[发明专利]苯酚和丙酮的制备方法

说明书

背景技术

本发明涉及工业化有机合成，特别是通过枯烯法制备苯酚和丙酮。

公知的用于制备苯酚和丙酮的方法是通过大气氧氧化枯烯，接着酸-催化分解氢过氧化枯烯，从而以高产率获得两种最终产物(参见，例如，Kruzhalov B，D.，Golovanenko B.N.，Combined Production of Phenol andAcetone，Moscow，Goskhimizdat，1964，或者，Kirk-Othmer Encyclopedia ofIndustrial Chemistry)。所述方法被广泛地用于制备这些产品，并且是全球实际使用的主要工艺。

在苯酚和丙酮的已知制备方法中，为了降低苯酚焦油的产率，在硫酸的存在下，对包含氢过氧化枯烯(CHP)、枯烯和二甲基苯甲醇(DMPC)的枯烯氧化产物进行裂解。在第一步中，在55-80℃温度下，大部分所述CHP(97到99％)被分解，并通过DMPC和CHP合成了过氧化二枯基(DCP)。在第二步中，在80-146℃的温度，向所获得的包含苯酚、丙酮、二甲基苯甲醇(DMPC)和过氧化二枯基(DCP)的反应混合物中添加丙酮。所述添加使得丙酮的浓度达到最初浓度的1.5-1.8倍。进一步添加水。在第二分离步骤之前，有时候还使用氨水部分中和所述酸，以确保获得所述催化剂的最佳酸度。在80-146℃的温度，此时进行第一步中形成的DCP的裂解，剩余CHP的分解和剩余DMPC的脱水(参见，例如，俄罗斯专利2068404、2121477和2142932。)。

相比一步分解，所述方法显著地降低了副产物的产量(焦油产率为25kg/t苯酚)，然而该副产物(羟基丙酮)产量仍然处在高水平(有时升高)。

羟基丙酮是2-甲基苯并呋喃的前体，它难以从苯酚中分离，而且会导致苯酚商品的色度指数(color index)劣化。通过碱处理从苯酚中去除羟基丙酮使该方法复杂化(Vasil’eva I.I.，Zakoshanski V.M.，Petroleum Processingand Petrochemistry，St.Petersburg，“Giord”，2005，第344页)。

在CHP分解为苯酚和丙酮期间，通过苯酚过量的情况下进行所述反应，降低羟基丙酮的产率(参见，例如俄罗斯专利2291852和美国专利7,109,385)。然而，这些方法要求部分早已通过所有分离步骤的商品(苯酚)再次回到CHP分解步骤中，这无庸置疑地会导致设备产量降低，因为增加了苯酚分离和提纯系统的负担。

与上述CHP分解方法最接近的方法是通过两步骤完成的分解方法(参见，例如，俄罗斯专利2142932)。在现有技术的工艺中，第一阶段在3个串联连接的混合反应器中进行，而第二阶段在置换反应器(displacementreactor)中进行。在第一阶段中，CHP分解进行条件为：接近47-50℃的恒温温度和催化剂浓度(硫酸)为0.018-0.20wt％，这通过用相对提供的CHP为5-8wt％的丙酮来另外稀释反应物质获得。几乎所有的CHP都被反应，和由部分CHP和DMPC形成DCP。

在第二阶段中，所述工艺在120-146℃的温度下进行，并用氨水中和部分硫酸形成硫酸氢铵。如果需要，添加一定量的水。硫酸的浓度为0.09-0.10wt％。CHP和DCP的分解在包含苯酚和丙酮的反应介质中进行。这些物质(反应介质)由CHP和另外引入的丙酮形成。

现有技术的方法的缺点是在获得的苯酚中包含大量的羟基丙酮。发明人发现，CHP分解产生的反应物质中羟基丙酮含量为1300ppm，这显著降低了化合物的品质(如发明人在下列会议的现有技术报告所述：“Outlook forDevelopment of Chemical Processing of Fossil Fuels”，KHPGI-2006，2006年9月12-15日，Saint Petersburg；“Khimizdat”，Saint Petersburg，2006，130页)。另一个缺点是需要用氨水部分中和硫酸，从而导致工艺和工艺控制的复杂化。

发明概述