BE672051A

BE672051A -

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Publication number: BE672051A
Application number: BE672051A
Authority: BE
Priority date: 1965-07-31
Filing date: 1965-11-08
Publication date: 1966-03-16

Description


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  Procédé pour la production de phénol et d'acétone à partirde cumène. 



   Cette invention a trait à la production de phénol et d'acétone par conversion de cumène par oxydation on   hydropé-   roxyde de cumène, décomposition de   l'hydropéroxyde   en phénol et acétone en présence de cumène non oxydé et séparation,, du mélange de réaction, d'une fraction acétone, d'Orne fraction phénol et d'une fraction contenant du cumène non oxydé. 



   On sait que cette dernière fraction contient des proportions plus ou moins considérables d'alpha-méthylstyrène   (AMS)   s'élevant généralement   jusque     1%   à 20% en poids ou même davantage. Cette fraction no peut donc être recyclée (comma cumène récupéré) au réservoir   d'alimentation   de l'appa- 

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 reil d'oxydation. On soumet donc' habituellement 'cette fraction à un procédé d'hydrogénation propre à convertir en cumène   l'AMS   qui y est contenu.

   Les procédés d'hydrogénation utilisés indus- triellement jusqu'ici à cet effet ne sont ni sûrs ni aisés en raison, du danger sérieux d'hydrogéner le noyau de   l'AMS   et du cu- mène au liou de seule la double liaison se présentant dans la chaîne latérale do   l'AMS.   



   Cette invention vise un procédé perfectionné remarquable essentiellement en ce que la fraction contenant du cumène non oxydé et   l'AMS   est   hydrogénés,   au moyen d'hydrogène moléculaire, dans un lit catalytiquo consistant essentiellement on palladium adsorbé sur du charbon actif granulé, on vue d'ob- tenir du cumène récupéré essentiellement exempt d'AMS, propre à être recyclé au stade d'oxydation (ou bien au réservoir d'ali- mentation de ce stade.)   @   Le pourcentage de palladium, par rapport au char- bon actif de support, est de 1% (de préférence 2%) en poids au moins. Comme limite maximum il ne convient point d'excéder 5% en poids pour des raisons d'économie ainsi ;qu'en raison du fait que des pourcentages plus élevés réduisent la résistance mécani- que du catalyseur.

   La température dans   l'hydrogénateur   peut être la température ambiante   (20 C),   mais pout même s'élever jusqu'à   200 C,   l'intervalle préféré étant do 70 C à 150 C. Le procédé n'exige pas de pressions élevées et l'on peut opérer à la pression atmosphérique, des pressions supérieures à 10 atmosphères environ n'offrant aucun avantage sensible, 

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Dans ces conditions, la sélectivité du procédé d'hydrogéna- . tion est pratiquement totale: de plus le catalyseur, tel que défini ci-dessus, offre encore l'avantage d'être insensible aux impuretés contenues dans le mélange à hydrogéner, telle que eau, acétone, phénol, substances oxydantes, etc... 



   Un catalyseur approprié, disponible sur le marché est dénommé "VA" et est fabriqué par Engelhard Ind. 



   Les résultats les meilleurs s'obtiennent par un lit catalytique fixe ou, de préférence, par plusieurs lits fixes . successifs traversés par le mélange à hydrogéner et ayant avan- tageusement une profondeur croissant dans la direction'de l'é- coulement du mélange. 



   En vue dé maintenir sous contrôle la température du mélan- ge, il suffit d'injecter dans celui-ci, en aval du ou de chacun des lits catalytiques, du cumène froid soutiré du réservoir d'alimentation de l'appareil d'oxydation. Cependant, l'on peut utiliser dans le même but une partie du cumène récupéré, soit du produit d'hydrogénation, en recyclant cette partie à l'hydrogéna- teur au travers d'un échangeur de chaleur réglé convenablement. 



   Le même échangeur peut servir aussi pour refroidir   préalablement   le cumène soutiré du réservoir. 



   Enfin, on a trouvé avantageux d'effectuer l'hydrogénation en présence d'un excès considérable d'hydrogène. L'on préfère un excès représentant 10 à 20 fois la quantité stoochio métrique requise par   l'AMS   présent. 



