[go: up one dir, main page]

TWI432410B - 雜質移除之環己酮生產方法 - Google Patents

雜質移除之環己酮生產方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI432410B
TWI432410B TW097149688A TW97149688A TWI432410B TW I432410 B TWI432410 B TW I432410B TW 097149688 A TW097149688 A TW 097149688A TW 97149688 A TW97149688 A TW 97149688A TW I432410 B TWI432410 B TW I432410B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fraction
cyclohexanone
phenol
cyclohexanol
rsp
Prior art date
Application number
TW097149688A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200936553A (en
Inventor
Rudy Francois Maria Jozef Parton
Johan Thomas Tinge
Original Assignee
Dsm Ip Assets Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39428530&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TWI432410(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Dsm Ip Assets Bv filed Critical Dsm Ip Assets Bv
Publication of TW200936553A publication Critical patent/TW200936553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI432410B publication Critical patent/TWI432410B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/17—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • C07C29/19—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds in six-membered aromatic rings
    • C07C29/20—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds in six-membered aromatic rings in a non-condensed rings substituted with hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/006—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by hydrogenation of aromatic hydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C45/82—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F232/00—Copolymers of cyclic compounds containing no unsaturated aliphatic radicals in a side chain, and having one or more carbon-to-carbon double bonds in a carbocyclic ring system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00027—Process aspects
    • B01J2219/0004—Processes in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

雜質移除之環己酮生產方法
本發明係與一種用來由酚製備環己酮的方法，以及一種適合用來實行依據本發明之方法的設備有關。
環己酮可以被用來作為一工業溶劑，或是在一氧化反應中用來作為一活化劑。其也可以在特別是己二酸、環己酮樹脂、己內醯胺、尼龍6或是尼龍6,6的生產過程中，被用來作為一中間產物。
環己酮傳統上係在一酚氫化反應器中藉由催化性氫化作用(舉例來說，使用一鉑或鈀催化劑)而由酚來加以製備。該反應可以在該液相或該氣相中進行。[Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,e.g. 3rd Edition,Vol 7(1979)p. 410-416；I. Dodgson等人“A low Cost Phenol to Cyclohexanone Process”,Chemistry & Industry,18,December 1989,p 830-833；或是M.T. Musser的“Cyclohexanol and Cyclohexanone”,Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (7th Edition,2007),(在下文中稱為“Musser”)，其係可以由http://www.mrw.interscience.wiley.com/emrw/9783527306732/search/firstpage而電子上地取得。
在由酚製備環己酮的過程中，典型地將會形成環己醇(其係被視為可以被用來進一步轉化為環己酮之中間產物)以及各種不同之非所欲的副產物。
該環己酮係典型地藉由蒸餾製程而回收成一富含有環己酮(通常)的產品，或是一基本上為純質的產品()。在蒸餾過程中，液體將會被分為至少二個餾分。在將二個餾分加以比較時，其之一者可以被稱為"較輕"餾分，另一者則被稱為"較重"餾分。在此"較輕"餾分或"較重"餾分，係特別參考以蒸餾作用進行分離時的關係而界定，這些術語在此係於一特定的蒸餾步驟中彼此相對地使用，以將具有較低沸點之餾分(該較輕餾分)與該具有較高沸點之餾分(該較重餾分)加以區分。因此，一特定化合物可以是在第一蒸餾步驟中之一"較重"化合物(主要被發現於該較重餾分中)，並且係為在一第二蒸餾步驟中之一"較輕"化合物(主要被發現於該較輕餾分中)。如一般所知的，將混合物分離為一較重餾分與一較輕餾分之作用並不是絕對的。
一種用於製備並由酚饋料回收環己酮之傳統製程係被概要地顯示於第1圖中。
環己酮係在氫化反應區段(1)中加以製備。
該反應區段尤其包含有一氫化反應器(在其被運用的期間，氫與酚係被供應至其中)，並且其可以包含有額外的設備。舉例來說，如果氫化作用將會在氣相內進行：就可以在區段(1)的上游設置一冷凝器及/或在區段(1)的下游設置一蒸發器，舉例來說，如同在Musser(其之第1圖)或是在美國專利第3,305,586號中所示者。
環己酮、(未反應)酚以及例如環己醇之副產物，通常係使用一些蒸餾區段，而自離開該反應區段之該產物流來加以回收。如在此所使用的，一蒸餾區段係為一包含有蒸餾柱，或是每個均具有相同的功能之數個平行蒸餾柱的設備。此外，該區段可以進一步包含有蒸餾單元之其他典型元件。
