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課題・解決手段

フェノール水素化反応器中でフェノール水素化させること;少なくとも4つの蒸留セクションを含んでなる分離および精製セクション[II]において、水素化された生成物ストリームからシクロヘキサノンを分離することを含んでなる、フェノールおよび水素からのシクロヘキサノンの製造および回収のための工業規模連続方法であって、フェノール水素化反応セクション[I]において生じた反応熱の少なくともいくらかが、蒸気の製造のために適用され;かつ上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が、0.02〜0.10であり;かつ/または上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比が、0.001〜0.10である、方法。

概要

背景

概要

フェノール水素化反応器中でフェノール水素化させること;少なくとも4つの蒸留セクションを含んでなる分離および精製セクション[II]において、水素化された生成物ストリームからシクロヘキサノンを分離することを含んでなる、フェノールおよび水素からのシクロヘキサノンの製造および回収のための工業規模連続方法であって、フェノール水素化反応セクション[I]において生じた反応熱の少なくともいくらかが、蒸気の製造のために適用され;かつ上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が、0.02〜0.10であり;かつ/または上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比が、0.001〜0.10である、方法。

目的

したがって、上記欠点が克服されるか、または少なくとも軽減される、純粋なシクロヘキサノンを調製するための工業規模での方法を提供する

効果

実績

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請求項1

I)白金および/またはパラジウムを含んでなる触媒の存在下、気体水素によって、フェノール水素化反応セクション[I]において、フェノール水素化反応器中でフェノール水素化させ、更に、これによって反応熱が生じ、そして、そこから水素化された生成物ストリームが放出されること;II)i.第1の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノンより低い沸点を有する成分を除去するステップ;ii.第2の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノンを除去するステップ;iii.第3の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノール豊富な相を除去するステップ;およびiv.第4の蒸留セクションにおいてフェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物を除去するステップ;を含んでなる複数のステップによって、分離および精製セクション[II]において、シクロヘキサノンを前記水素化された生成物ストリームから分離すること;を含んでなる、フェノールおよび水素からのシクロヘキサノンの製造および回収のための工業規模連続方法であって、前記シクロヘキサノンが、5000ppm(重量/重量)未満の含有量のシクロヘキサノールを含有し;前記フェノール水素化反応セクション[I]において生じた前記反応熱の少なくとも一部が、蒸気の生成のために適用され;かつステップiv)において除去されるフェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる前記混合物が、前記フェノール水素化反応セクション[I]に装填され;条件a)またはb):a.前記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が、0.02〜0.10であること;b.前記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比が、0.001〜0.10であることの少なくとも1つが適用されることを特徴とする、方法。

請求項2

前記フェノール水素化反応器に装填されるシクロヘキサノンまたはフェノールの前記モル比が、0.02〜0.10であり、かつ前記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比が、0.001〜0.10であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

請求項3

シクロヘキサノール脱水素反応セクション[III]において、シクロヘキサノールをシクロヘキサノンおよび水素へと脱水素化することをさらに含んでなる、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。

請求項4

ステップI)において放出された前記水素化された生成物ストリーム中において、(シクロヘキサノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が10を超える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。

請求項5

ステップI)において放出された前記水素化された生成物ストリーム中において、(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が10を超える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。

請求項6

前記シクロヘキサノール脱水素反応セクション[III]において製造された水素が、前記フェノール水素化反応セクション[I]に装填される、請求項3〜5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

フェノールが気相プロセスにおいて水素化される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。

請求項8

正味蒸気消費量が、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり蒸気1.5kg未満である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。

請求項9

正味のエネルギー消費量が、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり3MJ未満である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。

請求項10

前記シクロヘキサノンが、2000ppm(重量/重量)未満の含有量のシクロヘキサノールを有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。

請求項11

前記触媒が、アルミナ担体上のパラジウムおよび促進剤としてのNaを含んでなる塩である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。

請求項12

前記触媒が、アルミナ担体上の1重量%パラジウムであり、促進剤として1重量%Na(NaHCO3として)が添加される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。

請求項13

前記プロセスに装填された前記フェノールの98%(モル/モル)より多くが、シクロヘキサノンに変換される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。

