濃縮含有有機氫過氧化物的混合物的方法
【專利摘要】濃縮含烴和與之相對應(yīng)的氫過氧化物的有機氫過氧化物混合物的方法包括在薄膜蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)蒸發(fā)第一液體混合物，隨后進行在分離區(qū)內(nèi)的分離。蒸發(fā)設(shè)備和分離區(qū)二者均在比氫過氧化物熱降解溫度低的溫度下在低的絕對壓力下操作，防止其熱分解。該方法尤其可用于濃縮由氧化環(huán)己基苯制造的氧化產(chǎn)物。
【專利說明】濃縮含有有機氫過氧化物的混合物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及增加在含烴和其氫過氧化物的有機分散體中有機氫過氧化物濃度的 方法。特別地，本發(fā)明涉及增加在含有氫過氧化環(huán)己基苯和環(huán)己基苯的混合物中氫過氧化 環(huán)己基苯濃度的方法。本發(fā)明例如可用于由環(huán)己基苯的氧化來生產(chǎn)環(huán)己酮和苯酚。

【背景技術(shù)】
[0002] 苯酚是化學工業(yè)中一種重要產(chǎn)品且例如可用于生產(chǎn)酚樹脂，雙酚Α，ε -己內(nèi)酰 胺，己二酸，增塑劑和聚合物例如尼龍-6。
[0003]目前，生產(chǎn)苯酚的常見路線是借助枯烯的三步驟Hock法。這一方法的第一步牽涉 在酸性催化劑存在下用丙烯烷基化苯，生產(chǎn)枯烯。第二步是枯烯的氧化，優(yōu)選需氧氧化成相 應(yīng)的氫過氧化枯烯。第三步是在非均相或均相催化劑存在下，裂解氫過氧化枯烯成等摩爾 量的苯酚和丙酮，一種聯(lián)產(chǎn)物。然而，全世界對苯酚的需求比對丙酮聯(lián)產(chǎn)物的需求的增長更 快。另外，丙烯的成本通常高。
[0004] 因此，避免或減少使用丙烯作為原料并聯(lián)產(chǎn)高級酮，而不是丙酮的方法會是生產(chǎn) 苯酚的吸引人的替代路線。另外，對環(huán)己酮存在增長的市場，環(huán)己酮用作工業(yè)溶劑，在氧化 反應(yīng)中和在生產(chǎn)己二酸、環(huán)己酮樹脂、環(huán)己酮肟、己內(nèi)酰胺和尼龍6中用作活化劑。
[0005] 可通過Hock法的變體聯(lián)產(chǎn)苯酚和環(huán)己酮，其中氧化環(huán)己基苯，獲得氫過氧化環(huán)己 基苯，氫過氧化環(huán)己基苯本身在酸催化劑存在下在稱為"裂解"的方法中，分解成所需的苯 酚和環(huán)己酮。
[0006] W02010/074779公開了可在催化劑存在下，通過需氧氧化環(huán)己基苯，生產(chǎn)氫過氧化 環(huán)己基苯。由于反應(yīng)條件的局限，氧化產(chǎn)物通常包括顯著量的環(huán)己基苯。已發(fā)現(xiàn)，在氫過氧 化環(huán)己基苯的裂解反應(yīng)中，在反應(yīng)介質(zhì)內(nèi)相對低濃度的環(huán)己基苯有助于減少副反應(yīng)，因此 所需的產(chǎn)物，即環(huán)己酮和苯酚的產(chǎn)率較高。這要求從氧化產(chǎn)物中除去環(huán)己基苯?？紤]到環(huán) 己基苯和氫過氧化環(huán)己基苯的沸點高，和氫過氧化環(huán)己基苯的熱不穩(wěn)定性，因此濃縮氫過 氧化環(huán)己基苯混合物不是容易進行的。
[0007] 發(fā)明概述
[0008] 本發(fā)明的公開內(nèi)容提供從含有環(huán)己基苯和氫過氧化環(huán)己基苯的混合物中除去環(huán) 己基苯，獲得具有所需氫過氧化環(huán)己基苯濃度的氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物的方式。
[0009] 因此，本發(fā)明公開內(nèi)容的第一方面涉及制造氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物的方法，該方 法包括：
