 (ru) * 1997-11-03 1999-12-20 Закошанский Владимир Михайлович Высокоселективный способ получения фенола и ацетона (процесс фан-98)
WO2003038386A2 (en) * 2001-10-08 2003-05-08 Advanced Technology Materials, Inc. Real-time component monitoring and replenishment system for multicomponent fluids
RU2231045C2 (ru) * 2002-05-20 2004-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Еврохим-СпбТрейдинг" Способ измерения концентрации гидропероксидов алкилароматических углеводородов в жидких промышленных потоках

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016020879A9 (en) 2016-11-17
KR20170041834A (ko) 2017-04-17
WO2016020879A1 (en) 2016-02-11
EP3177585A1 (en) 2017-06-14
US10017440B2 (en) 2018-07-10
KR102493951B1 (ko) 2023-01-31
US20170233319A1 (en) 2017-08-17
CN106536461A (zh) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6552221B1 (en) Process control for acetic acid manufacture
RU2491532C2 (ru) Способ управления технологическим процессом паровой конверсии
US8843324B2 (en) Double derivative NIR process control
CA2815400C (en) Determination of sulphur dioxide in a liquid
RU2571103C1 (ru) Способ получения фенола и карбонильных соединений
Tavassoli‐Kafrani et al. The use of ATR‐FTIR spectroscopy to measure changes in the oxirane content and iodine value of vegetable oils during epoxidation
RU2231045C2 (ru) Способ измерения концентрации гидропероксидов алкилароматических углеводородов в жидких промышленных потоках
CN101312935A (zh) 气相部分氧化反应的安全操作方法
KR101758368B1 (ko) 포름알데히드 수용액을 제조하는 방법
JP2007057506A (ja) 樹脂組成物中の微量添加物の分析方法および樹脂組成物の寿命分析方法
JP2000063352A (ja) 芳香族アルキルヒドロペルオキシドの製造方法
Wulfhorst et al. Compositional analysis of pretreated (beech) wood using differential scanning calorimetry and multivariate data analysis
JP2006242693A (ja) 近赤外分光分析用サンプルの前処理設備、前処理方法および分析方法
Yang et al. Nondestructive rapid and quantitative analysis for the curing process of silicone resin by near‐infrared spectra
Zimmerleiter et al. Inline measurement of formaldehyde concentration in an industrial production plant by NIR microspectrometer technology
JP7203045B2 (ja) 含フッ素有機化合物の製造方法
Chuchani et al. Pyrolysis kinetics of 2‐phenoxycarboxylic acids in the gas phase
Barrès et al. In‐line near infrared monitoring of esterification of a molten ethylene–vinyl alcohol copolymer in a twin screw extruder
US10627347B2 (en) Quantification method of impurities in lactide
WO2003100395A1 (en) Method of measuring the concentration of hydroperoxides of alkylaromatic hydrocarbons
Miyake et al. Thermal hazard analysis of cumene hydroperoxide using calorimetry and spectroscopy
KR20050016224A (ko) 정류탑 내 농도의 분광학적 측정
KR102445658B1 (ko) 개선된 온라인 계측 구성을 가진, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 분해를 위한 시스템 및 방법
Meyer Online spectroscopy in microemulsions–Process analytical technology for a hydroformylation mini-plant
Meyer Online spectroscopy in microemulsions–A process analytical approach for a hydroformylation mini-plant