CH289988A - Procédé de préparation, par décomposition d'isopropylbenzène-peroxydes, d'un mélange contenant entre autres du phénol et de l'acétone, et de séparation au moins partielle de ce mélange en ses constituants. - Google Patents

Description

  Procédé de préparation, par décomposition     d'isopropylbenzène-peroxydes,        d'un    mélange  contenant entre autres du phénol et de l'acétone, et de séparation au moins partielle de  ce mélange en ses constituants.    Il est connu de préparer des mélanges  contenant entre autres du phénol et de l'acé  tone, par décomposition     d'isopropylbenzène-          peroxydes    à l'aide de catalyseurs acides, et de  séparer au moins partiellement les substances  formées.  



  Dans le procédé de décomposition des     iso-          propylbenzène-peroxYdes    au moyen de cataly  seurs acides, par exemple des     solutions          aqueuses    d'acides minéraux, des acides orga  niques forts tels que les acides     sulfoniques,     des substances d'échange d'ions d'hydrogène  et des terres activées traitées aux acides, il se  forme non seulement du phénol et de l'acé  tone, mais aussi des quantités considérables  d'autres composés tels que     l'alpha-méthylstyro-          lène    et le     cumylphénol.    En conséquence,

   la récu  pération de ces sous-produits est importante et  contribue largement au rendement économique  du procédé.     L'alpha-méthylstyrolène    peut être  utilisé pour la préparation des     polyméthylsty-          rolènes    ou reconverti en     isopropylbenzène    par  une hydrogénation appropriée et renvoyé dans  le cycle d'oxydation pour produire de nou  velles quantités     d'isopropylbenzène-peroxydes     et donner finalement du phénol à partir de  ces corps. Cette hydrogénation est d'autant  plus économique que la concentration en       alpha-méthylstyrolène    est élevée dans la frac  tion soumise à l'hydrogénation.

   Par ailleurs,  le     cumylphénol    est     lui-même    un produit de  valeur, et il peut être aussi décomposé pour    donner des quantités supplémentaires de phé  nol. Le     cumylphénol    se trouve dans le résidu  qui reste après que tous les produits à bas  point d'ébullition ont été éliminés du mé  lange réactionnel de décomposition.  



  La préparation des     isopropylbenzène-per-          oxydes    se fait le plus avantageusement par  oxydation de     l'isopropylbenzène    en phase  liquide, à des températures élevées, au moyen  d'oxygène moléculaire.

   La réaction d'oxyda  tion s'effectue avec le meilleur rendement  quand une partie seulement de     l'isopropyl-          benzène    est convertie en les peroxydes corres  pondants, ces derniers étant constitués prin  cipalement par de     l'hydroperoxyde.    Cette ré  action d'oxydation, par conséquent, donne une  solution     d'isopropylbenzène-peroxydes    dans  de     l'isopropylbenzène    inchangé, et il est très  économique, pour préparer le phénol, de  mettre cette solution en contact avec des  catalyseurs acides pour effectuer la décompo  sition des peroxydes et obtenir du phénol et  de l'acétone.

   Dans ce cas, à côté du phénol,  de l'acétone et du     cumylphénol,    le mélange  réactionnel de décomposition contient de     l'iso-          propylbenzène    qui n'a pas réagi et de     l'acéto-          phénone.     



  La séparation au moins partielle des di  vers composants à partir du mélange réaction  nel de décomposition a déjà été réalisée par  distillation fractionnée. Quand le produit de  décomposition total est soumis à la distillation      fractionnée, après qu'il a été séparé des cata  lyseurs acides, les divers composants peuvent  être séparés dans l'ordre suivant:

   acétone,     iso-          propylbenzène    (s'il est présent dans le mé  lange réactionnel), alpha -     méthylstyrolène,     phénol,     acétophénone    et     cumylphénol.    On a  observé cependant que par distillation frac  tionnée, il arrive très fréquemment que les  quantités     d'alpha-méthylstyrolène    produites  sont très petites, alors que les résidus à haut  point d'ébullition provenant du fractionne  ment augmentent simultanément, ce qui dimi  nue d'une manière appréciable le rendement  en phénol.  