[0010] (I)提供含環(huán)己基苯和氫過氧化環(huán)己基苯的第一液體混合物；
[0011] (II)在最多80kPa的第一絕對壓力下，通過使第一液體混合物流經(jīng)第一薄膜蒸發(fā) 設(shè)備，形成第二蒸氣/液體混合物物流和第二液體物流；
[0012] (III)在第一分離區(qū)中，在最多80kPa的第二絕對壓力下，分離第二蒸氣/液體混 合物物流，獲得第三液體物流和第三蒸氣物流；
[0013] (IV)冷凝一部分第三蒸氣物流，獲得第四液體物流和第四蒸氣物流；
[0014] (V)循環(huán)至少一部分的第四液體物流到第一分離區(qū)中；和
[0015] (VI)從第三液體物流和/或第二液體物流中獲得氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物，其中氫 過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物具有與第一液體混合物相比，高的氫過氧化環(huán)己基苯濃度。
[0016] 本發(fā)明公開內(nèi)容的第二方面涉及有機氫過氧化物產(chǎn)物的制造方法，該方法包括：
[0017] (21)提供含烴和與該烴對應(yīng)的氫過氧化物的第一液體混合物；
[0018] (211)在最多80kPa的第一絕對壓力下，通過使第一液體混合物流經(jīng)第一薄膜蒸 發(fā)設(shè)備，形成第二蒸氣/液體混合物物流和第二液體物流；
[0019] (2III)在第一分離區(qū)中，在最多80kPa的第二絕對壓力下，分離第二蒸氣/液體混 合物物流，獲得第三液體物流和第三蒸氣物流；
[0020] (2IV)在第一分離區(qū)內(nèi)部的位置處，冷凝至少一部分第三蒸氣物流，獲得第四液體 物流和第四蒸氣物流；
[0021] (2V)循環(huán)至少一部分第四液體物流到第一分離區(qū)中；
[0022] (2VI)在第一分離區(qū)外部的位置處，冷凝至少一部分第四蒸氣物流，獲得第五液體 物流和第五蒸氣物流；
[0023] (2VII)由第三液體物流和/或第二液體物流獲得有機氫過氧化物產(chǎn)物，其中有機 氫過氧化物產(chǎn)物具有與第一液體混合物相比較高濃度的氫過氧化物。
[0024] 本發(fā)明的第三方面涉及制造氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物的裝置，該裝置包括：
[0025] (A1)至少一個第一薄膜蒸發(fā)設(shè)備，它能接收含環(huán)己基苯和氫過氧化環(huán)己基苯的第 一液體混合物且在不高于80kPa的絕對壓力下操作，以生成第二蒸氣/液體混合物物流和 第二液體物流；
[0026] (A2)與第一薄膜蒸發(fā)器流體連通的第一分離設(shè)備，它能將第二蒸氣/液體混合物 物流分離成第三蒸氣物流和第三液體物流；
[0027] (A3)第一冷凝器，它能冷凝一部分第三液體物流，獲得第四液體物流和第四蒸氣 物流；
[0028] (A4)能傳遞一部分第四液體物流到第一薄膜蒸發(fā)設(shè)備的流體導管；和
[0029] (A5)與第一分離設(shè)備流體連通的真空泵，它能在第一分離設(shè)備內(nèi)部生成最多 80kPa的絕對壓力。
[0030] 本發(fā)明的第四方面涉及制造苯酚和/或環(huán)己酮的裝置，該裝置包括：
[0031] (B1)第二方面的裝置；和
[0032] (B2)裂解反應(yīng)器，它接收至少一部分第二液體物流和/或第三液體物流和/或第 六液體物流，且能提供氫過氧化環(huán)己基苯的裂解反應(yīng)，以獲得含苯酚和環(huán)己酮的裂解流出 物。
[0033] 本發(fā)明的第五方面涉及制造有機氫過氧化物產(chǎn)物的裝置，該裝置包括：
[0034] (C1)至少一個第一薄膜蒸發(fā)設(shè)備，它能接收含烴和與該烴對應(yīng)的氫過氧化物的第 一液體混合物，并在不高于80kPa的絕對壓力下操作，生成第二蒸氣/液體混合物物流和第 二液體物流；
