CN101835732B - 在生产苯酚期间回收苯乙酮 - Google Patents
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Abstract
一种用于生产苯乙酮的方法，所述方法包括：处理包括仲丁基苯的一种或多种烷基苯以生产包含苯酚和苯乙酮的进料；在有效生产粗苯酚重物质的粗苯酚分离条件下，从进料中分离出粗苯酚物流；和在共沸蒸馏条件下，直接从粗苯酚重物质中分离出苯乙酮物流。
Description
技术领域
本申请涉及在生产苯酚期间回收苯乙酮的方法。
背景技术
通常，苯酚通过氧化异丙苯以形成异丙苯氢过氧化物而制备。使异丙苯氢过氧化物裂解，以生产苯酚和丙酮。如果将仲丁基苯(SBB)代替或补充异丙苯作为进料，则所述方法单独或与丙酮组合产生通常更高价值的酮即甲基乙基酮(MEK)。所述方法还产生苯乙酮。通常，将苯乙酮作为废物丢掉。
JP 2004331532：A：2004112：5D W2004-8描述了在由异丙苯生产苯酚期间由粗AP生产精制后的AP的方法。粗AP通过使由粗苯酚中分离出苯酚后剩余的塔底产物液体热分解而制得。将粗AP加入蒸馏塔，蒸馏塔被减压至13.33kPa或之下的底部压力。在一个实施方案中，底部压力为6.6kPa或之下。据说所述AP产品“满足苯乙酮的质量要求”。摘要。
SBB-氢过氧化物的裂解产生与异丙苯氢过氧化物裂解不同的中间产物。塔底产物液体的热分解预期还改变塔底产物液体的组成，甚至可能形成不希望的副产物。
需要在生产苯酚期间在不使目标物流热分解的条件下回收苯乙酮的方法。
发明内容
本发明提供用于生产苯酚和在不使粗苯酚塔底产物热分解的条件下从粗苯酚塔底产物中回收AP物流的方法。
在一个实施方案中，本发明提供用于生产苯乙酮的方法，所述方法包括：处理一种或多种烷基苯以生产包含苯酚和苯乙酮的进料；在有效生产粗苯酚重物质的粗苯酚分离条件下，从进料中分离出粗苯酚物流；和在共沸蒸馏条件下，直接从粗苯酚重物质中分离出苯乙酮物流。
在一个实施方案中，一种或多种烷基苯包括仲丁基苯。
在一个实施方案中，粗苯酚分离条件包括约70kPa(10psi)-200kPa(29psi)的压力，共沸蒸馏条件包括约0.1kPa(0.75mm Hg)-50kPa(375mm Hg)的压力。
在一个实施方案中，所述方法包括直接从粗苯酚重物质中分离出基本纯的苯乙酮产品物流。
附图说明
图1是示例苯酚生产方法的方框图。
图2的方框图是用于进行本申请的AP回收方法的***的一个实施方案。
图3的方框图是用于进行本申请的AP回收方法的***的另一个实施方案。
具体实施方式
本申请提供用于生产苯酚和在不使粗苯酚塔底产物热分解的条件下从粗苯酚塔底产物中回收AP物流的方法。在一个实施方案中，苯酚由异丙苯生产。在一个实施方案中，苯酚由单独或与异丙苯组合的SBB生产。
当苯酚由SBB生产时，所述方法是特别有用的，因为在SBB氧化期间生产的粗AP量约为当异丙苯氧化生产苯酚时生产的粗AP量的10倍。根据是否使用异丙苯和使用了多少异丙苯，从仲丁基苯制备苯酚产生了约5-15wt％的粗AP，基于粗酮塔塔底产物物流中苯酚的重量计(下文更详细进行描述)。需要大量的能量处理如此大量的粗AP。
在一个实施方案中，所述方法回收了在生产苯酚期间产生的总AP的约95wt％或更多。在一个实施方案中，所述方法回收了总AP的约98wt％或更多。在一个实施方案中，所述方法回收了总AP的约99wt％或更多。利用所述方法回收的苯乙酮通常具有适合于工业应用或作为转化成苯乙烯(商业价值和/或用途优于苯乙酮的材料)的进料的质量。
AP-苯酚共沸物有助于从粗苯酚重物质中分离AP物流。所述方法的优点是它回收了大部分的“附加苯酚”或在粗苯酚重物质中游离或形成AP-苯酚共沸物的苯酚。在一个实施方案中，所述方法回收附加苯酚的85wt％或更多，基于粗苯酚重物质中苯酚的总重量计。在一个实施方案中，所述方法回收附加苯酚的90wt％或更多。在一个实施方案中，所述方法回收附加苯酚的92wt％或更多。在一个实施方案中，所述方法回收附加苯酚的95wt％或更多。
