WO2001030732A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von phenol und aceton durch säurekatalysierte homogene spaltung von cumolhydroperoxid - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von phenol und aceton durch säurekatalysierte homogene spaltung von cumolhydroperoxid Download PDF

Info

Publication number
WO2001030732A1
WO2001030732A1 PCT/EP2000/008141 EP0008141W WO0130732A1 WO 2001030732 A1 WO2001030732 A1 WO 2001030732A1 EP 0008141 W EP0008141 W EP 0008141W WO 0130732 A1 WO0130732 A1 WO 0130732A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cleavage
acid
microreactor
chp
reaction mixture
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/008141
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Weber
Uwe Tanger
Werner Kleinloh
Original Assignee
Phenolchemie Gmbh & 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 Phenolchemie Gmbh & Co. Kg filed Critical Phenolchemie Gmbh & Co. Kg
Priority to AU75099/00A priority Critical patent/AU7509900A/en
Publication of WO2001030732A1 publication Critical patent/WO2001030732A1/de

Links

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
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • 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
    • 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
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819—Materials of construction
    • B01J2219/00835—Comprising catalytically active material
    • 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
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00858—Aspects relating to the size of the reactor
    • 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
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00858—Aspects relating to the size of the reactor
    • B01J2219/0086—Dimensions of the flow channels
    • 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
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00871—Modular assembly
    • 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
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00891—Feeding or evacuation

