[發(fā)明專利]酚氫化反應(yīng)生成環(huán)己酮的方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610867500.4
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107805189A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建憲;陳宏隆;楊明勛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化學(xué)工業(yè)開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: C07C45/00
• 分類號: C07C45/00;C07C49/403
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司72003
• 代理人: 張福根,馮志云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于一種酚氫化反應(yīng)，尤其關(guān)于通過稀釋用的可燃?xì)怏w調(diào)整酚氫化反應(yīng)的氫氣濃度生成環(huán)己酮的方法。

背景技術(shù)

環(huán)己酮乃生成己內(nèi)酰胺時所需要的一重要中間體，而己內(nèi)酰胺則為形成尼龍-6的重要單體。工業(yè)上環(huán)己酮的制備大多經(jīng)由環(huán)己烷氧化反應(yīng)或是酚氫化反應(yīng)生成。經(jīng)由環(huán)己烷氧化反應(yīng)需要較嚴(yán)苛的反應(yīng)條件，且會生成環(huán)己醇或有機(jī)酸等副產(chǎn)物，造成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率及環(huán)己酮的選擇率皆偏低，所以對于工業(yè)上的制備會有耗能及分離復(fù)雜的問題。至于利用酚氫化反應(yīng)制備環(huán)己酮的方法，其可區(qū)分為由酚為起始物直接生成環(huán)己酮的一步法以及經(jīng)由中間物環(huán)己醇最終生成環(huán)己酮的二步法。相較之下，由酚直接生成環(huán)己酮的一步法對于工業(yè)上能量及成本的損耗具有明顯優(yōu)勢之處在于，二步法中為了進(jìn)行環(huán)己醇去氫反應(yīng)必須給予大量熱能，而且一步法的反應(yīng)可選擇在液態(tài)或是氣態(tài)中進(jìn)行。

在一步法的酚制備環(huán)己酮的過程中，會有環(huán)己醇以及各種不同的副產(chǎn)物生成，故在此制備方法中許多純化的步驟及方法衍然而生。如WO 2009/131769A1、WO 2009/080618A1及WO 2009/080620A1等專利公開案中揭示利用酚氫化制備環(huán)己酮的多重次蒸餾制備方法及純化步驟。另外，US 4,410,741揭示一批次反應(yīng)中利用鎳觸媒與液態(tài)酚混合，通過控制溫度、壓力及反應(yīng)器內(nèi)氫氣與氮?dú)獾谋壤a(chǎn)生環(huán)己酮的制程方法。

然而，在前述專利文獻(xiàn)中，為了克服反應(yīng)本身選擇性不佳的缺點(diǎn)，必須于反應(yīng)后端增加多次蒸餾及純化步驟，或者必須通過改善觸媒活性以提高產(chǎn)物的選擇性。

另外，TW I522341通過導(dǎo)入額外的氮?dú)庠黾赢a(chǎn)能，然而該工藝中的尾氣含有30摩爾％至80摩爾％的不可燃的氮?dú)猓虼藢?dǎo)致尾氣的熱值較低，較難進(jìn)一步利用。

鑒于上述問題，仍有需要開發(fā)一種效率高、合乎經(jīng)濟(jì)價值且可解決商業(yè)應(yīng)用上固有問題的酚氫化反應(yīng)生成環(huán)己酮產(chǎn)物的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在酚氫化反應(yīng)生成環(huán)己酮的制程中，通過導(dǎo)入額外可燃?xì)怏w稀釋氫氣濃度的步驟，除了可增加產(chǎn)能及減少能量消耗，且該工藝中的剩余氣體因大多含有可燃?xì)怏w，具有較高的熱值。

本發(fā)明提供一種酚氫化反應(yīng)生成環(huán)己酮的方法，包括在氫氣、稀釋用的可燃?xì)怏w及包含至少一種第10族金屬的觸媒存在下，使酚進(jìn)行氫化反應(yīng)。

本發(fā)明的制備方法中，除了提供新鮮的氫氣和新鮮的稀釋用的可燃?xì)怏w外，氫化反應(yīng)所需的氫氣濃度可利用壓縮機(jī)，配合該氫化反應(yīng)后所產(chǎn)生的剩余氣體調(diào)整反應(yīng)器中氫化反應(yīng)的氫氣濃度。

本發(fā)明還提供一種酚氫化反應(yīng)生成環(huán)己酮的系統(tǒng)，其包括：

反應(yīng)器，用以令酚與氫氣進(jìn)行氫化反應(yīng)，以生成環(huán)己酮并產(chǎn)生剩余氣體，其中，該反應(yīng)器中含有稀釋用的可燃?xì)怏w；

分離器，連接該反應(yīng)器，以接收并分離該反應(yīng)器所生成的環(huán)己酮及剩余氣體；

壓縮機(jī)，連接該分離器及反應(yīng)器，以將該分離器分離出的剩余氣體的至少一部分循環(huán)至該反應(yīng)器，以調(diào)整該反應(yīng)器中的氫氣濃度；以及

燃燒爐，連接該分離器，用以燃燒該分離器分離出的剩余氣體的一部分，以產(chǎn)生熱能。

本發(fā)明提供的方法是在氣態(tài)酚氫化生成環(huán)己酮的工藝中，利用可燃?xì)怏w調(diào)整反應(yīng)所需氫氣的濃度，不會影響反應(yīng)的進(jìn)行，且可在維持反應(yīng)高轉(zhuǎn)化率的同時提高產(chǎn)物中酮的選擇率。又該工藝中的剩余氣體因大多含有可燃?xì)怏w，具有較高的熱值，可進(jìn)一步利用該剩余氣體作為工藝所需的輔助燃料。此外，本發(fā)明的方法亦可適用于不同屬性的觸媒。

附圖說明

圖1為本發(fā)明酚氫化反應(yīng)生成環(huán)己酮的系統(tǒng)的示意圖；以及

圖2為本發(fā)明酚氫化反應(yīng)生成環(huán)己酮的系統(tǒng)的另一示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1 反應(yīng)器

2 分離器

3 燃燒爐

4 壓縮機(jī)

11、12、13、14、15、16、17、18、19 管線。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用以說明本發(fā)明，本發(fā)明的申請專利范圍并不會因此而受限制。本發(fā)明亦可通過其它不同的實(shí)施方式加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本發(fā)明所揭示的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。

本發(fā)明提供一種酚氫化反應(yīng)生成環(huán)己酮的方法，包括在氫氣、稀釋用的可燃?xì)怏w及包含至少一種第10族金屬的觸媒存在下，使酚進(jìn)行氫化反應(yīng)。

于一具體實(shí)施例中，用于生成環(huán)己酮的酚可為苯酚，且下述的內(nèi)容是以苯酚作為反應(yīng)物為例加以說明。