專利名稱：氫過氧化枯烯的酸催化裂解產(chǎn)物的后熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有選擇性的、省能的后熱處理方法，用于熱處理由氫過氧化枯烯經(jīng)酸催化裂解成酚和丙酮時(shí)產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物。
氫過氧化枯烯酸催化裂解為酚和丙酮的方法很早以來已具特殊的工業(yè)意義。在這種按照霍克法從枯烯制造酚的過程中，在第一步稱為氧化的反應(yīng)工序中，枯烯氧化為氫過氧化枯烯(CHP)，然后CHP在真空蒸餾中，濃縮至65-90％(重量)。在第二步稱為裂解的反應(yīng)工序中，CHP通過酸，通常為硫酸的作用裂解為酚和丙酮。而且已在氧化中形成的二甲基苯甲醇(DMPC)在平衡反應(yīng)中部分裂解為α-甲基苯乙烯(AMS)和水，另一部分DMPC與CHP反應(yīng)生成過氧化二枯基(DCP)，其余部分殘留在所謂的裂解產(chǎn)物中。在裂解產(chǎn)物中和之后，對(duì)這種產(chǎn)物混合物進(jìn)行蒸餾處理。
部分AMS在裂解時(shí)形成高沸物(二聚物、枯基酚)，其在蒸餾時(shí)作為殘余物排出。在中和后仍然存留的AMS在蒸餾中氫化為枯烯，并返回氧化。在裂解中未轉(zhuǎn)化的DMPC作為高沸物進(jìn)入殘余物，部分在熱酚塔中繼續(xù)轉(zhuǎn)化為AMS，從中再形成高沸副組分。DCP在通常的裂解溫度(50-70℃)下是穩(wěn)定的。它在熱酚塔中熱分解，按照我們的經(jīng)驗(yàn)首先生成鄰甲酚。相反，在酸的影響下DCP可在高于80℃的溫度下裂解為酚、丙酮和AMS。因此，顯而易見，直接在裂解之后，殘留的DMPC和在裂解中形成的DCP正是在作為裂解催化劑的酸的影響下通過有目的的提高溫度可達(dá)到完全轉(zhuǎn)化。通過這種方式DMPC幾乎完全轉(zhuǎn)化為AMS,DCP完全轉(zhuǎn)化為酚、丙酮和AMS。
裂解產(chǎn)物的這種后熱處理在US 2757 209中已有報(bào)導(dǎo)，而且采用的溫度在100℃以上，特別采用110-120℃。這種后熱處理的目的是將DMPC完全脫氫為AMS。相反，在US 4 358 618中報(bào)導(dǎo)了一種后熱處理，其目的在于將裂解中形成的DCP完全轉(zhuǎn)化為酚、丙酮和AMS，而且所采用的溫度為120-150℃。US 5 254 757報(bào)導(dǎo)了一種與US 4 358618有相同目的的后熱處理，而且這里所采用的溫度為80-110℃。最后，在DE 197 550 26 A1中，后處理在高于150℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。根據(jù)迄今的報(bào)導(dǎo)，在制備酚的裂解產(chǎn)物的后熱處理的最佳溫度范圍方面存在著巨大的差別。
在迄今報(bào)導(dǎo)的全部方法中，用于后熱處理的裂解產(chǎn)物先在熱變換器中用蒸汽加熱，在足夠的反應(yīng)時(shí)間之后再在熱交換器中用水冷卻。根據(jù)所選后熱處理的溫度得到每噸酚的比蒸汽耗量約為0.2噸。我們?cè)?jīng)確定，一般在高于100℃的溫度下，特別在高于120℃的溫度下在后置處理的熱交換器出現(xiàn)大量高沸點(diǎn)副產(chǎn)物(污垢)，這與傳熱的劇烈下降有關(guān)。特別是在用蒸汽加熱產(chǎn)物的設(shè)備中，在熱的熱交換面的產(chǎn)物發(fā)生有機(jī)物沉積，因此這些設(shè)備需要以較短的時(shí)間間隔，大約數(shù)周進(jìn)行清洗，隨溫度的增加，這種污垢亦進(jìn)一步增多。
因此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于氫過氧化枯烯的裂解產(chǎn)物的后熱處理方法，該方法的特點(diǎn)除高的選擇性之外，還在于能耗費(fèi)用低，同時(shí)由于避免形成污垢有高的實(shí)用性。
