[发明专利]从苯酚生产环己酮的方法

说明书

本发明涉及一种用于从苯酚和氢气生产并回收环己酮的工业规模连续方法，所述方法包括：在苯酚氢化反应器中氢化苯酚；在包含至少4个蒸馏段的分离和纯化段[II]中将环己酮与氢化产物流分离；其中在苯酚氢化反应段[I]中产生的反应热中的至少一部分被用于生产蒸汽；并且其中加入所述苯酚氢化反应器中的环己酮与苯酚的摩尔比为0.02至0.10；和/或其中加入所述苯酚氢化反应器中的环己醇与苯酚的摩尔比为0.001至0.10。

本发明涉及在工业规模上从苯酚制备环己酮的连续方法，并且涉及适合用于在工业规模上进行根据本发明的方法的化工设备。

绝大多数环己酮在生产己内酰胺时被消耗，己内酰胺是制备尼龙6的中间体。环己酮和环己醇的混合物用于生产己二酸，己二酸主要被转化为尼龙6，6。此外，环己酮可以用作工业溶剂或作为氧化反应中的活化剂。它也可以用作生产环己酮树脂的中间体。

在20世纪30年代，开始在工业规模上进行环己酮的生产，并且商业生产己内酰胺和尼龙6。自从环己酮的生产量增长以来，现在环己酮的年产量已经超过600万吨。

“工业规模”是指生产速率为每小时至少1000kg环己酮、更优选每小时至少5000kg环己酮、最优选至少10000kg环己酮。

通常通过在苯酚氢化反应器中催化氢化来从苯酚制备环己酮，例如使用铂或钯催化剂。反应可以在液相或气相中进行。[Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology，例如第3版第7卷(1979)第410-416 页；I.Dodgson等″A low Cost Phenol toCyclohexanone Process″，Chemistry &Industry，1989年12月18日，第830-833页；或者MT.Musser ″Cyclohexanol and Cyclohexanone″，Ullmann′s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry(第7版，2007)，(下文中称为″Musser″)。

苯酚氢化成两个主要产物环己酮和环己醇的方法可用以下化学计量方程式描述：

并且

在常规方法中，通常必须在所期望产物的产率(作为苯酚进料的百分比形成的环己醇和/或环己酮)和反应的选择性(作为已经转化的苯酚的百分比形成的环己酮和/或环己醇)之间进行折衷。如上文所确认的出版物中所描述，多个因素在本文中起作用，包括温度、催化剂的选择和氢/苯酚进料比。

用于从苯酚原料制备和回收环己酮的常规方法被描述于Musser或US 3,305,586中。这样的方法由两个或任选地三个部分(段)组成。在苯酚氢化反应段中制备环己酮。在苯酚氢化反应段中，在气相方法中或在液相方法中使新鲜的苯酚流氢化。从该苯酚氢化反应段排出包含氢气和任选地惰性物质(例如氮气和/或甲烷)的气态吹扫流，以及包含环己酮和环己醇、苯酚和副产物的苯酚氢化反应段产物流。在分离和纯化段中，环己酮与苯酚氢化反应段产物流分离。任选地，在环己醇脱氢反应段中，共同产生的环己醇被转化为环己酮。

环己醇脱氢成环己酮的方法可用以下化学计量方程式描述：

通常，这种吸热脱氢反应在气相中进行。多种催化剂可以被应用于这种脱氢反应，包括基于铜和/或锌的催化剂，包括包含CuCrO₄2CuO.2H₂O、 CuMgO、CuZnO、CuCrO、CuCrMnV和ZnO的催化剂。

通常通过蒸馏方法来回收环己酮，作为富含环己酮(通常非常丰富＞ 90重量％)的产物或作为基本上纯的产物(＞99重量％)。为了生产高级尼龙，期望的是纯度为至少99.5重量％、更优选至少99.8重量％的环己酮。