   Dans les dessins annexés : 

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Là figure 1 montre un schéma général du procédé selon l'invention, et la figure 2 montre le stade d'hydrogénation compris dans la figure 1.. 



   Le cumène est prélevé d'un réservoir 10 par une canalisation 11 et introduit dans un appareil d'oxydation 12 où il est converti en partie par oxydation on hydropéroxyde do cumèno (CHP) au moyen d'oxygène moléculaire (air) insufflé par la conduite 13. L'on obtient ainsi un mélange do   cumène   et de CHP lequel, après une concentration éventuelle dans   un appareil   14, est   ad-   mis dans un décomposeur 15, où le CHP présent est décomposé an phénol et acétone par un.catalysateur, tel que de l'acide sulfurique concentré alimenté en des proportions catalytiques par la ligne 16. 



   Le mélange de décomposition, se composant essentiellement d'acétone, de phénol, de cumène, d'AMS, d'eau et d'acide sulfurique, est neutralisé dans un appareil 17, par échange ionique sur dos résines appropriées, par exemple. Le mélange neutraliseest alors amené à un appareillage indiqué dans son ensemble . par 18, dans lequel s'opère une série de processus de séparation (distillations fractionnées, décantations, etc..) par des moyens connus, par lesquels l'on obtient une fraction d'acétone (Ac), pure ou brute, une fraction do phénol (Ph) pur ou brut, et une    fraction désignée dans le dessin par (Cy+AMS) contenantle cumène .    que l'on désire recycler au réservoir 10. 



   Cette dernière fraction est hydrogénée par de l'hydrogène moléculaire dans un appareillage indiqué dans son ensemble par 

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   19;  relié au réservoir   10   par'une conduite de recyclage 20. 



   ,Dans la figure 2, sa trouve une colonne d'hydrogénation
21 comportant quatre lits catalytiquos fixes Cl, 02, C3,   C4   d'épaisseurs croissantes de haut on bas. Le mélange Cy + AMS à hydrogéner est pompé au   sommât   do la colonne par une conduite
22 contenant des échangours do chaleur 23, 24 et uns vanne de réglage 25. La conduite 26 d'alimentation d'hydrogène se raccor- de à la conduite 22, en amont   de.l'échangeur   23. L'hydrogène et le mélange Cy + AMS parcourent la colonne 22 en équi-courant de haut vers le bas; ils sont d'abord chauffés préalablement dans l'échangeur 23 par le produit d'hydrogénation qui provient du fond de la colonne par la conduite 27, et chauffés ensuite à la température de réaction par de la vapeur d'eau circulant dans l'échangeur   24.   



   Chacun des quatre lits catalytiquos   Cl,   C2, C3, C4 se com- pose de palladium déposé sur du charbon actif granulé. Au-dessous des trois premiers lits catalytiques se trouvent des jets S ali- mentés en cumène froid par une conduite commune 28 par   l'inter-   médiaire de vannes de réglage 29. 



   L'effluent de la colonne s'écoule vers un séparateur 30,   où   l'hydrogène non consommé se sépare du cumène récupéré sensible- ,mont exempt   d'AMS,   L'hydrogène séparé est recyclé vers la con- duite 26 à travers un premier échangeur de chaleur 31, refroidi à l'eau, où se condensent les vapeurs organiques entraînées par l'hydrogène, et un deuxième échangeur de chaleur 32 (chauffé à la vapeur d'eau et servant à maintenir en phase gazeuse les rosi- 

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 dus non condenses de ces vapeurs organiques). Dos   ponpos   et des appareils de réglage appropriés assurant le réglage soit do la circulation de   l'hydrogène   soit do l'appoint nécessaire. 



   Le cumène récupéré est déchargé du séparateur 30 par une conduite 33. Une partie de ce   cumèna   peut être soutirée par uno conduite 34 à travers un   échangour   de chaleur do refroidissement 35 pour être alimenté à la conduite 28 et aux jets S. Une autre partie du cumène récupéré est recyclée au réservoir 10, figure '1, par la conduire 20. Encore une autre partie peut être soutirée, pour des utilisations particulières ,par une conduite 36. Si on le désire, la conduite 34 peut être supprimée et remplacée par une conduite 37., dérivée du réservoir 10 et débouchant dans '   l'échangeur   de refroidissement 35.