Definitions

  • the invention relates to an improved process for the preparation of phenol and acetone by selective acid-catalyzed homogeneous cleavage of cumene hydroperoxide (CHP for short) and devices suitable therefor
  • cumene is oxidized to cumene hydroperoxide (CHP for short) in a first reaction stage, the so-called oxidation.
  • the oxidate is then reduced in a vacuum distillation, known as concentration, from 20 to 30% by weight to 65 to 90
  • concentration is concentrated.
  • technical CHP is obtained, which in addition to CHP essentially contains cumene and to a small extent by-products.
  • the so-called cleavage device the technical CHP is converted into phenol and by the action of an acid, usually sulfuric acid Acetone cleaved, which are subsequently obtained in the so-called work-up essentially by distillation from the cleavage product.
  • the dimethylphenylcarbinol (DMPC for short) already formed in the oxidation is also partially split into alpha-methylstyrene (AMS for short) and water.
  • AMS can in turn be acidic Fission product high-boiling by-products such as PolyAMS or Cumylp Form henols, which has a significant negative impact on the selectivity of the overall process.
  • the implementation of the CHP cleavage is therefore of particular importance for the selectivity of the overall process
  • the CHP cleavage is a very fast and very exothermic auto-catalyzed reaction. Therefore, the technical implementation of the CHP cleavage requires special measures to prevent the reaction from going through (a so-called “runaway reaction”) - And / or the cooling medium side, there is a risk that the location with high CHP concentration, due to inadequate heat dissipation, will lead to a spontaneous reaction and critical safety-related situations
  • Patent document DBP 1 112 527 describes a process in which concentrated technical CHP is dispersed in excess sulfuric acid and then by several pipe heat exchanger connected in series is passed, in which the reaction heat generated by the CHP cleavage is removed, then sulfuric acid and organic phase are separated from one another.
  • the sulfuric acid is recycled, the fission product is neutralized and worked up Cooling to buffer the heat of reaction released Due to the direct heat transfer between the small organic drops and the surrounding sulfuric acid, a sufficiently rapid heat transfer is also achieved so that the organic phase does not overheat with the formation of steam or a pressure build-up.
  • this so-called heterogeneous cleavage there are no high levels Selectivities are achievable, since side-reactions with the formation of high boilers increasingly occur in the circulated sulfuric acid
  • the DCP previously formed is finally split into AMS, phenol and acetone, whereby temperatures in the range of 120 to 150 ° C are set.
  • residual DMPC is converted to AMS and water nt in US Pat. No. 4,358,618, the use of an ideally mixed apparatus as the first reaction stage ensures that the CHP concentration in the cleaving device is below 5% by weight.
  • the outlet concentration from this apparatus is a maximum of 5% by weight.
  • the CHP concentration in the entire container is not higher, so that if the (presumably) external cooling fails and the immediate interruption of the supply of CHP concentrate is initiated, an inadmissibly high temperature increase in the gap system does not occur
  • a further condition for achieving high selectivities is mentioned that in the outflow from the reactor system 0.3 up to 1.5% by weight of residual CHP must be present.
  • the cleavage product is then thermally treated by heating to 80 to 110 ° C. under pipe flow conditions in order to convert the DMPC and the DCP formed in the cleavage to phenol, acetone and AMS
  • FIG. 1 shows a schematic of this CHP and DMPC / DCP cleavage described in U.S. Patent 5,254,751.
  • the CHP cleavage takes place in reactor 1 under tube flow conditions. Part of the cleavage product is branched off via pipe 3 and, after addition of acid as a catalyst via line 6, is mixed with the inflow of technical CHP via line 4 before this mixture enters the reactor 1.
  • the other part of the cleavage product is sent via pipe 5 to the pipe reactor 2 supplied to the DMPC / DCP cleavage
  • the circulation ratio ⁇ is the ratio of the circulating mass flow in line 3 before the CHP admixture to the CHP inflow via line 4.
  • the cleavage product circuit is generated by a pump 7 (circulating pump).
  • the cleavage product e.g. free runs out of the circuit, another pump 8 calls for the downstream DMPC / DCP reactor 2.
  • pump 8 can also be dispensed with
  • the task thus arises to provide a process and a device for the production of phenol and acetone by acid-catalyzed homogeneous cleavage of technical CHP, which, taking into account safety-related matters, enables a further reduction in the circulation ratio while at the same time improving the selectivity
  • This object is achieved according to the invention by a process for the production of phenol and acetone by acid-catalyzed homogeneous cleavage of CHP in a cleavage device with one or more reactors with a pipe flow characteristic, which is characterized in that at least one microreactor with microchannels for the Reaction mixture is used, wherein the acid catalyst is metered into each of these microchannels
  • the invention further relates to a microreactor for the production of phenol and acetone by acid-catalyzed homogeneous cleavage of CHP, which is characterized in that it has microchannels for the reaction mixture and micro-feed channels for the acid catalyst to the reaction mixture, a feed channel for acid
  • the invention also relates to a device according to claim 24. Preferred embodiments of the subject matter of the invention each contain the subclaims
  • the circulation ratio ⁇ is 0.1 to 4, particularly preferably 0.1 to 2
  • Microreactors in the sense of the invention are apparatuses with flow channels, the hydraulic diameter of which is in the micrometer to millimeter range (so-called microchannels).
  • the production of such microreactors with microchannels has become possible in recent years, in particular, through advances in precision engineering.
  • Microreactors are preferred for cleaving CHP suitable, which are designed as heat exchangers at the same time, i.e.
  • microreactors used according to the invention usually have a volume-specific surface for heat transfer of greater than or equal to 500 m 2 / m 3. Water is preferably used as the cooling medium
  • a special feature of the microreactor suitable for CHP cleavage according to the invention is that on the product side the acid required as a catalyst is metered into each individual microchannel for the reaction mixture, the acid itself being directed to the metering points through special micro-feed channels A rapid and uniform micromixing of the acid in the CHP-containing feed is achieved.
  • FIG. 2 shows this flow of current schematically.
  • the CHP concentrate that is introduced to the microreactor in conventional pipelines 1 or the technical CHP previously diluted by a small circuit ratio and the acid that is fed in via line 2 become In the microreactor, first divided into microchannels 3 for the reaction mixture and micro feed channels 4 for the acid, then a product channel 3 for the reaction mixture is combined with an acid channel 4. After the reaction, the product channels in the microreactor are combined again and that Fission product flows via pipeline 5 into the subsequent further processing or is partly recycled if necessary (via the pipeline 6 dashed in FIG. 2)
  • microreactor suitable for cleavage according to the invention is that the product channels 3 for the reaction mixture are already cooled at the points at which the acid is metered in. Even if the flow fails, the heat transfer between the product and cooling channels in such microphones Structures is still very high, the heat generated during the ongoing CHP decomposition can still be dissipated and the reaction can be avoided.
  • rectangular channels are suitable for the reaction mixture with a channel height of 250 ⁇ m (micrometers) in order to safely operate a splitting of 67% by weight technical CHP without a circuit.
  • the height of the adjacent cooling channel is then, for example, 1,000 ⁇ m (micrometers).
  • the channel widths can be up to a few millimeters.
  • both sides can be used even with still liquids , that is, if the feed pumps fail , still a sufficiently high heat transfer instead of four times the mass of cooling medium is sufficient to prevent the resulting in this case Heat of decomposition without absorbing excessive temperature increases
  • This preferred embodiment of the devices according to the invention or of the method according to the invention which is additionally characterized by the cooling of the dosing points for the acid in the reaction mixture, differs significantly from the conventional methods or devices in which the acid is already added to the still uncooled feed cooled CHP fission reactors is added, and offers safety advantages
  • the microreactor according to the invention is preferably made of (stainless) steel.
  • the microchannels for the reaction mixture have a hydraulic diameter of up to 1,000 ⁇ m, preferably from 50 to 500 ⁇ m.
  • the cooling channels arranged in the immediate vicinity are based on the size of the microchannels for the reaction mixture and the CFIP content in the reaction mixture should be dimensioned in such a way that sufficient heat dissipation is ensured, even when the liquid is at rest, as described.
  • the size of the microchannels for the reaction mixture and the supply channels for the acid is also to be selected and one on top of the other to coordinate that the acid is mixed into the reaction mixture without any problems.
  • Suitable dimensions are, for example, for the reaction channels e a channel height of 100 ⁇ m and a channel width of 5,000 ⁇ m, ie a hydraulic diameter of 200 ⁇ m, and for the cooling channels a channel height of 500 ⁇ m and a channel width of 5,000 ⁇ m, ie a hydraulic diameter of 900 ⁇ m, are reaction and cooling channels Eg on its broad sides (5,000 ⁇ m each) separated by a thin wall made of e.g. stainless steel with a thickness of 1 mm.
  • the heat transfer area based on the volume of the reaction channels is then 10,000 m 2 / m 3, even with still liquids (pump failure) Both on the product and on the cooling side, the heat transfer coefficient is still 2,000 W / m 2 K, so that a sufficiently high heat dissipation is ensured. Suitable dimensions can also be determined by simple laboratory tests
  • a technical CHP is preferably split, the 65 to 90 wt .-% CHP contains
  • the rest essentially comprises cumene. Furthermore, to a small extent, by-products formed mainly in the oxidation of cumene are contained
  • the homogeneous CHP cleavage is preferably carried out in one or more microreactors connected in parallel, but a series connection of microreactors for CHP cleavage is also not excluded, acid addition being possible in each successive microreactor.
  • the series connection can also be combined with a parallel connection
  • the cleavage reaction of technical CHP is preferably carried out at 45 ° C. to 75 ° C. and reaction pressures of 1 to 5 bar absolute. It may also be advantageous to add a small amount of water to the reaction mixture, preferably 0.3 to 1% by weight of water in The reaction mixture can be added before or in the microreactor, for example together with the acid.
  • the residence times of the reaction mixture in the CHP cleavage reactors are generally 0.5 to 5 minutes.
  • Sulfuric acid is preferably used as the acid catalyst.
  • the residence time and acid addition are preferably such that the CHP residual concentration in the cleavage product from 0.1 to 1.5% by weight, preferably from 0.1 to 0.3% by weight, is usually an acid concentration of 50 to 500 ppm by weight in the reaction mixture
  • a part of the cleavage product obtained in this way can be returned and combined with the inflow of technical CHP can be fed back to the cleavage device.
  • the part of the CHP cleavage product that is not returned or, in the absence of circulation, the entire CHP cleavage product is subsequently described, for example, in US Pat. No. 5,254,751 preferably supplied to a suitable splitting device for DMPC / DCP splitting, ie at least one reactor with a pipe flow characteristic, and thermally treated here accordingly.
  • This can be one or more pipe reactors or again one or more microreactors, with several microreactors again in parallel and / or Can be connected in series
  • a microreactor for the CHP cleavage and a microreactor for the DMPC / DCP cleavage are combined to form a combined microreactor, which is a structural unit, with several of these combined microreactors in parallel again g
  • the combined can be switched
  • Microreactors preferably have suitable cooling channels or other devices such as additional heaters in order to generate different temperature profiles in the microreactor for the CHP cleavage and the DMPC / DCP cleavage.
  • Another advantage of the process according to the invention is that by lowering the circulation ratio or avoiding recycling, lower residual CHP concentrations can also be set in the cleavage product, without inevitably worsening the by-product formation and thus the selectivity. Residual acid concentration can be increased, which favors by-product formation, but this effect can at least be compensated for or even exceeded by increasing the selectivity by lowering the circulatory ratio, so that at least without reducing the selectivity, lower CHP residual concentrations can be achieved with a driving style with a CHP residual concentration of, for example, 1% by weight or more, the risk of “penetration” of CHP into downstream containers is greater than in the case of control strategies with low residual concentrations cal effort in systems with a high residual CHP concentration in the fission product should be higher. Therefore, low residual concentrations should always be aimed for
  • Example 1 If the cleavage of technical CHP (67% by weight) is carried out in the microreactor from Example 2 without a circuit and a residual CHP concentration of 1.0% by weight is obtained, only 0.1% by weight of high boilers in the cleavage product is obtained Operation in Example 1 with a high cycle ratio thus reduces the formation of residue-forming high boilers to less than half

