用于纯化氢过氧化枯烯裂解产物的方法和系统技术方案

一种用于纯化氢过氧化枯烯裂解产物混合物的系统，包括：含杂质的氢过氧化枯烯裂解产物混合物给料（１６），其与碱性水溶液给料（１８）流体窜槽（ｆｌｕｉｄ　　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）；过氧化枯烯裂解产物混合物（１６）和碱性水溶液给料（１８），其与具有水性盐相出口（２４）的中和储罐（２０）流体窜槽；含杂质的水性盐相给料（２６），其与具有氧化水性盐相出口（３２）的分解反应器（２８）流体窜槽；氧化剂给料（３０），其在分解反应器（２８）之前与含杂质的水性盐相给料（２６）流体窜槽；及含杂质的水溶性氧化衍生物（３２）的氧化水性盐相给料（２６），其在中和储罐（２０）之前与氢过氧化枯烯裂解产物混合物（１６）流体窜槽。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本申请涉及制备酚的方法，更具体地，本申请涉及用于纯化氢过氧化枯烯裂解产物的方法和系统。从枯烯制备酚的方法是众所周知的。枯烯法包括两步第一步是用空气中的氧气将枯烯氧化成氢过氧化枯烯(CHP)，而第二步是CHP酸催化裂解(分解)成酚和丙酮。在制备和裂解氢过氧化枯烯(CHP)之后，得到的氢过氧化枯烯裂解产物混合物含有作为主要产物的酚和丙酮，以及不同含量的杂质例如α-甲基苯乙烯、苯乙酮、异亚丙基丙酮、枯烯、乙醛、羟丙酮和残余酸催化剂例如硫酸催化剂。在回收产物前，必须除去或中和在CHP裂解产物混合物中的酸催化剂，因为在接下来的蒸馏中酸催化剂的存在干扰了反应产物和副产物的回收，同时导致蒸馏设备的腐蚀。工业中，用碱性水溶液例如氢氧化钠水溶液中和存在于裂解产物混合物中的残余硫酸催化剂。然后使用一系列液-液萃取操作，从主有机混合物中分离得自硫酸和氢氧化钠反应的浓硫酸钠盐溶液。现在，得到的不含有硫酸的有机混合物进行一系列分馏来回收产物和各种组分。美国专利2734085、2744143、3931339和5510543分别教导使用循环的浓硫酸钠盐水溶液即萃取剂，进行裂解酸萃取/中和步骤作为反应器中的液-液萃取工艺，该萃取剂通过氢氧化钠和硫酸的反应原位形成。已知在中和前，羟丙酮典型地以1200～2200ppm的浓度存在于CHP裂解产物混合物中。在中和过程中，羟丙酮平衡并在中和器容器中以大致相同的浓度分离成两相(有机相和水相)。羟丙酮特别难于从酚中除去，因为在下游的精馏工艺中，其与酚共馏(co-distill)，并污染酚最终产品。虽然在酚最终产品中可以仅存在微量羟丙酮，羟丙酮杂质具有成色倾向(color-forming tendencies)，对许多终端应用例如双酚A和聚碳酸酯，它的存在使得酚产品的品质不可接受。为避免这种问题，美国专利3335070、3454653、3692845、5502259、和6066767分别教导通过缩合反应并转化为高沸点物质，将羟丙酮从酚中除去，这产生在接下来的蒸馏步骤中更容易除去的副产物。描述了均相和异相工艺，其在有机气流中使用了碱和酸处理剂，以促进羟丙酮的缩合反应，例如氢氧化钠、胺、离子交换树脂和沸石。但是，该处理方法仅仅部分有效，因为形成了新杂质2-甲基苯并呋喃(2MBF)，使用蒸馏也很难从酚中将其除去。该问题特别难以解决，因为2MBF的存在也使得酚产物品质对许多终端应用不可接受。在羟丙酮转化为更高沸点物质中，美国专利6066767(767专利)描述了使用氢氧化钠和碱性试剂来促进羟丙酮深度缩合反应成为高沸点物质(据称不含有2MBF)的纯化酚工艺。在该工艺中，根据传统方法10-20重量％(wt％)的硫酸钠盐溶液，萃取CHP裂解产物混合物，并且含在水性盐相中的羟丙酮用氢氧化钠试剂处理，形成深度缩合产物，该产物循环至工艺中，并与酚-丙酮流混合用于之后的移除。许多缺点与767专利的方法相关。首先，中和试剂的材料成本高。在767方法中，为有效中和酸的10～20wt％硫酸钠水流，必须加入大量的氢氧化钠来中和，并保持提供催化所需要的过量碱度。与此氢氧化钠量相应，必须购买额外的硫酸，并用于中和氢氧化钠以便保持中和CHP裂解产物混合物时的临界pH控制范围。因此，767方法的原料成本是很可观的。其次，形成了碱的酚盐(例如酚钠)，其可以引起pH波动、中和时相分离不完全以及导致下游设备污垢。如果碱的酚盐引起pH波动，不能保持临界pH控制范围，可能形成乳液并使得各种设备报废。第三，767专利承认有未经确认的形成自羟丙酮的深度缩合产物再次进入有机流中，并循环到工艺中。