曾經(jīng)意外發(fā)現(xiàn)一種用于氫過氧化枯烯經(jīng)酸催化裂解為酚和丙酮時(shí)產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物的后熱處理方法，其中要熱處理的裂解產(chǎn)物在一個(gè)反應(yīng)器中加熱，該方法的特征在于，為使該要熱處理的裂解產(chǎn)物在反應(yīng)器中加熱，利用在反應(yīng)器中進(jìn)行的至少一種放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱，并在降低能耗費(fèi)用以及通過避免污垢提高熱交換器的使用時(shí)間的同時(shí)，提高后置處理的選擇性。
因此，本發(fā)明的目的是提供權(quán)利要求1的用于氫過氧化枯烯經(jīng)酸催化裂解為酚和丙酮時(shí)產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物的后熱處理方法，其中該要熱處理的裂解產(chǎn)物在一個(gè)反應(yīng)器中加熱，該方法的特征在于，為在反應(yīng)器中加熱該要熱處理的裂解產(chǎn)物，利用在反應(yīng)器中進(jìn)行的至少一種放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱。
同時(shí)，本發(fā)明的目的還在于提供一種權(quán)利要求14的反應(yīng)器，用于通過氫過氧化枯烯的酸催化裂解制備酚和丙酮，該反應(yīng)器的特征在于，它至少擁有兩個(gè)區(qū)，其中至少一個(gè)區(qū)裝置有導(dǎo)出熱的裝置，至少另一區(qū)具有流管特性。
本發(fā)明設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于CHP裂解本身和后熱處理可在一個(gè)反應(yīng)器中組合進(jìn)行。
與常規(guī)方法相比本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于，加熱要熱處理的產(chǎn)物所需蒸汽明顯的少。在裂解產(chǎn)物后熱處理中由釋放的反應(yīng)熱份額足夠大的情況下，裂解產(chǎn)物的加熱可完全排除使用蒸汽。與長期采用蒸汽或其它適宜的熱交換器加熱裂解產(chǎn)物的方法和裝置相反，采用本發(fā)明的方法處理裂解產(chǎn)物可大大降低污垢的影響，甚至完全消除其影響。
下面將依據(jù)CHP裂解為酚和丙酮時(shí)產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物的后處理舉例說明本發(fā)明的方法，但本發(fā)明的方法并不限于這些實(shí)施方式。
本發(fā)明的方法是用于裂解產(chǎn)物后熱處理方法，該裂解產(chǎn)物產(chǎn)生于氫過氧化枯烯經(jīng)酸催化裂解為酚和丙酮的過程中，該方法的目的在于減少二甲基苯甲醇(DMPC)和過氧化二枯烯(DCP)在裂解產(chǎn)物中的份額，因?yàn)檫@些化合物在裂解產(chǎn)物的后一步處理中(該處理可用多個(gè)蒸餾進(jìn)行物質(zhì)分離)與其它化合物或與自身進(jìn)一步作用生成高沸點(diǎn)的、瀝青狀化合物。這類高沸點(diǎn)化合物干擾其后的裂解產(chǎn)物處理工藝過程。此外，高沸點(diǎn)化合物的形成會(huì)明顯減少霍克法合成酚的總收率。
通過本發(fā)明的裂解產(chǎn)物的熱處理或后熱處理，裂解產(chǎn)物中所含的DMPC裂解為α-甲基苯乙烯和水，同時(shí)存在的DCP裂解為酚、AMS和丙酮。在這些反應(yīng)中形成的AMS在裂解產(chǎn)物進(jìn)一步處理中能與裂解產(chǎn)物分離，并氫化為枯烯，后者可作為原料返回酚制備的總過程中。以這種方式降低由副產(chǎn)物的形成引起的收率損失。