在一可選擇的第一蒸餾區段(2)中(該前蒸餾區段，也就是其中環己酮係被加以回收之蒸餾區段的一蒸餾區段上游的第一部分)，例如苯、環己烷、水之較輕成分係被自該反應產物移除，該反應產物係經由導管a 和h 而進入該蒸餾區段(2)，然而環己酮、殘留之酚、環己醇以及其他的副產物，係經由導管b 而以一底端餾分而離開該前蒸餾區段。
此一底端餾分係在一第二蒸餾區段(3)(該主要蒸餾區段，也就是其中該環己酮係被加以回收處)中進行蒸餾。環己酮係在此處以一較輕餾分而自該加工流加以回收。此一蒸餾區段(3)的較重餾分包含有殘留的酚、環己醇、各種不同的副產物，並且大體上仍然含有一些環己酮。此一較重餾分會經由導管c 而離開該蒸餾區段(3)。適當的蒸餾條件係在此技藝中已知的，舉例來說，可以參見美國專利第2,829,166號或美國專利第3,076,810號。殘留的酚、環己醇與環己酮之具有價值的成分，係典型地自該較重餾分加以回收。
環己醇係典型地自此一較重餾分回收，而在一(第一)次蒸餾區段(4)中(次蒸餾區段係代表其中環己酮已經被回收之該主要蒸餾成分的下游)以一較輕餾分來離開該主蒸餾作用。此一也包含有一些環己酮之較輕餾分，係為一富含有環己醇之產物流，其通常包含有至少70wt.%之環己醇，特別是至少80wt.%的環己醇。此一較輕餾分係接著經過導管d 而導引至一環己醇脫氫區段(6)(舉例來說，可以參見Musser，第3.5段)。在環己醇脫氫區段(6)，該環己醇中係被部分地脫氫以形成環己酮。典型地，區段(6)包含有一脫氫作用反應器，並且通常進一步具有一用來將該反應器上游之進料蒸發的蒸發器，以及一用於將離開該反應之產品流冷凝的冷凝器。該離開區段(6)的富含有環己酮之產物流，然後經由導管h 而被導引至前蒸餾區段(2)。
酚會形成部分的該第一次蒸餾區段之該底部餾分。此一底部餾分係經由該導管e 而進料至一進一步的次蒸餾區段(5)，其中主要地為酚以及大體上為一些環己酮與一些環己醇之殘留的有價值成分，係經由導管g 而以較輕餾分來加以回收並送回至該酚氫化區段。來自該最後一個的次蒸餾區段之底部餾分，係典型地經由導管f 來加以排除(例如，將其加以煅燒或是在一鍋爐間中被用來產生蒸氣)。或者，該底部餾分可以被用來作為一例如焦油、柏油、鞋油或是類似物的周邊副產物之廉價原料。
本案發明人已經了解在上述的製程中，該設備之能源消耗(針對一預定的環己酮產能而言)將會隨時間增加。同時，他們發現在該蒸餾區段中之分離效率會隨著時間而降低。因而，其之產能會隨時間減少而成本會隨時間增加。該蒸餾區段甚至可能會成為該環己酮產能之瓶頸。
明確地說，本案發明人發現藉著將該主要蒸餾區段的底部餾分的一部分排出，及/或藉著額外地將次蒸餾區段之任何餾分排出，將可以減少能源消耗並增加分離效率。該被排出的餾分通常會被丟棄。然而，基於各種不同的理由，該排出作用係為非所欲的。在該被排出的餾分中，可利用之產物(環己酮及/或環己醇及/或酚，後兩者係為環己酮的前驅物)將會被浪費。此外，該排出餾分將會造成環保負擔。
本發明之一目的係要提供一種用於製備環己酮的方法，其中將可以克服或至少減低一或更多個上述缺點。
本案發明人已經發現，在一種藉著氫化作用來將酚轉變為環己酮的製程中，可以藉著以特定的方式來重新導引該加工流(也就是，將該產物流的一特定餾分導引至一不同的生產製程，該餾分係包含有環己酮與除了環己酮以外之一或更多其他的有用物質，以及進一步的非所欲副產物)，來減少能源消耗及/或改良產能而不需浪費可觀數量之有用產物。該有用物質係典型地選自於環己醇與酚。
本發明尤其係以上述之現存缺點，係由於特別是雙環己烷之非所欲副產物而存在與所導致之見解為基礎，其中該非所欲的副產物已經被發現會在以酚進料為基礎之傳統環己酮設備中累積，因為此等副產物之至少一顯著餾分，係存在於典型地會在該設備中循環回收的一或更多餾分中。
由於這些產物係易於在第1圖所概要顯示之傳統製程中累積，因而此等副產物(特別是雙環己烷)係在下文中被稱為"回收副產品"(RSP)。此等副產物在達成穩定狀態之前，甚至可能會累積至係為一或更多的物流之大約10wt%的程度。雙環己烷通常會構成這些(回收)副產物的主要餾分。該等術語，"RSP"、"進一步的副產物"以及"非所欲的副產物"係在此特別被用來代表一例如雙環己烷之副產物，其在如第1圖所示之環己酮生產製程中係易於累積。
在未侷限於理論下，酚係被認為是在例如第1圖所示之以酚作為進料的環己酮製程中之RSP累積現象中，扮演了重要的角色。
"累積"係代表由該製程所形成的此等副產物(在例如酚氫化反應器中)，係至少會開始比由第1圖所概要地顯示之製程中所移除者更多。
特別是，一種少量形成(舉例來說，一基於該酚進料係為少於1wt.%的含量，特別是一基於該酚進料係為少於0.5wt.%的含量)之易於累積的產物(或是產物混合物)，可以是一非所欲的副產物(或是非所欲副產物之混合物)，而其會在第1圖所概要顯示之製程中，累積到在一加工流中(舉例來說，在加工流c及/或e)係為超過5wt%的濃度之穩定狀態，而因此該累積現象會在區段(4)及/或區段(5)中造成問題。
本案發明人已經進一步了解，該設備並不需要間斷地(或是持續地)抽出並將例如環己酮、環己醇與酚之有用物質丟棄，或是設立額外的回收設備來回收一或更多的此等有用物質，以避免特別是雙環己烷的RSP累積至一有害的程度。特別是，本案發明人已經了解其可以將來自於酚的環己酮產物，與另一用來製備所感興趣之化學物質的製程結合，其中通常會在以酚進料為基礎的該環己酮生產設備中累積之RSP，可以在不產生無法接受之影響下，便利地由該其他製程中所產生之感興趣的重要物質中移除。
因此，本發明係與一種用於在一第一製程中由酚製備環己酮的方法有關，該第一製程係為一種使用一催化劑的環己酮生產製程，該催化劑包含有至少一種選自於鉑和鈀之具催化活性的金屬，該方法包含有
a)將酚氫化以形成一包含有環己酮、酚，以及包括有環己醇與回收副產品(RSP)之副產物的產物流；
b)將該產物流中之至少一部分，或是一或更多具有比環己酮更低之沸點的成分都已經自其中移除的該產物流中之至少一部分，運用蒸餾作用而分離成一包含有環己酮的第一餾分以及一包含有酚、環己醇與RSP的第二餾分；
c)運用蒸餾作用來將該第二餾分分離成一富含有環己醇(較佳地包含有至少70wt.%，更佳地為至少80wt.%的環己醇)並且包含有RSP的第三餾分，以及一富含有酚(較佳地包含有至少65wt.%的酚)並通常包含RSP的第四餾分；並且
d)連續地或間斷地將該富含有環己醇並且包含有RSP的第三餾分之至少一部分導入一第二製程中，在該第二製程中RSP係自環己醇移除並且/或者環己醇之一轉化產物會在該第二製程中形成。
該富含有環己醇之第三餾分，尤其可以是在該蒸餾步驟中所提供之該第三餾分的較輕餾分。
較佳地，將至少一部分的在步驟c)中之富含有環己醇並包含有RSP的該第三餾分導入一第二製程內的步驟，係在該至少一部分係已經以一脫氫製程來加以處理之後才進行。
本發明係進一步與一種用於在一第一製程由酚製備環己酮的方法有關，該第一製程係為一種使用一催化劑的環己酮生產製程，該催化劑包含有至少一種選自於鉑和鈀之具催化活性的金屬，該方法包含有
a)將酚氫化以形成一包含有環己酮、酚，以及包括有環己醇與回收副產品(RSP)之副產物的產物流；
b)將該產物流的至少一部分，或是一或更多具有比環己酮更低之沸點的成分都已經自其中移除之該產物流的至少一部分，運用蒸餾作用而分離成一包含有環己酮的第一餾分以及一包含有酚、環己醇與RSP的第二餾分；
c)運用蒸餾作用來將該第二餾分分離成一富含有環己醇(較佳地包含有至少70wt.%，更佳地為至少80wt.%的環己醇)並且通常包含有RSP的第三餾分，以及一富含有酚(較佳地包含有至少65wt.%的酚)並包含RSP的第四餾分；並且
d)連續地或間斷地將該富含有酚並且包含有RSP的該第四餾分之至少一部分導入一第二製程中，在該第二製程中RSP係自酚移除，並且/或者酚之一轉化產物會在該第二製程中形成。