  On a trouvé maintenant que la formation  de résidus à haut point d'ébullition et la dimi  nution des quantités produites     d'alpha-méthyl-          styrolène    et de phénol, lors de la séparation  au moins partielle, par distillation fraction  née, des constituants de mélanges obtenus par  décomposition     d'isopropylbenzène-peroxydes    à  l'aide de catalyseurs acides, sont dues à la  présence d'acides dans le produit de décom  position à distiller, et qu'il est essentiel pour  obtenir de hauts rendements, en particulier en       alpha-méthylstyrolène,    de prendre des dispo  sitions pour que le mélange ait, avant     distil.-          lation,    un pH non inférieur à 5.

   On entend  par là que le pH d'un extrait aqueux du mé  lange à. fractionner par distillation ne doit  pas être inférieur à 5. La détermination du       pH    peut se faire au moyen d'un appareil à  électrode de verre.  



  Dans le procédé qui fait l'objet de la  présente invention, on prépare donc, par dé  composition     d'isopropylbenzène-peroxydes    à  l'aide de catalyseurs acides, un mélange con  tenant entre autres du phénol et de l'acétone,  et sépare par distillation fractionnée au moins  partiellement les constituants de ce mélange,  des dispositions étant prises pour que ce mé  lange ait, avant distillation, un pH non infé  rieur à 5.  



  Quand la décomposition est effectuée sur  une solution     d'isopropylbenzène-peroxydes     dans de     l'isopropylbenzène,    et que le cataly  seur acide utilisé est une solution aqueuse  d'un acide tel que l'acide sulfurique, le pro-    duit de décomposition se sépare au repos en  deux couches. La couche supérieure est de  nature huileuse et contient comme consti  tuants principaux les produits de la décom  position acide catalysée, dissous dans de     l'iso-          propylbenzène.    Après séparation du cataly  seur acide, par exemple par décantation de  la couche aqueuse acide, le produit de décom  position contient aussi des traces adhérant  mécaniquement du catalyseur acide au moyen  duquel la décomposition a. été effectuée.

   Ce  catalyseur peut être pratiquement éliminé du  mélange de décomposition par lavage de  celui-ci avec une petite quantité d'eau. L'eau  de lavage contient alors environ     21/o    de phé  nol et ô     1/o    d'acétone qui peuvent être récu  pérés ensuite. Cependant, on trouve également  dans le     produit    de décomposition des acides  organiques qui sont     solubles    dans la phase  huileuse, de l'acide formique par exemple, et  qui ont un effet fâcheux dans les opérations  de distillation subséquentes. Ces acides orga  niques, qui sont solubles dans     l'isopropylben-          zène,    ont en général produits lors du stade  d'oxydation qui précède la décomposition.

    Jusqu'ici, ces acides étaient pratiquement  neutralisés par addition d'un alcali à     l'isopro-          pylbenzène,    cette addition s'étant révélée avan  tageuse pour la réaction     d'oxydation.    Cepen  dant, les sels alcalins d'acides organiques sor  tent sous forme d'une suspension de l'appareil  où se fait l'oxydation et passent dans l'appa  reil de décomposition où un contact avec le  catalyseur acide utilisé, spécialement si ce  dernier est     unie    solution aqueuse d'un acide  minéral, régénère les acides organiques libres.

    Ces derniers ne peuvent pas être totalement  éliminés de leur solution dans le mélange, à  moins d'utiliser de grandes quantités d'eau  qui, alors, dissolvent aussi le phénol et l'acé  tone, ce qui nécessite la récupération de ces  substances des eaux de lavage.  