本申请的方法是能量有效的，和减少了利用SBB生产苯酚中产生的废物和不可回收副产物的量。所述方法还以环境友好的方式循环能量和初始产品。所述方法容易进行改进，以强化当前和现有的化工过程***。所述回收***容易在没有大量资本支出的条件下进行安装。
苯酚生产方法
图1是实例苯酚生产方法的方框图，其中生产苯酚、丙酮、MEK和AP。参考附图和图中的具体实施方案的以下说明仅用于举例说明的目的，和不应被理解为限定权利要求。本文描述的方法可以在任意苯酚生产过程中使用。
图1中描述的苯酚生产方法包括氧化区10、氧化产品分离区12、循环11、裂解区14、裂解产品分离区16、粗苯酚精制区18和酮回收区。在一个实施方案中，当将SBB加入氧化区10时，所述方法包括MEK回收区19，如图1中所示。本申请的方法主要在粗苯酚精制区18中进行。
氧化区10中，将氧化进料加入一个或多个氧化反应器。氧化反应器中，在包括有效氧化一种或多种烷基苯从而生产相应的氢过氧化物的氧化条件下，使氧化混合物与含氧气体接触。
氧化进料包含一种或多种烷基苯。适合的烷基苯包括例如异丙苯和/或仲丁基苯。当氧化进料包含仲丁基苯时，氧化产品物流包含仲丁基苯氢过氧化物。当氧化进料包含异丙苯时，氧化产品物流包含异丙苯氢过氧化物。
根据氧化进料的含量，氧化产品物流通常还含有某些主要的副产物。主要的副产物包括例如苯乙酮、二甲基苯甲基甲醇(DMBA)和乙基甲基苯甲基甲醇(EMBA)。氧化产品物流可能还含有次要的副产物。次要的副产物包括例如二枯基过氧化物、二仲丁基过氧化物、枯基仲丁基过氧化物、甲酸、乙酸、甲醇、乙醇、甲基氢过氧化物、乙基氢过氧化物和苯酚。
在图1的实施方案中，将氧化产品加入氧化产品分离区。氧化产品分离区可以具有多种构造。氧化产品分离区产生包含一种或多种烷基苯氢过氧化物的裂解反应混合物。在一个实施方案中，裂解反应混合物包含仲丁基苯氢过氧化物和/或异丙苯氢过氧化物。
在图1的实施方案中，将裂解反应混合物加入裂解区14。裂解区中，大部分氢过氧化物裂解。根据裂解反应混合物中存在的氢过氧化物，将氢过氧化物转化成苯酚、MEK和如果存在异丙苯氢过氧化物时的丙酮。
当同时使用仲丁基苯和异丙苯时，和根据仲丁基苯氢过氧化物与异丙苯氢过氧化物的比，裂解反应产生的丙酮∶苯酚的重量比为至多约0.4，MEK∶苯酚的重量比为约0.2-0.7，和苯酚∶AP的重量比为约3-30。在有利的实施方案中，苯酚∶AP的比在约8-12w/w之间变化。
图1中，将裂解产品加入裂解产品分离区16。裂解产品分离区16通常包括粗酮塔(CKC)。在一个实施方案中，粗酮塔将裂解产品分离成粗苯酚馏分和粗酮物流。
当没有将异丙苯加入氧化区时，粗酮物流不含有明显量的丙酮。在该实施方案中，可能不需要在将粗酮物流加入MEK回收区19之前将粗酮物流加入丙酮产品塔(APC)中。当裂解产品不含有丙酮时，将粗酮物流加入丙酮产品塔(APC)。丙酮作为APC塔顶馏出物和/或作为APC侧线从APC塔中回收。APC条件有效生产包含MEK的APC塔底产物物流。在一个实施方案中，APC塔底产物物流包含MEK、水、烃、冷凝反应产品、苯酚钠和它们的组合。进一步处理APC塔底产物物流以在MEK回收区19中回收MEK产品。
AP回收方法
AP回收方法可以包括一次或多次分离。在有利的实施方案中，AP回收方法包括多次分离。在一个实施方案中，AP回收方法包括2次分离。在另一个实施方案中，AP回收方法包括3次分离。
多个分离器或“塔”可以是适合于分离所述物流的任意类型的结构。适合的结构包括含有用于使蒸气和液体接触的内构件的蒸馏塔。可以使用塔的任意类型和组合，包括例如多孔塔板塔、泡罩塔或填料塔。适合的内构件包括例如塔板、填料或它们的组合。
粗苯酚分离区-包括3次分离的AP回收
以下更详细地描述了图2所示的包括3次分离的AP回收方法。
当本文使用术语“塔底产物”或术语“重物质”时，所述物流通常在进料位置以下离开分离器或塔(下文为“塔”)。“塔底产物”或“重物质”可以在塔底处或附近离开塔。例如，所述物流可以直接从塔底离开。所述物流也可以是在塔底附近取出的侧线馏分。“塔底产物”或“重物质”也可以包括直接从塔底离开的物流和在塔底附近取出的侧线馏分的组合。