在此一製程中之該第四餾分通常係藉著蒸餾作用而至少部分地進行一進一步的分餾作用，藉此可以形成一包含有酚與RSP的較輕餾分(第五餾分)，其-依據本發明之一具體例-係至少部分地在之後被導入該第二製程內。該富含有較重餾分之較小的第六餾分通常會被排除。應該要瞭解的是"連續地或間斷地將該富含有酚並且包含有RSP的該第四餾分之至少一部分導入一第二製程中"，這個術語的意義也包括有該第五餾分係被至少部分地導入該第二製程內。
當在此形容一物流、一產物或是其他的組成物係"富含有"一特定的成分時，其通常代表此一成分係為主要的成分，且該成分係特別地以超過50wt%的濃度來存在。
依據本發明，全部或一部分的該富含有RSP之第三餾分、全部或一部分的該富含有RSP之第四餾分，係被分別地導入一第二製程內。該第三餾分、該第四餾分係可以被分別連續地或間斷地直接導入該第二製程內。在至少一些具體例中，將0.01wt%或更多的該第三餾分、第四餾分，分別地導入一第二製程，係足以減少在該第一製程中之自酚生產環己酮的能源消耗及/或增加其之產能。特別是，至少0.02wt.%、至少0.05wt.%、至少0.1wt.%、至少0.2wt.%或是至少0.5wt.%之該第三餾分、該第四餾分，可以被分別地導入一第二製程內。尤其是，為了大幅減少能源消耗及/或大幅增加產能，其係較佳地將至少1wt.%、至少2wt.%或是至少5wt.%之該第三餾分、該第四餾分，可以被分別地導入一第二製程內。高達100wt.%之該第三餾分、該第四餾分可以被分別地導入該第二製程內。更佳地，10-100wt.%、或是25-100wt.%，又更較佳地為50-100wt.%之該第三餾分、該第四餾分，可以被分別地導入該第二製程內。
在一具體例中，該第二製程係為一環己烷氧化製程，其中環己酮及/或環己醇係由環己烷所產生。在一具體例中，該第二製程係為一環己醇脫氫製程，其包含有使用一其中環己醇，係至少部分地轉換為環己酮之環己醇脫氫部分，其之後在第二製程中，環己酮係自剩餘的環己醇以及該來自第一製程的進一步副產物中分離。
在一具體例中，該第二製程係為一己二酸生產製程，其中環己酮及/或環己醇係被轉換成己二酸。應該要注意的是，US-4306944揭露一種用於將酚氫化為環己酮之製程，並顯示(在第1圖中)一種其中物流"20"並未被回收的參考習知技藝製程，因為此一作法會在該系統中立即導致極端的環己醇形成，其反而是將其完全地饋入己二酸生產製程內。然而，US-4306944的發明係針對於介紹在第一蒸餾管柱中之環己醇和環己酮的混合物之副產物流的移除作用。US-4306944並未教示或建議與RSP有關之任何的問題或是此等問題之解決方式。
在一具體例中，該第二製程係為一種用於製備一酚甲醛樹脂的製程。
本發明進一步係與一種適合於實施依據本發明的方法之化學設備有關，該設備包含有至少一環己酮生產裝置，以及至少一除了環己酮生產裝置與用於己二酸之生產裝置以外的進一步設備，其中該環己酮生產裝置係包含有
-一酚氫化反應區段(1)；
-數個至少為區段(3)、(4)以及任擇地(5)之蒸餾區段，其等係位在該酚氫化反應區段(1)下游，並用於將該酚氫化反應區段(1)的產物流分離成一第一餾分與一第二餾分，並將該第二餾分分離成一第三餾分與一第四餾分；
-一由該環己酮生產裝置至一用於製備化學物質的進一步裝置的出口(舉例來說，如在第2A、2B、3A、3B和4圖中所例示之d 及/或d2 、h 及/或h2 、g 及/或g2 )，其中該出口係被架構以將該第三或該第四餾分之至少一部分導入不同的裝置。
如上所述，該第四餾分通常係藉由蒸餾作用而至少部分地進行一進一步的分餾作用，藉此可以形成一包含有酚與RSP之較輕餾分(該第五餾分)，其-依據本發明之一具體例-係在之後被至少部分地導入該第二製程內。該富含有較重餾分之較小的第六餾分通常會被排除。再一次，應該要瞭解的是"至少部分的該第四餾分"，這個術語的意義也包括有該第五餾分係被至少部分地導入該第二製程內。
較佳地，該設備包含有用於將來自於蒸餾區段(4)的該第三餾分中之至少一部分的環己醇轉換成環己酮，並將該所產生的物流進給至蒸餾區段(2)內之循環回收通路(其包含有導管、脫氫區段(6)以及導管1 )。此外，該設備通常包含有一用於將上述第五餾分之至少一部分，回收至氫化區段(1)內的循環回收通路(其包含有導管)。
較佳地，該設備包含有用於將包含有酚的該第四餾分中之一部分，自該蒸餾區段(5)回收至該氫化區段(1)或是蒸餾區段(2)內的循環回收通路(舉例來說，如在第3A、3B與4圖中所顯示之導管g 及/ 或gl )。此外，該設備通常包含有一用於將該第三餾分之至少一部分回收至蒸餾區段(2)內的循環回收通路(其包含有導管d 、脫氫區段(6)以及導管h )。
較佳地，該進一步的裝置係選自於環己烷化氧化生產裝置、環己醇脫氫裝置，以及酚甲醛樹脂生產裝置。
圖式簡要說明
第1圖概要地顯示一種用於由酚進料製備環己酮的傳統裝置。
第2A和3A圖概要地顯示用於實施本發明之方法的一第一製程之裝置，其中至少一部分之富含有環己醇的餾分係被導引至一第二製程。
第2B和3B圖概要地顯示用於實施本發明之方法的一第一製程之裝置，其中該富含有環己醇之餾分係被導引至一脫氫區段中，而離開該脫氫區段之該流動的至少一部分係被導引至一第二製程。
第4圖概要地顯示用於實施本發明之方法的一第一製程之裝置，其中至少一部分之富含有酚的餾分係被導引至一第二製程。
第5和6圖概要地顯示用於實施本發明之方法的一第二製程之特定具體例的裝置(之細節部分)，其等分別為轉換為己二酸之環己烷氧化製程(第5圖)，以及一以環己烷進料(第6圖)為基礎之環己酮生產裝置。
如習於此藝者所了解的，在第2至6圖中被當做範例而用來例示說明之在下文中被更詳細地討論的該等具體例或是其之一部分，可以被組合以提供本發明之替換具體例。應該要注意的是，在所有這些圖式中，通至數個區段之進料流係以分離的物流來表示，但是習於此藝者顯然可知的是，進料至一區段內之物流，可以在進入該區段內之前被加以結合，或者可以被分別地進入該等區段。舉例來說，進料至一區段內之物流可以在該蒸餾柱之不同水平處來導入一蒸餾柱內。
該酚之氫化作用在基本上係可以任何方式(在氣相或液相中)來進行，舉例來說，以在Kirk-Othmer之Encyclopedia of Chemical Technology 3rd Edition,Vo17,1979 p.410-416；I. Dodgson等人之“A low Cost Phenol to Cyclohexanone Process”,Chemistry & Industry,18,December 1989,p830-833；GB 890,095；Hancil與Beranek之Chem. Eng. Sci.,25,1970,p.1121-1126；或Sakai等人之Nippon Kagaku Kaishi,5,1972,821-829；Musser(在Ullmans’s中，參見上文)；US 2,829,166或是US 3,076,810中所描述或引用之任何技術為基礎。該氫化反應區段可以包含有一用於將離開一其中會進行氫化作用之反應器的該物流，加以回收之內部回收流。離開該氫化反應區段之產物流，一般係包含有環己酮、環己醇、酚與通常包括有雙環己烷之RSP。
該蒸餾步驟可以用在此技藝中已知之方法來達成。適當的蒸餾條件可以例行地由習於此藝者以普通的一般知識，並選擇一些例行的測試為基礎來決定。特別是，習於此藝者可以參考在此所引用的習知技藝。
如上所述，本發明的製程包含有環己酮的合成作用，以及一些特別是用來回收環己酮之蒸餾步驟。
大體而言，該第一餾分係富含有環己酮，並且相較於該產物流係富含有環己酮。較佳地，該第一餾分係包含有至少99wt.%之環己酮，更佳地係為至少99.8wt.%之環己酮。
該第二餾分包含有選自於環己醇和酚之至少一化合物(通常係為兩者都有)，以及進一步的RSP(特別是雙環己烷)。大體而言，該第二餾分相較於該產物流係富含有一或更多的這些化合物，然而該第二餾分係具有一比該產物流更低之環己酮濃度。
