苛刻用途的优化制造技术

提供一种用强酸离子交换树脂处理苯酚以减少甲基苯并呋喃含量的方法。该方法能在高温下进行长时间，因而不需要在树脂处理前先将苯酚从蒸馏温度冷却下来。该方法能降低或消除传统方法中因苯酚需要冷却与再加热导致的大量成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及高纯苯酚的生产。更具体地说，本专利技术涉及一种减少苯酚中甲基苯并呋喃的含量以获得所需高纯度的方法。
技术介绍
生产苯酚的常用方法包括将枯烯氧化为氢过氧化枯烯，然后酸催化分解为苯酚和丙酮。从反应产物中分离苯酚包含一系列蒸馏与分离步骤。通过蒸馏，先从粗产品中回收沸点较低的组分，如丙酮、未反应的枯烯和α-甲基苯乙烯(AMS)。然后将其余物质引进苯酚回收柱，在其中苯酚从沸点较高的杂质中蒸馏出来。取决于回收丙酮、枯烯和AMS所用的蒸馏步骤，蒸出的苯酚除了含残余量的丙酮、枯烯和AMS以外，还可能含少量如基化氧(MO)、丙酮醇(羟基丙酮)和其它脂族羰基化合物、烯烃化合物、乙酰苯、枯基苯酚和2-和3-甲基苯并呋喃(MBF)之类的杂质。这类杂质对于某些应用如制造双酚A中所用的苯酚是不希望存在的。MBF是某些应用如双酚A，即聚碳酸酯树脂的前体，生产中所用的苯酚特别不希望有的污染物。由于类似的挥发性，MBF不能用分馏法从苯酚中分离出来。美国专利5,064,507和4,857,151描述了一种在水存在下减少苯酚中MBF的蒸馏法(也叫汽提)。但因能耗高且必须用大型蒸馏塔，该方法在投资和操作成本方面相当昂贵。美国专利5,414,154描述了用强酸离子交换树脂将MBF转换为较高沸点化合物来减少MBF含量的方法。美国专利5,414,154还证明树脂处理除去MBF的效率随温度的升高而提高。虽然强酸离子交换树脂也能在与苯酚接触时从苯酚中除去羰基化合物，但丙酮醇会与苯酚反应而生成更多的MBF。美国专利5,414,154提出，在苯酚与树脂接触以除去MBF之前必须先从苯酚中除去丙酮醇(例如用胺处理)。目前已知用离子交换树脂来除去苯酚中MBF和其它少量杂质的方法的一个缺点是所用的温度范围。德国专利1 668 952讨论了用AMBERLYST15和AMBERLITE200这两种类似的酸性离子交换树脂，在最高达200℃的温度下从苯酚中除去羰基化合物。但是，在所提供的实施例中，达到的最高温度是145℃，使用的是小批量苯酚，与树脂接触的时间短。而且据制造者推荐，为避免树脂在长期使用中降解，最高操作温度一般应低于约130℃。为避免长期用于工业生产中的降解而遵循制造者推荐的温度需要把在150℃以上从高沸点杂质中蒸馏出来的苯酚在与树脂接触以除去MBF之前先冷却到适当的温度(80℃-115℃)。而且，一经处理，苯酚还必须再加热才能把它从生成的高沸点杂质中蒸馏出来。冷却与再加热增加了目前已知的树脂处理苯酚方法的时间与能耗成本。因此，当用于大量加工的工业过程时，与其它能用来从苯酚中除去反应性有机杂质的酸性催化剂相比，离子交换树脂较低的最高操作温度带来了一些缺点。因此，在需要较高的操作温度时，通常避免用离子交换树脂作酸催化剂。减少苯酚中有机杂质的其它高温稳定酸性催化剂是已知的。美国专利3,454,653描述了用合成二氧化硅-氧化铝催化剂在150℃以上除去MBF。美国专利5,502,259描述了用中孔和大孔沸石有效地从苯酚中除去MO、丙酮醇和其它羰基化合物以及AMS与其它不饱和化合物。虽然该催化剂在较高操作温度下(180℃-200℃)是稳定的，但它未能降低苯酚中的MBF含量。美国专利5,264,636描述了用酸性γ-氧化铝催化剂来选择性地将脂族与芳族羰基化合物转换为沸点较高的化合物而不会大量生成AMS二聚体。虽然该催化剂在280℃的操作温度下是稳定的，但它未能有效地减少苯酚中的MBF，相反还增加了MBF的含量。因此，目前需要下述一种使用强酸离子交换树脂来减少苯酚中杂质含量的方法它既能减少甲基苯并呋喃的含量，还能在处理前不需要冷却苯酚的温度下长期操作。专利技术概述本专利技术提供了一种减少苯酚中杂质含量的方法，该方法减少苯酚中的甲基苯并呋喃含量并在苯酚处理前不需要冷却的温度下长期操作。