类似地，当使用术语“塔顶馏出物”时，所述物流通常在进料位置上方离开塔。“塔顶馏出物”可以在塔顶处或附近离开分离器或塔。例如，所述物流可以直接从塔顶离开。所述物流也可以是在塔顶附近取出的侧线馏分。“塔顶馏出物”也可以包括直接从塔顶离开的物流和在塔顶附近的侧线馏分的组合。
CPC
参考图2，将通常是来自粗酮塔的塔底产物的进料70加入粗苯酚分离器10。在一个实施方案中，粗苯酚分离器10是称为粗苯酚塔(CPC)10的蒸馏塔。CPC 10具有适合的塔板数和/或填料数，以从进料70中回收可接受的粗苯酚物流40，留下CPC重物质80。在一个实施方案中，CPC重物质80是CPC塔底产物和/或塔底附近产物80。
在一个实施方案中，CPC 10是包含一定理论塔板数的蒸馏塔。理论塔板数可以变化。随着塔板数增大，操作灵活性通常升高和可以容许进料组成变化。本领域技术人员将能够利用标准程序确定最佳塔板数。
在一个实施方案中，CPC 10包括约10块或更多理论塔板。在一个实施方案中，CPC 10包括约20块或更多理论塔板。在一个实施方案中，CPC 10包括约60块或更少理论塔板。在一个实施方案中，CPC10包括约40块或更少理论塔板。
在一个实施方案中，CPC 10还包括再沸器以提供热量用于产生蒸气和冷凝器以冷凝蒸气用于产生液体回流和馏出物。可以使用多种热源用于再沸，包括蒸汽或与过程的其它部分热联合。通过任意适合的冷却介质，从冷凝器中移除热量。适合的冷却介质包括冷却水、空气或与过程的其它部分热联合。
在粗苯酚分离条件下，从进料70中分离出粗苯酚物流40。在一个实施方案中，粗苯酚分离条件是蒸馏条件。粗苯酚分离条件包括有效分离出粗苯酚物流40、留下粗苯酚重物质80的温度和压力。在一个实施方案中，利用已知技术使粗苯酚物流40经历附加纯化。
粗苯酚重物质80通常包含AP、AP-苯酚共沸物、二甲基苯甲基醇(DMBA)、乙基甲基苯甲基醇(EMBA)和其它较高沸点组分。粗苯酚分离条件是足够温和的，以使AP的二聚最小化。
在一个实施方案中，粗苯酚分离条件包括约70kPa(10psi)或更高的粗苯酚分离压力。在一个实施方案中，粗苯酚分离压力是约100kPa(14psia)或更高。在一个实施方案中，粗苯酚分离压力是约200kPa(29psia)或更低。
粗苯酚分离基本可以在任何操作温度下进行，取决于粗苯酚分离压力。CPC操作温度通常足够高以分离粗苯酚物流40，但也足够低以使AP的二聚最小化。当操作压力为约70-200kPa时，预期AP的二聚将在约250℃或更高的操作温度下发生。在一个实施方案中，CPC操作温度通常是约230℃或更低。
在一个实施方案中，粗苯酚物流40基本不含不希望的芳烃杂质。可能通过回收AP进入粗苯酚物流40中的不希望的芳烃杂质包括芳族醛。不希望的芳族醛包括例如苯甲醛和异丙苯醛。可接受的粗苯酚物流包含1ppm或更低的苯甲醛。可接受的粗苯酚物流还包含10ppm或更低的异丙苯醛。
HEC
在一个实施方案中，将苯乙酮物流50直接从粗苯酚重物质中分离出来。“直接”的含义是在从中分离出苯乙酮物流50之前粗苯酚重物质没有热分解。
在一个实施方案中，将粗苯酚重物质80直接加入苯乙酮分离器20。在一个实施方案中，苯乙酮分离器是粗苯酚重质尾部馏分塔(HEC)20。在一个实施方案中，将粗苯酚重物质80在HEC 20中间处或附近加入HEC 20。
HEC 20在有效从粗苯酚重物质80中分离出AP物流50的HEC分离条件下操作。AP物流50在HEC 20顶部离开HEC 20，或作为侧线馏分在HEC 20顶部附近离开HEC 20。AP物流50包含AP和AP-苯酚共沸物。在一个实施方案中，AP物流50基本不含不希望的芳烃杂质。趋向于随AP一起分馏的不希望的芳烃杂质包括例如不希望的芳族醇。不希望的芳族醇包括例如二甲基苯甲基醇(DMBA)和乙基甲基苯甲基醇(EMBA)。基本纯的AP物流或产品包含0.04wt％或更少的DMBA。基本纯的AP物流或产品包含0.01wt％或更少的EMBA。利用所述方法回收的苯乙酮通常具有适合于工业应用的质量。