   Il y a liou cependant de ro-. marquer que la conduite 34 offre un avantage particulier à savoir la possibilité do recycler à la colonne 21 son effluent dans le cas d'une   hydrogénation   incomplète: l'échangeur 35 dans la condui- réalisé de Manière ' te 28 est   alors / u.   fonctionner on réchauffeur de l'effluent de recyclage pour amener ce dernier à la température do réaction 
Cependant, si on le désire, ce recyclage peut être effectué par la conduite 36 à la pompe d'alimentation 22A do la conduite 22, ou bien des deux manières.

   En tous cas, il est avantageux d'in- tercaler dans la conduite 40, figure 1, reliant les appareillages 
18 et 19, un réservoir   d'attente,   non représenté, pour le mélange à hydrogéner, dans lequel on peut recycler tout ou partio de l'affluent non complètement hydrogéné. 



   Dans un appareil selon la figure 2, utilisant un volume total de 500 litres environ do   catalysateur   VA dans une colonne 
21 ayant six mètres de :.haut et 40 cm do diamètre intérieur, on peut obtenir 1000 litres/heure environ do cumène récupéré pra- 

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 EMI7.1 
 tiqueront pur à partir d'une fraction Cr + AYS à 5?. d'AMS, on opérant à 13O C onviron et sous 3 atmoophbroo environ, par uno circulation d'hydrogène do 180 Nm3/houros

Claims

R E S U M E La présente invention a pour objet un procédé pour la production de phénol et d'acétone par oxydation de cumèna en hydropéroxyde de cumène, décomposition do l'hydropéroxyde en phénol et acétone en présence du cumène non oxydé, ot séparation, durmélange de réaction, d'une fraction phénol, uno fraction acétone et une fraction contenant du cumène non oxydé et-de l'alphaméthylstyrène, le dit procédé étant caractérisé par les points suivants pris isolément pu en.combinaisons diverses.

1- Une partie au moins do la dito fraction contenant du cumène non oxydé et de l'alphaméthylstyrène est hydrogénée, au moyen d'hydrogène moléculaire, dans un lit catalytique con- sistant essentiellement en du palladium adsorbé sur du charbon actif granulé pour obtenir du cumène récupéré sensiblement libre d'alphaméthylstyrène, une partie de co cumène. récupéré au moins étant recyclée au stade d'oxydation.

2- L'hydrogénation est opérée à uno température de 20 C à 200 C, de préférence 70 C à 150 C., sous la pression atmos- phérique ou une pression supérieure.

3.- La pression no dépasse pas 10 atmosphères.

4- Le pourcentage do palladium par rapport au charbon actif est de 1% à 5%, de préférence do 2% à 5% on poids.

5- On utilise un lit catalytiquo fixe.

6- On utilise plusieurs lits catalytiques traversés successivement par le mélange à hydrogénor, la profondeur de ces lits croissant dans la direction d'écoulement du mélange. <Desc/Clms Page number 9>

7- On introduit dans le mélange quittant un au moins des lits ca catalytiques, du emmène froid en vue do contrôler la température du mélange.

8- Le cumèno froid ost soutiré du réservoir d'alimentation du stade d'oxydation.

9- -Le cumèno froid consiste on une partie du cunèno récupère EMI9.1 recycla a l'étage d'hydrogénation.au. travers'd'un' éohangour de 'chaleur.

10- L'hydrogèno moléculaire et le mélange à hydrogène axé. coulent en courants parallèles* 11- L'hydrogénation est opérée par un excès d'hydrogène.

12- L'excès d'hydrogène dépasse 10 fois au moins la quantité EMI9.2 stoechiometrique nécessaire pour .-'hydrogénation do l'alphaméthylstyrène contenu dens le mélange à hydrog6nor. 13- L'hydrogène moléculaire circule ou ..cycle fermé, relié à une source d'hydrogène d'appoint.