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Die Herstellung von Phenol und Aceton wird durch säurekatalysierte homogene Spaltung von Cumolhydroperoxid in einem Mikroreaktor durchgeführt, wobei der Säurekatalysator in jeden Mikrokanal für das Reaktionsgemisch eindosiert wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte homogene Spaltung von Cumolhydroperoxid
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton durch selektive säurekatalysierte homogene Spaltung von Cumolhydroperoxid (kurz CHP) und hierzu geeignete Vorrichtungen
Bei der Herstellung von Phenol und Aceton aus Cumol wird in einer ersten Reaktionsstufe, der sogenannten Oxidation, Cumol zu Cumolhydroperoxid (kurz CHP) oxidiert Anschließend wird das Oxidat in einer Vakuumdestillation, der sogenannten Konzentrierung, von 20 bis 30 Gew -% auf 65 bis 90 Gew -% CHP-Gehalt aufkonzentriert Man erhalt das sogenannte technische CHP, das neben CHP im wesentlichen Cumol sowie in geringem Umfang Nebenprodukte aufweist In einer zweiten Reaktionsstufe, der sogenannten Spaltvorrichtung, wird das technische CHP durch Einwirken einer Saure, zumeist Schwefelsaure, in Phenol und Aceton gespalten, die nachfolgend in der sogenannten Aufarbeitung im wesentlichen destillativ aus dem Spaltprodukt gewonnen werden In der Spaltvorrichtung wird auch das bereits in der Oxidation gebildete Dimethylphenylcarbinol (kurz DMPC) teilweise in Alpha-Methylstyrol (kurz AMS) und Wasser gespalten AMS wiederum kann im sauren Spaltprodukt hochsiedende Nebenprodukte wie PolyAMS oder Cumylphenole bilden, wodurch die Selektivität des Gesamtprozesses maßgeblich negativ beeinflußt wird Der Durchführung der CHP-Spaltung kommt deshalb eine besondere Bedeutung für die Selektivität des Gesamtprozesses zu
Die CHP-Spaltung ist eine sehr schnelle und sehr exotherme autokatalysierte Reaktion Daher erfordert die technische Durchführung der CHP-Spaltung besondere Maßnahmen, um ein Durchgehen der Reaktion (eine sogenannte „runaway reaction") zu verhindern Zum Beispiel besteht bei Ausfall von Pumpen auf der Produkt- und/oder Kuhlmediumseite die Gefahr, daß es an Stellen mit hoher CHP -Konzentration infolge unzureichender Warmeabfuhr zu einem spontanen Durchgehen der Reaktion und sicherheitstechnisch kritischen Situationen kommt
In dem Patentdokument DBP 1 112 527 wird ein Verfahren beschrieben, in dem konzentriertes technisches CHP in überschüssiger Schwefelsaure dispergiert und dann durch mehrere hintereinandergeschaltete Rohrbundelwarmeubertrager geleitet wird, in denen die durch die CHP-Spaltung entstehende Reaktionswarme abgeführt wird, anschließend werden Schwefelsaure und organische Phase voneinander getrennt Die Schwefelsaure wird zurückgeführt, das Spaltprodukt wird neutralisiert und aufgearbeitet Die überschüssige wasserige Schwefelsaure besitzt eine ausreichende Wärmekapazität, um bei Ausfall der Kühlung die freiwerdende Reaktionswarme zu puffern Durch die direkte Wärmeübertragung zwischen den kleinen organischen Tropfen und der umgebenden Schwefelsaure wird zudem eine ausreichend schnelle Wärmeübertragung erreicht, so daß eine Uberhitzung der organischen Phase unter Dampfbildung bzw ein Druckaufbau nicht auftritt Mit dieser sogenannten heterogenen Spaltung sind aber keine hohen Selektivitäten erreichbar, da in der im Kreis geführten Schwefelsaure verstärkt Nebenreaktionen unter Bildung von Hochsiedern ablaufen
Höhere Selektivitäten werden mit einer sogenannten homogenen Spaltung erreicht Hierbei wird nur eine geringe Menge an Schwefelsaure in der organischen CHP -haltigen Flüssigkeit, die der Spaltvorrichtung zugeführt wird, gelost Da die Wärmekapazität der organischen
Flüssigkeit aber gering ist, dürfen in der Spaltvorrichtung keine hohen CHP -Konzentrationen vorliegen, da sonst bei Ausfall der Kühlung durch z B Pumpenausfall zu hohe Temperaturen bzw Drucke durch spontane Zersetzung von CHP auftreten wurden So wurde sich beispielsweise eine 70 Gew -%ige CHP-Losung unter Saureeinfluß ausgehend von z B 50 °C in Sekunden auf über 500 °C erwarmen, sofern der technische Apparat nicht vorher aufreißt
Ursache für diese Erwärmung ist, daß der Warmeubergangskoeffizient bei bedingt durch
Pumpenausfall ruhender Flüssigkeit auf der Produkt- oder/und Kuhlmediumseite bei technisch üblichen Rohrdurchmessern zu gering ist, um die freiwerdende Reaktionswarme an die Umgebung abzuführen
Alle technischen Anlagen für die homogene Spaltung von technischem CHP werden deshalb so konzipiert, daß in der Spaltvorrichtung nur maximale CHP -Konzentrationen vorliegen, die selbst unter der Annahme eines spontanen Durchgehens der Reaktion nicht zu einer unzulässigen Temperatur- bzw Druckerhohung im System führen Es muß technisch somit gewahrleistet sein, daß das 65 bis 90 Gew -%ige technische CHP bei Eintritt in die Spaltvorrichtung spontan auf unkritische CHP -Konzentrationen, üblicherweise auf unter 10 Gew -%, verdünnt wird
So wird z B in US-Patent 4 358 618 die Spaltung in einem ideal durchmischten Apparat beschrieben, bei dem die Warme durch außenliegende Kuhler abgeführt wird Die Selektivität einer solchen Spaltung soll durch nachgeschaltete Rohrreaktoren verbessert werden, wobei die Fahrweise folgendermaßen ist Im ideal durchmischten ersten Apparat wird technisches CHP durch Zugabe einer Saure bei Temperaturen im Bereich von 50 bis 90 °C bis auf Restkonzentrationen von 0,5 bis 5 Gew -% gespalten Dabei wird das DMPC zum Teil in AMS und Wasser gespalten, ein Teil des DMPC reagiert mit CHP zu Dicumylperoxid (kurz DCP) Im nachgeschalteten ersten Rohrreaktor wird das CHP auf Restgehalte unter 0,4 Gew -% gespalten, die Temperaturen sind dabei ahnlich hoch wie im Hauptreaktor Im zweiten Rohrreaktor wird schließlich das zuvor gebildete DCP in AMS, Phenol und Aceton gespalten, wobei Temperaturen im Bereich 120 bis 150 °C eingestellt werden Hierbei wird außerdem restliches DMPC zu AMS und Wasser umgesetzt Im US-Patent 4 358 618 wird durch die Verwendung eines ideal durchmischten Apparates als erste Reaktionsstufe erreicht, daß die CHP -Konzentration in der Spaltvorrichtung unterhalb 5 Gew -% liegt Die Austrittskonzentration aus diesem Apparat liegt nämlich laut Patentanspruch bei maximal 5 Gew -%, in einem ideal durchmischten Apparat ist aber dann auch im gesamten Behalter die CHP -Konzentration nicht hoher, so daß bei Ausfall der (vermutlich) außenliegenden Kühlung und dadurch initiierten sofortigen Unterbrechung der Zufuhr von CHP -Konzentrat eine unzulässig hohe Temperaturerhöhung im Spaltsystem nicht auftritt
