TW202411181A - 異丙苯之製造方法、異丙苯之製造裝置、及環氧丙烷之製造方法 - Google Patents

異丙苯之製造方法、異丙苯之製造裝置、及環氧丙烷之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明之異丙苯之製造方法包括下述(e)及(f)之步驟，下述料流(3)含有20質量%以上99質量%以下之苯乙酮、及1質量%以上10質量%以下之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷。 (e)異丙苯轉化步驟：將枯醇轉化為異丙苯，獲得含有異丙苯之溶液(1)並設為料流(1)之步驟。 (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)，獲得含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)之步驟。

Description

異丙苯之製造方法、異丙苯之製造裝置、及環氧丙烷之製造方法
本發明係關於一種異丙苯之製造方法、異丙苯之製造裝置、及環氧丙烷之製造方法。
先前，已知有經過氧化步驟、環氧化步驟及異丙苯轉化步驟來製造環氧丙烷之方法，上述氧化步驟係將異丙苯氧化而獲得氫過氧化異丙苯，上述環氧化步驟係使該氧化步驟中所獲得之氫過氧化異丙苯與丙烯發生反應而獲得環氧丙烷及枯醇，上述異丙苯轉化步驟係將該環氧化步驟中獲得之枯醇轉化為異丙苯。又，已知於該製造方法中，亦可將異丙苯轉化步驟中所獲得之異丙苯再利用至氧化步驟。
於將枯醇轉化為異丙苯之異丙苯轉化步驟中，一部分異丙苯發生二聚化，而副產2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷等異丙苯二聚物。然而，含有該異丙苯二聚物之料流在向下一步驟輸送時，產生了配管因含有異丙苯二聚物之成分固化而堵塞等問題。
為了解決上述問題，例如於專利文獻1中揭示了一種向含有異丙苯二聚物之料流中添加稀釋油並混合，且將溫度保持為50℃之方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-40810號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，專利文獻1之方法中，含有異丙苯二聚物(例如，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷)之料流雖於50℃之溫度下維持了良好之流動性，但於常溫下流動性會降低。於實際設備中，剛自蒸餾塔排出之上述料流之溫度約為150℃，但其後，於通往混合設備、廢油燃燒設備等之配管中會被冷卻至常溫。因此，專利文獻1之方法中，需要對通往下一設備之配管等進行加熱。
本發明係鑒於此種情況而完成者，其課題在於提供一種含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流於常溫下亦可維持良好之流動性的異丙苯之製造方法、異丙苯之製造裝置、及環氧丙烷之製造方法。 [解決問題之技術手段]
本發明之異丙苯之製造方法包括下述(e)及(f)之步驟， 下述料流(3)含有20質量%以上99質量%以下之苯乙酮、及1質量%以上10質量%以下之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷。 (e)異丙苯轉化步驟：將枯醇轉化為異丙苯，而獲得含有異丙苯之溶液(1)並設為料流(1)之步驟。 (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)，而獲得含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)之步驟。
本發明之異丙苯之製造裝置係使用上述異丙苯之製造方法來製造異丙苯者， 其具備將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)的設備A。
本發明之環氧丙烷之製造方法係包括上述異丙苯之製造方法者， 其包括下述(a)～(f)之步驟。 (a)氧化步驟：將異丙苯氧化而獲得氫過氧化異丙苯之步驟。 (b)環氧化步驟：使上述(a)氧化步驟中所獲得之氫過氧化異丙苯與丙烯發生反應，而獲得含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物之步驟。 (c)分離步驟：自上述(b)環氧化步驟中所獲得之含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物中分離含有環氧丙烷之混合物，而獲得含有枯醇之殘留物之步驟。 (d)環氧丙烷純化步驟：對上述(c)分離步驟中分離出之含有環氧丙烷之混合物進行蒸餾，而獲得經純化之環氧丙烷之步驟。 (e)異丙苯轉化步驟：將上述(c)分離步驟中所獲得之含有枯醇之殘留物中之枯醇轉化為異丙苯，而獲得含有異丙苯之溶液(1)並設為料流(1)之步驟。 (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)，而獲得含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)的步驟。 [發明之效果]