請求項14

前記フェノール水素化反応セクション[I]における1パスあたりの選択性が92%より高く、かつ前記フェノール水素化反応セクション[I]における1パスあたりのフェノール変換率が90%を超える、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。

請求項15

I)白金および/またはパラジウムを含んでなる触媒の存在下、気体水素によってフェノールが水素化され、更に、これによって反応熱が生じ、そして、そこから水素化された生成物ストリームが放出される、フェノール水素化反応器を含んでなる、フェノール水素化反応セクション[I];II)i.シクロヘキサノンより低い沸点を有する成分が除去される、第1の蒸留セクション;ii.シクロヘキサノンが除去される、第2の蒸留セクション;iii.シクロヘキサノールが豊富な相が除去される、第3の蒸留セクション;およびiv.フェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物が除去される、第4の蒸留セクション;を含んでなる複数のステップによって、シクロヘキサノンが前記水素化された生成物ストリームから分離される、分離および精製セクション[II];を含んでなる、フェノールおよび水素からのシクロヘキサノンの製造および回収のための工業規模の連続化学プラントであって、前記シクロヘキサノンが、5000ppm(重量/重量)未満の含有量のシクロヘキサノール有し;前記フェノール水素化反応セクション[I]において生じた前記反応熱の少なくとも一部が、蒸気の生成のために適用され;かつステップviii)において除去されるフェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる前記混合物が、前記フェノール水素化反応セクション[I]に装填され;条件a)またはb):a.前記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が、0.02〜0.10であること;b.前記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比が、0.001〜0.10であることの少なくとも1つが適用されることを特徴とする、化学プラント。

発明の詳細な説明

0001

本発明は、工業規模でのフェノールからのシクロヘキサノンの連続調製方法、および工業規模での本発明による方法の実行のために適切な化学プラントに関する。

0002

シクロヘキサノンの圧倒的多数は、ナイロン6の製造における中間体である、カプロラクタムの製造において消費される。主にナイロン6,6に変換されるアジピン酸の製造のために、シクロヘキサノンとシクロヘキサノールとの混合物が使用される。加えて、シクロヘキサノンは、工業用溶媒として、または酸化反応において活性剤として使用することができる。それは、シクロヘキサノン樹指の製造のための中間体としても使用することができる。

0003

1930年代に、シクロヘキサノンの工業規模での製造は、カプロラクタムおよびナイロン6の商業的製造と並列して開始された。それ以来、シクロヘキサノンの製造体積は増大しており、そして最近では、シクロヘキサノンの年産高は6百万トン以上である。

0004

工業規模とは、1時間あたり少なくとも1,000kgのシクロヘキサノン、より好ましくは1時間あたり少なくとも5,000kgのシクロヘキサノン、最も好ましくは1時間あたり少なくとも10,000kgのシクロヘキサノンの生産速度を意味する。

0005

シクロヘキサノンは、従来から、例えば、白金またはパラジウム触媒を使用して、フェノール水素化反応器中での接触水素化によってフェノールから調製される。反応は、液相または気相で実行することができる。[Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,e.g.3rd Edition,Vol.7(1979)p.410−416;I.Dodgson et al.“A low Cost Phenol to Cyclohexanone Process”,Chemistry & Industry,18,December 1989,p.830−833;または、MT.Musser“Cyclohexanol and Cyclohexanone”,Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry(7th Edition,2007)(以後、「Musser」)]

0006

2つの主要な生成物、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールへのフェノールの水素化プロセスは、次の化学量論式によって説明することができる:
C6H5OH+2H2→C6H10O
フェノール水素シクロヘキサノン、および
C6H5OH+3H2→C6H11O
フェノール 水素 シクロヘキサノール

0007

従来のプロセスにおいて、一般に、所望の生成物の収率(フェノール供給の百分率としての形成されたシクロヘキサノンおよび/またはシクロヘキサノール)と反応の選択性(変換されたフェノール供給の百分率としての形成されたシクロヘキサノンおよび/またはシクロヘキサノール)との間に、妥協がなされなければならない。上記刊行物に記載されるように、温度、触媒の選択および水素/フェノール供給比を含むいくつかの要因が、本明細書中役割を果たす。