Ebenso wie in US-Patent 4 358 618 wird auch in US-Patent 5 254 751 eine homogene Spaltung beschrieben Im Gegensatz zu US-Patent 4 358 618 wird nach US-Patent 5 254 751 aber die CHP-Spaltung in drei hintereinander geschalteten Kuhlern bei 45 bis 75 °C durchgeführt, wobei es sich offensichtlich um Rohrbundel-warmeubertrager handelt, in denen die Reaktionsmasse durch den Mantelraum unter Rohrstromungsbedingungen fließt Das Reaktionsprodukt (d h das Spaltprodukt) wird dabei zur Erzielung hoher Selektivitäten größtenteils im Kreis durch die drei Reaktoren gefahren, wobei das Verhältnis von Kreislaufmassenstrom zum zustromenden technischen CHP-Massenstrom, das sogenannte Kreislaufverhaitnis λ, im Bereich von 10 bis 25 liegen soll Als weitere Bedingung zur Erzielung hoher Selektivitäten wird genannt, daß im Ablauf aus dem Reaktorsystem noch 0,3 bis 1,5 Gew -% Restgehalte an CHP vorliegen müssen Das Spaltprodukt wird anschließend durch Erwärmung auf 80 bis 110 °C unter Rohrstromungsbedingungen thermisch behandelt, um das DMPC und das in der Spaltung gebildete DCP in Phenol, Aceton und AMS zu überführen
Fig 1 zeigt ein Prinzipschema dieser in US-Patent 5 254 751 beschriebenen CHP- und DMPC/DCP-Spaltung. Im Reaktor 1 erfolgt unter Rohrstromungsbedingungen die CHP- Spaltung. Ein Teil des Spaltproduktes wird über Rohrleitung 3 abgezweigt und nach Zugabe von Saure als Katalysator über Leitung 6 mit dem Zustrom an technischem CHP über Leitung 4 vermischt, bevor dieses Gemisch in den Reaktor 1 eintritt Der andere Teil des Spaltproduktes wird über Rohrleitung 5 dem Rohrreaktor 2 zur DMPC/DCP-Spaltung zugeführt Das Kreislaufverhaltnis λ ergibt sich als das Verhältnis von Kreislaufmassenstrom in Leitung 3 vor der CHP-Zumischung zum CHP-Zustrom über Leitung 4 Der Spaltproduktkreislauf wird über eine Pumpe 7 (Kreislaufpumpe) erzeugt Das Spaltprodukt, das z B frei aus dem Kreislauf ablauft, wird mittels einer weiteren Pumpe 8 zum nachgeschalteten DMPC/DCP-Reaktor 2 gefordert Nach EP-Patent 0 670 296 kann auf Pumpe 8 auch verzichtet werden
Durch den relativ hohen Spaltproduktkreislauf über Leitung 3 in der ersten Reaktionsstufe wird in US-Patent 5 254 751 erreicht, daß das über Leitung 4 in die Spaltvorrichtung eindosierte CHP -Konzentrat sofort auf niedrige Konzentrationen verdünnt wird Bei einem Kreislaufverhaltnis von z B λ - 17 und einer CHP -Konzentration von 80 Gew -% im Zulauf wird die CHP-Konzentration sofort auf unter 5 Gew.-% und damit auf unkritische Konzentrationen verdünnt
Sowohl das Verfahren gemäß US-Patent 4 358 618 als auch das Verfahren gemäß US-Patent 5 254 751 weisen Spaltvorrichtungen auf, die Reaktoren zur CHP-Spaltung und zur DMPC/DCP-Spaltung umfassen Da die Spaltreaktion von CHP erster Ordnung bezuglich CHP ist, wird das Volumen eines wie in US-Patent 4 358 618 beschriebenen ideal ruckvermischten Apparates zur CHP-Spaltung infolge einer niedrigen Raum-Zeit-Ausbeute groß sein Ein in US-Patent 5 254 751 beschriebener Rohrreaktor hat zwar eine bessere Raum- Zeit-Ausbeute bezuglich der Spaltung von CHP, infolge der beschriebenen hohen Kreislaufverhaltnisse steigt das Volumen der Spaltapparatur aber wieder an Somit arbeiten beide Verfahren mit relativ großvolumigen und damit kostenintensiven Apparaturen und Rohrleitungssystemen
Entgegen der Lehre in US-Patent 5 254 751, nach der hohe Kreislaufverhaltnisse von über 10 zur Erzielung hoher Selektivitäten erforderlich sind, wird in der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 198 58 770 8 beschrieben, daß gerade kleinere Kreislaufverhaltnisse zu höheren Selektivitäten fuhren DE- 198 58 770 lehrt, daß in herkömmlichen technischen Anlagen mit z B Rohrbundelwarmeubertragern als CHP -Reaktoren das Kreislaufverhaltnis λ vorzugsweise bei 5 bis 7 liegen sollte, um in Verbindung mit zusatzlichen technischen Maßnahmen wie z B der Spulung der Spaltapparatur mit Cumol bei Pumpenausfall den Prozeß ohne sicherheitstechnische Bedenken zu betreiben Bei diesen Kreislaufverhaltnissen ergeben sich durch die verringerte Bildung von Hochsiedern verbesserte Selektivitäten, und das Volumen der Apparate und Rohrleitungen sinkt
In eigenen Laboruntersuchungen, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegen, wurde bei Versuchen mit noch niedrigeren Kreislaufverhaltnissen von unter 5 festgestellt, daß trotz grundsatzlich mit absinkendem Kreislaufverhaltnis zunächst steigender Selektivität das Einmischen der zumeist als Katalysator verwendeten Schwefelsaure in die organische Flüssigkeit immer schwieriger wird Vermutlich durch abnehmende Loslichkeit der Saure in einem Spaltprodukt mit zunehmendem CHP-Gehalt, im Grenzfall reinem technischen CHP- Konzentrat, findet an der Dosierstelle ein nicht mehr gleichmaßiges Einmischen der Schwefelsaure statt, erkennbar durch starke Druckschwankungen Eine gleichmaßige Temperaturführung ist unter diesen Bedingungen in herkömmlichen technischen Anlagen kaum möglich, so daß die Selektivität sich bei weiter sinkenden Kreislaufverhaltnissen wieder zunehmend verschlechtert
Damit stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte homogene Spaltung von technischem CHP bereitzustellen, das unter Berücksichtigung sicherheitstechnischer Belange eine weitere Absenkung des Kreislaufverhaltnisses bei gleichzeitiger Verbesserung der Selektivität ermöglicht Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß gelost gemäß Patentanspruch 1 durch ein Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte homogene Spaltung von CHP in einer Spaltvorrichtung mit einem oder mehreren Reaktoren mit Rohrstromungscharakteristik, das dadurch gekennzeichnet ist, daß für die Spaltung zumindest ein Mikroreaktor mit Mikrokanalen für das Reaktionsgemisch verwendet wird, wobei der Saurekatalysator in jeden einzelnen dieser Mikrokanale eindosiert wird
