專利名稱：從苯酚中去除丙酮醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)高純苯酚的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及從苯酚中去除丙酮醇以獲得所需高純度的方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)的苯酚生產(chǎn)方法包括將枯烯氧化為氫過氧化枯烯及氫過氧化枯烯在酸催化下分解為苯酚和丙酮。從反應(yīng)產(chǎn)物分離苯酚包括中和酸催化劑及一系列蒸餾和分離步驟。首先從粗產(chǎn)物中蒸餾回收丙酮、未反應(yīng)的枯烯和α-甲基苯乙烯(AMS)等低沸點組分。剩余物質(zhì)被引入到苯酚回收柱，在回收柱中將苯酚從高沸點雜質(zhì)中蒸餾出來。依據(jù)用于回收丙酮、枯烯和AMS所用的蒸餾工藝的不同，蒸餾所得的苯酚除含有殘留量的丙酮、枯烯和AMS外，還含有少量的雜質(zhì)，例如異亞丙基丙酮(MO)、丙酮醇(羥基丙酮)、其它脂族羰基化合物、烯類化合物、苯乙酮、枯烯基苯酚和2-和3-甲基苯并呋喃(MBF)。在例如制備雙酚A等苯酚的某些應(yīng)用中不希望存在這些雜質(zhì)。
MBF在苯酚的某些應(yīng)用中，例如制備作為聚碳酸酯樹脂前體的雙酚A中是一種特別不希望存在的雜質(zhì)。因為具有相近的揮發(fā)性，MBF不能通過分餾從苯酚分離出來。美國專利5,064,507和4,857,151描述了一個有水存在的蒸餾方法(也叫汽提)以減少苯酚中的MBF。然而，因為高能耗和必須使用大型蒸餾柱，該方法在基礎(chǔ)投入和運行費用方面花費很大。美國專利5,414,154描述了利用強酸性離子交換樹脂將NBF轉(zhuǎn)換為高沸點化合物來降低MBF的含量。美國專利5,414,154還表明利用樹脂處理去除MBF的效率隨著溫度的升高而提高。
雖然強酸性離子交換樹脂還能去除所接觸苯酚中的羰基化合物，但丙酮醇會和苯酚反應(yīng)生成更多的MBF。美國專利5,414,154提出了在與樹脂接觸去除MBF前必須將苯酚中的丙酮醇去除(例如用胺處理)。
這種方法雖然有效，但胺處理涉及使用昂貴的試劑，該試劑隨后又必須從苯酚流中去除。
美國專利3,810,946和6,489,519都公開了用酸或酸樹脂處理含丙酮醇的苯酚流以去除丙酮醇。英國專利0 865 677公開了一種從苯酚流中去除丙酮醇的方法，其中所述苯酚流在存在或不存在催化劑下加熱。然而，在所有這些專利中，丙酮醇的去除均是通過和苯酚反應(yīng)生成MBF，隨后將MBF從苯酚流中去除來實現(xiàn)。
歐洲專利0 004 168和美國專利4,857,151公開了從苯酚流中去除丙酮醇的蒸餾方法。然而，這些方法涉及使用成本昂貴的蒸餾設(shè)備。
仍需要一種高效、低成本去除苯酚流中丙酮醇的方法，該方法并不會通過形成大量的額外MBF而反過來影響苯酚的產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了高效、低成本去除苯酚流中丙酮醇的方法。
本發(fā)明的一個實施方案提供了一種高效、低成本去除苯酚中丙酮醇的方法，所述方法包括使含有丙酮醇的苯酚流在約85℃或低于85℃下與酸性樹脂接觸，以將其中的丙酮醇轉(zhuǎn)化為非甲基苯并呋喃的高沸點化合物。然后將苯酚流蒸餾以將苯酚從所述高沸點化合物中分離出來。
本發(fā)明的另一個實施方案中提供一種高效、低成本去除苯酚中丙酮醇的方法，所述方法包括向苯酚流加入堿金屬氫氧化物，使得堿金屬氫氧化物的濃度以苯酚計小于或等于600ppm重量。接著將苯酚流在約175℃以上加熱，以將丙酮醇轉(zhuǎn)化為非甲基苯并呋喃的高沸點化合物。然后將苯酚流蒸餾以將苯酚從所述高沸點化合物中分離出來。