為了實(shí)現(xiàn)上述的反應(yīng)，裂解產(chǎn)物應(yīng)加熱到一定溫度。曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在高于110℃的溫度下，即DCP還未完全轉(zhuǎn)化時(shí)，但DMPC已完全轉(zhuǎn)化為AMS和水。因此，為了設(shè)定高于110℃的最佳操作條件，應(yīng)只檢查DCP在熱處理之后的殘留含量。在本發(fā)明的后熱處理裂解產(chǎn)物中，DCP的殘留含量宜為0.01-0.05％(重量)，優(yōu)選0.01-0.02％(重量)。較高的值將使總過程的選擇性變壞(超過DCP的損失)，并使鄰甲酚在純酚中的含量增高，低于0.01％(重量)將使后熱處理中來自AMS的高沸點(diǎn)副產(chǎn)物太多生成。通常DCP的殘留含量由分析確定。
出于上述的原因，后熱處理的裂解產(chǎn)物加熱至100℃以上，優(yōu)選115℃以上。這種后熱處理亦稱為退火。
為了進(jìn)行裂解產(chǎn)物的后處理，宜將裂解產(chǎn)物送入反應(yīng)器中，優(yōu)選管式反應(yīng)器中并進(jìn)行加熱。按照本發(fā)明，裂解產(chǎn)物混合物的加溫或加熱是利用反應(yīng)熱實(shí)現(xiàn)，反應(yīng)熱是在裂解產(chǎn)物中的至少一種放熱反應(yīng)產(chǎn)生的。按照本發(fā)明，CHP的酸催化裂解是放熱反應(yīng)的一種。由于裂解產(chǎn)物的加熱是通過放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱直接進(jìn)行的，因而可能完全排除籍助熱交換器的間接熱交換。
同樣通過DMPC裂解為AMS和水，特別是通過DCP裂解為酚、丙酮和AMS，因?yàn)樗瑯由婕胺艧岱磻?yīng)，所以同樣放出反應(yīng)熱，相應(yīng)使反應(yīng)熱裂解產(chǎn)物的溫度得到一定的提高。這種溫差與DMPC和DCP的初始含量有關(guān)，通常介于10-20℃之間。DMPC的典型濃度為0.5-2％(重量)。DCP的典型濃度為2-6％(重量)。但是本發(fā)明的方法應(yīng)不受所給出的DCP或DMPC的濃度的限制。
在計(jì)算后熱處理前裂解產(chǎn)物中CHP的所需初始濃度時(shí)，應(yīng)考慮通過上述放熱反應(yīng)釋放的熱量，該熱量是裂解產(chǎn)物加熱并預(yù)期溫度所必需的。
作為計(jì)算必需的CHP-初始濃度基點(diǎn)可使用經(jīng)驗(yàn)公式，即1％(重量)的CHP-溶液裂解大約釋放能使該溶液的溫度升高6.8-7.0℃的熱量。這樣，6％(重量)的CHP-溶液通過所有CHP的裂解可升高40.8-42℃。該經(jīng)驗(yàn)式適用于CHP裂解時(shí)通常使用的溶液。該溶液通常至少含有枯烯、酚和丙酮，但只含少量水(0-15％(重量))。由于水的熱容較大，在含99％(重量)的水和1％(重量)的溶液或懸浮液中的CHP的裂解僅使該提高3.5℃。因此，對(duì)水份額高于通常份額的裂解混合物應(yīng)重新確定加熱因子。這可以專門人員熟知方法用簡單的預(yù)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行。
按照本發(fā)明，為產(chǎn)生熱所必需補(bǔ)加的CHP可添加到裂解產(chǎn)物中，如果它在裂解產(chǎn)物混合物中所存的量不足的話。
