[发明专利]制造苯酚和/或环己酮的方法与装置

说明书

相关申请的优先权要求

本申请要求2013年4月2日提交的美国临时申请序列No.61/807,407和2013年6月25日提交的欧洲申请No.13173544.1的优先权，其公开内容在本文中通过参考全部引入。

技术领域

本发明涉及苯酚和环己酮的制造方法与装置。特别地，本发明涉及通过在酸催化剂存在下裂解氢过氧化环己基苯，制造苯酚和/或环己酮的方法与装置。本发明可用于例如由加氢烷基化苯为起始生产苯酚和环己酮。

背景技术

环己酮是化学工业中重要的材料，且用于例如生产酚树脂，双酚A，ε-己内酰胺，己二酸，增塑剂和聚合物，例如尼龙-6。

目前，用于苯酚生产的最常见路线是借助枯烯的Hock法。这是三步方法，其中第一步骤牵涉用丙烯将苯烷基化而生产枯烯，第二步是氧化，优选需氧氧化枯烯成相应的氢过氧化物。第三步是在非均相或均相催化剂存在下，裂解氢过氧化枯烯成等摩尔量的苯酚和丙酮，一种联产物。然而，世界对苯酚需求的增长速度快于对丙酮联产物的需求。这种不平衡抑制了联产物的价值，从而降低了Hock法的经济优势。

因此，联产高级酮而不是丙酮的方法可以是生产苯酚的吸引人的替代路线。另外，环己酮的市场不断增长，环己酮作为工业溶剂、在氧化反应中的活化剂使用，并且用在己二酸、环己酮树脂、环己酮肟、己内酰胺和尼龙6的生产中。

最近公开了可通过一种新型方法联产苯酚和环己酮，其中氧化环己基苯以获得氢过氧化环己基苯，在裂解法中，氢过氧化环己基苯本身在酸催化剂存在下分解为所需的苯酚和环己酮。

由环己基苯生产苯酚和环己酮的每一步的化学完全不同于由枯烯生产苯酚和丙酮的Hock方法的化学。

例如，氢过氧化环己基苯的裂解反应比氢过氧化枯烯的裂解反应更加复杂。可能发生更多的不同副反应，从而显著降低了苯酚和/或环己酮的产率。因此，期望用于氢过氧化环己基苯裂解反应的新型裂解方法与设备。

发明概述

本发明的公开内容提供一种裂解反应器和方法，其包括串联连接的多个反应区。通过构造(i)除了最后反应区以外的每一反应区以包括新鲜进料端口以供应新鲜氢过氧化环己基苯，加工过的进料端口以供接收来自前一反应区的至少一部分流出物，(ii)最终反应区以包括新鲜酸催化剂的进料端口并循环来自最终流出物的一部分流出物到第一反应区中，和(iii)除了其中换热器是任选的最终反应区以外的每一反应区以包括在进料端口下游的换热器，本发明公开内容的裂解反应器可在除了最终反应区以外的每一反应区内，在反应介质中实现显著均匀的酸催化剂浓度，在每一反应区内在反应介质中实现基本上均匀的温度，从而避免非所需的副反应并增加苯酚和环己酮的总产率。

本发明公开内容的第一方面涉及制造苯酚和/或环己酮的方法，该方法包括：

(A)提供具有多个串联连接的反应区的裂解反应器，该反应区包括第一反应区，最终反应区和任选地介于第一反应区和最终反应区之间的一个或多个中间反应区；其中：

每一反应区包括在同一反应区内加工过的进料端口，新鲜进料端口，在同一反应区内至少部分在加工过的进料端口与新鲜进料端口下游的换热器，和流出物端口，例外的是最终反应区用换热器是任选的；

除了最终反应区外的任何给定的反应区的流出物端口与串联的紧随其后的反应区中的加工过的进料端口流体连通；和

最终反应区的流出物端口与第一反应区的加工过的进料端口流体连通；

(B)将含氢过氧化环己基苯的新鲜反应进料借助该反应区的新鲜进料端口供应到除了最终反应区以外的每一反应区中并在该反应区的流出物端口处产生流出物；

(C)将离开除了最终反应区以外的每一反应区的流出物端口的至少一部分流出物供应到串联的紧随其后的反应区的加工过的进料端口中；

(D)将酸催化剂进料借助最终反应区的新鲜进料端口供应到最终反应区，并产生离开最终反应区的流出物端口的最终流出物；

(E)将一部分最终流出物借助第一反应区的加工过的进料端口循环到第一反应区中；和

(F)从一部分最终流出物中获得苯酚和/或环己酮。

本发明公开内容的第二方面涉及具有多个串联连接的反应区的裂解反应器，该反应区包括第一反应区，最终反应区，和任选地介于第一反应区和最终反应区之间的一个或多个中间反应区，其中：

每一反应区包括加工过的进料端口，新鲜进料端口，在同一反应区内至少部分在加工过的进料端口和新鲜进料端口下游的换热器，和流出物端口；