Процесс производства фенола и ацетона кумольным методом

[pic 1]В процессе получения фенола и ацетона из изопропилбензола (ИПБ) наряду с целевыми продуктами образуются высококипящие побочные продукты, которые обычно называют фенольной смолой. В состав фенольной смолы входит большое количество компонентов: фенол, ацетофенон, диметилфенилкарбинол (ДМФК), димеры α-метилстирола, пара-кумилфенол (ПКФ), а также другие компоненты, содержащиеся в небольших концентрациях. В состав фенольной смолы входят также минеральные компоненты, в основном сульфат натрия. Изобретение относится к области нефтехимической технологии и может быть использовано в процессе совместного получения фенола и ацетона кумольным методом. С целью утилизации фенольной смолы и получения дополнительных количеств кумола, фенола и α-метилстирола, фенольную смолу, содержащую менее 0,2 мас.% солей, подвергают термокаталитическому разложению в интервале температур 420-550°С в присутствии водяного пара на катализаторе, содержащем, мас.%: оксид алюминия 5,0-30,0, оксид железа 0,4-1,0, оксид магния 0,4-1,0, оксид кальция 5,2-7,0, оксид натрия 1,0-3,0, оксид калия 1,0-3,0, оксид титана IV 0,4-1,0, оксид кремния IV – остальное до 100%. До настоящего времени фенольная смола не нашла квалифицированного применения в полном объеме и, в основном, сжигается в качестве котельного топлива. Однако, в связи с обострением экологической обстановки, использование фенольной смолы в качестве котельного топлива затрудняется и, как следствие, она не находит сбыта.

Известен способ переработки фенольной смолы, полученной в производстве фенола и ацетона кумольным методом, путем ее термического разложения при температуре 300-340°С. Процесс проводят в реакторе колонного типа с отбором в дистилляте целевых продуктов - фенола, кумола и альфа-метилстирола и 50-100% от вводимого с сырьем ацетофенона. В куб реактора подают водяной пар в количестве 1-15% от массы фенольной смолы. Указанный способ позволяет увеличить суммарный выход полезных продуктов на 10-50 кг в расчете на 1 т фенольной смолы. Однако осуществление процесса без катализатора не позволяет максимально использовать потенциал сырья.

Известен способ переработки фенольной смолы путем ее деалкилирования в присутствии стеарата кальция. Фенольную смолу выдерживают в реакторе при 0,1 ат в присутствии 0,1-4% стеарата кальция при 120-130°С. После выдержки реакционную смесь подвергают ректификации при температуре 145°С в нижней части колонны и при 110-120°С в верхней при давлении 100 мм рт.ст. В качестве дистиллята получают смесь следующего состава (мас.%): фенол 42-50; α-метилстирол 21-4; кумол 17-28. Существенным недостатком данного процесса является присутствие значительного количества минерального компонента, соли кальция, в кубовом продукте, что делает его уничтожение крайне затруднительным. Известен способ переработки фенольной смолы путем ее олигомеризации в присутствии 1-5% АlСl3 при 60-120°С в течение 1-3 часов с последующим разложением хлорида алюминия водой и перегонкой органического слоя. В результате олигомеризации получают ИПБ с выходом 40% и чистотой 98,9%, который рециркулируют на стадию окисления. Выход фракции димеров α-метилстирола 20-29%, углеводородной смолы 17%. Перевод α-метилстирола в димеры упрощает процесс разделения и уменьшает количество высококипящих смол.   

Известны также способы переработки фенолсодержащего сырья путем гидрирования в присутствии высокотемпературных катализаторов гидрогенизации (оксиды и сульфиды кобальта, никеля, железа и др.) при 350-450°С под давлением водорода. Однако указанные способы не нашли применения из-за небольшого срока работы катализатора и сложности аппаратурного оформления процесса, связанного с применением водорода под высоким давлением при высокой температуре. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ деалкилирования фенольной смолы при 100-140°С в присутствии сильнокислотных катионитов или цеолита NaX при температуре около 400°С.