宜采用硫酸作CHP裂解的催化劑。裂解產(chǎn)物混合物中硫酸濃度宜為50-1000wppm。酸活度，即裂解產(chǎn)物的酸強(qiáng)度，在熱處理之前改變是有利的。酸強(qiáng)度與裂解混合物中的酸濃度和水濃度有關(guān)。在裂解混合物中水含量愈高，則應(yīng)向裂解混合物添加的酸愈多，以便得到同樣的酸活度，而且水濃度以平方的形式出現(xiàn)在酸強(qiáng)度的計(jì)算中，例如含200wppm硫酸和2％(重量)水的裂解混合物溶液的酸強(qiáng)度僅為含200wppm硫酸和0.5％(重量)水的裂解混合物溶液的酸強(qiáng)度的1/16。
裂解混合物的理想酸強(qiáng)度，從而其理想的與酸濃度和水濃度有關(guān)的組成可通過簡單的預(yù)試驗(yàn)確定。在水濃度達(dá)6％(重量)的裂解混合物中，在裂解混合物中的硫酸濃度為100-500vppm是特別有利的。為了提高酸強(qiáng)度，通常添加硫酸。為了降低酸強(qiáng)度，可向裂解產(chǎn)物添加堿，例如酚鹽堿液，氨或氫氧化鈉堿液，或水。優(yōu)選向裂解產(chǎn)物添加水。
在本發(fā)明方法的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中要熱處理的裂解產(chǎn)物具有的CHP濃度與其它放熱反應(yīng)化合物的濃度的組合使裂解反應(yīng)釋放的熱量恰好使裂解產(chǎn)物混合物加熱至后熱處理所預(yù)期的溫度。
在本發(fā)明方法的這個(gè)實(shí)施方案中，在裂解之前向裂解混合物添加的CHP量，使CHP的濃度大于使裂解產(chǎn)物混合物加熱或后熱處理所需的濃度。該裂解混合物按通常的方式裂解，而且該裂解混合物通常冷卻保持在40-85℃，優(yōu)選45-75℃。只有當(dāng)在裂解產(chǎn)物具有預(yù)期的CHP濃度，從而該裂解產(chǎn)物混合物能通過至少一種進(jìn)行的放熱反應(yīng)加熱到預(yù)期的溫度時(shí)，才能在間歇操作時(shí)關(guān)閉冷卻，或者在連續(xù)操作時(shí)使該裂解產(chǎn)物混合物轉(zhuǎn)移支反應(yīng)器或反應(yīng)器區(qū)以進(jìn)行后熱處理，在其中不進(jìn)行任何冷卻。所需停留時(shí)間，從而CHP濃度可通過簡單的預(yù)試驗(yàn)確定。
本發(fā)明的方法宜在一種特別適于此方法的反應(yīng)器中進(jìn)行，這種反應(yīng)器將在下面敘述。CHP的裂解和裂解產(chǎn)物的后熱處理特別適宜在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。但是本發(fā)明的方法同樣可能在現(xiàn)有技術(shù)所述的實(shí)施裂解和后熱處理的裝置中進(jìn)行。
在本發(fā)明方法的另一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，裂解產(chǎn)物所具有的CHP濃度不足以使裂解產(chǎn)物加溫到后熱處理的濃度時(shí)，向裂解產(chǎn)物計(jì)量補(bǔ)加CHP。
CHP宜作為濃縮物計(jì)量添加，該濃縮物含65-90％(重量)CHP。添加的方式宜使添加的CHP與裂解產(chǎn)物得到足夠的混合。這可以專業(yè)人員熟知的方式，例如通過能進(jìn)行完全混合的內(nèi)置構(gòu)件如靜力混合器加以保證。添加CHP宜在泵的吸入側(cè)進(jìn)行，該泵將要處理的裂解產(chǎn)物泵入管式反應(yīng)器。這種方式亦可保證裂解產(chǎn)物與添加的CHP完全混合。CHP與要熱處理的裂解產(chǎn)物足夠的混合是必需的，其目的是避免裂解產(chǎn)物在退火時(shí)的局部過熱。