Gegenstand der Erfindung ist gemäß Patentanspruch 18 ferner ein Mikroreaktor zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte homogene Spaltung von CHP, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er Mikrokanale für das Reaktionsgemisch und Mikro- Zufuhrungskanale für den Saurekatalysator zum Reaktionsgemisch aufweist, wobei ein Zuführungskanal für Saure jeweils in einen Mikrokanal für das Reaktionsgemisch einmundet Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 24 Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindungsgegenstande enthalten jeweils die Unteranspruche
Es wurde überraschend gefunden, daß bei geeigneter erfindungsgemaßer Zudosierung des Saurekatalysators in sogenannten Mikroreaktoren eine Fahrweise mit sehr kleinen Kreislaufverhaltnissen λ von unter 5 möglich ist, die eine weitere deutliche Verbesserung der Selektivität bewirkt Vorzugsweise betragt das Kreislaufverhaltnis λ erfindungsgemaß 0, 1 bis 4, besonders bevorzugt 0,1 bis 2 Es kann jedoch auch vollständig auf eine Kreislaufführung von Spaltprodukt verzichtet werden
Mikroreaktoren im Sinne der Erfindung sind Apparaturen mit Stromungskanalen, deren hydraulischer Durchmesser im Mikrometer- bis Millimeterbereich liegt (sogenannte Mikrokanale) Die Herstellung solcher Mikroreaktoren mit Mikrokanalen ist gerade in den letzten Jahren durch Fortschritte in der Feinwerktechnik möglich geworden Für die Spaltung von CHP sind bevorzugt Mikroreaktoren geeignet, die gleichzeitig als Wärmeübertrager konzipiert sind, in denen also Produkt- und Kuhlkanale nebeneinander angeordnet sind Auf diese Weise kann eine ausreichend hohe volumenspezifische Warmeubertragungsflache bereitgestellt werden, die auch z B bei Ausfall der Pumpensysteme auf der Produkt- oder/und Kuhlseite ein Durchgehen der Reaktion verhindert Üblicherweise weisen die erfindungsgemaß verwendeten Mikroreaktoren eine volumenspezifische Oberflache zur Wärmeübertragung von großer oder gleich 500 m2/m3 auf Als Kuhlmedium dient vorzugsweise Wasser
Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemaß für die CHP-Spaltung geeigneten Mikroreaktors ist, daß auf der Produktseite die als Katalysator benotigte Saure in jeden einzelnen Mikrokanal für das Reaktionsgemisch eindosiert wird, wobei die Saure selbst durch spezielle Mikro-Zuführungskanale bis zu den Dosierstellen geleitet wird Dadurch wird eine schnelle und gleichmaßige Mikrovermischung der Saure in den CHP-haltigen Zustrom erreicht Fig 2 zeigt schematisch diese Stromfiihrung Das an den Mikroreaktor in üblichen Rohrleitungen 1 herangeführte CHP -Konzentrat oder das zuvor durch ein kleines Kreislaufverhaltnis verdünnte technische CHP und die über Leitung 2 zugeführte Saure werden im Mikroreaktor zunächst in Mikrokanale 3 für das Reaktionsgemisch und Mikro- Zuführungskanale 4 für die Saure aufgeteilt, dann wird jeweils ein Produktkanal 3 für Reaktionsgemisch mit einem Saurekanal 4 vereinigt Nach der Reaktion werden die Produktkanale im Mikroreaktor wieder vereinigt und das Spaltprodukt strömt über Rohrleitung 5 in die nachfolgende Weiterverarbeitung oder wird zum Teil gegebenenfalls zurückgeführt (über die in Fig 2 gestrichelte Rohrleitung 6)
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemaß für die Spaltung geeigneten Mikroreaktors ist, daß die Produktkanale 3 für das Reaktionsgemisch an den Stellen, an denen die Saure eindosiert wird, bereits gekühlt werden Da selbst bei Ausfall der Strömung der Wärmedurchgang zwischen Produkt- und Kuhlkanal in solchen Mikro Strukturen noch sehr hoch ist, kann so die bei der weiter ablaufenden CHP -Zersetzung entstehende Warme noch abgeführt und ein Durchgehen der Reaktion vermieden werden Es wurde zum Beispiel gefunden, daß rechteckige Kanäle für das Reaktionsgemisch mit einer Kanalhohe von 250 μm (Mikrometer) geeignet sind, um eine Spaltung von 67 Gew -%igem technischen CHP ohne Kreislauf sicher zu betreiben Die Hohe des angrenzenden Kuhlkanals ist dann beispielsweise 1 000 μm (Mikrometer) Die Kanalbreiten können bis zu einigen Millimetern betragen Unter diesen Bedingungen findet auf beiden Seiten auch bei ruhenden Flüssigkeiten, das heißt bei Ausfall der Forderpumpen, noch ein ausreichend hoher Wärmeübergang statt Weiterhin reicht die vierfach höhere Masse an Kuhlmedium aus, um die in diesem Fall entstehende Zersetzungswarme ohne zu starke Temperaturanstiege aufzunehmen
Diese bevorzugte Ausführung der erfindungsgemaßen Vorrichtungen bzw des erfmdungsgemaßen Verfahrens, die zusatzlich durch die Kühlung bereits der Dosierstellen für die Saure in das Reaktionsgemisch gekennzeichnet ist, unterscheidet sich damit wesentlich von den herkömmlichen Verfahren bzw Vorrichtungen, in denen die Saure bereits dem noch ungekuhlten Zulauf zu den gekühlten CHP-Spaltreaktoren zugesetzt wird, und bietet sicherheitstechnische Vorteile
Der erfindungsgemaße Mikroreaktor wird vorzugsweise aus (Edel-)Stahl hergestellt In einer bevorzugten Ausführung weisen die Mikrokanale für das Reaktionsgemisch einen hydraulischen Durchmesser von bis zu 1 000 μm, vorzugsweise von 50 bis 500 μm, auf Die in unmittelbarer Nachbarschaft dazu angeordneten Kuhlkanale sind ausgehend von der Große der Mikrokanale für das Reaktionsgemisch und dem CFIP-Gehalt im Reaktionsgemisch so zu dimensionieren, daß selbst bei ruhender Flüssigkeit wie beschrieben eine ausreichende Warmeabfuhr gewahrleistet ist Die Große der Mikrokanale für das Reaktionsgemisch und der Zufuhrungskanale für die Saure ist ferner so zu wählen und aufeinander abzustimmen, daß das Einmischen der Saure ins Reaktionsgemisch problemlos erfolgt Hierbei sind die übrigen Randbedingungen wie z B die Zusammensetzung des Reaktionsgemisches und der Saure oder eine zusatzliche Wasserzugabe zu berücksichtigen Geeignete Abmessungen sind zum Beispiel für die Reaktionskanale eine Kanalhohe von 100 μm und eine Kanalbreite von 5 000 μm, d h ein hydraulischer Durchmesser von 200 μm, und für die Kuhlkanale eine Kanalhohe von 500 μm und eine Kanalbreite von 5 000 μm, d h ein hydraulischer Durchmesser von 900 μm Reaktions- und Kuhlkanal sind z B an ihren Breitseiten (je 5 000 μm) durch eine dünne Wand aus z B Edelstahl mit einer Dicke von 1 mm getrennt Die auf das Volumen der Reaktionskanale bezogene Warmeubertragungsflache ist dann 10 000 m2/m3 Selbst bei ruhenden Flüssigkeiten (Pumpenausfall) sowohl auf der Produkt - als auch auf der Kuhlseite ist der Warmedurchgangskoeffizient hierbei immer noch 2 000 W/m2K, so daß eine ausreichend hohe Warmeabfuhr gewahrleistet ist Geeignete Abmessungen können aber auch durch einfache Laborversuche ermittelt werden
