SK283322B6 - Spôsob prípravy fenolu a acetónu z kuménu - Google Patents

Spôsob prípravy fenolu a acetónu z kuménu Download PDF

Info

Publication number
SK283322B6
SK283322B6 SK790-99A SK79099A SK283322B6 SK 283322 B6 SK283322 B6 SK 283322B6 SK 79099 A SK79099 A SK 79099A SK 283322 B6 SK283322 B6 SK 283322B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
cumene
cleavage
phenol
products
acetone
Prior art date
Application number
SK790-99A
Other languages
English (en)
Other versions
SK79099A3 (en
Inventor
Vladimir Michailovitch Zakoshansky
Irina Ivanova Vasilieva
Andrei Konstantinovitch Griaznov
Youry Nikolaevitch Youriev
Barnefeld Heinrich Van
Otto Gerlich
Michael Kleine-Boymann
Werner Kleinloh
Christian Michalik
Original Assignee
Illa International Ltd.
Phenolchemie Gmbh And Co. Kg
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 Illa International Ltd., Phenolchemie Gmbh And Co. Kg filed Critical Illa International Ltd.
Publication of SK79099A3 publication Critical patent/SK79099A3/sk
Publication of SK283322B6 publication Critical patent/SK283322B6/sk

Links

Classifications

    • 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
    • C07C409/04—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 being acyclic
    • C07C409/08—Compounds containing six-membered aromatic rings
    • C07C409/10—Cumene hydroperoxide
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Ide o spôsob prípravy fenolu a acetónu oxidáciou kuménu cez technický kuménhydroperoxid jeho katalytickým štiepením. Oxidačné produkty sú skoncentrované do obsahu kuménu v rozsahu 21 až 30 hmotn. % v technickom kuménhydroperoxide, pričom sa uvedená zmes používa na katalytické štiepenie.ŕ

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu prípravy fenolu a acetónu oxidáciou kuménu a následného štiepenia kuménhydroperoxidu v reaktore s kyslým katalyzátorom a destilačného rozdelenia reakčných produktov.
Doterajší stav techniky
Všetky existujúce spôsoby výroby fenolu a acetónu z kuménu sa skladajú z nasledujúcich najdôležitejších stupňov:
1. Oxidácia kuménu na kuménhydroperoxid (CHP).
2. Destilácia produktov oxidácie a výroba technického CHP.
3. Kyslé štiepenie CHP, a následne vznikajúceho dimetylfenylkarbinolu (DMPC) a ku koncovým produktom fenolu, acetónu a α-metylstyrolu (AMS).
4. Neutralizácia kyslého katalyzátora a oddelenie soli od reakčných produktov.
5. Delenie a čistenie reakčných produktov.
Podstata vynálezu
Spravidla bude výskum, pokiaľ sa týka spôsobov výroby fenolu viesť k cieľom zlepšenia iba jedného stupňa procesu. Pritom sa nesleduje selektivita, energetická náročnosť, bezpečnosť procesu a možnosti súčasného zlepšenia. Najdôležitejšie je množstvo spotreby pary.
Pretože sa v stupni kyslého štiepenia vytvára hlavné množstvo nežiaducich vedľajších produktov, výskumníci sa zaujímajú hlavne o tento stupeň. V čase štiepenia technického CHP obsahujúceho reakcieschopný DMPC nastupujú chemické reakcie, ktoré vedú k strate koncových produktov a k tvoreniu ťažko využiteľných odpadových produktov, tzn. fenolového dechtu.
Najdôležitejším kritériom selektivity procesu je výťažok cenného vedľajšieho produktu, najmä a-metylstyrolu (AMS). Známy je postup získania AMS priamou izoláciou alebo hydrogenáciou kuménu.
Na zvyšovanie výťažku AMS sú rôzne možnosti:
a) výber násady reakčného média (chemické varianty);
b) výber typu reaktora a spôsob odvádzania tepla (technologické varianty);
c) spojenie chemických a technologických variantov.
Naše výskumy ukázali, že sa využije katalytická vlastnosť kyseliny sírovej, ktorou je možné veľa zmeniť v pomeroch v zmesi fenol-acetón, cez tvorbu zlúčenín silne viažucich vodík medzi molekulami fenolu a taktiež medzi molekulami fenolu a acetónu, a prísadou inertného rozpúšťadla, ako je kumén. Zmena aktivity katalyzátora nebude vodou silne ovplyvnená.
Kombinácie meniacich sa pomerov fenol : acetón : voda : kumén : kyselina sírová vedú ku kvalitatívnym zmenám katalytických vlastností tohto viaczložkového reakčného média, ako je znázornené na obrázkoch 1, 2 a 3 analýzy našich experimentálnych údajov.
Tieto dôležité zmeny reakčných konštánt štiepenia CHP súvisia s tým, že nastávajú veľké zmeny kalalytických aktivít kyseliny sírovej vo viaczložkovom roztoku. Výsledky dokazujú prechod od jedného typu katalyzátora k druhému. Ide vlastne o prechod od veľmi silného (mágie acid) k slabšiemu katalyzátoru. Z toho vzniknú pochopiteľne veľké rozdiely v selektivite najrôznejších patentov a technológií, pri ktorých sa bude meniť zloženie reakčného prostredia.
Poskytne to výťažok AMS približne asi 40 - 45 % teoreticky, v reakčnom prostredí pri rovnakom molámom pomere zmesi fenolu : acetónu (RU 1 361 937).
V procese podľa US 2 663 735, kde je potrebný veľký prebytok acetónu, mólový pomer acetónu : fenolu = 5 : 1 a výťažok AMS neprevyšuje 55 % teoretických.
V procese, podľa RO 63,168 je potrebné, aby reakčné prostredie obsahovalo rovnaký molárny pomer zmesi fenolu a acetónu, pričom obsahuje do 20 hmotnostných % kuménu. V tomto prípade je výťažok AMS asi 60 % teoretických.
V procese, podľa RO 1 563 181 obsahuje reakčné prostredie prebytok acetónu od 20 % a len 1 až 2 % kuménu. V tomto prípade je výťažok AMS už asi 70 % teoretických.
V procese podľa patentu US 5 254 751 a US 5 530 166 dosahuje výťažok AMS okolo 80 % teoretických. V tomto procese sa použije reakčné prostredie s obsahom do 20 hmotnostných % kuménu a mólový pomer acetónu : fenolu = 1,5 : 1. Súčasne sa v procese použije zmiešavací a rúrkový reaktor. Je isté, že uvedený výťažok AMS bude dosiahnuteľný vo veľkých prevádzkových podmienkach.
Úspech dosiahnutia patentov US 5 254 751 a US 5 530 166 sa dosiahne tiež podľa patentu US 4 358 618 s obsahom kuménu do 15 hmotnostných % a pri rovnakom molámom pomere fenolu k acetónu (mólový pomer acetónu : fenolu : kuménu =1:1: 0,23). V tomto patente je potrebná kombinácia jedného zmiešavacieho a dvoch rúrkových reaktorov. Pritom zostáva násada reakčného média vo všetkých reaktoroch konštantná, ale pri vynaložení rozdielnych teplôt: v zmiešavacom reaktore 50 až 90 °C a v rúrkových reaktoroch 120 až 150 °C.
Výsledky našich skúmaní a analýzy patentových údajov ukazujú, že sa vnášajú množstvá acetónu a kuménu pridružených v reakčnom médiu, čo je dôležité, ale nie rozhodujúce. Ako naše skúmanie ukázalo, je kombinácia všetkých uvedených faktorov veľmi dôležitá, a teda, musí byť dodržaný optimálny molárny pomer acetónu : fenolu : kuménu : vode, a musí byť dodržaný správny výber reaktora pre tento pomer, tzn. zmiešavací reaktor na štiepenie CHP a rúrkový reaktor na štiepenie dikuménperoxidu (DCP) a DMPC. Prakticky je vo všetkých patentoch a funkčných výrobných technológiách násada reakčného média taká, že optimálny molárny pomer acetónu : fenolu : kuménu : vode bude charakteristicky konštantný v zmesi a aj v rúrkovom reaktore.
S prekvapením sme zistili, že násady dané v uvedených reaktoroch musia byť od seba dôsledne rozlíšené, aby sa dosiahla vysoká selektivita a súčasne minimálne množstvo vedľajších produktov (príklady 2 až 9).
V praktickom procese výroby fenolu a acetónu nie je dôležitá len selektivita procesu, ale tiež množstvo vzniknutých vedľajších produktov, ako sú mezityloxid (MO) a hydroxyacetón HA) ktoré sťažujú rozdelenie produktov a významne zvyšujú energetické náklady.
Dosiaľ sa v uvedenom patente na túto okolnosť nebral žiadny ohľad. Ako naše výskumné práce ukázali (pozri tabuľku 1), vôbec nesúhlasia optimálne podmienky na výťažnosť AMS a na minimalizáciu množstva uvedených vedľajších produktov. Tak máme pokusne zistené, že vzostup teploty v teplotnom dosahu, ktorý bol odporúčaný v patente ÚS 4 358 616 pre zmes fenol - acetón s rovnakým molárnym pomerom, ktorá obsahuje 15 hmotnostných % kuménu, vyvoláva nežiaduce zvyšovanie obsahu MO až do 750 ppm. Znamená to, že zjednej strany vo všetkých procesoch pri stúpajúcej teplote bude očakávané dosiahnutie zvýšeného výťažku AMS, a z druhej strany bude významne zvýšená koncentrácia MO (pozri tabuľku 1). Pretože vo všetkých procesoch sú stanovené prísne požiadavky na obsah MO vo fenole (< 10 až 15 ppm), čo sa týka optimalizácie procesu, nielen hľadiska výťažku AMS, ale tiež je dôležité predovšetkým hľadisko minimalizácie podielu uvedených vedľajších produktov a primiešanín.
Tabuľka 1
Obsah CHP a kuménu v technickom CHP, hmotnostné 1 Prírastok obsahu DMPC a ACP pri skoncentrovaní produktov oxidácie v t zmesi Energetická náročnosť pri skoncentrovaní * produktov oxidácie v t pary/t fenolu
CHP Kumén
93,0 1,0 20 1,20
83,0 10,0 10 1,12
73,0 25,0 <0,5 0,95
Ukazovatele Teplota, eC
100 120 140
Výťažok AMS*, teoretické 1 <70 73 78
Mezityloxid (HO), ppm 124 319 751
♦Výťažky AMS boli vyňaté z obrázka 1 patentu US 4 358 618.
V procese s vysokým obsahom acetónu v reakčnom prostredí, podľa patentov US 2 663 735 a US 1 109 297 sa dosahujú v štiepnych produktoch ešte vyššie koncentrácie MO (1200 ppm). Predkladané množstvá vedľajších produktov vedú k významnému zvýšeniu energetických nákladov procesu.