按照本专利技术的一个实施方案，提供了一种减少包括甲基苯并呋喃(MBF)在内的杂质的优越的方法。用酸性离子交换树脂在约130℃以上，优选约150℃以上的温度下处理苯酚以形成沸点较高的杂质。然后蒸馏该苯酚以将其从形成的较高沸点杂质中分离出来。这会提高该方法的效率并消除工业操作中的应用成本。优选推荐在树脂处理之前，先用已知方法，例如用Dytek-A之类的胺处理，降低苯酚中的丙酮醇含量。本专利技术优选实施方案的详述本专利技术提供一种纯化苯酚的方法，所述苯酚由氢过氧化枯烯的酸催化分解所获得，而氢过氧化枯烯又由枯烯的空气氧化而获得。本方法能连续运行工业生产过程所需的长时期。氢过氧化枯烯酸催化分解的粗产物先要经过一系列蒸馏，以回收丙酮(共产物)、枯烯(未反应的起始物质)和其它有价值的副产物，如α-甲基苯乙烯(AMS)。剩余物质的蒸馏产生苯酚，它含几种反应性有机杂质，包括MBF、AMS、基化氧和其它不饱和化合物及脂族羰基化合物，包括丙酮醇在内，而这些有机杂质在与酸接触时又产生更多的MBF。本文所述方法使用一种强酸离子交换树脂以除去这类反应性杂质并产生适用于特殊应用的高纯度苯酚。适用于本文所述方法的离子交换树脂的实例包括含芳族磺酸基的苯乙烯-二乙烯基苯聚合物。这些离子交换树脂以两种类型提供，大网络型和凝胶型。工业上现有的芳族磺酸树脂的实例包括，但不限于，Rohm and Haas公司的AMBERLYSTA-15，AMBERLYSTA-36以及AMBERLYSTXE-737，Purolite公司的PUROLITECT-251和Bayer AG公司的LEWITATK2431。纯化的优选操作步骤是让含反应性杂质的苯酚通过一个保持在所需温度下的酸离子交换树脂床。纯化可以在约130℃以上的温度下进行。更优选纯化在约150℃以上的温度下进行。苯酚通过树脂床的流率按床体积/小时测量，其中床体积是等于树脂床体积的苯酚体积。流率反比于接触时间。例如，4个床体积/小时的流率提供0.25小时的接触时间。纯化能在低于约12个床体积/小时(BV/h)的流率下有效地进行，优选约4个床体积-约8个床体积/小时。苯酚可以用气相色谱法分析树脂处理前后的MBF和其它少量杂质(当存在浓度＞1ppm时)。优选在树脂处理之前，苯酚中的丙酮醇含量已用传统方法如使苯酚与脂肪胺反应而减少。最优选丙酮醇含量已通过脂族胺处理而减至低于1ppm。实施例1使含40ppm MBF、丙酮醇＜1ppm和包括羰基化合物在内的GC可检测杂质总量＜100ppm的纯化苯酚通过一个AMBERLYSTA-36离子交换树脂床。床温保持在148℃-151℃，苯酚流率在3.5-8.2个床体积/小时(BV/h)之间变化。这些实验结果概括在表1中。来自床的苯酚流出物中MBF和羰基化合物总含量分别被减少到＜1ppm。表1 实施例2如实施例1所述，以类似的温度和流率，进行一系列实验。苯酚原料除含42ppm MBF外，还含＜1ppm丙酮醇、82ppm丙酮、19ppm MO、48ppm AMS和＜100ppm的其它杂质。这些实验结果概括在表2中。来自树脂床的苯酚流出物除AMS二聚体、对枯烯基苯酚和其它AMS缩聚产物外，还有MBF≤3ppm，丙酮和AMS＜1ppm，MO为4ppm-＜1ppm。表2 实施例3如实施例1所述进行一系列实验，树脂床温度为149℃-153℃，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少苯酚流中甲基苯并呋喃杂质的连续方法，该方法包括下列步骤：处理含甲基苯并呋喃杂质的苯酚流以减少苯酚中的丙酮醇含量，在高于约１３０℃的操作温度下使苯酚流通过含强酸芳族磺酸树脂的固定床，在低于每小时约１２个床体积的 速率下通过转换为较高沸点的化合物以降低甲基苯并呋喃的含量；以及蒸馏苯酚以使苯酚从较高沸点化合物中分离出来。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TP维杰塞克拉，SR基南，
申请(专利权)人：桑诺克公司RM，
类型：发明
国别省市：US[美国]