[0035] (C2)與第一薄膜蒸發(fā)器流體連通的第一分離設(shè)備，它能將第二蒸氣/液體混合物 物流分離成第三蒸氣物流和第三液體物流；
[0036] (C3)位于第一分離設(shè)備內(nèi)部的第一冷凝器，它能冷凝一部分第三液體物流，獲得 第四液體物流和第四蒸氣物流；
[0037] (C4)能傳遞一部分第四液體物流到第一薄膜蒸發(fā)設(shè)備中的流體導管；
[0038] (C5)與第一冷凝器流體連通的位于第一分離設(shè)備外部的第二冷凝器，它能冷凝一 部分第四蒸氣物流，獲得第五蒸氣物流和第五液體物流；和
[0039] (C6)與第一分離設(shè)備流體連通的真空泵，它能在第一分離設(shè)備內(nèi)部生成最多 80kPa的絕對壓力。
[0040] 附圖簡述
[0041] 圖1是根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容由氧化環(huán)己基苯為起始，制造濃縮的氫過氧化環(huán)己基 苯產(chǎn)物的例舉方法的示意圖。
[0042] 詳細說明
[0043] 在本發(fā)明的公開內(nèi)容中，描述了包括至少一個"步驟"的方法。應(yīng)當理解，每一步 驟是可在該方法中以連續(xù)或間歇方式進行一次或多次的動作或操作。除非另外相反地說明 或者上下文清楚地表明，一種方法中的每一步驟可以它們列舉時一樣的順序按序進行，且 有或無與一個或更多個其他步驟重疊，或者視情況而定，以任何其他順序進行。另外，一個 或更多個或甚至所有步驟可相對于相同或不同批次的材料同時進行。例如，在連續(xù)方法中， 盡管在一種方法內(nèi)的第一步相對于剛剛喂入到該方法開始內(nèi)的原材料進行，但第二步可同 時相對于中間材料進行，所述中間材料來自于處理在第一步的早期喂入到該方法內(nèi)的原材 料。
[0044] 除非另有說明，在本發(fā)明公開內(nèi)容中表示用量的所有數(shù)值要理解為在所有情況下 用術(shù)語"約"修正。還應(yīng)當理解，在說明書和權(quán)利要求中所使用的精確數(shù)值構(gòu)成具體的實施 方案。已經(jīng)嘗試確保在實施例中的數(shù)據(jù)的精度。然而，應(yīng)當理解任何測量的數(shù)據(jù)固有地包 含一定水平的誤差，這是因為進行測量所使用的技術(shù)和設(shè)備的局限性導致的。
[0045] 此處所使用的不定冠詞"一種"或"一個"應(yīng)當是指"至少一種（一個）"，除非另外 相反地說明或者上下文清楚地表明。因此，使用"一種催化劑"的實施方案包括其中使用一 類，兩類或更多類不同催化劑的實施方案，除非另外相反地說明或者上下文清楚地表明使 用僅僅一類催化劑。
[0046] 此處所使用的"wt % "是指重量百分比，"vol % "是指體積百分比，"mol % "是指摩 爾百分比，"ppm"是指每百萬份的份數(shù)，以及"ppm wt"和"wppm"可互換使用以表面以重量 為基礎(chǔ)，每百萬份的份數(shù)。此處所使用的所有"ppm"是以重量計的ppm，除非另有說明。此 處所有濃度基于討論的組合物的重量表達，除非另外說明或表明。此處表達的所有范圍應(yīng) 當包括兩個端點作為具體實施方案，除非相反地說明或表明。
[0047] 此處所使用的上位術(shù)語"二環(huán)己基苯"總的來說包括1，2-二環(huán)己基苯，1，3-二環(huán) 己基苯，和1，4-二環(huán)己基苯，除非清楚地說明是指其中的僅僅一種或兩種。術(shù)語環(huán)己基苯 當以單數(shù)形式使用時，是指單取代的環(huán)己基苯。
[0048] 此處所使用的上位術(shù)語"氫過氧化環(huán)己基苯"包括氫過氧化環(huán)己基苯的所有異構(gòu) 體，其化學式如下所示：
[0049]

【權(quán)利要求】