在本發(fā)明的兩個實施方案中，丙酮醇都得到了有效去除，大部分丙酮醇沒有與苯酚發(fā)生反應(yīng)，所以本方法導致MBF生成減少和苯酚產(chǎn)率的提高。


圖1描述了使苯酚流和酸性樹脂在83℃下反應(yīng)以去除其中的丙酮醇。
圖2描述了使苯酚流和酸性樹脂在85℃下反應(yīng)以去除其中的丙酮醇，同時將溫度維持在85℃并沒有生成明顯量的MBF。
圖3描述了用酸性樹脂在85℃處理過的苯酚流在133℃直接與酸性樹脂接觸時生成的MBF。
圖4描述了將丙酮醇生成的高沸點物質(zhì)在低溫條件下用酸性樹脂處理去除后，使苯酚流在134℃與酸性樹脂反應(yīng)可高效去除其中的MBF。 發(fā)明詳述 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以高效、低成本地去除苯酚中的丙酮醇，同時最大程度減少甲基苯并呋喃的生成。去除丙酮醇的處理方法包括低溫條件下用酸性樹脂或高溫條件下用少量的苛性堿處理蒸餾后仍含有丙酮醇的苯酚。通過該處理，粗苯酚中的丙酮醇主要被轉(zhuǎn)化為非MBF的高沸點產(chǎn)物。這些高沸點產(chǎn)物能通過蒸餾從苯酚中分離出來。
去除丙酮醇是隨后高效去除粗苯酚中MBF的關(guān)鍵。眾所周知，在將MBF轉(zhuǎn)化為能從苯酚分離的產(chǎn)物的高溫和酸性條件下，丙酮醇會和苯酚反應(yīng)生成更多的MBF。該反應(yīng)將同時降低苯酚回收率和使得去除產(chǎn)物中MBF的效率變低。
在本發(fā)明的一個實施方案中，使蒸餾后含丙酮醇的苯酚流與酸性樹脂在約85℃或低于85℃接觸以將其中的丙酮醇轉(zhuǎn)化為非MBF的高沸點化合物。酸性樹脂處理后，將苯酚蒸餾從高沸點化合物中分離出來。處理時間和溫度根據(jù)需從粗苯酚去除的丙酮醇的量將作變化。處理時間為5分鐘至1小時。在一個示例性的處理過程中，粗苯酚流和酸性樹脂在約85℃接觸約15分鐘，去除了粗苯酚流中700ppm的丙酮醇。在該實例中只有約12％的丙酮醇被轉(zhuǎn)化成MBF。
優(yōu)選酸性樹脂是固定床的形式，苯酚從該固定床上流過。優(yōu)選苯酚流以每小時1-12倍床體積的速率從樹脂床上流過。
圖1表明在83℃用Amberlyst 36處理苯酚樣品時，該樣品中的丙酮醇迅速從約225ppm重量降低至近0ppm。值得注意的是MBF生成很少。假如所有的丙酮醇都轉(zhuǎn)化為MBF，估計MBF的總濃度是約400ppm重量。與假設(shè)相反，2-MBF和3-MBF合在一起的濃度僅僅是約25ppm重量。圖2也表明了在85℃用Amberlyst 36處理含有約225ppm重量丙酮醇的粗苯酚流所得的結(jié)果。同樣，丙酮醇的含量降低至近0ppm的速度非?？?，同時MBF生成很少。從圖2可進一步看出，在85℃延長接觸時間并不會導致MBF含量的增加。這就表明經(jīng)酸性樹脂處理由丙酮醇生成的重質(zhì)產(chǎn)物在該溫度下穩(wěn)定。
優(yōu)選酸性樹脂處理后的蒸餾是閃蒸，所述閃蒸在減壓條件下進行以避免酸處理過程中形成的高分子量物質(zhì)分解產(chǎn)生MBF。使用真空下的閃蒸還具有避免現(xiàn)有技術(shù)方法中分離苯酚和丙酮醇使用昂貴蒸餾設(shè)備的優(yōu)勢。然而，必須認識到各種蒸餾方法均能在本發(fā)明中應(yīng)用，只要注意避免酸處理過程中形成的高分子量物質(zhì)分解即可。
參考圖3，該圖闡明了避免酸性樹脂處理過程中形成的重質(zhì)產(chǎn)物分解的必要性。圖3表明了在高溫條件下樹脂處理對苯酚流的影響，所述苯酚流已在85℃用酸性樹脂處理將其中的丙酮醇轉(zhuǎn)化成高沸點化合物，但沒有先去除該高沸點產(chǎn)物。如圖中所見，升高溫度導致生成了額外的MBF。這就表明在低溫用酸性樹脂處理形成的高沸點化合物在高溫條件、酸性樹脂存在情況下會分解成原來的丙酮醇，然后所得丙酮醇與苯酚反應(yīng)生成MBF。這不僅導致了苯酚的損失，而且如圖所見，將MBF含量降低到近0ppm重量所需的時間明顯被延長，約為130分鐘。