在本發(fā)明方法的這兩個(gè)實(shí)施方案中，裂解產(chǎn)物中所需的CHP濃度與裂解產(chǎn)物的初始溫度和DCP原始濃度有關(guān)，為5-10％(重量)。為計(jì)算所需的CHP濃度可采用上述的經(jīng)驗(yàn)式。例如在裂解產(chǎn)物的初始溫度為40℃,DCP含量為4％(重量)時(shí)，進(jìn)入后熱處理前所需的CHP濃度約為8.5％(重量)，以達(dá)最終溫度115℃，而且加熱到100℃的時(shí)間通常小于30秒。在緊接的實(shí)際退火中，停留時(shí)間反應(yīng)器(Verweilzeit-reactor)中混合物的溫度升高至大約115℃。裂解產(chǎn)物混合物進(jìn)行停留時(shí)間反應(yīng)器中的停留時(shí)間與酸強(qiáng)度有關(guān)，隨酸強(qiáng)度的不同通常停留時(shí)間為30-300秒。
裂解產(chǎn)物在反應(yīng)器中經(jīng)熱處理之后，處理過的裂解產(chǎn)物在冷卻器中冷卻到通常40-70℃的最終溫度。按本發(fā)明，經(jīng)處理過的裂解產(chǎn)物送去進(jìn)一步處理或加工。通常熱處理過的裂解產(chǎn)物是經(jīng)這樣的處理，即將丙酮和酚用蒸餾互相分離，并與其它存在于熱處理過的裂解產(chǎn)物中的化合物分離。這些裂解產(chǎn)物物流的加工是專業(yè)技術(shù)人員熟知的。
在本發(fā)明方法的全部實(shí)施方案中，宜在熱處理之前向裂解產(chǎn)物添加水。特別宜在熱處理之前向裂解產(chǎn)物添加如此量的水，以使水在裂解產(chǎn)物中的濃度為0.5-3.0％(重量)，優(yōu)選1.5-2％(重量)，特別優(yōu)選1.8％(重量)。
按本發(fā)明進(jìn)行熱處理后的裂解產(chǎn)物中，DCP的濃度為0.01-0.05，優(yōu)選0.01-0.02％(重量)，DMPC的濃度為0.05-0.2％(重量)，在熱處理后的裂解產(chǎn)物中，不再能檢出CHP。
本發(fā)明方法可在各種烷基芳基氫過氧化物的裂解過程中應(yīng)用，烷基芳基氫過氧化物的例子可為氫過氧化枯烯、仲-氫過氧化丁基苯，但亦可為取代的氫過氧化烷基苯或其它芳族物質(zhì)的烷基氫過氧化物，例如萘的烷基氫過氧化物。本發(fā)明方法宜用于后處理烷基芳基氫過氧化物裂解的裂解產(chǎn)物，其中裂解為放熱反應(yīng)。本發(fā)明方法亦可用于后處理通過一種以上的烷基芳基氫過氧化物的裂解得到的裂解產(chǎn)物。在這種情況下至少一種裂解反應(yīng)應(yīng)為放熱反應(yīng)。本發(fā)明特別宜用于后處理CHP經(jīng)酸催化裂解為酚和丙酮時(shí)產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物或者用于CHP裂解與后熱處理組合進(jìn)行的方法之中。
本發(fā)明方法可間斷或連續(xù)地進(jìn)行。本發(fā)明的方法優(yōu)選連續(xù)進(jìn)行。
本發(fā)明的方法可用于后處理裂解時(shí)以非均相形成的裂解產(chǎn)物，本發(fā)明亦可用于后處理裂解時(shí)以均相形成的裂解產(chǎn)物。
本發(fā)明的方法宜在特別適宜于本方法的反應(yīng)器中進(jìn)行。而且CHP的酸催化裂解和后熱處理宜在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。但本發(fā)明的方法亦可在現(xiàn)有的CHP裂解裝置上實(shí)施，該裝置擁有至少一個(gè)裂解反應(yīng)器和至少另一個(gè)裂解產(chǎn)物后熱處理反應(yīng)器，例如

圖1和圖2所示的裝置。
本發(fā)明的反應(yīng)器優(yōu)選用于制備酚和丙酮的氫過氧化枯烯的酸催化裂解，其特征在于，它至少擁有兩個(gè)區(qū)域，其中至少一個(gè)區(qū)裝有導(dǎo)出熱的設(shè)備，并至少其另一個(gè)區(qū)具有流管特性。
