Способ получения фенола и ацетона

(191 (И) ОПИСА 30 ЕТ ИА КО ТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) СПОСОИ АЦЕТОНА путежения гидроперек юл. Юф 48ьев, А. А. Никулин,И. Емелина, В, Н, Никуов, Л. М. Краснов,А, С, Малиновский.07 (088.8)Б. Д, и др. Совместноеи ацетона. М., Госхимиз,видетельство СССР07 С 39/04, 1947 (проБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА м сернокислотного разлоиси, изопропилбензола при З(59 С 07 С 37/08; С 07 С 39/04 нормапьнои или повышеннои температурес.использованием циркуляции реакционноймассы разложения с последующей ее нейтрализацией щелочью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения образования побочных продуктов и снижениярасходов серной кислоты и щелочи, процессразложения ведут в две ступени, причем серную кислоту вводят на вторую ступень сконцентрацией 0,006 - 0,06 мас.%, и темпера.турой 35 - 51 С, при этом часть полученнойреакционной массы разложения совместно сисходной гидроперекисью изопропилбензолавыводят на первую ступень при объемномсоотношении последних двух компонентов1:(1:10), а температуру на первой ступениподдерживают 25 - 70 С.Изобретение относится к усовершенствованному способу получения фенола и ацето,на, широко используемых в химической, по. лимерной и фармацевтической промышленности. 5Известен способ получения фенола и ацетона (11 сернокислотным разложением гидроперекиси изопропилбензола (ГПИПБ). Разложение проводят циркуляцией реакционной , массы до полного разложения ГПИПБ при 1 о различных температурах как нормальных, так ,и повышенных, например 50 - 65 С. В зависимости от температуры время пребывания реакционной массы в контуре разложения меняется соответственно. Содержание серной кислоты в реакционной массе составляет 0,05 - 0,1 вес.%, хотя возможно ее увеличение до 1 вес,%, но это не целесообразно из-за высоких расходов щелочи. Процесс разложения ГПИПБ является экзотермическим, поэтому необходимо эффективное отведение тепла реакции, Тепло реакции снимают водой, подаваемой в межтрубное пространство реактора разложения и циркулирующей через сис тему, холодильников. Кислую реакционную мас 25 су разложения (РМР) далее подвергают ней- трализации водной щелочью и дальнейшему разделению на целевые и побочные продукты.Однако в этом случае не достигается высо. кая селективность процесса (до 85%). Послед.3 нее обусловлено тем, что на стадии разложе. ния ГПИНБ образуется широкая гамма продуктов; целевые - фенол и ацетон, побочные - диметилфенилкарбинол (ДМФК), альфа-метилстирол (АМС), ацетофенон (АЦФ), . которые, реагируя в кислой среде, образуют перокисид дикумила (ПДК), димеры АМС, кумилфенол (КФ), фениловый эфир ДМФК и продукты сложного строения, именуемые .ак неидентифицированные продукты высоко. го уплотнения. В результате образуется фенольная смола. Выход фенольной смолы зависит от состава разлагаемой ГПИПБ, определяемого способом окисления и условиями проведения разло.жения, и в основном составляет 160 - 170 кг на тонну фенола, На селективность процесса разложения ГПИПБ влияет концентрация серной кислоты в РМР. Максимальный выход фенола достигается при концентрации 50 серной кислоты 0,07 - 0,1 мас.% разложенной ГПИПБ, При увеличении концентрации серной кислоты более 0,1 мас,% выход КФ и димеров АМС возрастает. Снижение кон.центрации менее 0,07 мас.% хотя и снижа-,55 ет выход КФ и димеров АМС, но при этом увеличивается выход ПДК (до 9%), который на стадии выделения фенола и ацетона термически разлагается с образованием побочных продуктов,На стадии нейтрализации серной кислотыобразуются соли, которые полностью невыводятся из разложенной реакционноймассы и являются причиной забивки технологического оборудования.Наиболее близким к предлагаемому явля.ется способ получения фенола и ацетона изтехнической ГПИПБ (90%-ной) в присутствии 0,05 - 0,1% серной кислоты с использованием рециркулирования реакционной мас.сы в контуре преимушественно при 60 С,Последующая нейтрализация и разгонка полученных продуктов обеспечивает получение0,62 ч. ацетона на 1 ч фенола 21.Однако в этом способе предусматривается достаточно высокий расход как сернойкислоты, так и нейтрализующей щелочи,что создает технологические трудности, приводит к забивке оборудования образующимися сульфатами натрия.Цель изобретения - сокрашение расходовсерной кислоты и щелочи, а также уменьшение количества побочных продуктов.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу получения фенола и аце.тона разложением ГПИПБ в присутствиисерной кислоты и рециркулированием реак.ционной массы разложение проводят в двеступени с использованием подачи сернойкислоты на вторую ступень с концентрацией 0,006 в ,06 мас.% и температурой 35 -о51 С, при этом часть полученной РМР выводят на первую ступень совместно с исходной ГПИПБ при,обьемном соотношенииРМР: ГПИПБ 1:(1 - 10) и температуре25-70 С.Проведение процесса в указанных условиях предусматривает сокращение расхода серной кислоты в 3 раза и соответственно такого же количества шелочи. Кроме того, образующийся на первой ступени ПДК, распадается на второй. Также снижается, в целомскорость образования КФ, димеров АМС, ипоэтому сокращается количество фенольнойсмолы в 1,5 раза, а выход фенола и ацетона увеличивается на 0,79 - 1,84% и 0,63 -1,56% соответственно.На чертеже приведена схема, поясняющаяспособ,Осуществление процесса ведут по следую.шей схеме,В реактор 1, представляющий собой первую ступень разложения, по линии 2 - 3 поступает техническая ГПИПБ, а по линии 4 -охлаждающая вода. Выходящая реакционная масса по линии 5 поступает в холодильник 6, охлаждаемый водой, затем по линии 73одну часть реакционной массы направляют в реактор второй ступени 8, другая часть по линии 9 для съема тепла рециркулируется в первый реактор, а третья часть объе диняется с потоком 10, выходящим из ре. актора второй ступени.Отводимый поток 10 направляют в холодильник .11, откуда одна часть рецирку лируется в виде потока 12 во вторую ступень - реактор Зпричем к зтому потоку присоединяется линия подачи серной кислоты 13, вторая часть в виде кислой РМР - поток 14 подается в первую ступень разложения - реактор 1, а третья часть РМР направляется на нейтрализацию - поток 15,Прохождение охлаждающей воды на схеме показано пунктирной линией.Общее время пребывания на двух ступенях разложения ГПИПБ составляет 40 - .120 мин.П р и м е р 1, (сравнительный). В процессе разложения используют техническую ГПИПБ состава:(ИПБ) 3,18 31,8АЦФ 2,06 20,6ДМФК 7,27 72,7ГПИПБ 87,49 874,9Время контакта 60 мин, Количество серной кислоты 0,07% от массы поданной ГПИПБ, Тепло отводят за счет 20-кратной рециркуляции разложенной реакционной массы. Процесс ведут при 50 С. После нейтрализации РМР раствором щелочи получают смесь состава:ИПВ 2,96 29,6 АМС 2,03 20,3 АЦФ 1,13 11,3 ДМФК 0,48 4,8 х.Димер АМС 0,18 . 1,8 Димер АМС 1,23 12,3КФ 2,05 20,5 ПДК 2,95 29,5Фенол 52,16 521,6 Ацетон 32,76 327,6Неиденти- фицированные 1,010,0Сумма побочных продуктов, определяющих количество фенольной смолы (АИФ, ДМФК, х-димер АМС, димер АМС, ФЭ ДМФК, Кф, ПДК и неидентифицированные) составляет 90,2 г что в пересчете на тонну фенола - 172,9 кг. Выход фенола от исходного сырья 96,41%, ацетона - 98,1 1%.