第2A和2B圖概要地顯示用於實施依據本發明之方法的第一製程之環己酮生產裝置。一酚氫化反應區段(1)係具有一用於酚之入口以及一用於氫之出口(其等可以是同一個或是不同個)，以及一用於該產物流(其包含有環己酮、選自於酚與環己醇之至少一有用化合物(通常係為兩者都有)，以及例如雙環己烷之RSP)之出口a ，以將該產物流導引至一或更多的蒸餾區段(2),(3),(4)。
出口a 可以被直接地連接至一蒸餾區段(3)(以回收環己酮)，或是連接至一選擇性的前蒸餾區段(2)。前蒸餾區段(2)可以存在以移除一或更多具有低於環己酮之沸點的化合物。其可以有利改善該環己酮的回收作用。
如果一前蒸餾區段(2)係存在的話，一導管b 係被架構以將一包含有(通常係富含有)環己酮-進一步包含有酚及/或環己醇，加上RSP-之餾分的出口，自該前蒸餾區段(2)連接至一主要的蒸餾區段(3)，以將環己酮自其他的該等化合物分離。
導管b 係典型地被架構以將一較重餾分(就在或是於接近該餾分的蒸餾單元底部附近處所取得者)導引至該主要蒸餾區段(3)。主要蒸餾區段(3)可被用來回收環己酮。在此，環己酮可以一較輕餾分來加以回收，然而酚及/或環己醇，加上特別是雙環己烷之RSP係為一較重餾分的主要成分。導管c 可以大體上被架構，以將後面的區段直接地導引至該第二製程內(其將在下文中被更詳細地討論)。雖然在其對於該進一步製程的效能沒有無法接受的損害下，其等在原理上都可以被進料至同一進一步製程中，由於該後面的餾分通常包含有環己醇與酚，其係較佳地進行一其中環己醇與酚係被彼此分離之次蒸餾作用。
在一較佳的具體例中，一第一次蒸餾區段(4)係被提供，以經過導管c 來將進入蒸餾區段(4)之該進料(來自蒸餾區段(3)之較重餾分)，分離進入一富含有環己醇的餾分以及一富含有酚的餾分內。在此，其可以形成一富含有環己醇之較輕餾分(導管d 係被提供以作為一出口)，以及一富含有酚之較重餾分(d 係被提供以作為一出口)。RSP可以是在富含有環己醇之餾分中的主要成分、在富含有酚之餾分中的主要成分，或是大約平均地分佈至兩個餾分中。這些餾分中之任一者(或是其等之一部分)可以被導引至一第二製程內，只要該餾分係包含有例如雙環己烷之RSP。其也可以將一個餾分(或是其之一部分)導引至一第二製程，並將另一者(或是其之一部分)導引至一第三製程，以製備一所感興趣的物質。
較佳地，蒸餾區段(4)係具有一用於將該富含有環己醇之該餾分-該餾分進一步包含有一例如雙環己烷之RSP-的至少一部分，導引至一第二製程的導管d 。參見下文，導管e 可以是離開該裝置的出口，或者可以被架構以將區段(4)的殘餘物導引至一進一步的次蒸餾區段(5)。
可選擇地，該(第一)環己酮生產裝置係具有一用來將部分的該第三餾分(經由導管d 而離開區段(4))循環回收至區段(1)、(2)或(3)之通路。第2A和2B圖顯示二個較佳之具體例。在第2A圖中，導管d 係被分為導管d1 和d2 ，其中d2 係被架構以允許該第三餾分或是其之一部分被導入至該第二裝置內，而其中d1 通常係被架構以將餾分4的一部分導引至一脫氫區段(6)內，以將環己醇部分地轉換為環己酮。在此一具體例中，導管h 中係被架構以將離開該脫氫區段(6)之該物流的至少一部分，導引至任何一蒸餾區段內，其係較佳地為區段(2)(如果其存在的話)或是區段(3)。
在第2B圖中，導管d 可以被分為一導管d1 和d2 ，如在被第2A圖所例示之具體例中，其等係被架構以將來自蒸餾區段(4)之一較輕餾分導引至脫氫區段(6)。在此，該脫氫區段係具有一用於脫離脫氫區段(6)之物流的導管h 。導管h 可以被分為一導管h1 和h2 。在此，h1 係如在第2A圖所描述之h 來加以架構，而h2 係被架構，以允許離開脫氫區段(6)的物流或是其之一部分，可以被導入該第二裝置內。
用來實施一種其中環己醇係被導引至一第二製程內的方法之特別較佳的裝置，係被顯示於第3A和3B圖中。物件1、2、3、4、6與導管a、b、c、d、e、h (包括有d1 、d2 、h1 、h2 )係如第2A和2B圖所描述的。導管d 或是d2 (-如果其存在的話-)係被用來將該富含有環己醇的餾分(-該餾分進一步包含有例如雙環己烷之RSP-)或是其之一部分，導引至該第二製程的裝置內。在第3A和3B圖中，一第二次蒸餾區段(5)係被用來回收酚。導管e 係被用來將來自次蒸餾區段(4)之該富含有酚的餾分導引至一次蒸餾區段(5)，以得到進一步富含有酚的餾分(相較於區段(5)之該進料)，其係典型地為一較輕餾分。在一依照第3B圖之裝置中，離開脫氫區段(6)之該物流或是其之一部分係藉著導管h2 而被導引至該第二製程。
較佳地，在本發明之進一步的具體例中，導管g 係被提供以將該進一步富含有之該餾分的至少一部分(而其可能仍然包含有非所欲之RSP)，導引至該酚氫化作用反應器以使其被轉化為環己酮。
導管g 也可以被架構以將來自於次蒸餾區段(5)之該富含有酚的餾分或是其之一部分，導引至一第二製程內。第4圖顯示一種具體例，其中導管g 被分為至少二個導管()，其中至少一(g1 )係被用來將酚回收至區段1，而至少一(g2 )係被用來將酚進給至一第二裝置內(未顯示)。
因此，其也可以藉著選擇分離條件來提供RSP的移除作用，以使得非所欲的副產物係存在於一富含有酚之餾分中。此一餾分可以被導引至一不同的製程，以自酚製備一例如酚樹脂之所感興趣的物質。
次蒸餾區段5可以進一步包含有一用於剩餘餾分(其係典型地為一較重餾分)之出口。通常，此一餾分可以被進一步加工(例如用來製備一像是焦油、瀝青、柏油、鞋油等等之產物)、加以煅燒或是將其另外丟棄。
在特別是例如雙環己烷之RSP的非所欲副產物，係經由導管g (或者g2 )而自該系統移除並導引至一不同的生產製程內的情況中，導管d 可以被架構以將來自蒸餾區段(4)之該富含有環己醇的餾分，進料至一環己醇脫氫區段(6)，以將環己醇部分地轉換為環己酮。脫氫區段(6)可以具有一導管h ，其可以被架構以將離開脫氫區段(6)的該物流，導引至蒸餾區段(3)、或是蒸餾區段(2)(如果其存在的話)。任擇地，導管d 或導管h 係被分離以使得離開區段(4)的物流之一部分，可以被導引至一用於第二製程之第二裝置內(相較於第2A和2B圖)。該第二裝置可以是與一具有導管g (或是g2 )的出口之裝置相同或不同者。
如上文所指明的，在一依據本發明的方法中至少一包含有有用物質(環己醇及/或酚)與例如雙環己烷的RSP之餾分，係被導入一第二製程內，並且係選擇性地導入一進一步的製程內。
在依據本發明的該第二或進一步製程(或各別的第二或進一步裝置)中，
大體上任何其中RSP係(可以分別地)由該等製程中所產生之所感興趣的化合物(其等係分別可以在該等裝置中產生)中移除的製程(或各別裝置)，都可以被使用。明確地說，任何其中環己醇或酚係為適合用來產生所感興趣之物質的試劑之此等製程與各別的裝置都可以被使用(其中環己醇或酚係為一適當的溶劑，或者環己醇或酚係為所感興趣的物質)。該第二製程(或各別的裝置)，因此可以是一用於生產所感興趣之其他物質的製程(或各別的裝置)，或者其可以是一種其中環己酮係(可以分別地)以不同的方式來生產之製程(各別的裝置)，特別是由一不同的起始化合物(舉例來說從環己烷)來生產者。
一般認為其可以實質上避免或至少相當程度地減少因此所導致之非所欲副產物(特別是雙環己烷)的累積現象。因此，其可以避免或至少減少將不僅包含有RSP還具有相對具有價值化合物之加工流餾分排出的需求，而同時可以維持所欲之低能源消耗量及/或所欲的高產能。
一般尤其認為，即使最初會發生此等非所欲的副產物之任何的累積現象，然而其終將會達成一其中此等非所欲之副產物的該形成速率與其等之該移除速率，成為相同的穩定狀態，以使得此等非所欲副產物之該穩定狀態濃度，會實質上低於一如上所描述之傳統製程。大體而言，相較如第1圖所示之傳統製程，該穩定狀態濃度係低到足以減少能源消耗及/或改良環己酮產能。尤其是，一依據本發明之製程可以在沒有由例如雙環己烷之RSP所導致之實質上擾亂該製程效率的情況下進行。
因此，其不再需要為了要移除RSP之排流作用，或者至少可以相當程度地增加在兩個排流作業之間的持續時間。在未侷限於理論下，該特別是雙環己烷的RSP之穩定狀態濃度，係被認為比起相對製程會是至少低10倍，其係較佳地為至少低50倍或甚至是至少低100倍。