1. 一種制造氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物的方法，該方法包括： (I) 提供含環(huán)己基苯和氫過氧化環(huán)己基苯的第一液體混合物； (II) 在最多80kPa的第一絕對壓力下，通過使第一液體混合物流經(jīng)第一薄膜蒸發(fā)設(shè) 備，形成第二蒸氣/液體混合物物流和第二液體物流； (III) 在第一分離區(qū)中，在最多80kPa的第二絕對壓力下，分離第二蒸氣/液體混合物 物流，獲得第三液體物流和第三蒸氣物流； (IV) 冷凝一部分第三蒸氣物流，獲得第四液體物流和第四蒸氣物流； (V) 循環(huán)至少一部分第四液體物流到第一薄膜蒸發(fā)設(shè)備中；和 (VI) 由第三液體物流和/或第二液體物流獲得氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物，其中氫過氧化 環(huán)己基苯產(chǎn)物具有與第一液體混合物相比較高濃度的氫過氧化環(huán)己基苯。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中第一液體混合物包括最多25wt%氫過氧化環(huán)己基苯，基于 第一液體混合物的總重量。
3. 權(quán)利要求1或2的方法，其中氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物包括40wt% -85wt%氫過氧化 環(huán)己基苯和5wt % -60wt %環(huán)己基苯，基于氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物的總重量。
4. 權(quán)利要求1或2的方法，其中第一薄膜蒸發(fā)設(shè)備包括彼此并聯(lián)操作的至少兩個降膜 蒸發(fā)器。
5. 權(quán)利要求1或2的方法，其中在第一薄膜蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)，將第一液體混合物加熱到不高 于ll〇°C的溫度。
6. 權(quán)利要求1或2的方法，其中在第一蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)的第一絕對壓力為最多5kPa。
7. 權(quán)利要求1或2的方法，其中第一分離區(qū)包括分離罐，該分離罐包括接觸第三蒸氣物 流的階段。
8. 權(quán)利要求1或2的方法，其中在第一分離區(qū)內(nèi)部至少部分進行冷凝步驟（IV)。
9. 權(quán)利要求1或2的方法，其中冷凝步驟（IV)包括： (IV-1)在第一分離區(qū)內(nèi)部的位置處，冷凝一部分第三蒸氣物流，獲得含環(huán)己基苯的第 四液體物流和含環(huán)己基苯的第四蒸氣物流；和 (IV-2)在第一分離區(qū)外部的位置處，冷凝一部分第四蒸氣物流，獲得第五液體物流和 第五蒸氣物流。
10. 權(quán)利要求9的方法，進一步包括： (Va)循環(huán)至少一部分第五液體物流到第一分離區(qū)中。
11. 權(quán)利要求1或2的方法，進一步包括： (Vb)循環(huán)一部分第三液體物流和/或一部分第二液體物流到第一薄膜蒸發(fā)設(shè)備中。
12. 權(quán)利要求1或2的方法，其中步驟（VI)包括： (VI-1)使至少一部分第三液體物流和/或一部分第二液體物流流經(jīng)第二薄膜蒸發(fā)設(shè) 備，形成第六蒸氣/液體混合物物流和第六液體物流； (VI-2)在第二分離區(qū)內(nèi)，在最多5kPa的第三絕對壓力下，分離第六蒸氣/液體混合物 物流，獲得第七蒸氣物流和第七液體物流； (VI-3)冷凝至少一部分第七蒸氣物流，獲得第八液體物流；和 (VI-4)由第七液體物流和/或第六液體物流獲得氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物。
13. 權(quán)利要求12的方法，其中第三絕對壓力比第二絕對壓力低至少1. OkPa。