HEC分离条件包括有效从粗苯酚重物质80中分离出AP物流50的HEC压力和HEC温度。在一个实施方案中，HEC分离条件是蒸馏条件。在一个实施方案中，HEC分离条件是HEC共沸蒸馏条件。
HEC操作压力足够低，以从粗苯酚重物质80中分离出AP物流50。在一个实施方案中，HEC操作压力是约1kPa(7.5mm Hg)或更高。在一个实施方案中，HEC操作压力是约30kPa(225mm Hg)或更低。
HEC基本可以在任意操作温度下进行，所述任意操作温度足够高以分离AP物流50，但也足够低以使AP的二聚最小化。HEC操作温度将根据HEC操作压力而变化。HEC操作压力为约1-30kPa，HEC操作温度通常为约250℃或更低。
在一个实施方案中，HEC 20是包含一定理论塔板数的蒸馏塔。理论塔板数可以变化。本领域技术人员利用标准程序将能够确定最佳塔板数。
在一个实施方案中，HEC 20包含约20块或更多理论塔板。在一个实施方案中，HEC 20包含约30块或更多理论塔板。在一个实施方案中，HEC 20包含约80块或更少理论塔板。在一个实施方案中，HEC20包含约50块或更少理论塔板。
在脱除苯乙酮物流50之后剩余的HEC重物质22包含焦油和重质尾部馏分。HEC重物质22通常在HEC 20塔底离开HEC 20，或作为侧线馏分在HEC 20塔底附近离开HEC 20。可以确认HEC重物质22中的某些组分。但HEC重物质22通常包含未确认的高沸点化合物。通常，HEC重物质22不进行附加处理。在一个实施方案中，将HEC重物质作为燃料燃烧，以为所述过程自身或其它过程提供热量。
APRC
在一个实施方案中，AP物流50进入AP回收塔(APRC)30。AP物流50包含AP、AP-苯酚共沸物和其它杂质。APRC 30在有效从粗AP物流50中分离出精制后的AP物流60的APRC共沸蒸馏条件下操作。在一个实施方案中，精制后的AP物流60是基本纯的AP产品。
在一个实施方案中，精制后的AP物流60作为塔顶馏出物物流离开APRC 30。在一个实施方案中，精制后的AP物流在APRC 30塔顶离开APRC。在一个实施方案中，精制后的AP物流60在APRC 30塔顶附近作为侧线馏分离开APRC 30。精制后的AP物流60的纯度将根据多种因素变化。相关的因素包括例如APRC 30中的塔板数、填料的数量和种类(如果存在)以及共沸蒸馏条件。
APRC共沸蒸馏条件通常包括塔底温度、塔顶温度和塔顶操作压力。APRC温度足够高以分离出精制后的AP物流60，但也足够低以使AP的二聚最小化。
AP物流50包含一种或多种AP-苯酚共沸物。表1反映了在不同压力下，多种AP-苯酚共沸物的预计沸点。从表1中可以看出，随着APRC 30的操作压力降低，AP的沸点和多种AP-苯酚共沸物的沸点之间的温差增大。也就是说，利用较低的APRC操作压力更容易分离和需要更少的理论塔板完成分离：
在一个实施方案中，APRC操作压力为约0.1kPa或更高。在一个实施方案中，APRC操作压力为约30kPa或更低。在一个实施方案中，APRC操作压力为约10kPa或更低。用于工业目的APRC压力的下限预期为约1kPa，虽然例如利用更高的真空设备和低温冷凝介质，更低的压力例如0.1kPA是可能的。
精制后的AP物流60中AP的量趋向于对热量输入敏感。如果向再沸器施加过多的热量，则精制后的AP物流中不希望的芳烃杂质量可能增加。趋向于随AP一起分馏的不希望的芳烃杂质包括例如不希望的芳族醇。不希望的芳族醇包括例如二甲基苯甲基醇(DMBA)和乙基甲基苯甲基醇(EMBA)。在一个实施方案中，精制后的AP物流基本不含不希望的芳烃杂质。
在一个实施方案中，其中APRC塔顶操作压力是约3-15kPa，APRC塔顶温度通常是约140℃或更低。
在一个实施方案中，APRC共沸蒸馏条件还包括质量回流比为1.8或更高，基于回流流量相对于AP物流50的流量计。在一个实施方案中，质量回流比为约2或更高。在一个实施方案中，质量回流比为约5或更低。