这些未知的缩合产物可能潜在地污染酚最终产物并有产生其它质量和设备问题的风险。第四，767专利公开的方法使用多萃取步骤来使移除羟丙酮最佳化。这些多萃取步骤的实施需要额外的时间、人力、材料和设备，这增加了移除羟丙酮达到在酚最终产物中可接受的水平的成本。因此，本领域仍然需要从氢过氧化枯烯裂解产物中除去羟丙酮和其它杂质达到可接受水平的方法和系统。专利技术简述一种用于从氢过氧化枯烯裂解产物混合物中除去杂质的方法，包括使水性盐相中的杂质与氧化剂在足以形成杂质的水溶性氧化衍生物的温度和时间下反应；将含有氧化剂和水溶性氧化衍生物的水性盐相与氢过氧化枯烯裂解产物混合物合并，以进一步氧化在合并的产物混合物中的杂质；及从合并的产物混合物中分离包含杂质的水溶性氧化衍生物的水性盐相。在另一个实施方式中，从氢过氧化枯烯裂解产物混合物中除去杂质的方法包括将含有杂质的水性盐相与有效保持反应的pH在大约3～6的量的氧化剂反应，形成杂质的水溶性氧化衍生物，其中所述反应包括在大约80～140℃的温度和1个大气压～5个大气压的压力(对反应混合物)下，加热含有水溶性氧化衍生物和氧化剂的水性盐相大约0.5～小时；将含有氧化剂和水溶性氧化衍生物的水性盐相与氢过氧化枯烯裂解产物混合物合并，进一步氧化合并的产物混合物中的杂质；和从合并的产物混合物中分离含有杂质的水溶性氧化衍生物的水性盐相。用于纯化氢过氧化枯烯裂解产物混合物的系统，包括将含杂质的水性盐相与氧化剂在足以形成杂质的水溶性氧化衍生物的温度和时间下反应的装置；将含氧化剂和水溶性氧化衍生物的水性盐相与氢过氧化枯烯裂解产物混合物混合，进一步氧化合并的产物混合物中的杂质的装置；和从合并的产物混合物中分离含杂质的水溶性氧化衍生物的水性盐相的装置。在另一个实施方式中，用于纯化氢过氧化枯烯裂解产物混合物的系统包含含杂质的氢过氧化枯烯裂解产物混合物，其与碱性水溶液给料相流体窜槽(fluid communication)；具有水性盐相出口的中和储罐，其与过氧化枯烯裂解产物混合物和碱性水溶液给料流体窜槽；具有氧化水性盐相出口的分解反应器，其与含杂质的水性盐相给料流体窜槽；氧化剂给料，其在分解反应器之前，并与含杂质的水性盐相给料流体窜槽；和含杂质的水溶性氧化衍生物的氧化水性盐给料，其在中和储罐之前，并与氢过氧化枯烯裂解产物混合物流体窜槽。附图简述现在提及附图，其仅仅用于解释，其中相似的元素用相同的标号，该附图是用于从氢过氧化枯烯裂解产物除去杂质的方法和系统的可仿效实施方式的示意流程图。专利技术详述专利技术人已经发现，通过将氧化剂加入循环中和的水流中，酚产物中的普通的杂质可以氧化成其水溶性衍生物。出乎意料地，通过氧化反应可有效地将存在于该流中的羟丙酮和醛例如乙醛和丙醛氧化成为水溶性衍生物。这些水溶性氧化衍生物不是可以氧化成2MBF的重缩合产物或高沸点材料。相反，使用现有的设备和附加的反应器，这些水溶性氧化衍生物是可萃取的。该反应器不需要现有设备之外的多萃取步骤，并可以在现有的酚制备配置中安装。因此，通过使用氧化剂避免或防止了现有使用缩合反应并转化为更高沸点材料等的尝试中的缺点。用于除去工业纯化酚制备中CHP裂解混合物产物的有效的方法和系统包括在水性盐相存在以及足以形成杂质的水溶性氧化衍生物的温度和时间下，将杂质与氧化剂反应，和从CHP裂解产物混合物中除去这些氧化杂质。该方法或系统将杂质例如异亚丙基丙酮、乙醛、羟丙酮、各种含羰基以及含醛的杂质以及包含前述至少一种杂质的组合，还有某些未反应的枯烯和其它痕量杂质，除去或排除至酚最终产物中可接受的水平。为图解的目的，该方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从氢过氧化枯烯裂解产物混合物中除去杂质的方法，包括：使水性盐相（２６）中的杂质与氧化剂（３０）在足以形成杂质的水溶性氧化衍生物（３２）的温度和时间下反应；将含有氧化剂（３０）和水溶性氧化衍生物（３２）的水性盐相（２６）与 氢过氧化枯烯裂解产物混合物（１６）合并，以进一步氧化合并的产物混合物中的杂质；以及从合并的产物混合物（１６）中，分离包含杂质的水溶性氧化衍生物（３２）的水性盐相（２６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尤里V阿里斯托维奇，瓦莱利Y阿里斯托维奇，约翰W富尔默，安德烈Y索科洛夫，斯维特拉娜A尤利亚诺娃，瑟奇N沃亚金，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]