Erfindungsgemaß wird vorzugsweise ein technisches CHP gespalten, das 65 bis 90 Gew -% CHP enthalt Der Rest umfaßt im wesentlichen Cumol, ferner sind in geringem Umfang vor allem bei der Oxidation von Cumol gebildete Nebenprodukte enthalten
Die homogene CHP-Spaltung wird vorzugsweise in einem oder mehreren parallel geschalteten Mikroreaktoren durchgeführt, auch eine Serienschaltung von Mikroreaktoren zur CHP- Spaltung ist jedoch nicht ausgeschlossen, wobei in jedem aufeinanderfolgenden Mikroreaktor eine Saurezugabe erfolgen kann Die Serienschaltung kann zudem mit einer Parallelschaltung kombiniert werden
Die Spaltreaktion von technischem CHP wird bevorzugt bei 45 °C bis 75 °C und Reaktionsdrucken von 1 bis 5 bar absolut durchgeführt Es kann ferner vorteilhaft sein, dem Reaktionsgemisch in geringem Umfang Wasser zuzugeben, vorzugsweise sind 0,3 bis 1 Gew - % Wasser im Reaktionsgemisch einzustellen Die Wasserzugabe kann vor oder im Mikroreaktor z B gemeinsam mit der Saure erfolgen Die Verweilzeiten des Reaktionsgemisches in den CHP-Spaltreaktoren betragen in der Regel 0,5 bis 5 Minuten Als Saurekatalysator dient vorzugsweise Schwefelsaure Bevorzugt werden Verweilzeit und Saurezugabe so festgelegt, daß die CHP -Restkonzentration im Spaltprodukt von 0,1 bis 1,5 Gew -%, vorzugsweise von 0,1 bis 0,3 Gew -%, betragt Üblicherweise ist hierzu eine Saurekonzentration von 50 bis 500 Gew -ppm im Reaktionsgemisch erforderlich
Ein Teil des so gewonnenen Spaltproduktes kann zurückgeführt und mit dem Zustrom an technischem CHP vereint wieder der Spaltvorrichtung zugeführt werden Der nicht zurückgeführte Teil des CHP-Spaltproduktes oder bei fehlender Kreislauffuhrung das gesamte CHP-Spaltprodukt wird anschließend wie z B in US-Patent 5 254 751 vorzugsweise einer geeigneten Spaltvorrichtung zur DMPC/DCP-Spaltung, d h zumindest einem Reaktor mit Rohrstromungscharakteristik, zugeführt und hier entsprechend thermisch behandelt Dabei kann es sich um einen oder mehrere Rohrreaktoren oder erneut um einen oder mehrere Mikroreaktoren handeln, wobei mehrere Mikroreaktoren wieder parallel und/oder in Serie geschaltet sein können In einer besonders bevorzugten Ausfuhrung werden ein Mikroreaktor für die CHP-Spaltung und ein Mikroreaktor für die DMPC/DCP-Spaltung zu einem kombinierten Mikroreaktor zusammengefaßt, der eine bauliche Einheit darstellt, wobei wieder mehrere dieser kombinierten Mikroreaktoren parallel geschaltet sein können Die kombinierten Mikroreaktoren weisen vorzugsweise geeignete Kuhlkanale oder sonstige Einrichtungen wie z B Zusatzheizungen auf, um für die CHP-Spaltung und die DMPC/DCP-Spaltung unterschiedliche Temperaturprofile im Mikroreaktor zu erzeugen Trotz der Kombination von CHP- und DMPC/DCP-Spaltung in einem Bauteil ist auch hier eine Kreislaufführung vom Spaltprodukt möglich, entweder derart, daß Spaltprodukt erst nach Durchlaufen der DMPC/DCP-Spaltung abgezweigt und ruckgeführt wird, oder derart, daß der kombinierte Mikroreaktor Mikrokanale zum Abzweigen von Spaltprodukt nach der CHP-Spaltung aufweist
Mit Hilfe des erfindungsgemaßen Verfahrens lassen sich aufgrund der Selektivitatssteigerung Verbesserungen in der Cumolausbeute um ca 0,5 Prozentpunkte oder mehr erreichen, was vor dem Hintergrund einer Jahresweltproduktion an Phenol von ca 7 Mio Tonnen eine signifikante Verbesserung der Wirtschaftlichkeit bedeutet
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens besteht darin, daß durch Absenkung der Kreislaufverhaltnisse oder den Verzicht auf eine Ruckführung auch niedrigere CHP- Restkonzentrationen im Spaltprodukt eingestellt werden können, ohne daß dadurch zwangsläufig die Nebenproduktbildung und damit die Selektivität verschlechtert wird Zwar muß zur Verringerung der CHP -Restkonzentration der Saurezusatz erhöht werden, wodurch die Nebenproduktbildung begünstigt wird, dieser Effekt kann aber durch die Selektivitatssteigerung durch Absenken des KreislaufVerhaltnisses zumindest kompensiert oder noch übertreffen werden, so daß zumindest ohne Einbußen bei der Selektivität niedrigere CHP-Restkonzentrationen erzielt werden können Bei einer Fahrweise mit einer CHP- Restkonzentration von z B 1 Gew -% oder mehr ist die Gefahr des „Durchschlagens" von CHP in nachgeschaltete Behalter großer als bei Fahrweisen mit kleinen Restkonzentrationen Entsprechend muß der sicherheitstechnische Aufwand bei Anlagen mit hoher CHP- Restkonzentration im Spaltprodukt hoher sein Daher sind niedrige Restkonzentrationen stets anzustreben
Im folgenden wird an einigen Beispielen der Selektivitatsvorteil bei einer Spaltung mit geringen Kreislaufverhaltnissen oder ohne Kreislauf in einem Mikroreaktor verdeutlicht Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
In einer Spaltapparatur gemäß Fig 1 wird technisches CHP mit 67 Gew -% CHP bis auf einen Restgehalt von 1,0 Gew -% umgesetzt, dabei wird ein Kreislaufverhaltnis von 17 eingestellt Das CHP- Spaltprodukt enthalt 0,21 Gew -% Hochsieder (polymerisiertes AMS und Cumylphenole)
Beispiel 2 (erfindungsgemaß)
Betreibt man die Spaltung von technischem CHP mit 67 Gew -% CHP in einem erfindungsgemaßen Mikroreaktor mit den bereits beschriebenen hydraulischen Durchmessern von 200 μm für die Reaktionsseite und 900 μm für die Kuhlseite mit einem Kreislaufverhaltnis von 2 und stellt eine CHP -Restkonzentration von 1,0 Gew -% ein, so erhalt man 0, 12 Gew -% Hochsieder im CHP- Spaltprodukt Gegenüber der Fahrweise in Beispiel 1 mit hohem Kreislaufverhaltnis entspricht dies einer deutlichen Selektivitatsverbesserung
Beispiel 3 (erfindungsgemäß)
Betreibt man die Spaltung von technischem CHP (67 Gew -%) in dem Mikroreaktor aus Beispiel 2 ohne Kreislaufund stellt eine CHP -Restkonzentration von 1,0 Gew -% ein, so erhalt man nur 0, 1 Gew -% Hochsieder im Spaltprodukt Gegenüber der Fahrweise in Beispiel 1 mit hohem Kreislaufverhaltnis geht somit die Bildung von ruckstandsbildenden Hochsiedern auf weniger als die Hälfte zurück