本發(fā)明的反應(yīng)器中裂解反應(yīng)器與后熱處理所必需的反應(yīng)器組合在一起。這可通過采用一個(gè)能調(diào)節(jié)溫度分布的反應(yīng)器來達(dá)到。本發(fā)明的這種反應(yīng)器的溫度分布為在組合反應(yīng)器發(fā)生裂解的區(qū)域內(nèi)的溫度宜調(diào)節(jié)至特別適于CHP裂解的溫度，例如40-85℃。這可通過下述措施達(dá)到，即在反應(yīng)器的至少一個(gè)區(qū)裝設(shè)有熱交換設(shè)備，例如熱交換器，籍助于該設(shè)備將要裂解的混合物優(yōu)選通過反應(yīng)熱導(dǎo)出使其保持在預(yù)期的溫度。一種可能的實(shí)施方式是串聯(lián)多個(gè)熱交換器。CHP裂解宜在這個(gè)區(qū)域發(fā)生。另外，本發(fā)明這種反應(yīng)器中至少有一個(gè)進(jìn)行后熱處理的區(qū)域，該區(qū)宜具有流管特性。組合反應(yīng)器的這個(gè)區(qū)宜無任何用于加熱要處理的裂解產(chǎn)物的設(shè)備。如果反應(yīng)器的這個(gè)區(qū)擁有用于冷卻要處理的裂解產(chǎn)物混合物的設(shè)備是有利的。在對(duì)本發(fā)明的方法足夠小心操作的情況下，亦可不設(shè)置冷卻。
按照本發(fā)明方法的實(shí)施方式，本發(fā)明的用于CHP裂解和在裂解中產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物的后處理的反應(yīng)器宜裝備至少一個(gè)，優(yōu)選至少兩個(gè)計(jì)量加料設(shè)備，籍助這些設(shè)備可將水和/或CHP或含CHP的混合物計(jì)量添加到本發(fā)明的反應(yīng)器的進(jìn)行裂解產(chǎn)物后熱處理的區(qū)域。本發(fā)明這種反應(yīng)器的一種可能實(shí)施方式示于圖3。
組合反應(yīng)器中的后熱處理區(qū)宜設(shè)計(jì)成保持本發(fā)明方法提出的參數(shù)，例如溫度、加熱時(shí)間及停留時(shí)間。
本發(fā)明的組合反應(yīng)器宜至少具有能使至少部分裂解后的裂解產(chǎn)物和/或至少部分后處理過的裂解產(chǎn)物返回反應(yīng)器的可能性。返回可這樣進(jìn)行，即在進(jìn)入反應(yīng)器的后處理區(qū)域之前可分出一部分裂解產(chǎn)物，并可返回反應(yīng)器入口。返面亦可這樣進(jìn)行，即部分后熱處理后的裂解產(chǎn)物混合物返回反應(yīng)器入口或進(jìn)入反應(yīng)器中進(jìn)行裂解產(chǎn)物后熱處理的區(qū)域。上述的兩種返回亦宜組合進(jìn)行。
本發(fā)明的方法和本發(fā)明的裝置以圖1-圖3舉例說明，但該方法和裝置并不應(yīng)限于這些實(shí)施方式。
圖1表示CHP的裂解方法。將含有要裂解的CHP的混合物經(jīng)導(dǎo)管a送入第一反應(yīng)器，即裂解反應(yīng)器。裂解反應(yīng)器R1不應(yīng)只涉及一個(gè)反應(yīng)器，該反應(yīng)器可設(shè)計(jì)為帶返回的管式反應(yīng)器或返回混合設(shè)備，它亦可表示多個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器作裂解反應(yīng)器。在管式反應(yīng)器的情況下，在裂解反應(yīng)器中產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物至少部分經(jīng)導(dǎo)管C循環(huán)返回裂解反應(yīng)器。部分裂解產(chǎn)物混合物經(jīng)導(dǎo)管b進(jìn)入第二反應(yīng)器R2，其中進(jìn)行后熱處理。在反應(yīng)器R2之前可通過兩根導(dǎo)管補(bǔ)充向裂解產(chǎn)物混合物添加氫氧化枯烯(CHP)和/或水(H2O)。退火后的裂解產(chǎn)物混合物可允許經(jīng)導(dǎo)管d從反應(yīng)器R2導(dǎo)出，并送往加工處理。