Vo všetkých spomenutých stupňoch procesu od oxidácie až po izoláciu koncových produktov vystupujú straty koncových produktov tak, že až asi 75 % energetických nákladov celého procesu sa spotrebuje v stupni rektifikácic produktov štiepenia CHP.
Na získanie požadovanej koncentrácie CHP bude potrebné v oxidačnom stupni kuménu dodať podstatne vyššie množstvo energie na jeho dopravu k štiepiacemu stupňu.
Obrat kuménu v oxidačnom stupni výrobného procesu je 15 až 35 %, pretože selektivita oxidačnej reakcie silne odoberá nad 35 % násady kuménu, čím budú získané skoncentrované produkty oxidácie. Skoncentrovanie sa uskutočňuje viacstupňovo, pretože obsah zvyšku v získanom technickom CHP je od 1 až 2 do 10 až 15 hmotnostných %. Vznikajú pritom nevyhnutne nízke obraty kuménu v oxidačnom stupni a dodatkové náklady na energiu k oddeleniu nežiaduceho kuménu z CHP k spätnému vedeniu kuménu do oxidačného stupňa.
Výpočty a prevádzkové skúsenosti ukazujú, že musí byť oddestilovaných 3,87 t kuménu, pri 20 % prebytku kuménu, na získanie 1 t hotového kuménu. Spotreba pary je pritom 1,2 t/1 t fenolu a obsah kuménu v technickom CHP je 1 až 2 %.
Pokusmi bolo zistené, že pre tento stupeň vedľa hlavných nákladov na paru vystupujú tiež vedľajšie vplyvy od CHP až DMPC a acetofenónu (ACP). Množstvo vedľajších produktov je 20 % pri zvyškovom obsahu kuménu v technickom CHP od 1 až 2 hmotnostných %. Zvýšenie obsahu kuménu v technickom CHP od 10 až 15 hmotnostných % znižuje chemické straty až na 8 až 10 %. Prebiehajúci výskum vplyvu kuménu na stabilitu CHP ukázal možnosť, že termické štiepenie CHP pri koncentrácii kuménu nad 20 hmotnostných % v technickom CHP dokonale vylučuje.
Ako naše výskumy a výpočty ukázali, poklesnú energetické náklady v stupni skoncentrovania na asi 70 % a predstavujú 0,95 t pary/t fenolu, keď vystúpi obsah kuménu v technickom CHP do 5 hmotnostných %. Súčasne budú chemické straty CHP prakticky úplne potlačené (pozri tabuľku 2).
Zvýšenie obsahu neoddestilovaného kuménu v technickom CHP zmenšuje síce stratu a energetickú náročnosť tohto stupňa, ale sťažuje uskutočňovanie homogénneho kyslého štiepenia CHP. Preto nebude výskumníkmi a výrobnými pracovníkmi v tomto procese odporúčané použitie koncentrácie kuménu v technickom CHP vyššie ako 10 až 12 hmotnostných %, hoci v patente je uvedené množstvo obsahu kuménu 20 hmotnostných %.
Kľúčovým problémom použitia vysokej koncentrácie kuménu v stupni kyslého štiepenia CHP je totiž bezpečné uskutočnenie tohto stupňa. Bez rozriešenia tohto problému vedie uskutočnenie tohto procesu v prostredí so zvýšeným obsahom kuménu a k týmto následkom:
akumulácii nerozloženého CHP v reaktoroch a explózii, pretože teplotný vývoj pri štiepení CHP 1600 kl/kg (380 kcal/kg) je ekvivalentný zvýšeniu teploty o 700 °C.
Druhým problémom je významné zvýšenie energetickej náročnosti v stupni rektifíkácie produktov rozkladu, keď stúpa obsah kuménu v zmesi produktu.
Naše uskutočnené analýzy a výpočty ukazujú, že v procese podľa stavu techniky, znižovanie energetickej náročnosti významne stúpa pri neodlučovaní kuménu v stupni skoncentrovania, čím sa zvýšia energetické a prevádzkové náklady na oddelenie produktov rozkladu a k ich spätnému vedeniu odlúčeného kuménu až z konca procesu odlučovania kuménu v oxidačnom stupni. Celý kumén musí byť vedený všetkými stupňami procesu a tým sa sťažuje nasledujúce čistenie fenolu o niekoľko dôležitých ppm znečistenia.
V našich vypracovaných komplexných postupoch sa podarilo vyhnúť uvedeným nevýhodám a dosiahnuť úsporu energie v celom procese. Pritom sa dosiahne zvýšenie bezpečnosti v stupni štiepenia za súčasného zvýšenia selektivity a znižovania množstva vedľajších produktov. Okrem toho sa podarilo významne znížiť obsah solí v stupni neutralizácie. Tieto výhody vyplývajú z laboratórnych pokusov, ktoré sú znázornené v príkladoch 2 až 9 a na obrázku č. 4.
Ako naše výskumy ukázali, sú reakcie premeny dikuménperoxidu (DCP) a DMPC a štiepenia CHP v reakčnom prostredí rozdielnych násad uskutočniteľné. Bude tým dosiahnutá vyššia selektivita a vysoký výťažok DCP.
Tak sa získa v ekvimolámej zmesi fenolu : acetónu až 15 hmotnostných % kuménu, optimálna selektivita pri zvyškovom obsahu DCP približne 0,5 hmotnostných %, čo zodpovedá celkovým stratám približne 0,5 absolútnych % koncových produktov fenolu, acetónu a AMS.
V teraz vypracovaných postupoch sa získali dobré výsledky s mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu = = 1:(1 - 0,77) : (0,35 - 0,87) v reakčnom prostredí s ohľadom na výťažok AMS a spotrebu kuménu, vo vzťahu na 11 fenolu, ako aj na tvorbu fenolického dechtu dosiahnutého pri zvyškovom obsahu DCP od 0,06 do 0,09 hmotnostných %, to znamená takmer 100 % výťažku DCP, čo v druhom patente nie je dosiahnuté. Súčasne bolo skonštatované, že minimálna tvorba fenolického dechtu a zodpovedajúce najlepšie využitie kuménu bude dosiahnuté pri nie maximálnom výťažku AMS (pozri obrázok 4).
Obrázok 4 ukazuje, že prirovnanie efektivity rozličných technológií na výťažok AMS nie je celkom korektné, a že je lepšie efektivitu procesu porovnať na spotrebu kuménu vo vzťahu na fenol.
Výsledky našich výskumov, ktoré sú graficky znázornené na obrázkoch 5 a 6, ukázali, že množstvo reakčnej hmoty štiepenia (RMS) zníži Na2SO4 z 2000 ppm bez kuménu až na 2 ppm pri obsahu kuménu asi 40 hmotnostných % v RMS.
Tento efekt sa dosiahne objavnou technológiou zmeny násady v reakčnom prostredí v stupni premeny DCP a dodatkovým zavedením kuménu do neutralizačného stupňa. Súčasne sa za týchto podmienok zníži množstvo rozpustenej vody v RMS z 12 % až na 3,5 hmotnostných %.
Získané výsledky vynálezcovských postupov s rôznymi zloženiami reakčného prostredia riešia niekoľko problémov.
1. Efektívne odstránenie sodných solí CNa2SO4, NaHSO4, Na-fenolátu) z produktov prechádzajúcich delením, čo iné technológie nedosahujú.
2. Zníženie energetickej náročnosti znížením obsahu vody v RMS, ktorého výparné teplo (2255 kJ/kg (539 kcal/kg)) je významne vyššie ako výparné teplo kuménu.
3. Zabezpečenie bezpečného štiepenia CHP.
4. Zaručenie vysokej selektivity premeny v reaktore u DCP a DMPC, čo nie je dosiahnuté inými technológiami.
5. Zníženie rozkladu vedľajších produktov mezityloxidu a hydroxyacetónu (pozri tabuľku 3).
Prehľad obrázkov na výkresoch
Obr. 1 znázorňuje závislosť reakčnej konštanty K2 štiepenia CHP pri meniacich sa koncentráciách kuménu v prostredí fenol-acetón pri teplote 31 °C.
Obr. 2 znázorňuje závislosť reakčnej konštanty K2 štiepenia CHP pri meniacich sa pomeroch fenolu : acetónu pri teplote 50 °C.
Obr. 3 znázorňuje závislosť reakčnej konštanty K2 štiepenia CHP pri meniacich sa koncentráciách vody pri teplote 50 °C.
Obr. 4 znázorňuje závislosť výťažku AMS a fenolového dechtu vo vzťahu na 1 t fenolu pri rozdielnych premenách DCP a ukazuje, že prirovnanie efektivity rozličných technológií na výťažok AMS nie je celkom korektné, a že je lepšie, efektivitu procesu porovnať na spotrebu kuménu vo vzťahu na fenol.
Obr. 5 znázorňuje závislosť rozpusteného An2SO4 v reakčnej zmesi štiepenia od získaného kuménu.
Obr. 6 znázorňuje závislosť rozpustenej vody v reakčnej zmesi štiepenia od získaného kuménu. Výsledky, ktoré sú graficky znázornené na obrázkoch 5 a 6, ukázali, že množstvo reakčnej hmoty štiepenia (RMS) zníži Na2SO4 z 2000 ppm bez kuménu až na 2 ppm pri obsahu kuménu asi 40 hmotnostných % v RMS.
Obr. 7 znázorňuje principiálnu schému predovšetkým uprednostnených usporiadaní uskutočnenia procesu, ktorého opis funkcie nasleduje.
Produkty oxidácie sa pridajú potrubím 10 do aparátu IA, kde sa ich privedeným teplom odparí časť kuménu, ktorý sa spätne privádza na oxidáciu potrubím 9.
Ďalšie skoncentrovanie sa uskutočňuje v jednom alebo v dvoch po sebe nasledujúcich aparátoch IB, IC (druhý aparát IC nie je na schéme zakreslený) tým, že spätne prejde také množstvo tepla, aby obsah kuménu v získanom technickom CHP prevýšil 21 %, ale bol menší ako 30 hmotnostných %.
Ako destilačné zariadenie na produkty oxidácie sa použije obvyklá štandardná aparatúra (vákuová odparka s vonkajším alebo s vnútorným obehom pary, odparka s filmovým kondenzátorom atď.). Nezávisle od typu odparky uprednostňuje sa obsah kuménu v kale 26 až 28 hmotnostných %.
Získaný technický CHP má nasledujúce zloženie (hmotnostné %):
CHP 74 - 64, prednostne 67 - 65,
Kumén 21 - 30, prednostne 28 - 26,
DMPC 8 - 3,
ACP 1,2-0,4,
DCP 0,5 - 0,2.
Koncentrácie DMPC, ACP a DCP sa môžu v reaktore silne meniť podľa stupňa oxidácie, teploty a pH reakčného prostredia, a preto nie sú uvedené zloženia obmedzené. Obmedzenia poukazujú iba na koncentrácie kuménu a CHP.