Claims

Patentansprüche:
1 Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte homogene Spaltung von Cumolhydroperoxid in einer Spaltvorrichtung mit einem oder mehreren Reaktoren mit Rohrstromungscharakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß für die Spaltung zumindest ein Mikroreaktor mit Mikrokanalen für das Reaktionsgemisch verwendet wird, wobei der Saurekatalysator in jeden einzelnen dieser Mikrokanale eindosiert wird
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Spaltprodukts zum Zulauf zur Spaltvorrichtung ruckgefuhrt wird, wobei das Massenstromverhaltnis von zurückgeführtem Spaltprodukt zum Zulauf unter 5 betragt
3 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Spaltprodukts zum Zulauf zur Spaltvorrichtung ruckgefuhrt wird, wobei das Massenstromverhaltnis von zurückgeführtem Spaltprodukt zum Zulauf 0, 1 bis 4 betragt
4 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Spaltprodukts zum Zulauf zur Spaltvorrichtung ruckgeführt wird, wobei das Massenstromverhaltnis von zurückgeführtem Spaltprodukt zum Zulauf 0, 1 bis 2 betragt
5 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltvorrichtung ohne Ruckführung von Spaltprodukt betrieben wird Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroreaktoren parallel, in Serie oder beides geschaltet sind
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroreaktoren eine volumenspezifische Oberflache zur Wärmeübertragung von großer oder gleich 500 m2/m3 aufweisen
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltung bei 45 °C bis 75 °C und Drucken von 1 bis 5 bar absolut erfolgt
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Restkonzentration an Cumolhydroperoxid im Spaltprodukt 0, 1 bis 1,5 Gew -% betragt
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Restkonzentration an Cumolhydroperoxid im Spaltprodukt 0,1 bis 0,3 Gew -% betragt
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der Spaltvorrichtung zur Spaltung von Cumolhydroperoxid 0,5 bis 5 Minuten betragt
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Cumolhydroperoxid-Gehalt im Zulauf zur Spaltvorrichtung 65 bis 90 Gew -% betragt Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Saurekatalysator Schwefelsaure dient
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellen, an denen der Saurekatalysator in die Mikrokanale für das Reaktionsgemisch eindosiert wird, gekühlt werden
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltprodukt der Cumolhydroperoxid- Spaltung anschließend in einem Reaktor mit Rohrstromungscharakteristik thermisch behandelt wird
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltprodukt der Cumolhydroperoxid-Spaitung anschließend in einem oder mehreren Mikroreaktoren thermisch behandelt wird
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroreaktoren für die Spaltung von Cumolhydroperoxid und die Mikroreaktoren für die thermische Nachbehandlung des Spaltprodukts jeweils eine bauliche Einheit bilden
Mikroreaktor zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte homogene
Spaltung von Cumolhydroperoxid, dadurch gekennzeichnet, daß er Mikrokanale für das Reaktionsgemisch und Mikro-Zuführungskanale für den
Saurekatalysator zum Reaktionsgemisch aufweist, wobei ein Zuführungskanal für Saure jeweils in einen Mikrokanal für das Reaktionsgemisch einmundet
Mikroreaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß er Mikrokanale für ein Kuhlmittel aufweist
Mikroreaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß er eine volumenspezifische Oberflache zur Wärmeübertragung von großer oder gleich 500 m2/m3 aufweist
Mikroreaktor nach zumindest einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroreaktor bereits an den Stellen, an denen der Saurekatalysator in die Mikrokanale für das Reaktionsgemisch eindosiert wird, mit Kuhlkanalen versehen ist
Mikroreaktor nach zumindest einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokanale für das Reaktionsgemisch einen hydraulischen Durchmesser von bis zu 1 000 μm aufweisen
Mikroreaktor nach zumindest einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Spaltprodukt der Cumolhydroperoxid-Spaltung anschließend im Mikroreaktor thermisch behandelt wird
Vorrichtung zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte homogene Spaltung von Cumolhydroperoxid in einem oder mehreren Reaktoren mit
Rohrstromungscharakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen oder mehrere Mikroreaktoren gemäß zumindest einem der Ansprüche 18 bis
23 aufweist
PCT/EP2000/008141 1999-10-22 2000-08-22 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von phenol und aceton durch säurekatalysierte homogene spaltung von cumolhydroperoxid WO2001030732A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU75099/00A AU7509900A (en) 1999-10-22 2000-08-22 Method and device for producing phenol and acetone by means of acid-catalysed, homogenous decomposition of cumolhydroperoxide