根據本發明，可提供一種含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流於常溫下亦可維持良好之流動性之異丙苯之製造方法、異丙苯之製造裝置、及環氧丙烷之製造方法。
以下對本發明之實施方式進行說明，但本發明並不限於以下實施方式。
＜異丙苯之製造方法＞ 本實施方式之異丙苯之製造方法包括下述(e)及(f)之步驟。 (e)異丙苯轉化步驟：將枯醇轉化為異丙苯，而獲得含有異丙苯之溶液(1)並設為料流(1)之步驟。 (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)，而獲得含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)之步驟。
作為(e)異丙苯轉化步驟，可例舉：於觸媒之存在下對枯醇進行脫水，繼而與氫氣發生反應而獲得異丙苯之步驟；於觸媒之存在下使枯醇與氫氣發生反應而進行加氫裂解，獲得異丙苯之步驟等。再者，枯醇意指2-苯基-2-丙醇。
(e)異丙苯轉化步驟較佳為於一氧化碳之存在下實施。一氧化碳濃度較佳為0.1～10體積%，更佳為0.5～5體積%。
於一態樣中，異丙苯轉化步驟包括：於觸媒之存在下對枯醇進行脫水，而獲得含有α-甲基苯乙烯之混合物之步驟(下稱「脫水步驟」)；及於觸媒之存在下，使脫水步驟中所獲得之含有α-甲基苯乙烯之上述混合物與氫氣接觸，而使上述混合物中之α-甲基苯乙烯與氫氣反應，藉此獲得含有異丙苯之轉化混合物之步驟(下稱「氫化步驟」)。
又，於另一態樣中，異丙苯轉化步驟為於觸媒之存在下，使含有枯醇之殘留物與氫氣接觸，使殘留物中之枯醇與氫氣反應，藉此獲得含有異丙苯之轉化混合物之步驟(下稱「加氫裂解步驟」)。
以下，首先對異丙苯轉化步驟包括脫水步驟及氫化步驟之態樣進行說明。
作為脫水步驟中所使用之觸媒(下稱「脫水觸媒」)，可例舉：硫酸、磷酸、對甲苯磺酸等均相酸觸媒；活性氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、矽鋁、沸石等固體酸觸媒。就提昇反應效率之觀點而言，脫水觸媒較佳為固體酸觸媒，更佳為活性氧化鋁。
脫水步驟中之脫水反應通常係藉由使枯醇與脫水觸媒接觸來進行。於一實施方式中，亦可於氫氣之存在下使枯醇與脫水觸媒接觸，以繼脫水反應後於氫化步驟中進行氫化反應。脫水反應可於溶劑之存在下，在液相中實施。溶劑必須對反應原料及產物實質上呈惰性。溶劑可為存在於含有所使用之枯醇之殘留物中之物質。例如，於含有枯醇之殘留物含有異丙苯之情形時，可將該異丙苯作為溶劑，可不使用其他溶劑。通常，脫水反應溫度較佳為50～450℃，更佳為150～300℃。通常，脫水反應壓力較佳為10～10000 kPa-G，更佳為500～4000 kPa-G，進而較佳為1000～2000 kPa-G。
作為於氫化步驟中使用之觸媒(下稱「氫化觸媒」)，可例舉含有週期表第10族或第11族之金屬之觸媒，具體可例舉：含有鎳之觸媒、含有鈀之觸媒、含有鉑之觸媒、含有銅之觸媒。就抑制芳香環之核氫化反應、及高產率之觀點而言，氫化觸媒較佳為含有鎳之觸媒、含有鈀之觸媒或含有銅之觸媒。含有鎳之觸媒較佳為鎳、鎳-氧化鋁、鎳-二氧化矽、鎳-碳。含有鈀之觸媒較佳為鈀-氧化鋁、鈀-二氧化矽、鈀-碳。含有銅之觸媒較佳為銅、雷氏銅、銅-鉻、銅-鋅、銅-鉻-鋅、銅-二氧化矽、銅-氧化鋁。該等觸媒可單獨使用，亦可組合使用複數種。
氫化步驟中之氫化反應係藉由使α-甲基苯乙烯及氫氣與氫化觸媒接觸來進行。於一實施方式中，雖繼脫水反應後進行氫化反應，但於該態樣中，亦可藉由油水分離等分離在脫水反應中產生之一部分水，亦可不分離而與α-甲基苯乙烯一起接觸氫化觸媒。氫化反應所需之氫氣量只要與α-甲基苯乙烯等莫耳量即可，但通常，脫水步驟中所獲得之含有α-甲基苯乙烯之混合物中亦含有除α-甲基苯乙烯以外之消耗氫氣之成分，因此可使用過量氫氣。
越提高氫分壓，反應越快進行。因此，通常，氫氣/α-甲基苯乙烯之莫耳比較佳為1/1～20/1，更佳為1/1～10/1，進而較佳為1/1～3/1。又，通常，氫氣/(異丙苯＋枯醇)莫耳比為1/25以上。氫氣/(異丙苯＋枯醇)莫耳比可為超過1/25。氫化反應後殘存之過量氫氣亦可在與反應液(轉化混合物)分離後再循環使用。再者，上述莫耳比中之「氫氣」之物質量為供至氫化反應之氫氣之物質量，「異丙苯＋枯醇」之物質量為供至脫水反應之液體中異丙苯與枯醇之合計物質量。