理论塔板数可以变化。本领域技术人员将能够利用标准程序确定最佳塔板数。
在一个实施方案中，APRC中的理论塔板数为约10或更高。在一个实施方案中，APRC中的理论塔板数为约20或更高。在一个实施方案中，APRC中的理论塔板数为约60或更低。在一个实施方案中，APRC中的理论塔板数为约40或更低。
通常，精制后的AP物流60中AP的量为约95wt％或更多，基于精制后的AP物流的总重量计。在一个实施方案中，精制后的AP物流60中AP的量为98wt％或更多。在一个实施方案中，精制后的AP物流60中AP的量为99.9wt％或更多。
APRC还产生APRC重物质24。APRC重物质24通常是APRC 30的塔底物流和/或侧线馏分或塔底附近物流。APRC重物质24通常包含AP、苯酚、AP-苯酚共沸物和较高沸点的杂质。在一个实施方案中，将所有的或一些APRC重物质物流24循环至苯酚生产过程。在一个实施方案中，将所有的或一些APRC重物质24循环至CPC。在这些实施方案中，使APRC重物质24的循环部分通过CPC 10、AEC 20和APRC 30。这允许附加苯酚回收以及AP精制和捕集。
两次分离
在另一个实施方案中，省略了HEC塔20。在该实施方案中，所述方法包括两次分离。图3中示例性描述了该实施方案。
在该实施方案中，将粗苯酚重物质80加入“最终塔”230。在一个实施方案中，粗苯酚重物质包含约3wt％或更多的苯酚。在一个实施方案中，粗苯酚重物质80包含约10wt％或更多的苯酚。在一个实施方案中，粗苯酚重物质80包含约30wt％或更少的苯酚。在一个实施方案中，粗苯酚重物质80包含约15wt％或更少的苯酚。
最终塔230在有效生产最终塔塔顶馏出物物流260、最终塔中间物流224和最终塔重物质222的最终塔共沸蒸馏条件下操作。
通常，最终塔塔顶馏出物物流260对应于图2中的精制后的AP物流60；最终塔重物质222对应于图2中的HEC重物质22；和最终塔中间物流224对应于图2中的APRC重物质24。在一个实施方案中，最终塔重物质222作为燃料燃烧。在一个实施方案中，将最终塔中间物流224循环回苯酚生产过程。在一个实施方案中，将最终塔中间物流224循环回CPC 10。将最终塔中间物流224循环回苯酚生产过程允许回收粗苯酚重物质80中存在的大部分苯酚。
最终塔共沸蒸馏条件包括最终塔塔底压力为约1kPa或更高。在一个实施方案中，最终塔塔底压力为约6kPa或更高。在一个实施方案中，最终塔塔底压力为约50kPa或更低。在一个实施方案中，最终塔塔底压力为约20kPa或更低。
最终塔共沸蒸馏条件包括最终塔塔顶压力为约0.1kPa或更高。在一个实施方案中，最终塔塔顶压力为约5kPa或更高。在一个实施方案中，最终塔塔顶压力为约45kPa或更低。在一个实施方案中，最终塔塔顶压力为约19kPa或更低。
最终塔共沸蒸馏条件还包括理论塔板数。理论塔板数可以变化。本领域技术人员将能够利用标准程序确定最佳塔板数。
在一个实施方案中，共沸蒸馏条件包括理论塔板数为约30或更高。在一个实施方案中，理论塔板数为约40或更高。在一个实施方案中，理论塔板数为约80或更低。在一个实施方案中，理论塔板数为约60或更低。
在一个实施方案中，AP物流基本不含不希望的芳烃杂质。如前文所解释的，趋向于随AP一起分馏的不希望的芳烃杂质包括例如不希望的芳族醇。不希望的芳族醇包括例如DMBA和EMBA。
到达和离开多个分离器的供应物流和离开物流的数目可以根据多个因素变化。例如供应和/或离开物流的数目可以随着到达氧化法的进料的组成、所需的精制后的AP产品的组成变化和/或其它组成考虑而变化。
参考以下实施例将更好地理解本发明，所述实施例仅是示例性的和不应理解为限定性的。
实施例1
将在AP回收操作期间从CPC塔作为塔顶馏出物产生的粗苯酚物流与不包括AP回收的示范运行的最后阶段期间产生的相同物流进行比较。
将之前收集的罐装粗苯酚重物质装入混合容器中、共混并与一部分包含富含苯酚的AP-苯酚共沸物的循环APRC塔底产物组合。将该混合物加入CPC。将同时来自粗苯酚重物质中的任意过量苯酚以及来自AP-苯酚共沸物分离的粗苯酚在CPC中作为塔顶馏出物取出和罐装用于之后的处置。