14. 權(quán)利要求12的方法，其中第二蒸發(fā)溫度不高于110°C。
15. 權(quán)利要求12的方法，其中在第二分離區(qū)內(nèi)部至少部分進行步驟（VI-3)。
16. 權(quán)利要求12的方法，其中步驟（VI-3)包括： (VI-3a)在第二分離區(qū)內(nèi)部的位置處，冷凝一部分第七蒸氣物流，獲得第八液體物流和 第八蒸氣物流；和 (VI-3b)在第二分離區(qū)外部的位置處，冷凝一部分第八蒸氣物流，獲得第九液體物流和 第九蒸氣物流。
17. 權(quán)利要求16的方法，其中步驟（VI-3)進一步包括： (VI-3c)循環(huán)至少一部分第八液體物流和/或第九液體物流到第一蒸發(fā)設(shè)備中。
18. 權(quán)利要求1或2的方法，其中第三蒸氣物流和第四蒸氣物流在小于200m · s4的標 稱速度下行進。
19. 權(quán)利要求1或2的方法，進一步包括： (VII)驟冷氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物到比其熱降解溫度低至少20°C的溫度。
20. 權(quán)利要求1或2的方法，其中步驟（I)包括： (la) 將環(huán)己基苯原料物流喂入到氧化反應(yīng)器中； (lb) 在催化劑存在下，使來自步驟（la)的環(huán)己基苯與含02的氣體接觸，獲得含氫過氧 化環(huán)己基苯的氧化產(chǎn)物；和 (lc) 由該氧化產(chǎn)物獲得第一液體混合物。
21. 權(quán)利要求20的方法，其中在第三蒸氣物流內(nèi)的一部分環(huán)己基苯作為一部分環(huán)己基 苯原料物流被循環(huán)到步驟（la)中。
22. 制造苯酚和/或環(huán)己酮的方法，該方法包括： (A) 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，制造氫過氧化環(huán)己基苯產(chǎn)物，其中氫過氧化環(huán)己基苯 產(chǎn)物包括環(huán)己基-1-苯基-1-氫過氧化物；和 (B) 在酸催化劑存在下，使至少一部分環(huán)己基-1-苯基-1-氫過氧化物進行裂解反應(yīng)， 獲得含苯酚和環(huán)己酮的裂解產(chǎn)物。
23. 制造有機氫過氧化物產(chǎn)物的方法，該方法包括： (21)提供含烴和與該烴對應(yīng)的氫過氧化物的第一液體混合物； (211)在最多80kPa的第一絕對壓力下，通過使第一液體混合物流經(jīng)第一薄膜蒸發(fā)設(shè) 備，形成第二蒸氣/液體混合物物流和第二液體物流； (2III)在第一分離區(qū)中，在最多80kPa的第二絕對壓力下，分離第二蒸氣/液體混合物 物流，獲得第三液體物流和第三蒸氣物流； (2IV)在第一分離區(qū)內(nèi)部的位置處，冷凝一部分第三蒸氣物流，獲得第四液體物流和第 四蒸氣物流； (2V)循環(huán)至少一部分第四液體物流到第一分離區(qū)中； (2VI)在第一分離區(qū)外部的位置處，冷凝一部分第四蒸氣物流，獲得第五液體物流和第 五蒸氣物流； (2VII)由第三液體物流和/或第二液體物流獲得有機氫過氧化物產(chǎn)物，其中有機氫過 氧化物產(chǎn)物具有與第一液體混合物相比較高濃度的氫過氧化物。
24. 權(quán)利要求23的方法，其中第一液體混合物包括最多25wt%氫過氧化物，基于第一 液體混合物的總重量。
25.權(quán)利要求23或24的方法，其中有機氫過氧化物產(chǎn)物包括40wt % -95wt %氫過氧化 物，基于有機氫過氧化物產(chǎn)物的總重量。
【文檔編號】C07C37/08GK104250221SQ201410301258
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】J·D·戴維斯, C·L·貝克爾, T·A·雷納, B·A·帕特爾 申請人:?？松梨诨瘜W專利公司