作為氫化步驟中所使用之氫氣之製造方法，並無特別限定，例如可使用由以下製造方法所製造之氫氣。再者，所使用之氫氣通常係考慮價格及對環境之負荷來選擇。
作為氫氣之製造方法，例如可例舉對天然氣及石油等化石燃料進行水蒸汽重組之方法、一氧化碳之水性轉移反應、水之電解、食鹽之電解、烴之脫氫、甲烷之熱分解、蘇打電解之副產、鋼廠之副產、煤之乾餾程序之副產等。或者，已知有以下方法：使生質分解而生成之氣體與化石燃料同樣地進行水蒸汽重組之方法；由生質進行甲烷醱酵，將該甲烷進而供於水蒸汽重組等之方法；藉由生質醱酵直接生成氫氣之方法；藉由光觸媒使水分解之方法等。除此以外，還可例舉使氨分解之方法。
氫化反應可於溶劑之存在下，於液相中或於氣相中實施。溶劑必須對反應原料及產物實質上呈惰性。溶劑可為存在於含有α-甲基苯乙烯之混合物中之物質。例如，於含有α-甲基苯乙烯之混合物含有異丙苯之情形時，可將該異丙苯設為溶劑，可不使用其他溶劑。通常，氫化反應溫度較佳為0～500℃，更佳為30～400℃，進而較佳為50～300℃。通常，氫化反應壓力較佳為100～10000 kPa-G，更佳為500～4000 kPa-G，進而較佳為1000～2000 kPa-G。
脫水反應及氫化反應能以漿料或固定床之形式有利地實施。於大規模工業操作之情形時，較佳為使用固定床。又，脫水反應及氫化反應能夠藉由批次法、半連續法、連續法等反應形態來實施。脫水反應與氫化反應中可使用不同之反應器，亦可使用單個反應器。連續法之反應器存在隔熱反應器及等溫反應器，但等溫反應器需要用於去除熱量之設備，故而較佳為隔熱反應器。
繼而，以下對異丙苯轉化步驟包括加氫裂解步驟之態樣進行說明。
作為加氫裂解步驟中使用之觸媒(下稱「加氫裂解觸媒」)，可例舉：含有週期表第9族、第10族、第11族或第12族之金屬之觸媒，具體可例舉：含有鈷之觸媒、含有鎳之觸媒、含有鈀之觸媒、含有銅之觸媒、含有鋅之觸媒。就抑制生成副產物之觀點而言，加氫裂解觸媒較佳為含有鎳之觸媒、含有鈀之觸媒、或含有銅之觸媒。作為含有鎳之觸媒，可例舉鎳、鎳-氧化鋁、鎳-二氧化矽、鎳-碳。作為含有鈀之觸媒，可例舉鈀-氧化鋁、鈀-二氧化矽、鈀-碳等。作為含有銅之觸媒，可例舉銅、雷氏銅、銅-鉻、銅-鋅、銅-鉻-鋅、銅-二氧化矽、銅-氧化鋁等。加氫裂解反應可於溶劑之存在下，於液相中或於氣相中實施。溶劑必須對反應原料及產物實質上呈惰性。溶劑可為存在於含有所使用之枯醇之殘留物中之物質。例如，於含有枯醇之殘留物含有異丙苯之情形時，可將該異丙苯設為溶劑，可不使用其他溶劑。加氫裂解反應所需之氫氣量與枯醇等莫耳量即可，但通常，分離步驟(後述)中獲得之含有枯醇之殘留物中亦含有除枯醇以外之消耗氫氣之成分，故而可使用過量氫氣。
越提高氫分壓，反應越快進行。因此，通常，氫氣/枯醇莫耳比較佳為1/1～20/1，更佳為1/1～10/1，進而較佳為1/1～3/1。又，通常，氫氣/(異丙苯＋枯醇)莫耳比為1/25以上。氫氣/(異丙苯＋枯醇)莫耳比可為超過1/25。加氫裂解反應後所殘存之過量氫氣亦可在與反應液分離後再循環使用。
作為加氫裂解步驟中使用之氫氣之製造方法，並無特別限定，例如可使用由以下製造方法所製造之氫氣。再者，所使用之氫氣通常係考慮價格及對環境之負荷來選擇。
作為氫氣之製造方法，例如可例舉對天然氣及石油等化石燃料進行水蒸汽重組之方法、一氧化碳之水性轉移反應、水之電解、食鹽之電解、烴之脫氫、甲烷之熱分解、蘇打電解之副產、鋼廠之副產、煤之乾餾程序之副產等。或者，已知有以下方法：將使生質分解而生成之氣體與化石燃料同樣地進行水蒸汽重組之方法；由生質進行甲烷醱酵，將該甲烷進而用於水蒸汽重組等之方法；藉由生質醱酵直接生成氫氣之方法；藉由光觸媒使水分解之方法等。除此以外，還可例舉使氨分解之方法。
通常，加氫裂解反應溫度較佳為0～500℃，更佳為50～450℃，進而較佳為150～300℃。通常，加氫裂解反應壓力較佳為100～10000 kPa-G，更佳為500～4000 kPa-G，進而較佳為1000～2000 kPa-G。加氫裂解反應能以漿料或固定床之形式有利地實施。於大規模工業操作之情形時，較佳為使用固定床。又，加氫裂解反應能夠藉由批次法、半連續法、連續法等反應形態來實施。
含有異丙苯之轉化混合物每100質量%，含有異丙苯之該轉化混合物中之異丙苯之含量通常較佳為90質量%以上。
於(f)異丙苯純化步驟中，就於常溫下亦維持良好之流動性之觀點而言，料流(3)含有20質量%以上99質量%以下之苯乙酮、及1質量%以上10質量%以下之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷。再者，於本說明書中，常溫係指15～25℃。