Na štiepenie CHP je použité zvyčajné zariadenie, ktoré obsahuje nie menej ako 3 tepelné výmenníky, ktoré sú ochladzované vodou pretekajúcou rúrkami, zatiaľ čo sa CHP a cirkulujúce štiepne produkty nachádzajú v plášti. Chladiaca voda je vedená potrubím 12 a koncentrujúce sa produkty oxidácie potrubím 11. V miešači 13 sa produkty oxidácie miešajú s cirkulujúcimi produktmi štiepenia z reaktora 2 a s katalyzátorom. Štiepenie CHP sa uskutoční pomocou kyseliny sírovej ako katalyzátora, ktorého koncentrácia je automaticky regulovaná prístrojom na meranie vodivosti v rozsahu 200 až 300 ppm.
Kyselina sírová je potrubím 15 cez čerpadlo 14 pričerpávaná do reakčnej masy. Štiepenie CHP sa uskutoční v prostredí s prednostným obsahom 28 až 26 hmotnostných % kuménu, pri mólovom pomere fenolu : acetónu =1:1. Koncentrácia kuménu v zariadení sa udržiava v rozsahu od 21 do 30 hmotnostných %.
Na štiepenie technického CHP, ktorý obsahuje rôzne koncentrácie kuménu v uvedenom zariadení bude pre každú podľa obsahu kuménu platiť nasledujúci vzorec:
Gcirk = 480 x ťltchp % kumén kde Gcirk znamená množstvo cirkulovaných oxidačných produktov v t/h, GtCHp znamená množstvo štiepeného privádzaného technického CHP v t/h, a % kuménu predstavuje hmotnostný podiel kuménu v technickom CHP.
Uskutočňovanie procesu štiepenia CHP opísanou cestou zaručuje stabilitu a bezpečnosť pri premenlivých obsahoch kuménu v technickom CHP a zodpovedajúco pri premenlivých zloženiach reakčného prostredia, ktoré je charakterizované mólovými pomermi fenolu : acetónu : kuménu = 1 : 1 : (0,38-0,61).
Pri premenlivom obsahu kuménu v technickom CHP zostáva zodpovedajúca veľkosť CHP násady podľa uvedeného vzorca (1) konštantná a bude korigovaná veľkosťou teplotnej diferencie ATj kalorimetra 16, ktorý predstavuje mini rúrkový reaktor, znázornený na schéme (pozri obrázok 7). Násada CHP pre každý prípad predstavuje 76 až 88 %. Pri odchýlke od vzorcom (1) určeného vzťahu, upravuje signál AT] klapkou prietokové množstvo chladiacej vody v reaktoroch 1 A, 2B a 2C.
Súvislosť medzi vzťahom zo vzorca (1) a korigujúcim účinkom klapky na množstvo prietokovej chladiacej vody v reaktore, každé štiepenie CHP je upravené patričnou ATb zaručenou dvojitou ochranou procesu štiepenia CHP a minimalizuje tvorbu dimérov AMS a komplikuje sa fenolmi v tomto stupni.
Štiepne produkty CHP, ktoré neobsahujú nerozštiepený CHP prichádzajú odparkou 3, kde sa časť acetónu využitím tepla štiepnej reakcie odoženie a jeho koncentrácia a zodpovedajúce množstvo z acetónu v reaktore 4 znižuje premenu DCP a DMPC na MO a HA. Odparenie acetónu sa uskutočňuje adiabaticky, prevažne za vákua od 400 - 666 hPa (300 - 500 torr) alebo pri normálnom tlaku. Acetón je odvedený potrubím 17.
O acetón ochudobnený produkt DCP a DMPC prichádza zo spodnej časti odparky 3 do reaktora 4, ktoiý pracuje na princípe rúrkového reaktora. Koncentrácia CHP v tomto prúde predstavuje 0 %. Vytesnením acetónu v odparke 3 sa uskutočňuje súčasne štiepenie DCP a dehydratácia DMPC v reaktore 4 v reakčnom prostredí, ktoré je rozdielne od reakčného prostredia v zmiešavacom reaktore 2 pri štiepení CHP.
Pre optimalizáciu zloženia reakčného prostredia na zvýšenie výťažku AMS sú frakcie kuménu (prúd IV) a cirkulovaná voda (prúd III) v množstvách od 160 a od 1 do 30 kg vztiahnuté na 1 t technického CHP spätne vedené potrubiami 26 prípadne 28 rúrkového reaktora 4. Vo výsledku zodpovedá zloženie reakčného média uskutočneným zmenám v reaktore 4 mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu = 1 : (1 až 0,7): (0,35 až 0,87).
Štiepenie DCP a DMCP v rúrkovom reaktore 4 sa uskutoční, ako je opísané v príkladoch 2 - 9, podľa množstva prichádzajúceho kuménu a vody pri teplote od 151 do 168 °C.
Riadenie štiepenia DCP a DMPC v zariadení je cez pomer ΔΤ/ΔΤ2 uskutočnené v rozsahu od 1,5 do 21,4.
Veľkosť ΔΤ, predstavuje teplotnú diferenciu štiepnych produktov pri vstupe a výstupe z minireaktora (kalorimetra 16). Veľkosť ΔΤ2 predstavuje teplotnú diferenciu pri vstupe a výstupe z reaktora 4 pri premene DCP. Veľkosť pomeru sa musí udržiavať v rozsahu od 1,5 do 21,4. Najlepší pomer je 3 až 8. Tieto podmienky umožňujú bezpečný priebeh štiepenia CHP a selektívnu premenu DCP pri násade zvyšných 3 %, čo sa v druhých procesoch nedosahuje.
Štiepne produkty sú ochladené pri výstupe z reaktora až na teplotu 30 až 50 °C. Pritom potrubím 26 môže byť vrátených z hornej časti kolóny 7 až 255 kg/t frakcie kuménu, vo vzťahu na 11 technického CHP a až 20 kg vody zo separátom 27 z hlavy kolóny 8.
Štiepne produkty obsahujúce ešte kyselinu sírovú sa odvedú potrubím 20 do neutralizátora 5 kjej odstráneniu. Neutralizácia sa uskutočňuje prívodom alkalických činidiel, ako sú NaOH, Na2CO3 a Na-fenolát, potrubím 19. Pritom sa v neutralizačnom stupni oddeľuje sulfát sodný vo forme koncentrátu, vodná fáza sa zbiera na dne neutralizátora 5 a po premytí je odstraňovaná čerpadlom 23 cez potrubie 22.
Dopravou frakcie kuménu k štiepnym produktom sa dosiahne zloženie reakčného prostredia, umožňujúce oddeľovanie solí vznikajúcich neutralizáciou 2 až 3-krát rýchlejšie, ako pri stave techniky, ktoré sa s vysokou účinnosťou (viac ako 95 %) oddelia z organickej fázy. Koncentrát soli v organickej fáze (prúd VI) je ďalej vedený potrubím 21, a dosahuje menej ako 10 až 20 ppm.
Zdá sa, že všetky existujúce požiadavky technológie na oddelenie solí sú veľmi náročné na čas (od 1,5 do 24 hod.). Núti to k tomu, aby sa venovala pozornosť výberu a tesnosti veľkorozmerného zariadenia na sústreďovanie solí. Napriek tomu účinnosť oddeľovania solí nepresiahne 90 %. Pre pevné uloženie a bezpečnú funkciu výmenníka tepla oddeľovacích kolón sa musia inštalovať drahé koagulačné filtre špeciálnej konštrukcie. Tieto znížia obsah solí v štiepnych produktoch na 10 až 20 ppm, čo nie je dosiahnuteľné bez použitia filtra.
Acetón odlúčený zo štiepnych produktov v odparke 3 kolóny 6 sa v danom prípade odvedie potrubím 17 a potom cez potrubie 24 na ďalšie spracovania. Tieto z acetónu odlúčené štiepne produkty (prúd VIII) budú ako kalové produkty z kolóny 6 odvádzané potrubím 25 na ďalšiu rektifikáciu.
Odlúčenie kuménu zo štiepnych produktov sa vykoná v dvoch za sebou zabudovaných kolónach 7 a 8. V kolóne 7 sa odlúči ako hlavový produkt frakcia obsahujúca kumén, ktorá neobsahuje viac ako 1 % AMS a 0,3 hmotnostné % fenolu. Hlavou kolóny bude tiež prakticky odvedená všetka voda, ktorá sa odlúči z kuménovej frakcie v separátore 27 a pridá sa do kolóny 8. Kalový produkt kolóny 7 je vlastne surový fenol odvedený potrubím 29 do kolóny 8. Hlavový produkt kolóny 8, frakcia kuménu-AMS (prúd IX) je odvádzaný potrubím 18 cez separátor 27' a je spracovávaný ďalej známou cestou. Kaly z kolóny 8, ktoré prakticky neobsahujú žiadny kumén a AMS, surový fenol, je odvádzaný potrubím 30 na ďalšie spracovanie známou cestou.
Z hlavy kolóny 8 je odvádzaná všetka voda, ktorá bola odlúčená z kuménu a AMS v separátore 27' a je potom pridaná do reaktora 4 pri premene DCP a DMPC. Tento postup umožnil znížiť potrebu čerstvej vody v procese 2- až 3-násobne, čím zároveň rovnako pokleslo množstvo odpadovej vody. Celkové zníženie energetickej náročnosti je znázornené v schéme vynálezcovského postupu použitia dvoch kolón, znížením rozpustnosti vody v štiepnych produktoch z 10 až 12 na 3,0 až 3,5 hmotnostných % použitím takého zloženia štiepnych produktov, ktoré podmieňujú ich oddelenie.
Celkové zníženie spotrebovanej pary v procese predstavuje 0,4 až 0,6 t/t fenolu spolu s úsporou tepla v stupni skoncentrovania a oddelenia štiepnych produktov.
Osobitné rozdiely vykonaných procesov uvedených v patentoch RU 1 361 937; US 2 663 735; EO 1 563 181; US 5 254 751; US 5 530 166; US 4 358 618 sa skladajú z nasledujúceho.
1. Stupeň skoncentrovania CHP poskytuje zvyšok kuménu od 21 do 30 hmotnostných %, prednostne 26 až 28 hmotnostných %.
2. Štiepenie CHP a štiepenie DCP je uskutočňované v zmiešavacích, prípadne rúrkových reaktoroch, pri zodpovedajúco rozdielnych zloženiach reakčných prostredí v menovaných reaktoroch, zatiaľ čo zloženie reakčného prostredia vo všetkých iných technológiách je konštantné.