0008

フェノール供給からのシクロヘキサノンの調製および回収の従来プロセスは、Musserまたは(米国特許第3,305,586号明細書)に記載される。そのようなプロセスは、2または任意に3つのセクションからなる。シクロヘキサノンは、フェノール水素化反応セクションにおいて調製される。フェノール水素化反応セクションにおいて、フレッシュなフェノールストリームが、気相プロセス中または液相プロセス中で水素化される。このフェノール水素化反応セクションから、水素ならびに任意に窒素などの不活性成分および/またはメタンを含んでなる気体パージストリーム(purge stream)、ならびにシクロヘキサノンおよびシクロヘキサノール、フェノールならびに副産物を含んでなるフェノール水素化反応セクションの生成物ストリーム(product stream)が放出される。分離および精製セクションにおいて、フェノール水素化反応セクションの生成物ストリームからシクロヘキサノンが分離される。任意に同時に製造されたシクロヘキサノールは、シクロヘキサノール脱水素化反応セクションにおいてシクロヘキサノンに変換される。

0009

シクロヘキサノンへのシクロヘキサノールの脱水素化プロセスは、次の化学量論式によって説明することができる:
C6H11OH→C6H10O+H2
シクロヘキサノール シクロヘキサノン 水素

0010

一般に、この吸熱脱水素化反応は、気相中で実行される。CuCrO42CuO.2H2O、CuMgO、CuZnO、CuCrO、CuCrMnVおよびZnOを含んでなる触媒を含む、銅および/または亜鉛ベースとする触媒を含む、いくつかの触媒を、この脱水素化反応に適用することができる。

0011

シクロヘキサノンは、典型的に、シクロヘキサノンが豊富である生成物(通常、90重量%以上の非常に豊富)として、また本質的に純粋な生成物(99重量%以上)として蒸留プロセスによって回収される。高品位ナイロンの製造のために、少なくとも99.5重量%、より好ましくは少なくとも99.8重量%のシクロヘキサノンの純度が望ましい。

0012

2008年、Alexandre C.DimianとCostin Sorin Bildea(Chapter 5:“Phenol Hydrogenation to Cyclohexanone”in“Chemical Process Design:Computer−Aided Case Studies”,2008,Wiley−VCH Verlag GmbH&Co.KGA,Weinheim,ISBN:978−3−527−31403−4)は、フェノール水素化反応セクションならびに分離および精製セクションの全蒸気消費量は、生成物1kgあたり1.40kgの蒸気であることを報告した。加えて、シクロヘキサノール脱水素化反応セクションでは生成物1kgあたり0.49MJの高温の熱(1秒あたり4.1キログラムの生成物の製造のために2010kWの熱)が必要とされた。それらの場合、生成物は、98モル%の純度を有するシクロヘキサノンであった。

0013

したがって、それらの場合、フェノールからのシクロヘキサノンの製造では、生成物1kgあたり1.40kgの蒸気および生成物1kgあたり0.49MJの熱が必要とされた。

0014

これらの数値から、それらのプロセスの正味エネルギー消費量は、提示された蒸気消費量数値をエネルギー消費量数値に変換した後に算出することができる。A.C.Dimianらは、158ページ(9行)に、2.083MJ/蒸気1kgの水から蒸気への蒸発エンタルピーを示す。この値を使用することによって、それらのプロセスの正味のエネルギー消費量は、生成物1kgあたり約3.4MJ(=1.40*2.083+0.49)であると表すことができる。

0015

それらのプロセスにおいて必要とされる生成物1kgあたり0.49MJの熱が、蒸気の熱によって提供される場合、それらのプロセスの正味の蒸気消費量を算出することも可能である。次いで、それらのプロセスの正味の蒸気消費量は、生成物1kgあたり約1.6kg(=1.40+0.49/2.083)の蒸気である。A.C.Dimianらによって実行されたエネルギー積算研究は、フェノール共沸混合物オーバヘッド蒸留されない間接的な配列による液体分離のためのフローシートに基づいていることは留意されるべきである。