就於常溫下亦維持良好之流動性之觀點而言，料流(3)中所含有之苯乙酮之含量較佳為25質量%以上95質量%以下，更佳為30質量%以上90質量%以下。又，就於常溫下亦維持良好之流動性之觀點而言，料流(3)中含有之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之含量較佳為1.5質量%以上9質量%以下，更佳為2質量%以上8質量%以下。
作為料流(3)中含有之苯乙酮，可使用於(a)氧化步驟(後述)或(b)環氧化步驟(後述)中所生成之苯乙酮。於此情形時，例如於(a)氧化步驟(後述)中提高反應溫度、於(b)環氧化步驟(後述)中降低反應溫度、於(e)異丙苯轉化步驟中增加一氧化碳濃度、於(f)異丙苯純化步驟中降低蒸餾塔之溫度、增加該蒸餾塔之壓力，藉此可增大料流(3)中所含有之苯乙酮之含量。又，例如於(a)氧化步驟(後述)中降低反應溫度、於(b)環氧化步驟(後述)中提高反應溫度、於(e)異丙苯轉化步驟中降低一氧化碳濃度、於(f)異丙苯純化步驟中提高蒸餾塔之溫度、降低該蒸餾塔之壓力，藉此可減少料流(3)中所含有之苯乙酮之含量。又，料流(3)中所含有之苯乙酮可為已添加至料流(3)中者。
料流(3)中所含有之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷可藉由於(e)異丙苯轉化步驟中控制條件而生成。例如藉由於(e)異丙苯轉化步驟中降低反應溫度，可增大料流(3)中所含有之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之含量。又，例如藉由於(e)異丙苯轉化步驟中提高反應溫度，可減少料流(3)中所含有之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之含量。
就使流動性更加良好之觀點而言，料流(3)可進而含有0.1質量%以上5質量%以下之乙基苯。料流(3)中所含有之乙基苯之含量較佳為0.5質量%以上4.5質量%以下，更佳為1.0質量%以上4.0質量%以下。
於料流(3)含有乙基苯之情形時，於一態樣中，(f)異丙苯純化步驟可包括以下步驟：將料流(1)之溶液(1)分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)、含有乙基苯之溶液(3')之步驟；向上述溶液(3)之至少一部分中混合至少一部分上述溶液(3')，製成含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷及乙基苯之溶液，而獲得上述料流(3)之步驟。於該態樣中，溶液(2)、溶液(3)及溶液(3')可以一個階段分離，亦可以二個階段來分離。二個階段之分離例如可為將溶液(3')分離後再分離溶液(2)及溶液(3)，亦可為將溶液(3)分離後再分離溶液(2)及溶液(3')。又，於該態樣中，(f)異丙苯純化步驟於分離為溶液(2)、溶液(3)及溶液(3')之步驟後，可包括自溶液(3)及/或溶液(3')中回收異丙苯之步驟。
就於常溫下維持更良好之流動性之觀點而言，料流(3)中可進而含有廢油。作為廢油，例如可使用(d)環氧丙烷純化步驟(後述)中所獲得之廢油。料流(3)中進而可含有於(e)異丙苯轉化步驟中未反應之枯醇。
＜異丙苯之製造裝置＞ 本實施方式之異丙苯之製造裝置係使用上述異丙苯之製造方法來製造異丙苯之裝置。上述異丙苯之製造裝置具備將料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)的設備A。設備A可將料流(1)之溶液(1)進一步分離為含有乙基苯之溶液(3')。再者，設備A可為1個蒸餾塔，亦可為複數個蒸餾塔。
使用圖1A～圖1C對設備A之一例進行說明。如圖1A所示，於一態樣中，設備A為1個蒸餾塔，以一個階段分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)、及含有乙基苯之溶液(3')。此時，最輕之含有乙基苯之溶液(3')自設備A之上方分離，最重之含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)自設備A之下方分離。
如圖1B所示，於另一態樣中，設備A為2個蒸餾塔，以二個階段分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)、及含有乙基苯之溶液(3')。具體而言，於第1個蒸餾塔內將溶液(3')自上方分離後，於第2個蒸餾塔內將溶液(2)自上方分離，將溶液(3)自下方分離。
如圖1C所示，於另一態樣中，設備A為2個蒸餾塔，以二個階段分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)、及含有乙基苯之溶液(3')。具體而言，於第1個蒸餾塔內將溶液(3)自下方分離後，於第2個蒸餾塔內將溶液(3')自上方分離，將溶液(2)自下方分離。