在完全中试装置的正常操作期间，从CPC作为塔顶馏出物取出的粗苯酚物流中的AP浓度维持在小于10ppmw AP下。在AP回收期间，粗苯酚物流中的AP浓度范围较高，通常为10-50ppmw AP。该差别一部分与到达CPC的进料的组成的总差异和不存在通常在CPC上段中通行并支配分离的大苯酚馏分有关。在AP回收期间，该流量仅是它的正常8+lb/hr(3.6+kg/hr)流量的微小部分[0.2lb/hr(0.1kg/hr)-0.3lb/hr(0.14kg/hr)]。塔进料组成的这种差异最可能解释作为塔顶馏出物从CPC中取出的粗苯酚物流中看到的略高的AP浓度。应理解，在启动AP回收装置之后，CPC中的进料位置应较低以补偿进料中较高的AP浓度。
粗苯酚重物质具有低的苯酚含量(约5-10wt％的苯酚)，和直接加入HEC。HEC中进行的分离名义上是在AP和HEC重物质之间进行，但是实际上是在AP-苯酚共沸物和其余更重的主要杂质(可能是乙基苯基酮(也称为苯丙酮))之间进行。实际上，为了确保随AP和苯酚一起携带最少的重质污染物，HEC利用离开所述塔塔底的一些小AP净滑流进行操作。AP的净滑流通常＜1wt％的HEC塔底产物物流中AP浓度。该小AP滑流表示AP小的净损失，为了确保良好的AP产品纯度，这是可接受的。大部分AP和苯酚作为塔顶馏出物或塔顶附近馏出物从HEC取出，和将纯(neat)的重质尾部馏分作为HEC重物质取出。将HEC重物质罐装用于之后的研究。
将包含AP和苯酚的HEC塔顶馏出物导入容器，和由容器导入APRC。APRC具有短的消毒区，和可能取出轻馏分排放物并减少侧线AP产品物流的轻馏分污染物。对于粗苯酚物流中发现一些组分的结果在下表中给出：
| 组分 | AP与Demo的比 | AP回收平均值(ppmw) | Demo运行平均值(ppmw) |
| 苯酚 | 1.0 | 94.37 | 95.72 |
| α-乙基苯乙烯 | 0.3 | 61 | 187 |
| 3-苯基-2-戊烯 | 0.2 | 41 | 166 |
| 总饱和C5苯 | 6.7 | 126 | 19 |
| 顺式-2-苯基-2-丁烯 | 0.9 | 792 | 894 |
| 乙酸苯基酯 | 35 | ||
| 2-甲基苯并呋喃 | 0.4 | 47 | 106 |
| 2-乙基苯并呋喃 | 2.3 | 172 | 76 |
| 不饱和C5苯 | 0.3 | 11 | 32 |
| 苯乙酮 | 12.3 | 42 | 3 |
虽然组成数据存在一些变化，但是痕量物种的浓度都是低的且相当类似。前述结果表明AP回收看起来没有驱使物种在粗苯酚物流中从粗苯酚塔塔顶吹扫出来。
HEC塔顶馏出物中发现比苯酚轻的化合物，这说明在几个塔集油槽中发生裂化或分解反应，大概是因为在高温下长的停留时间导致。考虑到中试装置中使用的电再沸器具有比真实工业规模设备数量级更大的内部体积，这并不令人惊讶。此外，某些较重的物种例如二聚体(AMS-二聚体、AMS-AES二聚体1)和某些其它反应性物种看起来消失了。可能由于中试装置中更长的停留时间和/或更高的温度而发生的醇醛缩合或其它反应，假定中试装置中达到的产品回收率和纯度可能优于工业规模下可达到的那些。
调节塔顶和塔底产物物流流量以与进料形成闭包，和没有测量净新鲜进料组成(罐装粗苯酚重物质)，从而根据平衡估计苯酚和AP的组分进料流量(1b/hr)，达到完美的闭包。物料平衡和组成数据包括可能形成或反应消失的化合物或不适合应用于物料平衡闭包的化合物。然而，AP和苯酚显示出符合整体质量平衡的物料平衡闭包。
基于前述调整后的数据，在确定物料平衡之后，中试装置达到了：(a)高于99wt％的AP回收率，基于净新鲜进料的重量计，和(b)高于95wt％的附加苯酚回收，基于净新鲜进料的重量计。工业装置设计将包括2个吹扫物流，这将可能降低这些回收率。所述两个物流将是(a)从APRC塔顶吹扫出的轻馏分，和(b)从APRC塔底循环的AP-苯酚共沸物物流的吹扫物流。