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19950952.2 1999-10-22
DE1999150952 DE19950952A1 (de) 1999-10-22 1999-10-22 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte homogene Spaltung von Cumolhydroperoxid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001030732A1 true WO2001030732A1 (de) 2001-05-03

Family

ID=7926549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2000/008141 WO2001030732A1 (de) 1999-10-22 2000-08-22 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von phenol und aceton durch säurekatalysierte homogene spaltung von cumolhydroperoxid

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU7509900A (de)
DE (1) DE19950952A1 (de)
WO (1) WO2001030732A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107501050A (zh) * 2017-08-28 2017-12-22 常州大学 一种采用微通道反应器制备苯酚的方法
CN109745933A (zh) * 2019-02-28 2019-05-14 山东理工大学 一种用于苯制苯酚的透氧透氢集成催化膜微反应器
CN110818536A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 中国石油化工股份有限公司 一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE340642T1 (de) * 2002-08-15 2006-10-15 Velocys Inc Verfahren in mikrokanalreaktoren mit gebundenem katalysator und einen gebundenen katalysator oder gebundene chirale hilfsmittel enthaltende systeme
DE10317451A1 (de) * 2003-04-16 2004-11-18 Degussa Ag Reaktor für heterogen katalysierte Reaktionen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1112527B (de) * 1959-03-28 1961-08-10 Phenolchemie Ges Mit Beschraen Verfahren zum Spalten von Hydroperoxyden alkylaromatischer Kohlenwasserstoffe

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1112527B (de) * 1959-03-28 1961-08-10 Phenolchemie Ges Mit Beschraen Verfahren zum Spalten von Hydroperoxyden alkylaromatischer Kohlenwasserstoffe

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107501050A (zh) * 2017-08-28 2017-12-22 常州大学 一种采用微通道反应器制备苯酚的方法
CN109745933A (zh) * 2019-02-28 2019-05-14 山东理工大学 一种用于苯制苯酚的透氧透氢集成催化膜微反应器
CN109745933B (zh) * 2019-02-28 2023-08-15 山东理工大学 一种用于苯制苯酚的透氧透氢集成催化膜微反应器
CN110818536A (zh) * 2019-11-13 2020-02-21 中国石油化工股份有限公司 一种采用微反应器装置催化分解过氧化氢异丙苯的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE19950952A1 (de) 2001-04-26
AU7509900A (en) 2001-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2181083B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von methanol
DE102005039156B4 (de) Verfahren zur Herstellung von (Meth)Acrylsäure mit Schwersiedeaufarbeitung durch Kristallisation
EP2328855B1 (de) Verfahren zur herstellung von methanol
DE102009001594A1 (de) Verfahren zur Herstellung von alpha, beta-ungesättigten C10-Aldehyden
EP2190806A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur oxidation organischer verbindungen
EP1016644B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton durch säurekatalysierte Spaltung von Cumolhydroperoxid
EP1334062B1 (de) Kontinuierliches verfahren zur hydrierung
DE3148109A1 (de) Verfahren zur herstellung von methyl-tert.-butylether (mtbe) und weitgehend von i-buten und vom methanol befreiten kohlenwasserstoff-raffinaten
DE19755026A1 (de) Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Phenol und Aceton aus Cumol
WO2001030732A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von phenol und aceton durch säurekatalysierte homogene spaltung von cumolhydroperoxid
WO2005080308A1 (de) Spaltung oligomerer (meth)acrylsäure in flüssiger phase unter druck
WO2004074227A1 (en) Process for cleavage of anf oxidation mixture comprising hydroperoxides
DE2110031C3 (de) Verfahren zur Abtrennung von Methacrolein
EP0137433B1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Alkoholen
EP1151985B1 (de) Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von Spaltprodukt aus der säurekatalysierten Spaltung von Cumolhydroperoxid
DE3509292A1 (de) Verfahren zur herstellung von reinen tertiaeren olefinen
DE2928743A1 (de) Verfahren zur herstellung mehrwertiger phenole
DE2053196A1 (de) Verfahren zur katalytischen Spaltung von Aralkylhydroperoxiden
DE3221172C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Isobutyrylfluorid
DE3202292A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen bildung eines saeurefluorids
DE1291729B (de) Verfahren zur Hydratisierung von niederen Olefinen zu Alkoholen und AEthern
DE10110392A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Phenolen
DE1112527B (de) Verfahren zum Spalten von Hydroperoxyden alkylaromatischer Kohlenwasserstoffe
DE10051581A1 (de) Verfahren zur Spaltung von Alkylarylhydroperoxiden
EP3165517B1 (de) Anlage und verfahren zur erzeugung von fettalkohol

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CR CU CZ DE DK DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP