[发明专利]苯酚和丙酮的生产方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年4月16日提交的序列号为2008115046的俄罗斯专利申请的优先权。该申请的全部文本作为参考引入本申请。

背景技术

本发明涉及工业有机合成领域，具体涉及使用异丙苯方法生产苯酚和丙酮。

一种众所周知的生产苯酚和丙酮的方法是通过大气中的氧气来氧化异丙苯，然后通过酸催化分解氢过氧化异丙苯，可同时得到高产量的两种目标产品(苯酚和丙酮)(Khruzhalov B.D.，Golovanenko B.N.，Co-production ofphenol and acetone，Moscow，GosKhimIzdat，1964)。但是，这种方法的重质副产物(所谓的“酚树脂”)的产率仍然是相当大的。

在已知的一些生产苯酚和丙酮的方法中，为减少酚树脂(也称之为“重质成分(heavies)”)的产率，在硫酸的存在下将含有氢过氧化异丙苯(CHP)、异丙苯和二甲基苯基甲醇(DMPC，也称之为“二甲基苄醇(DMBA)”)的异丙苯氧化产物通过两个阶段进行裂解。第一阶段包括在55-80℃温度时，分解绝大部分的CHP(97％-99％)，并由DMPC和CHP合成过氧化二异丙苯(DCP)。第二阶段包括在80-120℃温度时，向含有苯酚、丙酮、DMPC和DCP的所得的反应混合物中添加丙酮。所述丙酮以等同于其起始浓度1.5-1.8倍的量添加。该方法伴随有第一阶段中形成的DCP的裂解，残留CHP的分解以及一部分残留DMPC的脱水(参见专利号为2,068,404和2,121,477的俄罗斯专利)。

与一阶段分解方法相比，前述方法可显著减少副产品的量(树脂产率：25kg/t的苯酚)。但是，在这些改进的两阶段方法中，副产物羟基丙酮的量仍然很高(例如，高于1000ppm)。

羟基丙酮可产生2-甲基苯并呋喃，2-甲基苯并呋喃很难从苯酚中分离出来，并且对由不纯的商品级苯酚制得的产品的色指数有不利影响。可将羟基丙酮从苯酚中除去，例如通过碱处理除去羟基丙酮。不过，这使得工艺技术更复杂(Vasilieva I.I.，Zakhoshansky V.M.，Collection of articles titled“Petrochemical and Oil Refining Processes，”SPb，Giord，2005，p.344)。

一种已知的分解工业级CHP的方法在介质中进行，该介质由苯酚与丙酮摩尔比大于1的含有13重量％异丙苯的反应产物和浓度为0.003-0.015重量％的硫酸溶液组成(专利号为2,291,852的俄罗斯专利)。分解过程分为两个阶段。在第一阶段，在至少两个串联的反应器中分解工业级CHP，同时，使反应物料在浓度占整个反应物料0.003-0.015重量％的硫酸催化剂的存在下于40-65℃温度时循环(硫酸的浓度视反应器中的温度和苯酚与丙酮摩尔比率大小而定)。导入原料的体积应不高于所述反应物料循环体积的10％，在实施方式中优选低于5％。同时，循环系数(循环物料的流速与与作为进料原料工业级CHP流速的比值)为8至50。在这些条件下，如果CHP转化率为95-99.8％，CHP分解出苯酚和丙酮，并且从CHP和DMPC中合成出DCP。

在第二阶段，上述合成出的DCP和残留的CHP于90-140℃温度时在最终的反应器中分解。而添加的硫酸有一半首先与氨中和。羟基丙酮产量从高于0.1重量％(占每一百万份重量的1000份(ppm))的水平降低至0.04％(400ppm，正如专利号为2,291,852的俄罗斯专利中所提及)。但是，应用该方法的前提条件是使用经纯化系统纯化的苯酚，而且上述苯酚的纯化需要附加的制备步骤和功率消耗。

专利号为2,142,932的俄罗斯专利提供了另一种分两阶段分解CHP的方法。第一阶段，该分解CHP的方法在三个连续安装的混合反应器中进行，第二阶段该分解CHP的方法在一个置换反应器中进行。在第一阶段，CHP在接近等温的条件下分解(即，在47-50℃温度时，并且硫酸催化剂的浓度为0.018-0.020重量％)，同时，用相对于所提供的CHP5-8重量％的丙酮来稀释反应物料。几乎所有的CHP均在此过程中反应，并且部分CHP和DMPC形成DCP。

第二阶段，120-140℃温度时，硫酸部分与氨中和形成硫酸氢铵，同时，添加少许水。酸的浓度为0.009-0.010重量％。CHP和DCP在含有均由CHP所形成的苯酚和丙酮的反应介质中分解。视反应需要，可于反应器中选择添加额外的丙酮。