在一具體例中，該包含有源自於該環己酮生產設備(用於由酚製備環己酮)之環己醇與RSP(例如雙環己烷)的餾分，可以被導入至其中會產生環己醇及/或環己酮之環己烷氧化設備(其係為第二裝置之一具體例)內。該餾分大體而言可以被進料至該環己烷氧化設備之任何部分內，舉例來說進料至一環己烷氧化反應器內、進料至一環己烷蒸餾區段內、進料至一脫氫區段內，或是進料至一純化區段內，其中該反應產物流可以被分離成一富含有環己酮及/或環己醇的餾分，以及一包含有(大部分為)RSP的餾分內。在該純化區段中(其通常為一蒸餾區段)，環己酮/環己醇均係被回收(在使用蒸餾作用時其係以較輕餾分來回收；在該等二者都需要以不同的餾分來回收之情況中，其通常至少要使用二根蒸餾管柱)。來自該第一環己酮生產製程之RSP，係為在該殘餘餾分(如果使用蒸餾作用的話，其係為一較重餾分)中之(主要)剩餘物。
該環己烷氧化製程(裝置)可以例如是在Musser(在Ullman’s Encyclopedia中，參見上文)所描述或參考的製程(裝置)為基礎，其之內容(特別是第2和3圖以及其之說明)係被併入以供參考。
在一具體例中，該第二製程係為一用於製備己二酸的製程。己二酸係為是一有用的試劑，尤其是在用於例如生產例如聚醯胺(尼龍6,6)之聚合物時。在該己二酸相關設備中，一環己醇與環己酮的混合物係被轉化為己二酸。適當的轉化製程通常係為在此技藝中所已知的，並且係包括有例如一以硝酸及/或氧氣進行之反應。該己二酸可以例如藉著結晶、萃取或蒸餾作用，而自非所欲的副產物(例如雙環己烷)來分離，或者可以在該製程中被加以轉化。此一製程可以是例如在以Ullmanns Encyklopdie der technischen Chemie,4th Edition,Volume7,p.106-109(其之內容係在此被併入以供參考，特別是第1圖以及其之說明)，或是在Kirk-Othmer之Encyclopedia of Chemical Technology,thirdedition,Volume 1,p.510-523中所描述的製程為基礎。
第5圖概要地顯示一用於己二酸生產裝置之特別適合的設計，其中環己烷係被氧化成包含有環己醇與環己酮之混合物。此一裝置包含有一用於將環己烷氧化的反應區段(7)。一導管i 係被提供以將該反應產物導引至一分離區段(8)(例如一蒸餾區段)，其中未反應環己烷(較輕餾分)可以自可能存在之環己醇/環己酮(較重餾分)(以及在區段(8)係為一蒸餾區段之情況下之其他較重餾分)分離。一回收通路j 被提供以將未反應環己烷回收至反應區段(7)。一導管k 係被提供以將該較重餾分導引至該己二酸生產區段(9)。來自第一製程的導管d 、d2 、h 或h2 也可以被架構，以將其之內含物導入區段(9)內。RSP可以在未引起無法接受的問題下被導入該第二製程內。
在一具體例中(例示於第6圖中)，該富含有環己醇並包含有RSP(例如雙環己烷)之第三餾分，係被導入(經過導管d 、d2 、h 或h2 )以環己烷進料為基礎之環己酮生產設備之環己醇脫氫作用部分內，其包含有其中環己醇係被部分地轉換為環己酮之脫氫區段(10)。該脫氫區段(10)具有一用於將該離開該脫氫區段的物流，導引至一分離區段(11)的一導管l ，其中來自於該環己酮生產設備(其係以環己烷進料為基礎)的環己烷氧化區段之環己醇與環己酮的粗混合物，係被純化以生產純環己酮。任擇地，一前蒸餾區段係被架構於脫氫區段(10)與分離區段(11)(未顯示)之間。藉著該前蒸餾區段，較輕餾分可以被移除(比較在第1至4圖中之區段(2))。
該分離區段(11)係較佳地包含有一用於將環己酮以一較輕餾分來回收，而將剩餘的環己醇與RSP以一較重餾分來回收之蒸餾區段。一導管m 係被提供以將剩餘之環己醇和RSP導引至後分離區段(12)。此一區段(12)係被用來將環己醇有效地自特別是雙環己烷的RSP分離。較佳地，一導管n 係被架構以將環己醇回收至脫氫區段(10)。後分離之區段(12)係較佳地包含有一用來將環己醇以一較輕餾分而自在一較重餾分中之例如雙環己烷的RSP分離之次蒸餾區段。
在一具體例中，其中該第二餾分係包含有酚與RSP(例如雙環己烷)，該第二製程(該第二餾分係被導入其中)可以特別是一被用來製備一酚醛樹脂之製程。舉例來說，此等製程可以如在Kirk-Othmer的Encyclopedia of Chemical Technology,third Edition,Volume 17,p.390-399中所描述之製程作為基礎。
本發明現在將以下列範例來加以例示說明。
具體例：常用設備
該比較具體例係以在第1圖中所概要顯示之裝置為基礎。該等依據本發明之具體例，係以在第3A和4圖中所概要顯示之裝置(如其所指出者)為基礎。該反應區段(1)包含有一氣相酚氫化反應器，其包含有一鈀氫化作用催化劑(在碳上有1%Pd，Na-摻雜)。脫氫區段(6)包含有一氣相環己醇轉換器。該蒸餾作用係為傳統型式。
下列之主要流程係如下所示：
氫氣進料與酚進料係被導入該反應區段(1)中。
該離開反應區段(1)的產物流包含有環己酮、環己醇、酚以及包括特別是雙環己烷之RSP的副產物。蒸餾區段(2)的該底端流b 包含有環己酮、環己醇、酚以及包括特別是雙環己烷之RSP的副產物。
蒸餾區段(2)的頂端流('流出')包含有例如苯、環己烷與水之較輕化合物。
蒸餾區段(2)的底端流c 包含有環己酮、環己醇、酚與包括特別是雙環己烷之RSP的副產物。
區段(3)之的頂端流包含有經純化的環己酮。
蒸餾區段(4)的底端流(通過導管e)包含有環己酮、環己醇、酚與包括特別是雙環己烷之RSP的副產物。
在該比較實驗中，蒸餾區段(4)的頂端流係經由導管d 被進料至脫氫區段(6)。此一流出物尤其包含有環己醇、環己酮以及副產物。在脫氫區段(6)中，環己醇係被轉化為環己酮。該物流h 包含有環己酮、環己醇與包括特別是雙環己烷之RSP的副產物。
在本發明的製程(其之結果係在此藉由數學模擬而獲得)，在第3A圖中的區段(4)之頂端流係經由導管d 和d2 離開而該裝置(至一不同的裝置以進行第二製程)。
蒸餾區段(5)的底部流(經過導管f )係包含有酚、環己酮、環己醇與副產物(幾乎沒有任何的RSP)。
區段(5)之經由導管g 而進料至反應區段(1)的該頂端流，尤其係包含有酚、環己酮、環己醇與包括特別是雙環己烷之RSP的副產物。在本發明的製程中，在第4圖之區段(5)的頂端流係經由導管g 和g2 而離開該裝置(至一不同的裝置以進行第二製程)。
比較例
該穩定狀態情況係基於在一傳統的以酚進料為基礎之環己酮生產設備中所得到的質量平衡來加以模擬。
此一裝置係以平均環己酮產能為34000公斤/hr來進行運作。蒸餾區段4之整個頂端流係被輸送至一環己醇脫氫區段(6)(第1圖)。
在此一設備中之雙環己烷的形成速率係大約為每小時0.20公斤。在任何的該酚進料流中、該氫進料流、該離開蒸餾區段(2)之環己酮流，或是離開環己酮生產設備之蒸餾區段(2)的較輕流出物中均未發現雙環己烷。
經由物流d 而離開區段(4)之雙環已烷的數量與在進料至區段(4)(物流c )之雙環己烷的數量之比率為0.167-0.333。
在特定的時刻，通至區段(4)(流出物c )之該進料流係為5500公斤/hr，其中大約250公斤/hr係為雙環己烷。
在同樣的時刻下，雙環己烷經由物流f 而自此一設備移除速率是0.023公斤化。因此，在離開區段(5)(物流f )的較重餾分中之雙環己烷的數量與在區段(4)(物流c )的進料中之雙環己烷的數量之比率大約為0.0001，也就是如第1圖所示，基本上所有的雙環己烷都會在該設備中循環回收。
在區段(5)的較輕餾分(物流g )中之雙環己烷的數量與在區段(4)的進料c 中之雙環己烷的比率係為0.833-0.667。
如同在本發明說明書之發明背景中所描述的，在沒有額外的排除作用之傳統的連續設備作業下，在通至區段(4)之進料(物流c )中的雙環己烷數量將會持續地增加，而因此在在區段(5)的底部餾分中之雙環己烷的移除速率會不斷地增加(物流f)，直到該雙環己烷的移除速率與該雙環己烷的生產速率相等。
