[发明专利]制备环己酮的方法和系统

说明书

优先权要求和相关申请

本申请要求2014年8月15日提交的美国临时申请62/037,801和2014年10月13日提交的欧洲专利申请14188587.1的优先权，它们的公开内容在此通过引用全部纳入本申请。

技术领域

本发明涉及制备环己酮的方法和系统。具体来说，本发明涉及通过苯酚氢化制备环己酮的方法和系统。本发明可用于，例如由环己基苯氧化和环己基苯氢过氧化物裂解来制备环己酮。

背景技术

环己酮是化学工业中的一种重要原料，并且广泛用于例如生产酚醛树脂，双酚A，ε-己内酰胺，己二酸，和增塑剂。一种制备环己酮的方法是通过氢化苯酚。

目前，生产苯酚的常用途径是Hock法。这是一种三步法，其中第一步包括用丙烯烷基化苯以产生枯烯，然后将枯烯氧化成相应的氢过氧化物，然后将氢过氧化物裂解以产生等摩尔量的苯酚和丙酮。然后可将分离的苯酚产物通过氢化步骤转化成环己酮。

从例如美国专利6,037,513可知，环己基苯可以通过如下方式产生：使苯与氢气在双官能催化剂的存在下接触，所述催化剂包含MCM-22型分子筛和选自钯、钌、镍、钴和它们的混合物中的至少一种氢化金属。该文献还披露了，所得环己基苯可以被氧化成相应的氢过氧化物，然后使其裂解以产生苯酚和环己酮的裂解混合物，可以再将该混合物分离以获得纯的，基本上等摩尔的苯酚和环己酮产物。该用于共产出苯酚和环己酮的基于环己基苯的方法对于制备这两种重要工业原料是非常有效的。由于环己酮的商业价值高于苯酚，特别期望的是，在该方法中生产出比苯酚多的环己酮。虽然这可以通过接着氢化该方法中生产的纯苯酚产物以将一部分或全部苯酚转化成环己酮来实现，但特别希望有更经济的方法和系统。

从上述基于环己基苯的方法制备比苯酚多的环己酮的一种方案是氢化由裂解混合物获得的含苯酚和环己酮的混合物以将其中含有的至少一部分苯酚转化成环己酮。然而，由于苯酚/环己酮混合物总是含有不可忽略量的可以在氢化步骤中转化成二环己烷的环己基苯，并且由于苯酚/环己酮/环己基苯混合物的氢化还会导致形成环己醇，造成收率损失，因此这样的方法存在着挑战。

因此，需要由含苯酚、环己酮、和环己基苯的混合物制造环己酮的改进方法和/或系统。

本发明满足的这样的和其它需求。

发明内容

已经发现，通过限制包含苯酚、环己酮和环己基苯的混合物的氢化反应过程中苯酚和/或环己基苯的转化率，可以实现高的环己酮选择性。

因此，在第一方面，本公开涉及制备环己酮的方法，包括：

(A)将氢气和氢化进料供料到氢化反应区，所述氢化进料所述氢化进料的总重量计包含：

浓度范围在10wt％-99wt％的苯酚；

浓度范围在0.1wt％-50wt％的环己酮；

浓度范围在0.001wt％-30wt％的环己基苯；和

浓度范围在0.001wt％-30wt％的双环己烷；和

(B)使至少一部分苯酚与至少一部分氢气在所述氢化反应区在氢化催化剂的存在下在氢化反应条件下接触，使得至少一部分苯酚转化成环己酮；其中满足以下条件(i)、(ii)、(iii)和(iv)中的至少一个：

(i)苯酚的转化率范围在30％-95％；

(ii)环己基苯的转化率范围在0.1％-20％；

(iii)苯酚到环己酮的选择性范围在80％-99.9％；和

(iv)苯酚到环己醇的选择性范围在0.1％-20％。

本公开的第二方法涉及配置为实施第一方面的制备环己酮的方法的系统，所述系统包含：

(I)氢化反应区，其配置为接收氢气和包含环己酮、苯酚、环己基苯、和双环己烷的氢化进料，在这里苯酚与氢气在氢化催化剂的存在下在氢化条件下反应以产生包含环己基苯、双环己烷、浓度高于氢化进料的环己酮、和浓度低于氢化进料的苯酚的氢化反应产物；和

(II)第一蒸馏塔，其配置为

(i)接收至少一部分氢化反应产物；和

(ii)产生：

包含环己酮、苯酚和环己基苯的第一上部流出物；

包含环己酮、苯酚、环己基苯、和双环己烷的中部第一中部流出物；和

包含环己基苯的第一下部流出物；和

(III)流体连通，其配置为输送至少一部分第一中部流出物至氢化区。

附图说明