0016

従来技術による課題は、生成物1kgあたりのフェノールからの純粋なシクロヘキサノンの製造のための正味のエネルギー消費量が高く、かつ生成物1kgあたり約3MJの熱より容易に高くなり得るということである。そして全ての熱が蒸気によって供給される場合、正味の蒸気消費量は、生成物1kgあたり蒸気1.5kgより容易に高くなる。生成物1kgあたりの高い正味の熱の消費量および/または生成物1kgあたりの高い正味の蒸気の消費量は、プロセスのカーボンフットプリントに悪影響を与えるのみならず、シクロヘキサノン製造の変動費にも悪影響を与える。従来技術による追加的な課題は、シクロヘキサノールが生成物中の主要な不純物であるため、得られた生成物が、98重量%とほぼ等しい、わずか98モル%の純度を有するということである。99.5重量%またはさらには99.95重量%の純度を有する生成物への、得られた生成物の追加的な精製によって、生成物1kgあたりの正味の熱の消費量および/または生成物1kgあたりの正味の蒸気の消費量がさらに増加するであろう。

0017

したがって、上記欠点が克服されるか、または少なくとも軽減される、純粋なシクロヘキサノンを調製するための工業規模での方法を提供することが本発明の目的である。

0018

したがって、既知のものよりも低い、生成物1kgあたりの正味のエネルギー消費量を有する、少なくとも99.5重量%の純度を有する純粋なシクロヘキサノンを調製するための方法を提供することが本発明の目的である。そのような方法で製造されたシクロヘキサノンは、改善されたカーボンフットプリントを有し、かつ製造されたシクロヘキサノンの変動費は減少するであろう。加えて、製造されたシクロヘキサノンは、高品位ナイロンの製造のために必要とされる規格を満たす。

0019

上記の欠点は、減少した生成物1kgあたりの正味のエネルギー消費量および/または生成物1kgあたりの正味の蒸気消費量が、少なくとも98%(モル/モル)の供給されたフレッシュなフェノールが生成物(シクロヘキサノン)に変換される方法の、増加した純度を有する生成物の製造と組み合わせる、本発明において解決される。好ましくは、供給されたフレッシュなフェノールの99%以上(モル/モル)が生成物に変換される。なおより好ましくは、供給されたフレッシュなフェノールの99.5%以上(モル/モル)が生成物に変換される。

0020

生成物1kgあたりの正味のエネルギー消費量は、I)フェノール水素化反応セクションにおける高い1パスあたりのフェノール変換率;II)フェノール水素化反応セクションを出る反応混合物中の(シクロヘキサノールに対する)高いシクロヘキサノン比;III)フェノール水素化反応セクションにおける高い1パスあたりのシクロヘキサノンへの選択性;そしてIV)シクロヘキサノンの製造、回収および精製方法、ならびに任意にシクロヘキサノールの脱水素化法における高度の熱積算の組合せによって減少する。生成物の純度は、増加した精製効率を有する蒸留セクションを実行することによって増加した。

0021

したがって、本発明によると、
I)白金および/またはパラジウムを含んでなる触媒の存在下、気体水素によって、フェノール水素化反応セクション[I]において、フェノール水素化反応器中でフェノールを水素化させ、それによって反応熱が生じ、そしてそこから、水素化された生成物ストリームが放出されること;
II)
i.第1の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノンより低い沸点を有する成分を除去するステップ
ii.第2の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノンを除去するステップ;
iii.第3の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノールが豊富な相を除去するステップ;および
iv.第4の蒸留セクションにおいてフェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物を除去するステップ;
を含んでなる複数のステップによって、分離および精製セクション[II]において、シクロヘキサノンを上記水素化された生成物ストリームから分離すること;
を含んでなる、フェノールおよび水素からのシクロヘキサノンの製造および回収のための工業規模の連続方法であって、
上記シクロヘキサノンが、5000ppm(重量/重量)未満の含有量のシクロヘキサノールを有し;
フェノール水素化反応セクション[I]において生じた反応熱の少なくともいくらかが、蒸気の生成のために適用され;かつ
ステップiv)において除去されるフェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物が、フェノール水素化反応セクション[I]に装填され;
条件a)またはb):
a.上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が、0.02〜0.10であること;
b.上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比が、0.001〜0.10であること
の少なくとも1つが適用されることを特徴とする、方法が提供される。