基于用于确定近似塔板数的塔校准分析的观点，仅考虑稳定操作时间段期间的关键组分和一致的全部组分平衡是足够的。
APRC塔
在三塔AP中试装置运行期间，与组成包含约76wt％AP和18wt％苯酚的APRC塔底产物一起产出组成包含98.3+wt％AP的侧线馏出物。回流-进料比为约2。配置APRC使之在消毒区中含有2ft(0.6m)填料，在侧线位置和进料之间含有3.5ft(1m)填料，和在进料位置之下含有另外的3.5ft(1m)填料。操作压力为2psia(13.8kPa)。获得相对于APRC塔底产物超过99wt％的苯酚回收率，基于实际塔进料和塔底产物流量计。选择重组分2，3-二甲基苯并呋喃(23DMBF)作为未表征材料。通过利用苯酚(侧线中的)作为重关键组分和AP(塔底产物中的)作为轻关键组分，约40理论塔板数的计数匹配了利用回流-进料比为3的关键组分浓度。该***的计算O′Connell总塔效率相对高，在75％下(因为AP和AP/苯酚共沸物之间的低相对挥发性)。按照Aspen塔板命名法，进料位置在塔板20处和侧线在塔板4处(冷凝器＝塔板1)。
在中试装置分析结果中观察到，报告的组分α-甲基苯甲基醇(AMBA)大部分分流至ARPC塔底产物，而Aspen模型显示它将大部分分流至APRC塔顶产物。因此，AMBA可能在包含APRC塔底产物的循环物流中累积。
HEC
HEC中的轻关键组分是苯酚和重关键组分是乙基苯基酮(EPK)。中试装置中使用的HEC在2psia(13.8kPa)下，其中进料口在塔向上的2/3位置处[塔顶之下5′(1.5m)床层和塔底之上10′(3m)床层]。
不能使用替代的重关键2-乙基苯并呋喃(2EBF)，因为它在分析结果中与3-苯基-2-丁酮一起报告。将粗苯酚重物质中浓度为4-5wt％的未知组分模拟为EMBA，以确保它按照中试装置分析结果主要分流至HEC重物质。粗苯酚重物质物流仅含有约90％的确认组分，剩余部分作为重质尾部馏分(TARS)处理。
HEC在对应于回流-进料比为1.5-2.3的10lb/hr(4.5kg/hr)和15lb/hr(6.8kg/hr)的回流流量下操作。编辑两次操作瞬态的组分平衡。在该“高AP回收率”时间段期间，塔在塔底产物中约0.1-0.8wt％的AP(99+wt％回收至塔顶，基于HEC进料的总重量计)和塔顶产物中50-330ppmw的EPK(塔顶产物中回收1-5wt％，基于HEC进料的总重量计)下操作。
进行Aspen模拟，以确定预期匹配在这两次操作瞬态期间塔的性能的理论塔板数。在模拟期间，进料位置维持在与中试装置塔相同的相对位置下，同时增大塔板数和回流流量大约匹配装置值。以这种模式，基于将AP作为轻关键组分和EPK作为重关键组分，确定36-38块理论塔板数将匹配装置数据。因此，HEC的推荐设计点为38块理论塔板数(不包括冷凝器和再沸器)，回流-进料比为2.5。
CPC
利用2-英寸(5.08cm)内径多孔塔板塔，在没有AP回收的条件下分析CPC，获得以下设计点建议：50块塔板，大气压力；回流-进料比为1；和进料位置为塔的中间。
实施例2
如下模拟用于回收和纯化AP的3塔连续蒸馏序列。模拟中，流量参比至粗苯酚塔的进料流量100lb/hr(45.4kg/hr)。
将21磅/hr(9.5kg/hr)含有10wt％AP和80wt％苯酚的CKC塔底产物进料物流(基于CKC塔底产物进料物流的总重量计)以及79磅/hr(36kg/hr)含有84wt％AP和14wt％苯酚的来自APRC塔底的循环物流(基于循环物流总重量计)加入在塔顶压力为15.7psia(108.2kPa)、塔底压力为20.7psia(142.7kPa)和塔底温度为222℃下操作的CPC。将粗苯酚重物质以38lb/hr(17kg/hr)的流量加入在塔顶压力为2psia(13.8kPa)和塔底温度为212.2℃下操作的HEC。从HEC塔底移除10lb/hr(4.5kg/hr)含有4％w AP和0.3wt％苯酚的HEC重质尾部馏分。从HEC塔顶移除28lb/hr(12.7kg/hr)含有88.6wt％AP和9.8wt％苯酚的粗AP物流(基于粗AP物流的总重量计)，并加入在塔顶压力为1psia(6.9kPa)下操作的APRC。从APRC塔顶移除40lb/hr(18.1kg/hr)98wt％的AP物流，基于AP物流总重量计。如上所示，将125lb/hr(56.7kg/hr)含有77wt％AP和22wt％苯酚的APRC塔底产物(基于APRC塔底产物的总重量计)循环至粗苯酚塔。从APRC塔底移除0.9lb/hr(0.4kg/hr)的小的排放物物流。操作条件另外概述于下表中。