  Cette élimination peut se faire complète  ment en utilisant une proportion relativement  faible d'une solution aqueuse d'un alcali tel  que le carbonate de sodium comme agent de  lavage. Les quantités de solution alcaline uti  lisées seront avantageusement réglées de ma-      nièce à être suffisantes pour réagir avec tout  acide libre, pour donner les sels alcalins cor  respondants solubles dans l'eau, mais insuffi  santes pour dissoudre des quantités notables  de phénol.  



  Comme ces acides ou leurs sels alcalins  sont déjà. présents avant que le produit d'oxy  dation soit amené en contact avec le cataly  seur acide, il y a avantage à éliminer ces  acides et ces sels pratiquement complètement  avant ce contact, en soumettant le produit  sortant de l'appareil d'oxydation à un lavage  alcalin. Ainsi, comme ni le phénol ni l'acétone  ne sont présents avant que la décomposition  se soit produite, ils ne peuvent être par con  séquent éliminés par l'eau alcaline de lavage.  Il s'ensuit qu'un isolement de ces composés à  partir de l'eau de lavage n'est pas nécessaire,  et que la quantité d'acide à. éliminer dans la  suite du produit de décomposition est dimi  nuée.  



  Le traitement du produit de décomposi  tion avec un milieu alcalin pour en éliminer  l'acidité est poursuivi jusqu'à ce que le     pli     d'un extrait à l'eau distillée soit non inférieur  à 5, comme indiqué plus haut. Le mélange  est alors soumis à une distillation fraction  née, de préférence sous pression réduite, de  manière que la température du récipient  d'ébullition. n'excède pas 200 C, afin de ré  duire la décomposition thermique du     cumyl-          phénol.    Après séparation de l'acétone et de       l'alpha-méthylstyrolène    par distillation, le  phénol peut être isolé et constituer la fraction  suivante.  



  Après élimination de     l'alpha-méthylstyro-          lène    et du phénol, le résidu contient de     l'acéto-          phénone    et du     cumylphénol.    Ce dernier com  posé phénolique peut être traité par un pro  cédé connu dans le but d'augmenter le rende  ment total en phénol, ou il peut être isolé à  partir de ce résidu.

   Cet isolement peut être  effectué en fractionnant le résidu sous pres  sion réduite, en maintenant assez basse la  température du récipient, de préférence     au-          dessous    de 200  C, afin d'éviter la décompo  sition du     cumylphénol.    Une autre méthode  pour récupérer le     cumylphénol    du résidu à    haut point d'ébullition consiste à extraire le  résidu avec un alcali. Quand la séparation du       cumylphénol    est assurée par distillation, la  décomposition de ce composé est considérable  ment réduite si le résidu est soumis première  ment à une distillation brusque, les vapeurs  résultantes étant condensées et ensuite frac  tionnées à nouveau sous pression réduite.

   On  peut aussi soumettre le résidu à haut point  d'ébullition d'abord à une distillation frac  tionnée à la vapeur, ce qui fait que le phénol  résiduel et     l'acétophénone    sont éliminés avant  le fractionnement du     eumylphénol,    ou son  extraction avec un alcali, permettant ainsi  d'obtenir un produit pur.  



  L'exemple suivant illustre une mise en       ceuvre    du procédé objet de l'invention.    <I>Exemple:</I>  On oxyde 454 kg     d'isopropylbenzène    avec  de l'oxygène, à 130  C, d'une manière conti  nue, de façon que le mélange quittant l'appa  reil contienne     25,31/o        d'isopropylbenzène-          hydroperoxyde.    Le mélange d'oxydation est  envoyé dans un appareil de décomposition,  dans lequel il est mis intimement en contact  avec une solution aqueuse d'acide sulfurique  à     451/o    en poids.