0022

好ましくは、上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、0.02〜0.08、より好ましくは0.03〜0.07、なおより好ましくは0.03〜0.05、例えば約0.04である。

0023

好ましくは、上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比は、0.002〜0.05、より好ましくは0.003〜0.04、例えば約0.01である。

0024

好ましくは、上記フェノール水素化反応器に装填されるシクロヘキサノンまたはフェノールのモル比は、0.02〜0.10、そして上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比は、0.001〜0.10である。

0025

好ましくは、本方法は、シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]においてシクロヘキサノールをシクロヘキサノンおよび水素へと脱水素化することをさらに含んでなる。好ましくは、シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]において生成した水素は、フェノール水素化反応セクション[I]に装填される。

0026

好ましくは、ステップI)において放出された水素化された生成物のストリーム中の(シクロヘキサノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は10を超える。より好ましくは、ステップI)において放出された水素化された生成物のストリーム中の(シクロヘキサノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は20を超え、なおより好ましくは40より高く、最も好ましくは80を超える。好ましくは、ステップI)において放出された水素化された生成物ストリーム中の(フェノールに対する)シクロヘキサノンモル比は10を超える。より好ましくは、ステップI)において放出された水素化された生成物ストリーム中の(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は20より高く、なおより好ましくは40より高く、最も好ましくは80を超える。

0027

本発明の方法において、ステップII)において、好ましくはi、ii、iiおよびivのそれぞれは、独立して、指定された生成物をオーバヘッドで除去することを伴う。本発明の方法は、ステップII)において、好ましくは、i.第1の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノンより低い沸点を有する成分をオーバヘッドで除去することを伴う。本発明の方法は、ステップII)において、好ましくは、ii.第2の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノンをオーバヘッドで除去することを伴う。本発明の方法は、ステップII)において、好ましくは、iii.第3の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノールが豊富な相をオーバヘッドで除去することを伴う。本発明の方法は、ステップII)において、好ましくは、iv.第4の蒸留セクションにおいて、フェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物をオーバヘッドで除去することを伴う。したがって、好ましくは、本発明によると、
I)白金および/またはパラジウムを含んでなる触媒の存在下、気体水素によって、フェノール水素化反応セクション[I]において、フェノール水素化反応器中でフェノールを水素化させ、それによって反応熱が生じ、そしてそこから、水素化された生成物ストリームが放出されること;
II)
i.第1の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノンより低い沸点を有する成分をオーバヘッドで除去するステップ;
ii.第2の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノンをオーバヘッドで除去するステップ;
iii.第3の蒸留セクションにおいて、シクロヘキサノールが豊富な相をオーバヘッドで除去するステップ;および
iv.第4の蒸留セクションにおいてフェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物をオーバヘッドで除去するステップ;
を含んでなる複数のステップによって、分離および精製セクション[II]において、シクロヘキサノンを上記水素化された生成物ストリームから分離すること;
を含んでなる、フェノールおよび水素からのシクロヘキサノンの製造および回収のための工業規模の連続方法であって、
上記シクロヘキサノンが、5000ppm(重量/重量)未満の含有量のシクロヘキサノールを有し;
フェノール水素化反応セクション[I]において生じた反応熱の少なくともいくらかが、蒸気の生成のために適用され;かつ
ステップiv)においてオーバヘッドで除去されるフェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物が、フェノール水素化反応セクション[I]に装填され;
条件a)またはb):
a.上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が、0.02〜0.10であること;
b.上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比が、0.001〜0.10であること
の少なくとも1つが適用されることを特徴とする、方法が提供される。

0028

第1の蒸留セクションには、第2の蒸留セクションが後に続き、これには、第3の蒸留セクションが後に続き、そしてこれには、第4の蒸留セクションが後に続く。好ましくは、第1の蒸留セクションには、第2の蒸留セクションが直接的に後に続き、これには、第3の蒸留セクションが直接的に後に続き、そしてこれには、第4の蒸留セクションが直接的に後に続く。