在穩定狀態情況下，雙環己烷在區段(4)的進料(物流c )中之流速係大約為2000公斤/hr。因此，在這些穩定狀態下進料至區段(4)(物流c )的總進給量為7250公斤/hr，而雙環己烷含量為重量的27.6%。如在上述說明中所描述的，其係在沒有額外的排除作用之傳統的連續設備作業下進行模擬，
在針對第1圖進行討論時，90%之此一穩定狀態(物流c 的流速係為7050公斤/hr，而其中1800公斤/hr係為雙環己烷)，將會在該設備被啟動之後的2年的運作時期達成。在實務上，此一情況將永遠無法達成，因為在較低之雙環己烷含量下，區段(4)就將會超載、能源消耗將會增加，而分離作用將會變得更差。
依據本發明之具體例
上述所顯示之由在一傳統的以酚進料為基礎之環己酮生產設備中所得到的質量平衡而獲得之基本資料係被運用，但是現在部分的或是整個物流係被輸送至一依據本發明的第二製程。
具體例1
在此一具體例中，該穩定狀態之雙環己烷流係以來自該區段(4)之該頂端流d ，係如第3A圖所概要顯示的完全導入一第二製程內來加以計算。
雙環己烷脫離該第一製程之出口係為離開區段(4)之該頂端流d以及區段(5)之底端流f 。
穩定狀態之雙環己烷濃度係在該雙環己烷流入這些出口的總量，係等於雙環己烷之生產率的時候達成。
該穩定狀態流係隨著在物流d 的中之雙環己烷與在物流c 中之雙環己烷的比率而定，其係介於0.167與0.333之間。
在該比率係為0.167的情況中：在物流c 中之雙環己烷的穩定狀態流係為0.20/(0.167+0.0001)=1.20公斤/hr。
在該比率係為0.333的情況中：在物流c 中之雙環己烷的穩定狀態流係為0.20/(0.333+0.0001)=0.60公斤/hr。
因此，在這些情況下穩定狀態之總進料c 係介於5251.20公斤/hr(5250+1.20公斤/hr)與5250.60公斤/hr(5250+0.60公斤/hr)之間。
此一進料最大包含有1.20/(5250+1.20)=0.023wt.%之雙環己烷。
因此，在該製程中所形成之雙環己烷的該穩定狀態流係被大幅減低。
具體例2
在此一具體例中，該最大之雙環己烷流係以三分之一的離開區段(4)之該頂端流d 係被導入一第二製程(也就是物流d2 )，而其之三分之二(物流d1 )係被導入區段(6)，在區段(6)中至少一部分的該環己醇會被加以脫氫並導回至區段(2)(第3A圖)。
雙環己烷脫離該第一製程之出口係為物流d2 (離開區段(4)的頂端流之一部分)以及區段(5)的底端流f 。
穩定狀態之雙環己烷濃度，係在該雙環己烷流入這些出口的總量等於雙環己烷之生產率的時候達成。
該穩定狀態流係隨著在物流d 的中之雙環己烷與在物流c 中之雙環己烷的比率而定，其係介於0.167與0.333之間。
在該比率係為0.167的情況中：在物流c 中之雙環己烷的穩定狀態流係為0.20/(0.333*0.167+0.0001)=3.59公斤/hr。
在該比率係為0.333的情況中：在物流c 中之雙環己烷的穩定狀態流係為0.20/(0.333*0.333+0.0001)=1.80公斤/hr。
因此，在這些情況之下，該最大的總穩定狀態進料c 係為5253.59公斤/hr(5250+3.59公斤/hr)。
此一進料最大包含有3.59/(5250+3.59)=0.068wt.%之雙環己烷。
因此，其顯示將來自第一次蒸餾作用之頂端流的較小餾分導引至一第二製程內，係足以大幅地減少在該製程中所形成的雙環己烷穩定狀態流。
具體例3
被導入一第二製程內之頂端流d (第3A圖)的餾分d2 的進一步還原反應的效果係以類似方式加以計算。在此一具體例中，該最大的雙環己烷流係以低達2wt.%之自區段4離開的頂端流d 係被導入一第二製程(也就是物流d2 )，而98wt.%係被導入區段(6)的情況來加以計算，在區段(6)中至少部分的該環己醇係被加以脫氫並導回區段(2)(第3A圖)。
雙環己烷脫離該第一製程之出口，係為物流d2 (離開區段(4)的頂端流之一部分)以及區段(5)的底端流f 。
穩定狀態之雙環己烷濃度，係在該雙環己烷流入這些出口的總量等於雙環己烷之生產率的時候達成。
該穩定狀態流係隨著在物流d 的中之雙環己烷與在物流c 中之雙環己烷的比率而定，其係介於0.167與0.333之間。
在該比率係為0.167的情況中：在物流c 中之雙環己烷的穩定狀態流係為0.20/(0.02*0.167+0.0001)=58.25公斤/hr。
在該比率係為0.333的情況中：在物流c 中之雙環己烷的穩定狀態流係為0.20/(0.02*0.333+0.0001)=29.56公斤/hr。
因此，在這些情況之下，該最大的總穩定狀態進料c 係為5308.25公斤/hr(5250+58.25公斤/hr)。
此一進料最大包含有58.25/(5250+58.25)=1.1wt.%之雙環己烷。
即使在其中較小餾分係被導入一第二製程內的情況下，該計算過程仍被重複進行。其可以得到以下列之結果：
因此，其顯示即使是僅有非常小之來自一次蒸餾作用的該頂端流餾分係進入一第二製程內，仍會顯著地減少在該製程中所形成的雙環己烷穩定狀態流。
具體例4
在此一具體例中，係以該最大的雙環己烷流以5wt.%的自在第4圖中之區段(5)離開之頂端流d ，來導入一第二製程(也就是物流d2 )，而95wt.%係被導入其中會發生酚氫化作用之區段(1)的情況來加以計算。
雙環己烷脫離該第一製程之出口係為物流g2 (離開區段(5)的頂端流之一部分)以及區段(5)的底端流f 。
穩定狀態之雙環己烷濃度，係在該雙環己烷流入這些出口的總量等於雙環己烷之生產率的時候達成。
該穩定狀態流係隨著在物流g 的中之雙環己烷與在物流c 中之雙環己烷的比率而定，其係介於0.167與0.333之間。
在該比率係為0.667的情況中：在物流c 中之雙環己烷的穩定狀態流係為0.20/(0.05*0.667+0.0001)=5.98公斤/hr。
在該比率係為0.833的情況中：在物流c 中之雙環己烷的穩定狀態流係為0.20/(0.05*0.833+0.0001)=4.79公斤/hr。
因此，在這些情況之下，該最大的總穩定狀態進料c 係為5255.98公斤/hr(5250+5.98公斤/hr)。
此一進料最大包含有5.98/(5250+5.98)=0.11wt.%之雙環己烷。因此，其顯示讓來自一第二次蒸餾作用的頂端流之非常小的餾分進入一第二製程，就足以大幅顯著地減少在該製程中所形成的雙環己烷穩定狀態流。
在其中僅有5wt.%物流g 係被導入一第二製程內之模擬中，該雙環己烷之平衡濃度係被計算而得到0.11wt.%，其係為相當程度之減低現象。
所有依據本發明之具體例均在雙環己烷的穩定狀態流中顯現出顯著的降低現象，其可以在能源消耗與類似數值中提供相當程度的優點。
該計算過程係在其中不同之餾分係被導入一第二製程內的情況下重複進行。其可以得到以下列之結果：
該具體例顯示，依據本發明一包含有雙環己烷的物流可以被完全地或部分地被導入一第二製程內。其可以在較寬的限制內加以選擇，舉例來說在100wt.%至0.5wt.%內或甚至是在低於0.5wt下之此等物流，係可以被導入該第二製程內。
1．．．氫化反應區段
2．．．第一蒸餾區段
3．．．第二蒸餾區段
4．．．次蒸餾區段
5．．．次蒸餾區段
6．．．環己醇脫氫區段
a 、b 、c ．．．導管、物流
d 、d1 、d2 ．．．導管、物流
e 、f ．．．導管、物流
g、g1 、g2 ．．．導管、物流
h 、h1 、h2 ．．．導管、物流
i 、j 、k ．．．導管、物流
l 、m 、n ．．．導管、物流
第1圖概要地顯示一種用於由酚進料製備環己酮的傳統裝置。
第2A和3A圖概要地顯示用於實施本發明之方法的一第一製程之裝置，其中至少一部分之富含有環己醇的餾分係被導引至一第二製程。
第2B和3B圖概要地顯示用於實施本發明之方法的一第一製程之裝置，其中該富含有環己醇之餾分係被導引至一脫氫區段中，而離開該脫氫區段之該流動的至少一部分係被導引至一第二製程。