| 物流 | 单位 | CPC | HEC | APRC |
| 来自CKC塔底产物的进料 | kg/hr(lb/hr) | 9.5(21) | - | - |
| 总进料 | kg/hr(lb/hr) | 45(100) | 17(38) | 12.7(28) |
| 回流 | kg/hr(lb/hr) | 36.7(81) | 29(64) | 11(25) |
| 塔顶馏出物 | kg/hr(lb/hr) | 36(80) | 12.7(28) | 4(9) |
| 塔底产物 | kg/hr(lb/hr) | 17(38) | 4.5(10) | 8.6(19) |
| 排放物(塔底产物) | kg/hr(lb/hr) | 0.4(0.9) | ||
| 塔顶压力 | kPa(psia) | 7(15.7) | 0.9(2) | 0.45(1) |
| 塔底压力 | kPa(psia) | 9.3(20.6) | 1.1(2.5) | 0.7(1.5) |
| 塔顶温度 | ℃ | 184 | 100 | 116 |
| 塔底温度 | ℃ | 225 | 212 | 130 |
| 塔顶馏出物中的苯酚 | wt％ | 99.9 | 9.8 | 0.4 |
| 塔底产物中的苯酚 | wt％ | 7.2 | 0.3 | 14.2 |
| 塔顶馏出物中的AP | wt％ | 0.001 | 88.6 | 98 |
| 塔底产物中的AP | wt％ | 65.4 | 4 | 84.3 |
前文证明了预计基本上所有的苯酚均存在于CPC和HEC的塔顶馏出物中以及APRC的塔底产物中。前文也证明了预计基本上所有的AP均存在于CPC的塔底产物中以及HEC的塔顶馏出物中。预计一些AP随大部分苯酚一起存在于APRC的塔底产物中，但预计大部分AP和几乎没有苯酚存在于APRC的塔顶馏出物中。
本领域技术人员将认识到可以对本文描述的实施方案进行多种修改。本文描述的实施方案仅用于说明而不应被认为是限定本发明，本发明将在权利要求中进行定义。
Claims (5)
1.一种用于生产苯乙酮的方法，所述方法包括：
处理包括仲丁基苯的一种或多种烷基苯以生产包含苯酚和苯乙酮的进料；
在有效生产粗苯酚重物质的粗苯酚分离条件下，从进料中分离出粗苯酚物流，粗苯酚分离条件包括70-200kPa的粗苯酚操作压力；
在共沸蒸馏条件下，直接从粗苯酚重物质中分离出苯乙酮物流，所述苯乙酮物流包含苯乙酮、苯乙酮-苯酚共沸物和其它杂质，所述共沸蒸馏条件包括1-30kPa的共沸蒸馏操作压力；和
在有效留下苯乙酮重物质的共沸蒸馏条件下，从苯乙酮物流中分离出精制后的苯乙酮物流，所述共沸蒸馏条件包括1-30kPa的共沸蒸馏操作压力。
2.权利要求1的方法，还包括将至少一部分精制后的苯乙酮重物质循环至从进料中分离出粗苯酚物流的步骤或其上游。
3.权利要求1的方法，其中粗苯酚分离条件和共沸蒸馏条件包括足够高以分离粗苯酚物流和苯乙酮物流、但又足够低以使苯乙酮的二聚最小化的操作温度。
4.权利要求1的方法，其中：
粗苯酚分离条件包括250℃或更低的粗苯酚操作温度；和
共沸蒸馏条件包括230℃或更低的共沸蒸馏操作温度。
5.权利要求1的方法，还包括：
在苯乙酮物流中回收粗苯酚重物质中95wt％或更多的苯乙酮；和
回收粗苯酚重物质中存在的90wt％或更多的苯酚。
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