圖2亦表示CHP的裂解。含要裂解的CHP的混合物經(jīng)導(dǎo)管a1進(jìn)入第一反應(yīng)器，即裂解反應(yīng)器RR，該反應(yīng)器可以是一種返回混合的反應(yīng)器。用于酸催化裂解所需的催化劑，例如硫酸經(jīng)導(dǎo)管e1計(jì)量進(jìn)入裂解反應(yīng)器。裂解反應(yīng)器流出的裂解產(chǎn)物經(jīng)導(dǎo)管b進(jìn)入進(jìn)行后熱處理的第二反應(yīng)器R2。在反應(yīng)器R2之前可經(jīng)兩根導(dǎo)管向裂解產(chǎn)物混合物補(bǔ)加氫過氧化枯烯(CHP)和/或水(H2O)。用以冷卻經(jīng)后處理的裂解產(chǎn)物混合物的熱交換器W設(shè)置在導(dǎo)管d上，經(jīng)導(dǎo)管d從反應(yīng)器R2排出后退火的裂解產(chǎn)物混合物，并送出加工處理。
圖3表示CHP在本發(fā)明的反應(yīng)器中裂解。含有要裂解的CHP的混合物經(jīng)導(dǎo)管a進(jìn)入反應(yīng)器R1+2，即裂解和后處理組合反應(yīng)器。反應(yīng)器R1+2優(yōu)選為管式反應(yīng)器。R1+2的一部分籍助冷卻保持預(yù)期的溫度，冷卻劑，例如水通過Ke進(jìn)入冷卻夾套，冷卻劑經(jīng)ka流出反應(yīng)器。
裝有冷卻的反應(yīng)器段的端部或者在未裝冷器的反應(yīng)器段的起始部可設(shè)置水H2O的進(jìn)料和/或氫過氧化枯烯濃縮物CHP的進(jìn)料。在無任何冷卻的反應(yīng)器段進(jìn)行裂解產(chǎn)物的后熱處理，裂解產(chǎn)物由CHP裂解釋放的熱使裂解產(chǎn)物加熱至預(yù)期的溫度。由反應(yīng)器流出的經(jīng)后熱處理的裂解產(chǎn)物混合物可在熱交換器中冷卻，并經(jīng)導(dǎo)管d送出加工處理。
本發(fā)明的反應(yīng)器考慮了用于至少部分后處理過的裂解產(chǎn)物和/或至少部分裂解產(chǎn)物返回循環(huán)的多種途徑。這些途徑示于圖3。例如可以導(dǎo)管c使部分裂解產(chǎn)物返回反應(yīng)器或進(jìn)入通向反應(yīng)器的導(dǎo)管a。后處理過的和在熱交換器W中冷卻的裂解產(chǎn)物同樣可經(jīng)導(dǎo)管f返回反應(yīng)器或進(jìn)入通向反應(yīng)器的導(dǎo)管a。
權(quán)利要求
1．一種用于裂解產(chǎn)物后熱處理的方法，該裂解產(chǎn)物來自氫過氧化枯烯酸催化裂解為酚和丙酮時(shí)的裂解產(chǎn)物，其中要熱處理的裂解產(chǎn)物在反應(yīng)器中加熱，其特征在于，利用至少一種在反應(yīng)器中進(jìn)行的放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱加熱反應(yīng)器中的要熱處理的裂解產(chǎn)物。
2．權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在反應(yīng)器中進(jìn)行的放熱反應(yīng)之一為氫過氧化枯烯的裂解。
3．權(quán)利要求1或2至少之一的方法，其特征在于，要處理的裂解產(chǎn)物在后熱處理之前所含氫過氧化枯烯的濃度為5-10％(重量)。
4．權(quán)利要求1-3至少一條的方法，其特征在于，向要處理的裂解產(chǎn)物中計(jì)量添加氫過氧化枯烯。
5．權(quán)利要求1-4至少之一的方法，其特征在于，向要處理的裂解產(chǎn)物中計(jì)量添加水。
6．權(quán)利要求1-5至少之一的方法，其特征在于，要處理的裂解產(chǎn)物加熱至100℃以上。
7．權(quán)利要求6的方法，其特征在于，要熱處理的裂解產(chǎn)物加熱至115℃以上。