   Après décantation, l'huile,  dont un extrait aqueux présente un pH de 3  environ, est lavée par contre-courant avec  14 kg 982 d'eau, et brassée ensuite dans un  récipient avec une solution aqueuse de carbo  nate de sodium à 5 0/0, de manière qu'un  extrait aqueux de l'huile décantée ait mainte  nant un pH de 7. Cette huile soigneusement  neutralisée est amenée dans un appareil à dis  tillation continue, d'où l'on retire, sous pres  sion normale, de l'acétone ainsi que de petites  quantités     d'isopropylbenzène    et de substances  à bas point d'ébullition.

   Le liquide retiré du  fond de l'appareil est envoyé dans un second  appareil. à distillation continue, dans lequel  on fait distiller la majeure partie de     l'iso-          propylbenzène,    soit 309 kg 628, ainsi que  0 kg 245     d'alpha-méthylstyrolène    et 0 kg 908  de phénol. Cette dernière distillation se fait  sous une pression de 100 mm, la température  n'excédant pas 120  C.

   Le liquide quittant      l'appareil est amené dans un appareil à distil  lation non continue d'où on récupère, comme  première fraction, une petite quantité     d'iso-          propylbenzène    (2 kg 588) et un peu     d'a.lpha-          méthylstyrolène    et de phénol, puis une seconde  fraction consistant en 11 kg 350 de     méthyl-          styrolène    mélangé à 3 kg 768     d'isopropylben-          zène    et 0 kg 908 de phénol. La troisième frac  tion (63 kg 560) est du phénol presque pur.  On récupère finalement comme dernière frac  tion de     l'acétophénone    mélangée à du phénol.

    Le fractionnement entier dans le dernier ap  pareil se fait sous un vide tel que la tempé  rature la plus haute atteinte ne soit pas supé  rieure à 160  C. Le résidu restant dans le  récipient (16 kg 435) est soumis ensuite à  une distillation brusque sous     une    pression de  15 mm de Hg, et le distillat est fractionné à  nouveau sous 5 mm. Le rendement en     cumyl-          phénol    obtenu de cette manière est de     58,91/o     en poids du résidu original. La fraction conte  nant le     cumylphénol    pur bout à 182  C sous  une pression de 99 mm.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de préparation, par décomposition d'isopropylbenzène-peroxydes à l'aide de cata lyseurs acides, d'un mélange contenant entre autres de l'acétone et du phénol, et de sépa ration au moins partielle, par distillation fractionnée, des constituants de ce mélange, caractérisé en ce que des dispositions sont prises pour que ce mélange ait, avant distil lation, un pH non inférieur à 5. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce qu'on lave le mélange susdit avec une solution alcaline en quantité suffisante pour amener le mélange au pH voulu, mais in suffisante pour dissoudre des quantités appré ciables de phénol.

   2. Proeédé selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet à la décomposition un mélange prove nant de l'oxydation d'isopropylbenzène, et contenant, en plus desdits peroxydes, de l'iso- propylbenzène non entré en réaction, ce mé lange d'oxydation ayant été soumis à un la vage, avant la décomposition. 3.

   Procédé selon la revendication, caracté risé en ce qu'on soumet à. la décomposition un mélange provenant de l'oxydation d'iso- propylbenzène et contenant encore, en plus desdits peroxydes, de l'isopropylbenzène non entré en réaction, et élimine au moins en par tie cet isopropylbenzène par distillation avant, d'isoler l'alpha-méthylstyrolène. 4. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'on poursuit la distillation fractionnée et en ce qu'on isole le phénol comme fraction suivante. 5.

   Procédé selon la revendication et les sous-revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'on poursuit la distillation fractionnée sous pression réduite et en ce qu'on isole l'aeéto- phénone comme fraction suivante. 6. Procédé selon la revendication et les sous-revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce que la distillation sous pression réduite se fait à une température inférieure à 160 C. 7. Procédé selon la. revendication et les sous-revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce qu'on règle la pression de manière qu'après élimination de l'acétophénone, il se sépare du cumylphénol, par distillation à une tempéra ture ne dépassant pas 200 C.