第4圖概要地顯示用於實施本發明之方法的一第一製程之裝置，其中至少一部分之富含有酚的餾分係被導引至一第二製程。
第5和6圖概要地顯示用於實施本發明之方法的一第二製程之特定具體例的裝置(之細節部分)，其等分別為轉換為己二酸之環己烷氧化製程(第5圖)，以及一以環己烷進料(第6圖)為基礎之環己酮生產裝置。
1．．．氫化反應區段
2．．．第一蒸餾區段
3．．．第二蒸餾區段
4．．．次蒸餾區段
5．．．次蒸餾區段
6．．．環己醇脫氫區段
a 、b 、c ．．．導管、物流
d 、d1 、d2 ．．．導管、物流
e 、f、g、h ．．．導管、物流

Claims (14)

  1. 一種用於在一第一製程中由酚製備環己酮的方法，該第一製程係為一種使用一催化劑之環己酮生產製程，該催化劑包含有至少一選自於鉑與鈀之之具催化活性的金屬，該方法包含a)將酚氫化以形成一包含有環己酮、酚，以及包括有環己醇與回收副產物(RSP)之副產品的產物流；b)將該產物流中之至少一部分，或是一或更多具有比環己酮更低之沸點的成分都已經自其中移除的該產物流中之至少一部分，運用蒸餾作用而分離成一包含有環己酮的一第一餾分以及一包含有酚、環己醇與RSP的一第二餾分；c)運用蒸餾作用來將該第二餾分分離成一富含有環己醇並且包含有RSP的一第三餾分，以及一富含有酚並通常包含RSP的一第四餾分；並且d)連續地或間斷地將該富含有環己醇並且包含有RSP的該第三餾分之至少一部分導入一第二製程中，在該第二製程中RSP係自環己醇移除並且/或者環己醇之一轉化產物係被形成於該第二製程中。
  2. 如請求項1之用於在一第一製程中由酚製備環己酮的方法，其中在步驟d)中將富含有環己醇並且包含有RSP的該第三餾分之至少一部分導入一第二製程內的步驟，係在該至少一部分已經於一脫氫製程中進行處理之後進行。
  3. 如請求項1或2的方法，其中0.5至100wt.%的該第三餾分係被導入該第二製程內。
  4. 如請求項1或2的方法，其中該第二製程係為一其中環己醇及/或環己酮係由環己烷所產生之環己烷氧化製程。
  5. 如請求項1或2的方法，其中該第二製程包含有將環己醇脫氫成為環己酮之作用，且其中在該第二製程中由該脫氫作用所形成的環己酮，係與來自於該第一製程之其餘的環己醇以及RSP分離。
  6. 如請求項1或2的方法，其中該第二製程係為一己二酸生產製程。
  7. 一種用於在一第一製程中由酚製備環己酮的方法，該第一製程係為一種使用一催化劑的環己酮生產製程，該催化劑包含有至少一種選自於鉑和鈀之具催化活性的金屬，該方法包含有a)將酚氫化以形成一包含有環己酮、酚，以及包括有環己醇與回收副產品(RSP)之副產物的產物流；b)將該產物流的至少一部分，或是一或更多具有比環己酮更低之沸點的成分都已經自其中移除之該產物流的至少一部分，運用蒸餾作用而分離成一包含有環己酮的第一餾分，以及一包含有酚、環己醇與RSP的第二餾分；c)運用蒸餾作用來將該第二餾分分離成一富含有環己醇並且通常包含有RSP的一第三餾分，以及一富含有酚並包含RSP的一第四餾分；並且 d)連續地或間斷地將該富含有酚並且包含有RSP的該第四餾分之至少一部分導入一第二製程中，在該第二製程中RSP係自酚移除，並且/或者酚之一轉化產物將會在該第二製程中形成。
  8. 如請求項7的方法，其中0.5至100wt.%的該第四餾分係被導入該第二製程內。
  9. 如請求項7或8的方法，其中該第二製程係為一種用來製備一酚醛樹脂的製程。
  10. 如請求項7或8的方法，其中該RSP係包含有雙環己烷。
  11. 一種適合於實施依據本發明的方法之化學設備，該設備包含有至少一環己酮生產裝置，以及至少一除了環己酮生產裝置或一用於己二酸之生產裝置以外的進一步設備，其中該環己酮生產裝置係包含有-一酚氫化反應區段(1)；-數個至少為區段(3)、(4)以及任擇地(5)之蒸餾區段，其等係位在該酚氫化反應區段(1)下游，並用於將該酚氫化反應區段(1)的產物流分離成一第一餾分與一第二餾分，並將該第二餾分分離成一第三餾分與一第四餾分；-一由該環己酮生產裝置通至一進一步生產裝置的出口，其中該出口係被架構以將該第三或該第四餾分之至少一部分導入該進一步生產裝置。
  12. 如請求項11之化學設備，其包含有一包含脫氫區段(6)之回收通路，該回收通路係用來由蒸餾區段(4)回收部分之包含有環己醇的該第三餾分。
  13. 如請求項11或12之化學設備，其包含有一用於將該包含有酚之來自該蒸餾區段(5)的第四餾分之至少一部分，回收至該酚氫化區段(1)的回收通路。
  14. 如請求項11或12之化學設備，其中該進一步的生產裝置係選自於環己烷氧化生產裝置、環己醇脫氫裝置以及酚甲醛樹脂生產裝置。
TW097149688A 2007-12-20 2008-12-19 雜質移除之環己酮生產方法 TWI432410B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07024766 2007-12-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200936553A TW200936553A (en) 2009-09-01
TWI432410B true TWI432410B (zh) 2014-04-01

Family

ID=39428530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097149688A TWI432410B (zh) 2007-12-20 2008-12-19 雜質移除之環己酮生產方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8389773B2 (zh)
EP (1) EP2231578A1 (zh)
JP (1) JP2011506545A (zh)
KR (1) KR20100099314A (zh)
CN (1) CN101952235B (zh)
EA (1) EA017568B1 (zh)
TW (1) TWI432410B (zh)
WO (1) WO2009080618A1 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009080621A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Dsm Ip Assets B.V. Cyclohexanone production process with modified post-distillation
EP2231577B1 (en) * 2007-12-20 2012-02-08 DSM IP Assets B.V. Cyclohexanone production process with multiple post-distillation
CN103910617B (zh) * 2012-12-28 2018-03-06 Cap Iii 有限公司 利用温和的水性传热介质作为冷冻剂提纯环己酮的连续方法
US9938219B2 (en) 2014-08-15 2018-04-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and system for making cyclohexanone
EP3180303B1 (en) 2014-08-15 2018-07-18 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Process and system for making cyclohexanone
SG11201700431WA (en) 2014-08-15 2017-02-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc Process and system for making cyclohexanone