本實施方式之異丙苯之製造裝置可進而具備自溶液(3)及/或溶液(3')中回收異丙苯之設備D。設備D連接至設備A之下游側。再者，設備D可為1個蒸餾塔，亦可為複數個蒸餾塔。
使用圖2A～圖2C對設備D之一例進行說明。如圖2A所示，於一態樣中，設備D為1個蒸餾塔，自溶液(3')中回收異丙苯。再者，回收異丙苯後之溶液(3')係自設備D之上方分離。
如圖2B所示，於另一態樣中，設備D為1個蒸餾塔，自溶液(3)中回收異丙苯。再者，回收異丙苯後之溶液(3)係自設備D之下方分離。
如圖2C所示，於另一態樣中，設備D為1個蒸餾塔，自溶液(3)及溶液(3')中回收異丙苯。再者，回收異丙苯後之溶液(3)係自設備D之下方分離，回收異丙苯後之溶液(3')係自設備D之上方分離。
本實施方式之異丙苯之製造裝置可進而具備向溶液(3)之至少一部分中混合至少一部分溶液(3')之設備B、及與該設備B連接且燃燒廢油之設備C。於具備設備B及設備C之異丙苯之製造裝置之一態樣中，設備B向於設備A內分離之溶液(3)之至少一部分中混合至少一部分溶液(3')。並且，在與設備B連接之設備C內燃燒廢油而製成廢油'。
＜環氧丙烷之製造方法＞ 本實施方式之環氧丙烷之製造方法係包括上述異丙苯之製造方法者，其包括下述(a)～(f)之步驟。 (a)氧化步驟：使異丙苯氧化，而獲得氫過氧化異丙苯之步驟。 (b)環氧化步驟：使上述(a)氧化步驟中所獲得之氫過氧化異丙苯與丙烯發生反應，而獲得含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物之步驟。 (c)分離步驟：自上述(b)環氧化步驟中所獲得之含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物中分離含有環氧丙烷之混合物，而獲得含有枯醇之殘留物之步驟。 (d)環氧丙烷純化步驟：對上述(c)分離步驟中分離出之含有環氧丙烷之混合物進行蒸餾，而獲得經純化之環氧丙烷之步驟。 (e)異丙苯轉化步驟：將上述(c)分離步驟中獲得之含有枯醇之殘留物中之枯醇轉化為異丙苯，而獲得含有異丙苯之料流(1)之步驟。 (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)之步驟。
(a)氧化步驟中，將異丙苯氧化而獲得氫過氧化異丙苯。異丙苯之氧化係藉由利用普通空氣、富氧空氣等含氧氣體之自氧化來進行。該氧化反應可不使用添加劑而實施，亦可使用如鹼之添加劑。反應溫度通常為50～200℃，反應壓力通常為大氣壓至5 MPa之間。
作為添加劑，例如可例舉：如NaOH、KOH之鹼金屬氫氧化物；鹼土類金屬氫氧化物；如Na 2CO 3、NaHCO 3之鹼金屬碳酸鹽；氨；(NH 4) 2CO 3；鹼金屬碳酸銨鹽等。
(b)環氧化步驟中，使(a)氧化步驟中所獲得之氫過氧化異丙苯與丙烯發生反應，而獲得含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物。就以高產率且高選擇率生成環氧丙烷之觀點而言，(b)環氧化步驟較佳為於含有含鈦之矽氧化物之觸媒之存在下實施。該等觸媒較佳為含有與矽氧化物化學鍵結之Ti的所謂Ti-二氧化矽觸媒。作為Ti-二氧化矽觸媒，例如可例舉：將Ti化合物擔載於二氧化矽載體上而成者、用共沈澱法或溶膠凝膠法與矽氧化物複合而成者、或含有Ti之沸石化合物等。
(b)環氧化步驟中之環氧化反應係藉由使丙烯及氫過氧化異丙苯與觸媒接觸來進行。作為丙烯相對於氫過氧化異丙苯之莫耳比(丙烯/氫過氧化異丙苯)，較佳為2/1～50/1。藉由使上述莫耳比為2/1以上，能夠以良好之反應速度進行環氧化，故而可高效地進行環氧化反應。又，藉由使上述莫耳比為50/1以下，可抑制丙烯之供給量過量，故而可抑制將丙烯回收再循環之步驟所需之能量。
作為環氧化步驟中使用之丙烯之製造方法，並無特別限定，可使用由如下製造方法所製造之丙烯。
作為丙烯之製造方法，例如可例舉石腦油或乙烷之裂解、減壓輕油之流體化媒裂、丙烷之脫氫、乙烯及2-丁烯之歧化、使甲醇或二甲基醚轉化之MTO(Methanol to Olefin，甲醇製烯烴)反應、使一氧化碳與氫氣反應之費托(FT，Fischer-Tropsch)合成法、異丙醇之脫水等。除此以外，還可使用由以下減輕對環境之負荷之方法所製造之丙烯，譬如自以植物為原料所製造之生質乙醇及/或異丙醇獲得丙烯之方法、使用二氧化碳及生質之FT合成法、以及廢塑膠類之催化裂解方法等。
環氧化反應可使用溶劑於液相中實施。溶劑應為於反應時之溫度及壓力下為液體，且對反應體及產物實質上呈惰性者。作為溶劑，例如可使用異丙苯。又，作為除異丙苯以外之溶劑，例如可例舉單環式芳香族溶劑(具體而言，苯、甲苯、氯苯、鄰二氯苯等)、烷烴(具體而言，辛烷、癸烷、十二烷等)等。