圖4描述了如下的一個實例，在高溫條件下用酸性樹脂處理苯酚以去除MBF前，先將酸性樹脂處理生成的高沸點化合物通過閃蒸從苯酚中去除。如圖4所示，MBF的含量沒有增加。另外，MBF含量在約10分鐘，而非130分鐘內(nèi)降低至近0ppm。
在本發(fā)明的另外一個實施方案中，蒸餾后含丙酮醇的苯酚流用少量苛性堿在高溫處理可將其中的丙酮醇轉(zhuǎn)化為非MBF的高沸點化合物。同樣，苯酚通過蒸餾從高沸點化合物中分離出來。苛性堿處理所需的溫度至少是175至225℃。優(yōu)選苛性堿以濃溶液形式添加，如以50％重量的濃度添加。在該實施方案中，去除丙酮醇所需的處理時間和溫度依據(jù)所要去除丙酮醇的量和所使用苛性堿的量而異。在一個示例性的處理過程中，在200℃用130ppm苛性堿處理4.5小時，1800ppm丙酮醇降低至小于10ppm。在該實例中，只有3％的丙酮醇被轉(zhuǎn)化成MBF。需要指出的是在高溫條件下使用苛性堿要求所處理苯酚流的水含量較低。用于降低有機物料流(特別是苯酚)中的水含量的各種方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。將丙酮醇從1800和1045ppm降低的其它實例如表1所示。 表1 *水的濃度是1.5％時，時間是2.7小時 處理去除丙酮醇后，如美國專利5,414,154和6,388,144 B1所公開那樣，將苯酚從高沸點化合物中蒸餾出來并在高溫條件下通過酸性樹脂處理去除MBF，上述兩篇專利文獻通過引用將其整體結(jié)合到本文中。
與涉及使用如高端分餾柱等蒸餾設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)方法和使用昂貴的胺類化合物的現(xiàn)有技術(shù)方法相比，本發(fā)明所述的去除苯酚中丙酮醇的方法具有經(jīng)濟高效的優(yōu)勢。另外，本方法同其它使用高濃度苛性堿或依賴于酸性樹脂的多次高溫處理的現(xiàn)有技術(shù)方法相比具有生成MBF少的優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1.一種去除苯酚流中丙酮醇的方法，所述方法包括
將含有丙酮醇的苯酚流在約85℃或低于85℃下與酸性樹脂接觸，以將其中的丙酮醇轉(zhuǎn)化為非甲基苯并呋喃的高沸點化合物，和
蒸餾所述苯酚流從所述高沸點化合物中分離出苯酚。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述蒸餾是閃蒸。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述酸性樹脂為固定床的形式。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述苯酚流以每小時約1-約12倍床體積的速率與所述酸性樹脂接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高效、低成本去除苯酚流中丙酮醇的方法。該方法能去除苯酚流中幾乎全部的丙酮醇，而完全沒有產(chǎn)生另外的甲基苯并呋喃。該方法還避免了使用昂貴的試劑和高成本的蒸餾設(shè)備。
文檔編號C07C39/04GK1942423SQ20058000893
公開日2007年4月4日 申請日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月24日
發(fā)明者T·P·維耶賽克拉 申請人:桑諾克公司(R&M)