SG11201700443WA (en) * 2014-08-15 2017-02-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc Process for making cyclohexanone
SG11201700403YA (en) 2014-08-15 2017-02-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc Process and system for making cyclohexanone
US9868687B2 (en) 2014-09-30 2018-01-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for making cyclohexanone
TWI644894B (zh) * 2014-11-10 2018-12-21 卡普三世責任有限公司 用於由酚生產環己酮的方法
MX2017006073A (es) * 2014-11-10 2018-01-11 Cap Iii Bv Procedimiento para la produccion de ciclohexanona a partir de fenol.
TWI691480B (zh) * 2014-12-15 2020-04-21 荷蘭商卡普三世責任有限公司 用來建構用於生產環己酮之設備的方法
US10252968B2 (en) 2015-07-31 2019-04-09 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for making cyclohexanone
WO2017023430A1 (en) 2015-07-31 2017-02-09 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for making cyclohexanone
TWI646076B (zh) 2016-09-09 2019-01-01 中國石油化學工業開發股份有限公司 酚氫化反應生成環己酮之方法
WO2019005276A1 (en) 2017-06-28 2019-01-03 Exxonmobil Chemical Patents Inc. PRODUCTS CONTAINING CYCLOHEXANONE AND METHODS OF MAKING THE SAME
WO2019005274A1 (en) 2017-06-28 2019-01-03 Exxonmobil Chemical Patents Inc. PROCESS FOR PRODUCTION OF CYCLOHEXANONE
WO2019005273A1 (en) 2017-06-28 2019-01-03 Exxonmobil Chemical Patents Inc. PRODUCTS CONTAINING CYCLOHEXANONE AND METHODS OF MAKING THE SAME
CN115382233B (zh) * 2021-05-25 2024-10-29 郓城旭阳能源有限公司 一种环己酮的精馏装置和方法
CN115025722B (zh) * 2022-06-27 2024-03-26 辽阳恒业化工有限公司 一种用一氧化二氮氧化环烯烃生产环酮的设备和方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305586A (en) * 1959-05-15 1967-02-21 Stamicarbon Process for preparing cyclohexanone
US4272326A (en) 1980-01-24 1981-06-09 Allied Chemical Corporation Enhanced distillation of cyclohexanol from phenol with additional cyclohexanone feed
US4306944A (en) * 1980-07-03 1981-12-22 Allied Corporation Cyclohexanone distillation process
JPH06104637B2 (ja) * 1990-04-06 1994-12-21 三菱化成株式会社 シクロヘキサノン及びシクロヘキサノールの混合物から不純物を除去する方法
EP2231577B1 (en) * 2007-12-20 2012-02-08 DSM IP Assets B.V. Cyclohexanone production process with multiple post-distillation
WO2009080621A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Dsm Ip Assets B.V. Cyclohexanone production process with modified post-distillation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011506545A (ja) 2011-03-03
US8389773B2 (en) 2013-03-05
KR20100099314A (ko) 2010-09-10
US20110028763A1 (en) 2011-02-03
EA201001036A1 (ru) 2011-02-28
TW200936553A (en) 2009-09-01
EA017568B1 (ru) 2013-01-30
EP2231578A1 (en) 2010-09-29
WO2009080618A1 (en) 2009-07-02
CN101952235B (zh) 2014-06-04
CN101952235A (zh) 2011-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI432410B (zh) 雜質移除之環己酮生產方法
US8618334B2 (en) Cyclohexanone production process with modified post-distillation
TWI421237B (zh) 具多重次蒸餾的環己酮生產方法
US10294197B2 (en) Purifying method, production method, and distillation apparatus for acrylonitrile
CN106957245B (zh) 通过熔融结晶精细提纯异佛尔酮腈
JP2001199931A (ja) アクリル酸の製造方法
CN104428276B (zh) 从苯酚生产包含环己酮和环己醇的混合物的方法
JP5476774B2 (ja) （メタ）アクリロニトリルの回収方法
CN110746266A (zh) 从1,1,3,3-四氯丙烯生产e-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的方法
EP3331847B1 (en) Process for production of acrylic acid
TWI691480B (zh) 用來建構用於生產環己酮之設備的方法
JP5554419B2 (ja) 炭化水素を酸素によって酸化する方法
WO2022128834A1 (en) Process for the recovery of a light boiler and a heavy boiler from a vapor stream