0029

本発明によれば、第2の蒸留セクションで除去されるシクロヘキサノンは、5000ppm(重量/重量)未満のシクロヘキサノール、より好ましくは、4000ppm(重量/重量)未満のシクロヘキサノール、なおより好ましくは、3000ppm(重量/重量)未満のシクロヘキサノール、さらにより好ましくは、2000ppm(重量/重量)未満のシクロヘキサノール、最も好ましくは、1000ppm(重量/重量)未満のシクロヘキサノールを含んでなるものとして定義される。明快さのために、シクロヘキサノールの2000ppm(重量/重量)は、0.2重量%シクロヘキサノールである。

0030

シクロヘキサノンの純度は、100%からシクロヘキサノールの含有量を差し引いたものとして定義される。したがって、この定義において、シクロヘキサノール以外の不純物は無視される。

0031

0.2重量%のシクロヘキサノールである、2000ppm(重量/重量)のシクロヘキサノールを含んでなるシクロヘキサノンは、99.8重量%の純度を有する。

0032

好ましくは、得られたシクロヘキサノンは、少なくとも99.8重量%の純度を有する。

0033

本発明によると、フェノール水素化反応セクションにおいて生じた反応熱の好ましくは少なくとも30%より多く、より好ましくは40%より多く、なおより好ましくは50%より多く、さらにより好ましくは65%より多く、なおより好ましくは80%より多く、最も好ましくは90%より多くが蒸気の生成のために適用される。このような蒸気の生成は、本発明の方法において使用され得るか、または他の用途において使用され得る。好ましくは、生成された蒸気は、さまざまな蒸留セクションにおいて、またはシクロヘキサノール脱水素化反応セクションに、あるいは両方に、1またはそれ以上の再煮沸器運転するためのエネルギー移送するために使用される。

0034

得られた水素化された生成物ストリームは、フェノール、水素、不活性成分および水素化されたフェノールを含んでなる。

0035

好ましくは、フェノールは、気相プロセスにおいて水素化される。

0036

連続操作フェノール水素化反応セクションにおける1パスあたりのフェノール変換率は、(フェノールイン−フェノールアウト)/フェノールインとして定義される。ここで、フェノールインは、モル/秒で表される、フェノール水素化反応セクションへ装填されるフェノールの流量であり、かつフェノールアウトは、モル/秒で表される、フェノール水素化反応セクションから放出されるフェノールの流量である。

0037

連続操作フェノール水素化反応セクションにおける1パスあたりの選択性は、(シクロヘキサノンアウト−シクロヘキサノンイン)/(フェノールイン−フェノールアウト)として定義される。ここで、シクロヘキサノンインは、モル/秒で表される、フェノール水素化反応セクションへ装填されるシクロヘキサノンの流量であり、シクロヘキサノンアウトは、モル/秒で表される、フェノール水素化反応セクションから放出されるシクロヘキサノンの流量であり、フェノールインは、モル/秒で表される、フェノール水素化反応セクションへ装填されるフェノールの流量であり、かつフェノールアウトは、モル/秒で表される、フェノール水素化反応セクションから放出されるフェノールの流量である。

0038

好ましくは、フェノール水素化反応セクションにおける1パスあたりの選択性は、90%を超える。より好ましくは、それは、91%を超え、例えば、92%、93%、94%、95%または96%を超える。

0039

好ましくは、フェノール水素化反応セクションにおける1パスあたりのフェノール変換率は、86%を超える。より好ましくは、それは、88%より高く、例えば、90%、92%、94%、96%を超える。

0040

シクロヘキサノールが豊富な相は、50重量%より多い、好ましくは75重量%より多い、さらにより好ましくは、85重量%より多いシクロヘキサノール含有量を有する相として定義される。

0041

シクロヘキサノンが豊富な有機相は、98重量%より多い、好ましくは99重量%より多い、さらにより好ましくは、99.5重量%より多いシクロヘキサノン含有量を有する相として定義される。