環氧化反應溫度通常為0～200℃，較佳為25～200℃。壓力為足以將反應混合物保持為液體狀態之壓力即可。壓力通常有利為100～10000 kPa。
環氧化反應可使用漿料或固定床形式之觸媒來有利地實施。於大規模工業操作之情形時，較佳為使用固定床。又，可藉由批次法、半連續法或連續法來實施。
(b)環氧化步驟中所獲得之反應混合物中之環氧丙烷之含量較佳為1～31質量%，更佳為1～23質量%。又，反應混合物中之枯醇之含量較佳為5～80質量%，更佳為5～60質量%，進而較佳為5～40質量%。
(b)環氧化步驟中生成之枯醇可供給至上述異丙苯之製造方法中之(e)異丙苯轉化步驟。通常，將自環氧化反應中獲得之反應混合物中回收環氧丙烷及未反應丙烯後之含有枯醇之溶液供給至(e)異丙苯轉化步驟。
(c)分離步驟中，自(b)環氧化步驟中獲得之含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物中分離含有環氧丙烷之混合物，獲得含有枯醇之殘留物。作為分離方法，可例舉使用蒸餾塔(較佳為複數個蒸餾塔)之方法。蒸餾塔內之壓力較佳為100～5000 kPa，更佳為100～3000 kPa。又，塔頂溫度較佳為-50～150℃，更佳為0～130℃。此時，塔底溫度較佳為50～230℃，更佳為60～210℃。
所分離之含有環氧丙烷之混合物每100質量%，該混合物中之環氧丙烷之含量較佳為99質量%以上。含有枯醇之殘留物每100質量%，該殘留物中之枯醇之含量較佳為5～80質量%，更佳為5～60質量%，進而較佳為5～40質量%。含有枯醇之殘留物中可含有異丙苯、苯乙酮、乙基苯、苯酚、異丙甲苯等作為除枯醇以外之含有成分。
(d)環氧丙烷純化步驟中，對(c)分離步驟中分離出之含有環氧丙烷之混合物進行蒸餾，獲得經純化之環氧丙烷。(c)分離步驟中獲得之含有環氧丙烷之混合物中通常含有作為雜質之水、烴、含氧化合物。作為烴，可例示碳數3～7之烴。作為含氧化合物，可例示甲醇、乙醛、丙酮、丙醛、甲酸甲酯等。
作為去除該等雜質之方法，可適當組合公知之蒸餾技術，就有效率地去除水、烴及含氧化合物之觀點而言，較佳為將以碳數7～10之烴為萃取劑之萃取蒸餾與其他蒸餾組合來進行純化。
作為萃取劑即碳數7～10之烴，可例示正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷等直鏈狀飽和烴、2,2-二甲基戊烷、2,3-二甲基戊烷、2,2-二甲基己烷、2,3-二甲基己烷等分枝狀飽和烴。再者，該等萃取劑可單獨使用，亦可使用該等化合物之混合物。
萃取蒸餾塔及其他蒸餾塔之類型及運轉條件、萃取劑之使用量等可根據所要求之製品之品質來適當確定。
關於(e)異丙苯轉化步驟及(f)異丙苯純化步驟，係與本實施方式之異丙苯之製造方法相同。再者，(e)異丙苯轉化步驟中之枯醇為(c)分離步驟中獲得之含有枯醇之殘留物中之枯醇。
(f)異丙苯純化步驟中所獲得之異丙苯被再循環至(a)氧化步驟。又，所得之異丙苯可在藉由蒸餾、水洗等純化後被再循環至(a)氧化步驟。
再者，本實施方式之異丙苯之製造方法、異丙苯之製造裝置、及環氧丙烷之製造方法並不限於上述實施方式，可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變更。
本發明包括以下態樣。 [1]一種異丙苯之製造方法，其包括下述(e)及(f)之步驟， 下述料流(3)含有20質量%以上99質量%以下之苯乙酮、及1質量%以上10質量%以下之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷。 (e)異丙苯轉化步驟：將枯醇轉化為異丙苯，而獲得含有異丙苯之溶液(1)並設為料流(1)之步驟。 (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)，獲得含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)之步驟。 [2]如上述[1]所記載之異丙苯之製造方法，其中上述料流(3)進而含有0.1質量%以上5質量%以下之乙基苯。 [3]如上述[2]所記載之異丙苯之製造方法，其中上述(f)異丙苯純化步驟包括： 將上述料流(1)之溶液(1)分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)、及含有乙基苯之溶液(3')之步驟；及 向上述溶液(3)之至少一部分中混合至少一部分上述溶液(3')而製成含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷及乙基苯之溶液，獲得上述料流(3)之步驟。 [4]一種異丙苯之製造裝置，其係使用如上述[1]至[3]中任一項所記載之異丙苯之製造方法來製造異丙苯者，其 具備將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)之設備A。 [5]如上述[4]所記載之異丙苯之製造裝置，其中上述設備A將上述料流(1)之溶液(1)進而分離為含有乙基苯之溶液(3')。 [6]如上述[4]或[5]所記載之異丙苯之製造裝置，其中上述設備A為1個蒸餾塔。 [7]如上述[4]或[5]所記載之異丙苯之製造裝置，其中上述設備A為複數個蒸餾塔。 [8]如上述[5]至[7]中任一項所記載之異丙苯之製造裝置，其進而具備自上述溶液(3)及/或上述溶液(3')中回收異丙苯之設備D。 [9]如上述[8]所記載之異丙苯之製造裝置，其中上述設備D為1個蒸餾塔。 [10]如上述[8]所記載之異丙苯之製造裝置，其中上述設備D為複數個蒸餾塔。 [11]一種環氧丙烷之製造方法，其係包括如上述[1]至[3]中任一項所記載之異丙苯之製造方法者，其 包括下述(a)～(f)之步驟。 (a)氧化步驟：將異丙苯氧化，而獲得氫過氧化異丙苯之步驟。 (b)環氧化步驟：使上述(a)氧化步驟中所獲得之氫過氧化異丙苯與丙烯發生反應，而獲得含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物之步驟。 (c)分離步驟：自上述(b)環氧化步驟中所獲得之含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物中分離含有環氧丙烷之混合物，而獲得含有枯醇之殘留物之步驟。 (d)環氧丙烷純化步驟：對上述(c)分離步驟中分離出之含有環氧丙烷之混合物進行蒸餾，獲得經純化之環氧丙烷之步驟。 (e)異丙苯轉化步驟：將上述(c)分離步驟中獲得之含有枯醇之殘留物中之枯醇轉化為異丙苯，獲得含有異丙苯之溶液(1)並設為料流(1)之步驟。 (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)，獲得含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)之步驟。 [實施例]
以下，使用實施例及比較例來進一步具體地說明本發明，但本發明並不限於以下實施例。
(實施例1) 以表1所示之組成混合2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、枯醇及苯乙酮，製成於溫度保持為50℃時具有良好之流動性之溶液。又，將該溶液冷卻至21.4℃時，維持了良好之流動性。
(實施例2) 以表1所示之組成混合2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷及苯乙酮，製成於溫度保持為50℃時具有良好之流動性之溶液。又，將該溶液冷卻至21.4℃時，維持了良好之流動性。
(實施例3) 如表1所示之組成混合2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷及苯乙酮，製成於溫度保持為50℃時具有良好之流動性之溶液。又，將該溶液冷卻至21.4℃時，維持了良好之流動性。
(比較例1) 以表1所示之組成混合2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、枯醇、苯乙酮及石腦油裂解重油，製成於溫度保持為50℃時具有良好之流動性之溶液。然而，將該溶液冷卻至21.4℃時，溶液固化，失去流動性。
(比較例2) 以表1所示之組成混合2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、枯醇及苯乙酮，製成於溫度保持為50℃時具有良好之流動性之溶液。然而，將該溶液冷卻至21.4℃時，溶液固化，失去了流動性。
(比較例3) 以表1所示之組成混合2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、枯醇及苯乙酮，製成於溫度保持為50℃時具有良好之流動性之溶液。然而，將該溶液冷卻至21.4℃時，溶液固化，失去了流動性。
(比較例4) 以表1所示之組成混合2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、枯醇及苯乙酮，製成於溫度保持為50℃時具有良好之流動性之溶液。然而，將該溶液冷卻至21.4℃時，溶液固化，失去了流動性。
(比較例5) 以表1所示之組成混合2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、枯醇及苯乙酮，製成於溫度保持為50℃時具有良好之流動性之溶液。然而，將該溶液冷卻至21.4℃時，溶液固化，失去了流動性。