8．權(quán)利要求1-7至少之一的方法，其特征在于，在熱處理后的裂解產(chǎn)物中過氧化二枯基的殘留含量為0.01-0.05％(重量)。
9．權(quán)利要求8的方法，其特征在于，熱處理后裂解產(chǎn)物中過氧二枯基的殘留含量為0.01-0.02％(重量)。
10．權(quán)利要求1-9至少之一的方法，其特征在于，氫過氧化枯烯的酸催裂解和裂解產(chǎn)物的后熱處理在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。
11．權(quán)利要求1-10至少之一的方法，其特征在于，氫過氧化枯烯的酸催化裂解和裂解產(chǎn)物的后熱處理組合進(jìn)行。
12．權(quán)利要求1-11至少之一的方法，其特征在于，利用管式反應(yīng)器作反應(yīng)器。
13．權(quán)利要求1-12至少之一的方法用于制備酚。
14．一種通過氫過氧化枯烯的酸催化裂解制備酚和，丙酮的反應(yīng)器，其特征在于，它至少擁有兩個(gè)區(qū)，其中至少一個(gè)區(qū)設(shè)置導(dǎo)出熱量的設(shè)備，至少另一個(gè)區(qū)具有流量特性。
15．權(quán)利要求14的反應(yīng)器，其特征在于，在反應(yīng)器的一個(gè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行氫過氧化枯烯的裂解，在反應(yīng)器的另一個(gè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行裂解產(chǎn)物的后熱處理。
16．權(quán)利要求14或15至少之一的反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)器具有回流，籍助回流至少部分來自具有熱導(dǎo)出設(shè)備區(qū)的產(chǎn)物可返回反應(yīng)器的進(jìn)料口。
17．權(quán)利要求14-16至少之一的反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器至少擁有回流，籍助回流至少部分來自具有流管特性區(qū)的產(chǎn)物可返回反應(yīng)器進(jìn)料口和/或返回具有流管特性的區(qū)。
18．權(quán)利要求14-17至少之一的反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器在裝有熱量導(dǎo)出設(shè)備的反應(yīng)器區(qū)和具有流管特性的反應(yīng)器區(qū)之間裝置有至少一個(gè)計(jì)量加料設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明對(duì)氫過氧化枯烯經(jīng)酸催化裂解為酚和丙酮時(shí)產(chǎn)生的裂解產(chǎn)物的后熱處理方法提出權(quán)利要求,其中要熱處理的裂解產(chǎn)物被加熱。本發(fā)明方法的特征在于,裂解產(chǎn)物通過在裂解產(chǎn)物中進(jìn)行的一種放熱反應(yīng)加熱。該放熱反應(yīng)優(yōu)選在裂解產(chǎn)物中進(jìn)行氫過氧化枯烯裂解的反應(yīng)。與采用蒸汽或其它熱交換器的常規(guī)方法相比,本發(fā)明的方法可使能耗顯著降低,因?yàn)閹缀醪挥没虿挥谜羝?另一方面可基本避免熱交換器中可能產(chǎn)生的污垢問題。
文檔編號(hào)C07C37/08GK1321628SQ0111795
公開日2001年11月14日 申請(qǐng)日期2001年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月3日
發(fā)明者R·斯格, U·譚格爾, M·維貝爾, O·施努爾, H·H·J·M·利福格赫 申請(qǐng)人:石碳酸化學(xué)股份有限公司