0042

シクロヘキサノンは、フェノールの高い変換率、高い生成物選択性、高い最終生成物純度および減少した正味のエネルギー消費量によって、経済的に製造される。

0043

フェノール水素化反応セクションにおいて、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールは、連続プロセスにおいて、フェノールの触媒的水素化によって得られる。適用された水素化触媒は、原則として、フェノールの水素化に触媒作用を及ぼすことが可能である、いずれの(担持された)水素化触媒であり得る。通常、(担持された)水素化触媒は、1種またはそれ以上の触媒的に活性な金属を含んでなり、かつ促進剤を含んでなる。そのような金属は、特に、パラジウム、白金、ルテニウムロジウムイリジウムルビジウムおよびオスミウムの群から選択され得る。パラジウム、白金またはそれらの組合せは、フェノールの水素化、特に、シクロヘキサノン、またはシクロヘキサノンがこれらの2種のうちの主成分である、シクロヘキサノンとシクロヘキサノールとの混合物への水素化のために好ましい触媒的に活性な金属である。原則として、それが担持する触媒材料との組合せにおいて、関心のある化合物の水素化における使用に適切である、いずれの担体も使用され得る。適切な担体は、特に、アルミナ活性炭酸化チタン炭酸カルシウムおよびカーボンブラックの群から選択され得る。使用され得る他の担体は、シリカである。反応条件下での担体の良好な安定性および/または改善された変換のために特に好ましいものは、アルミナおよび活性炭の群から選択される担体である。

0044

アルミナは、水素化されるフェノールが、蒸気として反応器に供給される実施形態に関して、担体として特に好ましい。

0045

活性炭は、水素化されるフェノールが、液体として反応器に供給される実施形態に関して、担体として特に好ましい。

0046

好ましくは、適用された水素化触媒は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩を含んでなる促進剤を含んでなる、担持された触媒である。好ましくは、適用された水素化触媒は、アルカリ金属水酸化物アルカリ土類金属水酸化物アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属の(二)炭酸塩およびアルカリ土類金属の(二)炭酸塩の群から選択される促進剤を含んでなる、担持された触媒である。

0047

促進剤は、活性寿命および選択性を増加させるために、触媒の望ましい生成物に添加される。短い寿命、すなわち、高い脱活性化速度は、触媒を再生または置き換えるためのプロセスの中断頻度が高いことを意味し、もちろん、運転時間の減少および費用の増加を意味する。より低い選択性は、フェノールのより大きい部分が、シクロヘキサノン以外の生成物へと変換されることを意味する。

0048

より好ましい触媒/担体/促進剤の組合せは、アルミナ担体上のパラジウムである。任意に、NaHCO3の形態のナトリウムが促進剤として添加される。

0049

最も好ましい触媒/担体/促進剤の組合せは、アルミナ担体上1重量%パラジウムであって、1重量%のナトリウムが(NaHCO3として)促進剤として添加されたものである。

0050

フェノール水素化反応セクションにおいて使用される水素化反応器は、水素化される化合物の水素化に適切であるいずれの種類の反応器、特に、フェノールの水素化に適切であるいずれの反応器でもあり得る。例えば、反応器は、充填床反応器スラリー反応器チューブ中に触媒を有し、かつ蒸気の生成によるシェルアンド・チューブ熱交換反応器、ならびに適切な他のいずれかの種類の反応器から選択され得る。最も好ましくは、本発明による水素化は、シェル・アンド・チューブ熱交換反応器で実行される。最も好ましくは、そのようなシェル・アンド・チューブ熱交換反応器において、チューブは、担持された触媒で充填されている。最も好ましくは、そのようなシェル・アンド・チューブ熱交換反応器には、反応熱の除去のために、チューブ外の容量に水、例えば、煮沸器給水または凝縮水が供給され、それによって蒸気が生成する。任意に、生成するこの蒸気は、加熱目的に使用される。

0051

分離および精製セクションは、通常、複数の蒸留セクションを含んでなる。蒸留セクションは、本明細書で使用される場合、1本の蒸留カラム、またはそれぞれが同じ機能を有し、そのうちのいくつかが真空蒸留カラムであり得る、並列する複数の蒸留カラムを含んでなる設備である。さらに、このセクションは、再煮沸器および凝縮器などの、蒸留ユニットの他の典型的な部品を含んでなり得る。