[表1]
   成分(重量%)
2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷 枯醇 苯乙酮 油
實施例1 10 12 78 0
實施例2 10 0 90 0
實施例3 2 0 98 0
比較例1 30 12 8 50
比較例2 30 12 58 0
比較例3 25 12 63 0
比較例4 20 12 68 0
比較例5 15 12 73 0
根據以上結果可以說，滿足本發明之全部構成要求之異丙苯之製造方法中，含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流於常溫下亦可維持良好之流動性。 [相關申請之交叉引用]
本申請主張日本專利特願2022-109786號之優先權，並藉由引用併入至本案說明書之記載中。
圖1A～圖1C係說明本實施方式之異丙苯之製造裝置所具備之設備A之一例之圖。 圖2A～圖2C係說明本實施方式之異丙苯之製造裝置所具備之設備D之一例之圖。

Claims (11)

  1. 一種異丙苯之製造方法，其包括下述(e)及(f)之步驟， 下述料流(3)含有20質量%以上99質量%以下之苯乙酮、及1質量%以上10質量%以下之2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷， (e)異丙苯轉化步驟：將枯醇轉化為異丙苯，而獲得含有異丙苯之溶液(1)並設為料流(1)之步驟； (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)，獲得含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)之步驟。
  2. 如請求項1之異丙苯之製造方法，其中上述料流(3)進而含有0.1質量%以上5質量%以下之乙基苯。
  3. 如請求項2之異丙苯之製造方法，其中上述(f)異丙苯純化步驟包括： 將上述料流(1)之溶液(1)分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)、及含有乙基苯之溶液(3')之步驟；及 向上述溶液(3)之至少一部分中混合至少一部分上述溶液(3')，而製成含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷及乙基苯之溶液，獲得上述料流(3)之步驟。
  4. 一種異丙苯之製造裝置，其係使用如請求項1之異丙苯之製造方法來製造異丙苯者，且 具備將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)的設備A。
  5. 如請求項4之異丙苯之製造裝置，其中上述設備A將上述料流(1)之溶液(1)進而分離為含有乙基苯之溶液(3')。
  6. 如請求項4或5之異丙苯之製造裝置，其中上述設備A為1個蒸餾塔。
  7. 如請求項4或5之異丙苯之製造裝置，其中上述設備A為複數個蒸餾塔。
  8. 如請求項5之異丙苯之製造裝置，其進而具備自上述溶液(3)及/或上述溶液(3')中回收異丙苯之設備D。
  9. 如請求項8之異丙苯之製造裝置，其中上述設備D為1個蒸餾塔。
  10. 如請求項8之異丙苯之製造裝置，其中上述設備D為複數個蒸餾塔。
  11. 一種環氧丙烷之製造方法，其係包括如請求項1之異丙苯之製造方法者，且 包括下述(a)～(f)之步驟： (a)氧化步驟：將異丙苯氧化，而獲得氫過氧化異丙苯之步驟； (b)環氧化步驟：使上述(a)氧化步驟中所獲得之氫過氧化異丙苯與丙烯發生反應，而獲得含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物之步驟； (c)分離步驟：自上述(b)環氧化步驟中獲得之含有環氧丙烷及枯醇之反應混合物中分離含有環氧丙烷之混合物，而獲得含有枯醇之殘留物之步驟； (d)環氧丙烷純化步驟：對上述(c)分離步驟中分離出之含有環氧丙烷之混合物進行蒸餾，而獲得經純化之環氧丙烷之步驟； (e)異丙苯轉化步驟：將上述(c)分離步驟中獲得之含有枯醇之殘留物中之枯醇轉化為異丙苯，而獲得含有異丙苯之溶液(1)並設為料流(1)之步驟； (f)異丙苯純化步驟：將上述料流(1)之溶液(1)至少分離為含有經純化之異丙苯之溶液(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之溶液(3)，獲得含有經純化之異丙苯之料流(2)、及含有2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷之料流(3)之步驟。
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