П р и м е р 2 (сравнительный). В условиях примера 1 разлагают ГПИПБ состава:%г 1,5 150,69 6,94,81 48,193,0 930нейтрализации смесь соИПБАЦФДМФКГПИПБи получают послестава:% г 15,222,606,92,81,07,11 1,817,1567,8347,6 1,52 2,26 0,69 0,28 0,1 0,71 1,18 1,71 56,78 34,76 ИПБАМСАЦФДМФКх-Димер АМС Димер АМС КфПДКФенолАцетонНеидентифицированн 20 0,61 6,1%г 3,18 31,8 3,66 36,6 0,90 9,0 0,31 3,1 0,03 0,3 0,18 1,8 И.ПБАМСАЦФДМФКФЭ ДМФКх-Димер АМС 55 Общая сумма побочных продуктов.фенольной смолы составляет 52,8 г или 93,98 кг/тонну фенола. Вь.ход фенола 98%, ацетона 99%.25 П р и м е р 3. Состав ГПИПВ аналогичен приведенному в примере 1. Процессведут непрерьгвно. Время контакта 60 мин,на первой ступени, В качестве катализатора первой ступени используют разложенную ЗО реакционную массу, полученную во второйступени разложения и подаваемую в линиюциркуляции совместно с исходной ГПИПБ в. объемном соотношении, равном 1:10, чтосоответствует концентрации серной кислотына первой ступени 0,002 мас,%, Тепло отво-.дят за счет 20-кратной рециркуляции РМР.Реакционная масса с первой ступени поступа.ет в линию циркуляции РМР второй ступени, ку.да одновременно подают серную кислоту в 4 О количестве 0,02 мас.% от подаваемой ГПИПБ.Реакционная масса из второй ступени проходит холодильник и делится на три части:одна направляется в контур второй ступениразложения, вторая - в первую ступень разложения в качестве катализатора, третья вы.водится на нейтрализацию. Температура процесса разложения на первой н второй ступе.нях разложения 50 С,.Время контакта навторой. ступени 60 мин, После нейтрализации щелочью получают смесь следующего со.става:10,1 17,24,9 531,5 332,8 Димер АМСКФПДКФенолАцетон 5Неидентифицированные 0,85 8,5Сумма побочных продуктов-фенольной смолы 54,9 или 103,29 кг/тонну фенола, Выходфенола 98,25%, ацетона 99,67%,10П р и м е р 4. Состав исходной ГПИПБанапогичен приведенному в примере 1, а условия процесса аналогичны приведенным впримере 3,После разложения и нейтрализации получают следующий состав: 1,01 1,72 0,49 53,15 33,28% 20 ИПБАМСАЦФДМФКх-Димер АМСДимер АМСКФПДКФенолАцетон 1,52 16,2 3,07 30,7 0,61 6,1 0,18 1,8 0,09 0,9 0,58 5,8 0,99 9,9 0,28 2,8 56,95 569,5 35,21 352,1 Неидентифицированные0,52 5,2Сумма побочных продуктов-фенольной смолы составляет 26,4 г или 46,36 кг/тонну фе; нола, Выход фенола 98,79%, ацетона 99,63%.В табл, 1 приведены результаты проведения процесса разложения ГПИПБ, имеющего состав, указанный в примере 1, но при разных условиях разложения, а в табл, 2 - состав органической части РМР после нейтра. лизации,Как видно из данных табл. 1 и 2 (пример 9), при минимальных количествах серной кислоты - 0,006 мас.% на второй и 0,002 мас,%. на первой ступени разложения ГПИПБ достига-" ется минимальное количество фенольной смо. лы - 109,84 кг/тонну фенола, против 172,9 кг в сравнительном случае, Таким образом, способ по изобретению, хотя и предусматривает определенное усложнение технологической схемы и увеличение капитальных затрат, но они полностью окупаются и даже создается определенный экономический эффект за счет снижения образования побочных продуктов, сокращения расхода серной кислоты и щелочи, а также увеличения выхода фенола и ацетона.о в ч ч мОам счм чб С С 4о" о" М Е 4 Оо" о м сч оо о" о" сч ю О М о" о" о Ф ОС 4 5/) ю О о О оо -ч -ф С 4 С 4 ОВ О сч сч чэ ач сч М О а И 2 о н Йо Ф.ч о в о в Ф в г, н ч - е- В В 00 В В 00 00 в в в в в в в в ою 00 00 Сщ Сщ в в в в о о о СО М О Ю м с см С 4 С 4 М гч( е ( Ч чч о о о а м сч м С 4 О оо В О С О Ю 0 О1131865 Обручар Коррек каз 9712/19ВН Тираж 409 . ПодпиИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д,ое