3. Štiepenie DCP a DMCP v rúrkovom reaktore sa uskutočňuje pri nasledujúcich podmienkach:
a) Pri zníženom obsahu acetónu v reakčnom prostredí sa dosiahne jeho doplnenie prívodom podielu acetónu z kuménovej a/alebo vodnej frakcie.
b) Pri teplotách, ktoré posúvajú reakčnú rovnováhu premeny DMPC na stranu AMS a umožňujú dosiahnuť takmer 100 % premenu. V doterajších technológiách zodpovedá pomer fenolu : acetónu v reakčnom prostredí od 1 :1 do 1 : : 1,5, to znamená, že tam je privádzané dodatočné množstvo acetónu. V nami používaných postupoch znížený obsah acetónu v reakčnom prostredí bol doteraz nevyužívaný, práve tak ako postup súčasného prívodu vody a kuménovej frakcie do štiepneho reaktora, kde sa uskutočňuje rozklad DCP a DMPC. Spojenie očakávaných postupov umožňuje vysokú selektivitu, pričom je dosiahnutá prakticky takmer 100 % premena, čo sa v iných technológiách nedosahuje (selektivita nie je vyššia ako 90 %).
4. Riadenie procesu štiepenia CUP a DCP/DMCP sa uskutočňuje cez pomer ΔΤ|/ΔΤ2, kde ΔΤ2 je teplotná diferencia medzi vstupom a výstupom zo štiepneho reaktora DCP a DMPC a ΔΤ, je teplotná diferencia kalorimetra v zariadení na štiepenie CHP, čím sa zaistí súčasne vyžadovaná bezpečnosť procesu a jeho vysoká selektivita. V doterajších technológiách na zabezpečenie bezpečnosti procesu je použitý kalorimeter (ATj).
5. V stupni neutralizácie, na efektívne odstránenie tam sa vytvárajúcich solí, sa pridáva určité množstvo kuménovej frakcie. K tomu nie je žiadna analógia.
6. Obsah vody v štiepnych produktoch po stupni neutralizácie neprevýši 5 hmotnostných %, čo zníži energetickú náročnosť procesu. V doterajších technológiách je obsah vody 6 až 12 hmotnostných %.
7. Kuménové frakcie dodatočne privádzané do reaktora, kde sa štiepi DCP a DMPC a do stupňa odstraňovania solí, sa cez použitú kolónu odlučujú a vracajú do týchto stupňov.
8. V procese je znížená potreba čerstvej vody, a tým sa znížia aj náklady potrebné na čistenie vody.
Tieto uvádzané výhody a rozdiely predložených technológií sú znázornené v príkladoch 2 až 9. Príklady sú zhrnuté v tabuľke 3.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1 (porovnávací príklad)
Oxidačné produkty nasledujúceho zloženia:
Zloženie oxidačných produktov Názov látky Spolu
Kumán CHP DMPC ACP DCP
hmotnostné 1 71,536 26,7 1,436 0,239 0,089 100
t/hod 147,056 54,8B7 2,952 0,491 0,183 205,569
selektivita. mol. % 93,17
dosahujúce celkovú selektivitu 93,17 mol. %, sú zavedené v stupni skoncentrovania, za získania technického CHP. Potom skoncentrované technické CHP má toto zloženie:
Zloženie technického CHP Ná zov látky Spolu
Kumén CHP DMPC ACP DCP
hmotnostne % 12, 31 81,9 4,7 0,8 0,3 100
t/hod 6,2194 41,5314 2,3762 0,4044 0,1517 SO,532
selektivita. mol. % 92,7
dosahujúce celkovú selektivitu v dvoch stupňoch: oxidácie a skoncentrovania od 92,7 molámych. %. Strata selektivity čiastočným štiepením CHP na DMPC a ACP v stupni skoncentrovania je 0,47 % (abs.). Náklady na paru v stupni skoncentrovania predstavujú 0,69 t, vo vzťahu na 100 % CHP a 1,121 vo vzťahu na 11 získaného fenolu.
Množstvo 50,502 t/h získaného CHP je odvedené v stupni štiepenia. Štiepenie sa uskutočňuje v prítomnosti 200 až 300 ppm H2SO4 v reakčnom prostredí, ktoré určuje zloženie vopred získaných štiepnych produktov, CHP a dodatočne zavedeného acetónu.
Štiepenie sa uskutoční podľa US 5 530 166 (príklad 2) v bloku reaktorov, ktorý sa skladá z troch za sebou zabudovaných reaktorov, ktoré pracujú na princípe zmesových reaktorov, v ktorých dochádza k premiešavaniu cirkuláciou štiepnych produktov.
Z posledného štiepneho reaktora CHP vznikajúce štiepne produkty prichádzajú do štiepneho reaktora DCP, ktorý pracuje na princípe rúrkového reaktora.
Reakčné médium prejde štiepením CHP, za vzniku acetónu podľa oznámených údajov v množstve približne 6025 kg/h.
Reakčné prostredie má po pridaní dodatkového množstva acetónu zloženie, ktoré charakterizuje mólový pomer fenolu : acetónu : kuménu, ktorý je v predloženom konkrétnom príklade 1 : 1,36 : 0,2.
V reaktoroch štiepenia CHP a štiepenia DCP je udržiavané rovnaké zloženie reakčného prostredia.
Teplota v štiepnom reaktore DCP je 90 až 100 °C, koncentrácia vody je 1,38 až 1,7 hmotnostných %. V predloženom príklade je 1,5 hmotnostných %.
Dodatočne zavedený acetón, ktorý vznikol v štiepnom reaktore z DCP je z reakčného prostredia v stupni rozkladu odťahovaný z odparky. Acetón odvádzaný z odparky a skondenzovaný v chladiči sa spätne odvádza do procesu v stupni štiepenia CHP.
Aby sa znížili straty koncových produktov fenolu a AMS, zavádza sa do odparky pre čiastočnú neutralizáciu prítomnej kyseliny sírovej roztok amoniaku.
Na kontrolu a riadenie štiepenia CHP, bezpečnosť stupňa na udržanie stanovenej teplotnej diferencie sa nastavia kalorimetre, ktoré sú zabudované v cirkulačnom potrubí štiepnych produktov a privádzacom potrubí produktov do štiepneho reaktora DCP.
Nasledujúca tabuľka zobrazuje koncentrácie najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v prúde za odparkom
Koncentrácia vedlajšich produktov Hmotnostné % Koncentrácia primieáanín, ppm
AMS AMS- dimér DMPC ACP Kuraénfenol DCP HA MO
3,17 0,33 0,34 0,8 0,50 0,24 1 500 300
Výťažok AMS je 76 teoretických % po stupni štiepenia, tvorba fcnolického dechtu je 44 kg/t fenolu.
Získané rozkladné produkty sa neutralizujú pomocou NaOH až do obsahu vody 10 až 12 hmotnostných % a sú ňou odvedené do stupňa odlučovania solí. Po odlúčení najväčších častí soli jc na konci štiepenia obsah solí v reakčnej hmote (RMS) 2000 ppm.
RMS obsahujúce 12 % vody postupuje po obvyklej ceste k oddeleniu, kde sa oddelí acetón zo zmesi kuménAMS, fenolu a produktov kondenzácie dechtu.
Energetická náročnosť v stupni oddelenia acetónu a zmesi kumén-AMS predstavuje 2,9 t/t fenolu.
Koeficient spotreby kumén/fenol predstavuje 1318 kg/t v stupni štiepenia.
Z procesu získané výsledky sú znázornené v nasledujúcej tabuľke:
Hlavné produkty, kg/h Fenol 25470,4 Acetón 15869,4 a-metylstyrol 1616
Vedľajšie produkty pri výstupe zo zariadenia „fenolický
na štiepenie kuménhydrcperoxidu, kg/t fenolu decht,, 44
Energetická náročnosť t/t fenol Pri destilácii 1/12 pri štiepení 0, 07 pri odlučovaní acetónu a AMS/kuménu 2,9
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu,, kq/t fenolu 1 313
Príklad 2
Produkty oxidačného stupňa z kuménu, kde selektivita dosiahne 93,17 mol, a ktorých zloženie je také isté ako v príklade 1, sú pridávané v stupni skoncentrovania CHP.
Po skoncentrovaní má technický CHP nasledujúce zloženie:
Zloženie technického CHP Názov stupňa Spolu
kumén CHP CMPC ACP DCP
Hmotnostné % 30,0 65, 66 3,52 0, 59 0,21 100
t/h 18,500 41,3784 2,2176 0,3717 0,1323 63,0
Celková selektivita, mol.% 93,17
čo zodpovedá celkovej selektivite po dvoch stupňoch 93,17 mol. % a dokazuje neprítomnosť neselektívneho štiepenia CHP v stupni skoncentrovania.
Energetická náročnosť v stupni skoncentrovania je 0,5761 vo vzťahu na 11100 % CHP, a až 0,933 t vo vzťahu na 11 získaného fenolu.
Technický CHP získavaný v množstve 63 t/h sa privádza do rozkladného stupňa, ktorý sa uskutoční tak, ako je opísané v schéme procesu.
Štiepenie sa uskutočňuje v reakčnom prostredí pri dodržiavaní mólového pomeru fenolu : acetónu : kuménu = = 1:1 :0,61.
Prívod cirkulujúceho produktu je nastavený podľa vzorca (1)
Gcirk = (480*63)/30 = 1008 t/h, pričom premena pri prechode sa udržiava konštantná. Premena bude ako rozdiel medzi koncentráciou CHP na vstupe do reaktora A po zmiešaní s cirkulujúcim produktom a na výstupe z reaktora C, vo vzťahu na koncentráciu CHP na vstupe do reaktora A, čo predstavuje (4,3 až 0,73)/4,3*100 = 83 %.
Veľkosť pomeru ΔΤ2/ΔΤ! = 2,3. Teplota procesu štiepenia CHP je 50 °C pri pomere ΔΤ2/ΔΤ| = 2,3 a Gcirk = = 1008 t/h. Dosahuje sa to zmenou množstva privádzanej chladiacej vody do výmenníkov tepla reaktorov 2A, B, C.
RMS prichádza do odparky na oddestilovanie v zmesi acetónu, kuménu, vody a fenolu v množstve 4400 kg/h za vákua od 453 hPa (340 ton).
K prúdu vystupujúcich produktov spodnej časti odparky 3 pristupuje 10 000 kg/h kuménu a 1000 kg/h vody. Výsledkom uskutočnených zmien je reakčné prostredie charakterizované mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu = 1 : 0,78 : 0,87. Koncentrácia vody v produktoch, ktoré prichádzajú do reaktora na štiepenie DMPC a DCP, je 2,5 hmotnostných %. Proces štiepenia DMPC a DCP sa usku točňuje pri teplote 168 °C. Koncentrácia najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v prúde za reaktorom štiepenia DMPC a DCP je zobrazená ďalej.
Koncentrácia vedlajšich produktov Hmotnostné % Kor.centrác.j a primiešanín, ppm
AMS AMS- dimér DMPC ACP kumyl- fenol DCP HA MO
2,55 0,13 C,04 0,53 0,19 0,01 950 70
Výťažok AMS predstavuje 90,6 teoretických % po stupni štiepenia DCP a DMPC, tvorba fenolického dechtu je 24,4 kg/t fenolu.
Získané produkty zo štiepenia sú neutralizované, pomocou NaOH až do obsahu vody 3,5 hmotnostných %, odvodnené a privádzané do stupňa odlučovania solí.
Zvýšením obsahu kuménu v produktoch štiepenia až na 40 hmotnostných % sa uskutočňuje efektívne odlučovanie solí a na výstupe z neutralizačného stupňa 5, je koncentrácia solí v organickej fáze 3 ppm.
Produkty vyčistené od solí (prúd VI), prichádzajú do kolóny 6, kde sa ako hlavný produkt (prúd VII) odoberá acetónová frakcia. Kalový produkt tejto kolóny prichádza do kolóny 7, kde sa uskutočňuje oddeľovanie kuménovej frakcie od vody, ktorá je odlučovaná v separátore. Kuménová frakcia v množstve okolo 10 000 kg/h prichádza do reaktora 4 a vodná fáza v množstve okolo 1000 kg/h (prúd III) je zo separátora kolóny 7 vedená do kolóny 8, kde sa ako hlavový produkt odoberá kuménová frakcia a voda. Po odlúčení v separátore je frakcia kumén-AMS vedená na hydrogenáciu a voda je vedená do zariadenia na štiepenie DCP a DMPC.
Spotreba pary v stupni oddeľovania acetónu a zmesi kuménu-AMS je 2,46 t/t fenolu.
Koeficient spotreby kumén/fenol v stupni štiepenia je 1300 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Hlavné produkty, kg/h Fenol 25513,6 Acetón 15817,5 a-metylstyrol 1794
Vedľajšie produkty pri výstupe 20 zariadenia na stieoenie kuménhydroperoxidu, kg/t fenolu „fenolický decht,, 24,4
Energetická náročnosť t/t fenol pri destilácii 0, 93 pri štiepení 0, 08 pri odlučovaní acetónu a AMS/kuménu 2, 46
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu,, kg/t fenolu 1302
Príklad 3
Proces podľa príkladu 2, kde technický' CHP má nasledujúce zloženie:
Zloženie technického CHP Názov stupňa Spolu
Kumén CHP DMPC ACP DCP
Hmotnostné % 28,0 67,47 3,69 0,62 0,22 100
t/h 17,1679 41,3686 2,2625 0,3801 0,1349 61,314
Celková selektivita, mol 93,10
čo zodpovedá celkovej selektivite po dvoch stupňoch okolo 93,1 hmotnostných % a ukazuje na minimálne štiepenie CHP v stupni jeho skoncentrovania (0,07 absolútnych %). Spotreba pary v stupni skoncentrovania je 0,58 t vo vzťahu na 11100 % CHP, a 0,941 vo vzťahu na 11 fenolu.
Získaný technický CHP v množstve 61,314 t/h je privádzaný do stupňa štiepenia, ktorý sa vykonáva tak, ako je opísané už v uvedenom opise schémy procesu.
Štiepenie CHP sa uskutočňuje v reakčnom prostredí, kde sa udržujú mólové pomery fenolu : acetónu : kuménu % 1 : 1 : 0,55. Dodatočný prívod cirkulujúcich produktov je uskutočňovaný podľa vzorca (1)
GaRK = 480*61,31/28= 1051 t/h, takže premena CHP sa uskutoční pri veľkosti pomeru ΔΤ2/ΔΤ! = 1,5 a je v priemere 76 %.
RMS prichádza do odparky, kde sa oddestiluje zmes acetónu, kuménu, vody a fenolu v množstve 4400 kg/h za vákua 460 hPa (345 torr).
K prúdu, zo spodnej časti odparky 3, vychádzajúcich produktov sa pripája 6200 kg/h kuménu a 900 kg/h vody. Výsledkom uskutočnených zmien je reakčné prostredie charakterizované mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu = 1 : 0,78 : 0,70. Koncentrácia vody v produktoch, ktoré vstupujú do reaktora štiepenia DMPC a DCP je 2,75 hmotnostných %.
Proces štiepenia DMPC a DCP sa uskutočňuje pri teplote okolo 160 °C.
Koncentrácia najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v ich prúde za reaktorom štiepenia DMPC a DCP je zobrazená ďalej:
Koncentrácia vedlajšich produktov Hmotnostné í Koncentrácia primiešanín, ppm
AMS AMSdimér DMPC ACP kumylfenol DCP HA MO
2, 31 0,14 0,05 0, 59 0,20 ] 0,02 920 €0
Výťažok AMS po stupni štiepenia DCP a DMPC predstavuje 90,3 teoretických %, tvorba fenolického dechtu je
25,4 kg/t fenolu.
K získaným produktom štiepenia sa pripája tiež množstvo kuménovej frakcie, takže celkový obsah kuménu a AMS je 40 hmotnostných %. Množstvo kuménovej frakcie, ktorá je odlúčená ako hlavový produkt kolóny 7, je 8790 kg/h, z ktorých 6200 kg/h prichádza do stupňa štiepenia DCP a DMPC a 2590 kg/h do stupňa neutralizácie.
Neutralizácia kyseliny a odlučovanie solí z produktov reakcie je obdobná ako v príklade 2. Obsah soli v RMS je 17 ppm.
Spotreba pary v stupni odlučovania acetónu a zmesi kumén-AMS je 2,46 t/t fenolu.
Koeficient spotreby kumén/fenol je v stupni štiepenia 1301 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Hlavné produkty, kg/h Fenol 25564,5 Acetón 15812,2 a-metylstyrol 1B25
Vedľajšie produkty pri výstupe 20 zariadenia na štiepenie kuwénhvdroperoxidu, kq/t fenolu „fenoiický decht„ 25,4
Energetická náročnosť t/t fenol pri destilácii 0, 94 pri štiepení 0,08 pri odlučovaní acetónu a AMS/kuménu 2,46
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu,, kq/t fenolu 1303
Príklad 4
Proces je obdobný procesu uskutočnenému v príklade
2, kde technický CHP má nasledujúce zloženie:
Zloženie technického CHF Názov stupňa Spolu
Kumén CHP DMPC ACP DCP
Hmotnostné % 21, 01 73, 94 4,09 0,702 0,26 10c
t/h 11,7522 41,3591 2,2378 0,3916 0,1453 55,936
Celková selektívita, mol . i 93, 0
čo zodpovedá dosiahnutej celkovej selektivite 93 hmotnostných % po dvoch stupňoch a ukazuje na úbytok 0,17 % CHP pri jeho skoncentrovaní.
Spotreba pary v stupni skoncentrovania je 0,63 t vo vzťahu na 1 1100 % CHP a 1,027 t vo vzťahu na 1 t získaného fenolu.
Získaný technický CHP v množstve 55,94 t/h je vedený do stupňa štiepenia, ktorý sa uskutoční tak, ako už bolo opisané v uvedenom opise schémy procesu.
Štiepenie CHP sa uskutočni v reakčnom prostredí, kde sa udržiava mólový pomer fenolu : acetónu : kuménu = 1 : : 1 : 0,38.
Prívod cirkulujúcich produktov zodpovedá vzorcu (1)
GCirk = (480*55,94)/21 = 1278 t/h, takže premena CHP sa uskutoční pri veľkosti pomeru ΔΤ2/ΔΤ] = 3,76 a je v priemere 88 %.
RMS prichádza do odparky, ktorou sa preháňa zmes acetónu, kuménu, vody a fenolu v množstve 4400 kg/h za vákua 453 hPa (340 torr). K prúdu odchádzajúcich produktov zo spodnej časti odparky 3 sa pripája 8500 kg/h kuménu a 1000 kg/h vody. Výsledkom uskutočnených zmien je reakčné prostredie charakterizované mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu = 1 : 0,77 : 0,61. Koncentrácia vody v produktoch prichádzajúcich do reaktora štiepenia DMPC a DCP je 2,8 hmotnostných %.
Proces štiepenia DMPC a DCP sa uskutočňuje pri teplote okolo 151 °C. Koncentrácie najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v prúde za reaktorom štiepenia DMPC a DCP sú znázornené v nasledujúcej tabuľke:
Koncentrácia vedia j sich produktov Hmotnostné % Koncentrácia primiesanin, ppm
AMS AMSdimér DMPC ACP kumylfenol DCP HA MO
2,94 0,16 0,07 0,63 0,24 0,05 890 50
Výťažok AMS po stupni štiepenia DCP a DMPC je
88,6 teoretických %, tvorba fenolického dechtu je 28,1 kg/t fenolu.
K získaným produktom štiepenia je privádzané také množstvo kuménovej frakcie, že celkový obsah kuménu a AMS predstavuje 40 hmotnostných %. Množstvo kuménovej frakcie, ktorá je odlučovaná ako hlavový produkt kolóny 7, je 14 200 kg/h, z ktorých 8500 kg/h je privádzaných do stupňa štiepenia DCP a DMPC a 5700 kg/h do stupňa neutralizácie.
Neutralizácia kyseliny a odlučovanie solí z reakčných produktov je obdobné ako v príklade 2. Obsah solí v RMS je 15 ppm.
Spotreba pary v stupni oddeľovania acetónu a zmesi kuménu-AMS je 2,55 t/t fenolu.
Koeficient spotreby v stupni štiepenia kumén/fenol je 1303 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Spotreba pary v stupni oddeľovania acetónu a zmesi kuménu-AMS je 2,46 t/t fenolu.
Koeficient spotreby v stupni štiepenia kumén/fenol je 1302 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Hlavné produkty, kg/h Fenol 25548,26 Acetón 15805,8 a-metylstyrol 1814
vedlajáíe produkty pri výstupe zo zariadenia na Štiepenie kuménhydroperoxidu, kq/t fenolu „fenolický decht,, 23,1
Energetická náročnosť t/t fencl pri destilácii 0,93 pri štiepení 0,08 pri odlučovaní acetónu a AMS/kuménu 2,55
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu,, kg/t fenolu 1304
Hlavné produkty, kg/h Fenol 255’,8 Acetón 15799,0 a-metylstyrol 1784,6
Vedľajšie produkty pri výstupe zo zariadenia na štiepenie kuménhydroperoxidu, kq/t fenolu „fenolický decht,, 27,7
Energetická náročnosť t/t fenol pri destilácii 0,94 pri štiepení 0,08 pri odlučovaní, acetónu a AMS/kuménu 2, 46
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu,, kq/t fenolu 1304
Príklad 5
Proces je obdobný procesu uskutočnenému v príklade
4, kde technický CHP má nasledujúce zloženie:
Príklad 6
Produkty oxidačného stupňa kuménu majú nasledujúce zloženie:
Zloženie technického CHP Názov stupňa Spolu
Kunén CHP DMPC ACP DCP
Hmotnostné i 28,00 67,47 3,69 0,62 0,22 100
t/h 17,1679 41,3686 2,2625 O,3801 0,1349 61,314
Celková selektivite, mol.fe 93,1
Zloženie produktov oxidácie Názov stupňa Spolu
Kumén CHP DMPC ACP DCP
Hmotnostné % 72,374 24,2 2,931 0,382 0,113 100
t/h 152,646 53,346 3,759 0,519 0,152 219,903
Celková selektivita, mol.l 86,47
Získavaný technický CHP v množstve 61,31 t/h je vedený do stupňa štiepenia, v ktorom sa udržiava reakčné prostredie s mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu = 1 : 1 : 0,38.
Prívod cirkulujúcich produktov zodpovedá vzorcu (1)
Gcirk = (480 x 61,314)/28 = 1051 t/h, takže premena CHP sa uskutoční pri veľkosti pomeru ΔΤ2/ΔΤ, = 2,3 a je v priemere 76,0 %.
Zloženie reakčného prostredia v reaktore štiepenia DCP a DMPC je charakterizované mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu =1:1: 0,53. Koncentrácia vody v produktoch prichádzajúcich do reaktora štiepenia DMPC a DCP je 2,8 hmotnostných %.
Proces štiepenia DMPC a DCP sa uskutočňuje pri teplote okolo 156°C.
Koncentrácie najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v prúde za reaktorom štiepenia DMPC a DCP sú znázornené v nasledujúcej tabuľke:
Koncentrácia vedlajších produktov Hmotnostné % Koncentrácia Primiešanín, ppm
AMS AMSdimér DMPC ACP kumylfenol DCP HA MO
2,85 0, -8 0,06 0,61 0,27 0,00 910 55
Výťažok AMS po stupni štiepenia DCP a DMPC je 88,31 teoretických %, tvorba fenolického dechtu je
27,7 kg/t fenolu.
K získavaným produktom štiepenia sa pripája také množstvo kuménovej frakcie, že celkový obsah kuménu a AMS je 40 hmotnostných %. Kuménová frakcia je odoberaná ako hlavový produkt z kolóny 7 v množstve 10 915 kg/h, teraz iba pre stupeň neutralizácie.
Neutralizácia kyseliny a odlučovanie solí z reakčných produktov je obdobné ako v príklade 2. Obsah solí v RMS je 18 ppm.
čo zodpovedá dosiahnutej selektivite 86,47 molámych % a prechádza do stupňa skoncentrovania pre získavanie technického CHP.
Po skoncentrovaní má technický CHP nasledujúce zloženie:
Zloženie technického CHF Názov stupňa Spolu
Kumén CHP DMPC ACP DCP
Hmotnostné % 21, 0 69,2 e,35 1,12 0,33 100
t/h 12,1989 40,1983 4,8505 0,6506 0,1917 58, 09
Celková selektivita, mol.% 86, 3
čo zodpovedá dosiahnutej celkovej selektivite 86,3 molárnych % po dvoch stupňoch oxidácie a skoncentrovania. Strata selektivity predstavuje 0,17 absolútnych % čiastočným štiepením CHP na DMPC a ACP v stupni jeho skoncentrovania. Získavaný technický CHP v množstve 58,09 t/h je odvádzaný do stupňa štiepenia.
Keď štiepenie technického CHP v danom prípade dosiahne 8,35 hmotnostných % DMPC, bude uskutočňované tak, ako je opísané v príklade 1 (porovnávací príklad), tak budú pre acetón získané výsledky uskutočnenia procesu nižšie uvedených koncentrácii dôležitých primiešanín a vedľajších produktov z prúdu produktov na výstupe z odparky:
Koncentrácia vedľajších produktov Hmotnostné i Koncentrácia primiešanín, ppm
AMS AMSdimér DMPC ACP kumylfenol DCP HA MO
5,72 0,56 0, 32 0, 89 0,84 0,01 1500 300
Výťažok AMS po stupni štiepenia DCP a DMPC j c
77,8 teoretických %, tvorba fenolického dechtu je 77,6 kg/t fenolu.
Spotreba pary v stupni oddeľovania acetónu a zmesi kumén-AMS je 3,2 t/t fenolu.
Koeficient spotreby v stupni štiepenia kumén/fenol je 1350 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Hlavné produkty, kg/h Fenol 24651,8 Acetón 15351,8 a-metylst.yrol 3336
Vedlajšie produkty pri výstupe zo zariadenia na Štiepenie kuménhvdroperoxidu, kq/t fenolu „fenolický decht,, 44
Energetická náročnosť t/t fenol pri destilácii 1,12 pri Štiepení 0, 07 pri odlučovaní acetónu a AMS/kuménu 3,2
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu» kq/t fenolu 1332
Vykonávanie štiepenia získavaného technického CHP jc v zmysle vynálezu uskutočňované nasledovne.
Zloženie reakčného prostredia je pri štiepení CHP charakterizované mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu = 1 : 1 : 0,42.
Prívod cirkulujúcich produktov je nastavený podľa vzorca(1)
Gcirk = (480 x 58,09)/21 = 1328 t/h, pričom premena CHP pri veľkosti pomeru ΔΤ2/ΔΤ] = 5,9 je v priemere 77,9 %. Teplota procesu štiepenia CHP pri veľkosti pomeru ΔΤ2/ΔΤ| = 5,9 a Gcirlt = 1328 t/h je 52 °C pri zmene prívodu chladiacej vody do výmenníkov reaktorov 2A, B, C.
K prúdu vystupujúcich produktov zo spodnej časti odparkyje privádzaná voda v množstve 1156 kg/h. V reaktore štiepenia DCP a DMPC je zloženie reakčného prostredia charakterizované mólovým pomerom fenolu : acetónu : : kuménu = 1:1: 0,39. Koncentrácia vody v produktoch, ktoré prichádzajú do reaktora štiepenia DMPC a DCP je 3 hmotnostné %. Proces štiepenia DMPC a DCP sa uskutočňuje pri teplote okolo 168 °C.
Koncentrácia najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v prúde za reaktorom štiepenia DMPC a DCP je uvedená v nasledujúcej tabuľke:
Koncentrácia vedlajších produktov Hmotnostné % Koncentrácia primieSanin, ppr.
ANS AMSdimér DMPC ACP kurr.ylfenol DCP HA MO
6,19 0,53 0,11 1, i 0,79 0,02 950 70
Výťažok AMS po stupni štiepenia DCP a DMPC je
85,4 teoretických %, tvorba fenolického dechtu je 60,4 kg/t fenolu.
K získavaným produktom štiepenia je pripájané také množstvo kuménovej frakcie, že celkový obsah kuménu je 40 hmotnostných %. Kuménová frakcia v množstve 13 710 kg/h je odvádzaná ako hlavový produkt z kolóny 7 do stupňa neutralizácie.
Neutralizácia kyseliny a odlučovanie solí z reakčných produktov je obdobné ako v príklade 2. Obsah solí v RMS je 8 ppm.
Spotreba pary v stupni odlučovania acetónu a zmesi kumén-AMS je 2,8 t/t fenolu.
Koeficient spotreby v stupni štiepenia kumén/fenol je 1334 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Hlavné produkty, kg/h Fenol 24717,Θ Acetón 15364,6 a-metylstyrol 3665,6
VedlajSie produkty pri výstupe zo zariadenia na Štiepenie kuménhvdroperoxidu, kq/t fenolu „fenolický decht,, 60,4
Energetická náročnosť t/t fenol pri destilácii 1,03 pri Štiepení 0,08 pri odlučovaní acetónu a AMS/kuménu 2,8
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu,, kq/t fenolu 1332
Príklad 7
Proces je uskutočňovaný obdobne ako v príklade 3, kde má technický CHP nasledujúce zloženie:
Zloženie tech- r.ického CHP Názov stupňa Spolu
Kumén CHP DMPC ACP DCP
Hmotnostné t 21, 01 73,94 4,09 0, 70 0,26 100
c/h 17,7522 41,3591 2,2878 0,3916 0,1453 55,936
Celková selektivíta, mol 4 93,0
Získavaný technický CHP je v množstve 55,94 t/h privádzaný do stupňa štiepenia, pri ktorom je v reakčnom prostredí mólový pomer fenolu : acetónu : kuménu =1:1: : 0,55.
Prívod cirkulujúcich produktov je nastavený podľa vzorca(1)
Gcirk = (480 x 55,94)/21 = 1279 t/h, pričom premena CHP pri veľkosti pomeru ΔΤ2/ΔΤ, = 5 až 7 je v priemere 88 %.
RMS je dávaný do odparky, v ktorej zmes acetónu, kuménu, vody a fenolu je delená v množstve 4400 kg/h za vákua 440 hPa (330 torr).
K prúdu vystupujúcich produktov zo spodnej časti odparky 3 sa pridáva 8 500 kg/h kuménu a 580 kg/h vody. Výsledkom uskutočnených zmien je reakčné prostredie charakterizované mólovým pomerom fenolu : acetónu : : kuménu = 1 : 0,77 : 0,61. Koncentrácia vody v produktoch, ktoré prichádzajú do reaktora štiepenia DMPC a DCP je 2,1 hmotn. %.
Proces štiepenia DMPC a DCP sa uskutočňuje pri teplote okolo 151 °C.
Koncentrácia najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v prúde za reaktorom štiepenia DMPC a DCP je uvedená v nasledujúcej tabuľke:
Koncentrácia vedlajáich produktov Hmotnostné % Koncentrácia Primiešanín, ppm
AMS AMSd jmér DMPC ACP kumylfenol DCP HA MO
2,93 0,20 0,06 0,64 0, 29 0.01 890 SO
Výťažok AMS po stupni štiepenia DCP a DMPC je 87,6 teoretických %, tvorba fenolického dechtu je 28,8 kg/t fenolu.
K získavaným produktom štiepenia je pridávané také množstvo kuménovej frakcie, aby celkový obsah kuménu bol 40 hmotnostných %. Množstvo kuménovej frakcie, ktorá bude odvádzaná ako hlavový produkt z hlavy kolóny 7, je 14 100 kg/h, z ktorých 8500 kg/h sa privádza do stupňa štiepenia DCP a DMPC a 5600 kg/h do stupňa neutralizácie.
Neutralizácia kyseliny a odlučovanie solí z reakčných produktov je obdobné ako v príklade 2. Obsah solí v RMS je 17 ppm.
Spotreba pary v stupni oddeľovania acetónu a zmesi kumén-AMS je 1,55 t/t fenolu.
Koeficient spotreby v stupni štiepenia kumén/fenol je 1305 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Neutralizácia kyseliny a odlučovanie solí z reakčných produktov je obdobné ako v príklade 2. Obsah solí v RMS je 18 ppm.
Spotreba pary v stupni oddeľovania acetónu a zmesi kumén-AMS je 2,55 t/t fenolu.
Koeficient spotreby v stupni štiepenia kumén/fenol je 1309 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Hlavné produkty, kq/h Fenol 25545,5 Acetón 15812,7 a-metylstyrol 1794
Vedľajšie produkty pri výstupe zo zariadenia na ÄtieDenie kuménhvdroperoxidu, kq/t fenolu „tenolický decht„ 28, R
Energetická náročnosť t/t fenol pri destilácii 1,03 pri štiepení 0,08 pri odlučovaní acetónu a AMS/kuménu 2,55
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu„ kq/t fenolu 1305
Hlavné produkty, kg/h Fenol 25487,8 Acetón 15773,5 a-metylstyrol 1719,1
vedlajšie produkty pri výstup na štienenie kunénhvdroperoxic zo zariadenia u. ka/t fenolu „ŕenolický decht,, 35,6
Energetická náročnosť t/t fenol pri destilácii 1,03 pri štiepení 0,08 pri odlučovaní acetónu a AMS/kuménu 2,55
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu,, kq/t fenolu 1308
Príklad 8
Proces je uskutočňovaný obdobne ako v príklade 3, kde má technický CHP nasledujúce zloženie:
Príklad 9
Proces je uskutočňovaný obdobne ako v príklade 5, kde má technický CHP nasledujúce zloženie:
21oženie technického CHP Názov stupňa Spolu
Kumén CHP DMPC ACP DCP
Hmotnostné % 21, 01 73,94 4,09 0,70 0,26 100
t/h 17,7522 41,3591 2,2878 0,3916 0,1453 55,936
Celková selektivita, mol % 93,0
Zloženie technického CHP Názov stupňa Spolu
Kumén CHP DMPC ACP DCP
Hmotnostné % 28,00 67,47 3,69 0,62 0,22 100
t/h 17,1679 41,3686 2,2625 0,3801 O, 1349 61,314 93,1
Celková selektivita, mol.%
Získavaný technický CHP je v množstve 55,94 t/h privádzaný do stupňa štiepenia, pri ktorom je v reakčnom prostredí udržiavaný mólový pomer fenolu : acetónu : kuménu =1:1: 0,38.
Prívod cirkulujúcich produktov v množstve 335 m3/h je nastavený tak, že veľkosť pomeru AT-/AT, = 21,4.
RMS je privádzaný do odparky, v ktorej sa rozdeľuje zmes acetónu, kuménu, vody a fenolu v množstve 4400 kg/h za vákua 440 hPa (330 torr).
K prúdu produktov vychádzajúcich zo spodnej časti odparky 3 sa pridáva 1700 kg/h vody. Výsledkom uskutočnených zmien je reakčné prostredie charakterizované mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu = 1 : 0,78 : : 0,35. Koncentrácia vody v produktoch, ktoré prichádzajú do reaktora štiepenia DMPC a DCP, je 4,5 hmotnostných %.
Proces štiepenia DMPC a DCP sa uskutočňuje pri teplote okolo 168 °C.
Koncentrácia najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v prúde za reaktorom štiepenia DMPC a DCP je uvedená v nasledujúcej tabuľke:
Koncentrácia vedľajších produktov Hmotnostné % Koncentrácia primiešanín, ppm
AMS AMS- dimér DMPC ACP kumylfenol DCP HA MO
3,19 0,21 0,116 0,71 0,31 0, 33 950 70
Výťažok AMS po stupni štiepenia DCP a DMPC je 83,0 teoretických %, tvorba fenolického dechtu je 35,6 kg/t fenolu.
K získavaným produktom štiepenia je pridávané také množstvo kuménovej frakcie, aby celkový obsah kuménu bol 40 hmotnostných %. Kuménová frakcia v množstve 14 200 kg/h je oddeľovaná ako hlavový produkt z kolóny 7 a je vedená do stupňa neutralizácie.
Získavaný technický CHP je v množstve 61,314 t/h privádzaný do stupňa štiepenia, kde je vytvárané reakčné prostredie s udržiavaným mólovým pomerom fenolu : acetónu : kuménu =1:1: 0,55.
Prívod cirkulačných produktov je nastavený podľa vzorca(1)
Gcirk = (480 x 61,314)/28 = 1051 t/h, pričom premena CHP pri veľkosti pomeru AT2/ATj =3,16 je v priemere 76 %.
Zloženie reakčného prostredia v reaktore štiepenia DCP a DMPC je charakterizované mólovým pomerom fenolu : : acetónu : kuménu = 1 : 1,18 : 0,51. Koncentrácia vody v produktoch prichádzajúcich do reaktora štiepenia DMPC a DCP je 1,3 hmotnostné %.
Proces štiepenia DMPC a DCP sa uskutočňuje pri teplote 150 °C.
Koncentrácia najdôležitejších primiešanín a vedľajších produktov v prúde za reaktorom štiepenia DMPC a DCP je uvedená v nasledujúcej tabuľke:
Koncentrácia vedľajších produktov Hmotnostné % Koncentrácia Primiešanín, ppm
AMS AMSdimér DMPC ACP 1 kumyl- fenol DCP KA MO
2,55 0, 24 0,02 0,55 0,30 0,01 870 55
Výťažok AMS po stupni štiepenia DCP a DMPC je 85,7 teoretických %.
K získaným produktom štiepenia sa pripája také množstvo kuménovej frakcie, aby celkový obsah kuménu a AMS bol 40 hmotnostných %. Kuménová frakcia v množstve 9434 kg/h je odvádzaná ako hlavový produkt z kolóny 7 a je vedená len do stupňa neutralizácie.
Neutralizácia kyseliny a odlučovanie solí z reakčných produktov je obdobné ako v príklade 2. Obsah solí v RMS je 19 ppm.
Spotreba pary v stupni oddeľovania acetónu a zmesi kumén-AMS je 2,46 t/t fenolu.
Koeficient spotreby v stupni štiepenia kumén/fenol je 1306 kg/t.
Výsledkom procesu je nasledujúca tabuľka:
Hlavné produkty, kg/h Fenol 25634,4 Acetón 12518,5 a-metylstyrol 1752,6
Vedľajšie produkty pri výstupe 20 zariadenia „fenollcký
na štiepenie kwnénhydroperoxidu, kq/t fenolu decht,, 30,3
Energetická náročnosť t/t fenol pri destilácií 0,94 pri štiepení 0,08 pri odlučovaní acetónu a ANS/kuménu 2,46
Celkový koeficient energetickej náročnosti kumén/fenol zahrňujúci krakovanie „fenolického dechtu,, kq/t fenolu 1305
Tabuľka 3: Zhrnutie príkladov
Č. Spotreba, t/h Straty selektivity pri skoncentrovaní CHP % CEP Rekapitulácia reakčných prostredí pri štiepení ako mólových pomerov fenolu : acetónu : kuménu
tech.CHP Geirl štiepenie CHP Štiepenie DCP a DMPC
1 2 3 5 6
1 50, 5 0, 47 1:1,36:0,2 1:1,36:0,2
2 63 1008 0 1:1:0,61 1:0,78:0,87
3 61,314 1051 0, 07 1:1:0,55 1:0,78:0,70
4 55,9 12ΐβ 0,17 1:1:0,38 1:0,77:0,61
5 61,34 1051 0,07 1:1:0,55 1:1:0,53
6 58,09 1328 0,17 1:1:0,42 1:1:0,39
7 55,9 1278 0, 17 1:1:0,38 1:0,77:0,61
8 55,9 335 0,17 1:1:0,38 1:0,77:0,35
9 55,94 1051 0,07 1:1:0,55 1:0,80:0,51
ΪΓ Teplota Štiepenia DCP,’C ÚTzMTr Obsah kuménu, hm.% Pridanie kuraénu a vody pri štiepení DCP a ĽMPC, kg/t CHP
Tech. CHP štiepenie CHP štiepenie DCP neutreli ráčia kumén voda
7 3 9 10 11 12 13 14
100 7,6 12,3 11,46 11,39 11 0 7,1 *
2 168 2,3 30 30,00 39,89 39,89 159 15,B
160 1,5 28 28,00 35 37,52 101 14,67
151 3,8 21 21,00 32 37,38 152 17,3
156 2,3 28 28,00 27,4 37,66 0 23,7
6 168 5,9 21 21,00 20,53 35,12 0 19, 9
7 151 5,7 21 21,00 32 37,45 152 10, 3
8 168 21,4 21 21,00 21,15 37,63 0 30,9
9 150 3,16 29 28,00 29 37,49 0 1,03
Č. Premena CCP, l Výťažok AMS teoret. t Výtažok fenolového dechtu, kg/t fenolu Koeficient nákladov štiepenia, kg/t fenolu Koncentrácia primiešanín, ppm
MO HA
1 15 16 17 18 19 20
1 92,50 75,90 44,0 1318,4 300 1500
2 99,87 90,60 24,4 1300,0 70 950
3 98,41 90,28 25,4 1301,0 60 920
4 99,46 88,59 28,1 1303,0 50 890
5 99, 98 88,31 27,7 1302,0 55 910
6 99, 99 85, 47 60,4 1334,0 70 950
7 99,82 87,50 28,8 1305,0 50 890
8 91, 48 84,00 36,0 1309,0 70 950
9 99, 71 85, 74 30,3 1306,0 50 870
NN Energetická náročnosť, t/t fenolu Dodatočný prísun látok z neutralizačného stupňa, kq/t CHP Obsah látok po neutralizačnom stupni
skoncentrovanie CHP rektiflkácia Celkové náklady voda kumén voda, hmôt.t Na,SO,, ppm
1 21 22 23 24 25 26 27
1 1,12 2,90 4, 02 112,03 0 12,0 790
2 0,93 2,46 3,39 11,00 0 3,5 3
3 0, 94 2,46 3,40 9,60 42,4 3,5 20
4 1,03 2,55 3, 58 12,0C 102,0 3,5 15
0,94 2,46 3,40 18,00 118, 0 3,5 18
ú 1,03 2,80 3, 83 14,00 236, 0 3,5 8
7 1,03 2,55 3. 56 19, 00 100,0 3,5 16
8 1,03 2,55 3,59 0 254,0 3,5 18
9 0, 94 2,45 3,49 23,81 149,0 3,5 19
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (9)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob prípravy fenolu a acetónu oxidáciou kuménu cez technický kuménperoxid a katalytickým štiepením kuménperoxidu, vyznačujúci sa tým, že produkty oxidácie do obsahu kuménu v technickom kuménhydroperoxide 21 až 30 hmotnostných % sa skoncentrujú a táto zmes vstupuje do katalytického štiepenia, pričom štiepenie dikuménperoxidu a dimetylfenylkarbinolu v rúrkovom reaktore sa uskutočňuje v reakčnom médiu pri mólovom pomere fenolu : acetónu : kuménu = 1 : (1 až 0,7) : : (0,35 až 0,87) najmä pri teplotách od 150 do 168 °C.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že štiepenie technického kuménhydroperoxidu sa uskutočňuje v zmiešavacom reaktore a štiepenie vedľajšieho produktu sa uskutočňuje v rúrkovom reaktore pri rozličných zloženiach reakčného prostredia vytvárajúceho sa dikuménperoxidu ako vedľajšieho produktu.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že v stupni štiepenia technického kuménhydroperoxidu v reakčnom prostredí v zmiešavacom reaktore sa udržuje molárny pomer fenolu : acetónu : kuménu =1:1: :(0,38 až 0,61).
  4. 4. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že pri štiepení technického kuménhydroperoxidu v zmiešavacom reaktore pre každý obsah kuménu platí nasledujúci vzorec:
    Gcirk ~ 480 x GtcHP í kumén kde Gcirk znamená množstvo cirkulovaných oxidačných produktov (t/h), GtcHP znamená množstvo štiepeného privádzaného technického kuménperoxidu (t/h), a % kuménu predstavuje hmotnostný podiel kuménu v technickom kuménperoxide.
  5. 5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že do reaktora na štiepenie dikuménperoxidu a dimetylfenylkarbinolu sa privádzajú frakcie kuménu v množstve do 160 kg/t technického kuménhydroperoxidu.
  6. 6. Spôsob podľa nárokov 1 a 5, vyznačujúci sa t ý m , že do reaktora na štiepenie dikuménperoxidu a dimetylfenylkarbinolu sa privádza voda v množstve 1 až
    30,4 kg /t technického kuménhydroperoxidu.
  7. 7. Spôsob podľa nárokov 1 až 7, vyznačuj úci sa t ý m , že štiepenie dikuménperoxidu a dimetylfenylkarbinolu je regulované veľkosťou pomeru (ΔΤ|/ΔΤ2) od 1,5 do 21,4, prednostne od 3 do 8, kde:
    ΔΤ2 predstavuje teplotnú diferenciu pri vstupe a výstupe z reaktora na štiepenie dikumylperoxidu a dimetylkarbinolu, a ATj predstavuje teplotnú diferenciu štiepnych produktov pri vstupe a výstupe z kalorimetra, ktorý je inštalovaný na potrubie cirkulácie štiepnych produktov technického kuménhydroperoxidu.
  8. 8. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že štiepenie dikuménperoxidu a dimetylfenylkarbinolu v reakčnom prostredí so zníženým obsahom acetónu sa uskutočňuje v rúrkovom reaktore, buď odvádzaním časti acetónu, alebo pomocou prívodu dodatočného množstva kuménu a vodnej frakcie do produktov štiepenia, alebo použitím obidvoch postupov.
  9. 9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m , že v stupni neutralizácie kyseliny sírovej je celkový obsah kuménu a α-metylstyrénu v štiepnych produktoch prívodom uhľovodíkovej frakcie 40 hmotn. % s obsahom vody 3,5 hmotn. % a koncentrácia soli v štiepnych produktoch po stupni neutralizácie kyseliny sírovej je 3 až 20 ppm.
SK790-99A 1996-12-15 1997-12-10 Spôsob prípravy fenolu a acetónu z kuménu SK283322B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123606A RU2141938C1 (ru) 1996-12-15 1996-12-15 Энергосберегающий и высокоселективный способ получения фенола и ацетона (процесс иф-96)
PCT/EP1997/006905 WO1998027039A1 (de) 1996-12-15 1997-12-10 Verbessertes verfahren zur herstellung von phenol und aceton aus cumol

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK79099A3 SK79099A3 (en) 2000-01-18
SK283322B6 true SK283322B6 (sk) 2003-06-03

Family

ID=20188138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK790-99A SK283322B6 (sk) 1996-12-15 1997-12-10 Spôsob prípravy fenolu a acetónu z kuménu

Country Status (20)

Country Link
US (1) US6225513B1 (sk)
EP (1) EP0944567B1 (sk)
JP (1) JP4012255B2 (sk)
KR (1) KR100516765B1 (sk)
CN (1) CN1098244C (sk)
AU (1) AU5755998A (sk)
BG (1) BG63366B1 (sk)
BR (1) BR9713580A (sk)
CA (1) CA2274976C (sk)
DE (2) DE59703316D1 (sk)
ES (1) ES2157609T3 (sk)
MY (1) MY117801A (sk)
PL (1) PL189640B1 (sk)
PT (1) PT944567E (sk)
RO (1) RO120633B1 (sk)
RU (1) RU2141938C1 (sk)
SA (1) SA98190143B1 (sk)
SK (1) SK283322B6 (sk)
TW (1) TW409117B (sk)
WO (1) WO1998027039A1 (sk)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69930402T2 (de) * 1998-09-04 2006-12-07 Illa International L.L.C., Reno Hochselektives verfahren zur herstellung von phenol und aceton
DE10021482A1 (de) 2000-05-03 2001-11-08 Phenolchemie Gmbh & Co Kg Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von Spaltprodukt aus der säurekatalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid
DE10051581A1 (de) * 2000-10-18 2002-06-20 Phenolchemie Gmbh & Co Kg Verfahren zur Spaltung von Alkylarylhydroperoxiden
DE10111889A1 (de) * 2001-03-13 2002-10-02 Phenolchemie Gmbh & Co Kg Verfahren zur säurekatalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid
RU2231045C2 (ru) * 2002-05-20 2004-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Еврохим-СпбТрейдинг" Способ измерения концентрации гидропероксидов алкилароматических углеводородов в жидких промышленных потоках
US7626060B2 (en) * 2003-07-11 2009-12-01 INEOS Phenol GmbH & Co., KG Process for the preparation of phenolic compounds, for separating phenol from cleavage product mixtures, and an apparatus
US7126029B2 (en) * 2004-02-02 2006-10-24 Sunoco, Inc. (R&M) Method and apparatus for in-process handling of cumene hydroperoxide with improved safety
EP1732869A1 (en) * 2004-03-31 2006-12-20 General Electric Company A Corporation of the State of New York Process for producing phenol
US8558031B2 (en) * 2005-05-06 2013-10-15 Illa International L.L.C. Method for high efficiency salt removal from phenol process byproducts
BRPI0616056A2 (pt) * 2005-09-16 2011-06-07 Shell Int Research processo de fabricação de produtos aromáticos
US20100063329A1 (en) * 2006-05-16 2010-03-11 John Charles Saukaitis Method for decomposing di(phenylalkyl)peroxides to produce hydroxybenzenes and phenylalkenes using solid catalysts
WO2007137021A2 (en) * 2006-05-16 2007-11-29 Shell Oil Company Catalysts comprising a combination of oxidized metals and a method for cleaving phenylalkyl hydroperoxides using the catalysts
CN102256940B (zh) * 2008-12-17 2015-10-21 博瑞立斯有限公司 改善枯烯氧化
WO2010078934A1 (en) 2008-12-17 2010-07-15 Borealis Ag Multistage cumene oxidation
US20110306800A1 (en) 2010-06-09 2011-12-15 Scott Roy Keenan Method for the decomposition of cumene hydroperoxide
EP2616423A1 (en) * 2010-09-14 2013-07-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes for producing phenol
US8865957B2 (en) 2012-03-09 2014-10-21 Honeywell Intenational Inc. Method for producing alpha-methyl styrene from cumene
KR102011715B1 (ko) * 2015-10-22 2019-08-19 주식회사 엘지화학 페놀 정제 방법
CN114656333A (zh) * 2022-04-27 2022-06-24 常州大学 一种生产苯酚/丙酮的改进方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1109297A (en) 1912-08-16 1914-09-01 Oskar Loetzsch Shuttle-changing mechanism for looms.
IT486308A (sk) 1949-12-30
FR1598110A (sk) * 1968-03-28 1970-06-29
US4358618A (en) 1981-06-22 1982-11-09 Allied Corporation Decomposition of cumene oxidation product
US5254751A (en) 1992-09-14 1993-10-19 General Electric Company Method for the decomposition of cumene hydroperoxide by acidic catalyst to phenol and acetone
RU2108318C1 (ru) 1994-03-01 1998-04-10 Закошанский Владимир Михайлович СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА, АЦЕТОНА И α МЕТИЛСТИРОЛА

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998027039A1 (de) 1998-06-25
SA98190143B1 (ar) 2008-07-19
PT944567E (pt) 2001-08-30
KR20000057572A (ko) 2000-09-25
JP4012255B2 (ja) 2007-11-21
BG63366B1 (bg) 2001-11-30
JP2001506251A (ja) 2001-05-15
BG103486A (en) 2000-02-29
CN1098244C (zh) 2003-01-08
PL189640B1 (pl) 2005-09-30
TW409117B (en) 2000-10-21
KR100516765B1 (ko) 2005-09-22
BR9713580A (pt) 2000-03-14
EP0944567B1 (de) 2001-04-04
MY117801A (en) 2004-08-30
EP0944567A1 (de) 1999-09-29
CA2274976C (en) 2008-03-18
AU5755998A (en) 1998-07-15
ES2157609T3 (es) 2001-08-16
DE19755026A1 (de) 1998-06-18
US6225513B1 (en) 2001-05-01
RU2141938C1 (ru) 1999-11-27
PL334097A1 (en) 2000-01-31
DE59703316D1 (de) 2001-05-10
CA2274976A1 (en) 1998-06-25
RO120633B1 (ro) 2006-05-30
CN1240417A (zh) 2000-01-05
SK79099A3 (en) 2000-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK283322B6 (sk) Spôsob prípravy fenolu a acetónu z kuménu
RU2108318C1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА, АЦЕТОНА И α МЕТИЛСТИРОЛА
KR100916624B1 (ko) 큐멘 하이드로퍼옥사이드의 분해
KR20080034998A (ko) 큐멘 하이드로퍼옥사이드의 분해
JP3769050B2 (ja) フェノールの製造方法
RU2330011C1 (ru) Способ получения фенола и ацетона
KR20030060979A (ko) 알킬아릴 하이드로퍼옥사이드의 개열시 생성된 개열생성물 혼합물의 증류에 의한 후처리 방법 및 후처리용 장치
RU2334734C1 (ru) Способ получения фенола и ацетона
JP2005533848A (ja) クメン酸化生成物の分解
RU2404954C2 (ru) Способ получения фенола и ацетона
RU2265586C2 (ru) Способ получения фенола и ацетона путем катализируемого кислотой расщепления кумилгидропероксида с последующей термической обработкой и реактор для осуществления способа
CN114230442A (zh) 一种降低制备双酚a反应系统中异丙基苯酚的方法
US20090264685A1 (en) Method for producing phenol and acetone
CN115322085B (zh) 一种用于苯酚丙酮的提纯工艺
EP2358655B1 (en) Method for producing phenol and acetone
SK14342000A3 (sk) Spôsob výroby fenolu
CN118206433A (zh) 一种基于共沸剂去除羰基杂质的苯酚工艺制备方法
CN114190089A (zh) 分解酚类副产物的方法
EP1366006A1 (en) Process for preparing phenols
CN114656333A (zh) 一种生产苯酚/丙酮的改进方法
JP2004352674A (ja) フェノールの製造方法
JPS60218337A (ja) イソプレンの製造法
TH21054B (th) วิธีการสำหรับผลิตฟีนอลและอาซีโตนจากคิวมีน
WO2009042245A1 (en) Method for the production of phenol and acetone
MXPA00000968A (es) Procedimiento para eliminar hidroxiacetona de fenol que contiene hidroxiacetona

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20101210