0052

プロセスの正味のエネルギー消費量は、製造されたシクロヘキサノン1kgあたりのMJで表されて、エネルギー生成体によって生成されたエネルギーの合計を差し引いた、エネルギー消費体によって消費されたエネルギー消費量の合計として定義される。エネルギー消費体は、プロセスステップの外側からの熱が、1つまたはそれ以上の熱交換器を経由して、プロセスステップに装填されるプロセスステップとして定義される。エネルギー生成体は、プロセスステップの内側からの熱が、1つまたはそれ以上の熱交換器を経由して、プロセスステップから放出されるプロセスステップとして定義される。

0053

正味の蒸気消費量は、製造されたシクロヘキサノン1kgあたりの蒸気のkgで表されて、蒸気生成体によって生成された蒸気の合計を差し引いた、蒸気消費体によって消費された蒸気の合計として定義される。蒸気消費体は、プロセスステップの外側からの蒸気が、1つまたはそれ以上の熱交換器を経由して、プロセスステップに装填されるプロセスステップとして定義される。蒸気生成体は、プロセスステップの内側からの蒸気が、1つまたはそれ以上の熱交換器を経由して、プロセスステップから放出されるプロセスステップとして定義される。

0054

好ましくは、本発明において、99.5重量%のシクロヘキサノン純度に達するためには、製造されたシクロヘキサノン1kgあたりのMJで表される正味のエネルギー消費量は、3MJ/製造されたシクロヘキサノンkg未満である。より好ましくは、これは、2.5MJ/製造されたシクロヘキサノンkg未満、例えば、2MJ/kg未満または1.7MJ/kg未満である。

0055

好ましくは、本発明において、99.5重量%のシクロヘキサノン純度に達するためには、製造されたシクロヘキサノン1kgあたりの蒸気のkgで表される正味の蒸気消費量は、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり蒸気1.5kg未満である。より好ましくは、これは、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり蒸気1.0kg未満、例えば、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり蒸気0.8kg未満である。

0056

プロセスの正味のエネルギー消費量は、製造されたシクロヘキサノン1kgあたりの蒸気のkgで表すこともできる。変換ファクターとして、当業者に既知の、MJ/蒸気kgで表される水の(平均)蒸発エンタルピーが使用されるべきである。

0057

本発明のさらなる実施形態において、
I)白金および/またはパラジウムを含んでなる触媒の存在下、気体水素によってフェノールが水素化され、それによって反応熱が生じ、そしてそこから、水素化された生成物ストリームが放出される、フェノール水素化反応器を含んでなる、フェノール水素化反応セクション[I];
II)
i.シクロヘキサノンより低い沸点を有する成分が除去される、第1の蒸留セクション;
ii.シクロヘキサノンが除去される、第2の蒸留セクション;
iii.シクロヘキサノールが豊富な相が除去される、第3の蒸留セクション;および
iv.フェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物が除去される、第4の蒸留セクション;
を含んでなる複数のステップによって、シクロヘキサノンが上記水素化された生成物ストリームから分離される、分離および精製セクション[II];
を含んでなる、フェノールおよび水素からのシクロヘキサノンの製造および回収のための工業規模の連続化学プラントであって、
上記シクロヘキサノンが、5000ppm(重量/重量)未満の含有量のシクロヘキサノールを有し;
フェノール水素化反応セクション[I]において生じた反応熱の少なくともいくらかが、蒸気の生成のために適用され;かつ
ステップviii)において除去されるフェノールおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物が、フェノール水素化反応セクション[I]に装填され;
条件a)またはb):
a.上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比が、0.02〜0.10であること;
b.上記フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比が、0.001〜0.10であること
の少なくとも1つが適用されることを特徴とする、化学プラントが提供される。

0058

典型的に、フェノール水素化反応セクション[I]は、
−フレッシュなフェノールの供給を加熱するための、蒸気加熱された熱交換器セクション[a];
−フェノールを蒸発させるための、蒸気加熱された蒸発セクション[b];
−フレッシュな水素の供給を加熱するための、蒸気加熱された熱交換器セクション[c];
−COを触媒的に変換し、そして吸着剤によってH2Sを除去することによって、フレッシュな水素の供給を精製するための、水素精製ユニット[d];
−蒸発させたフェノールおよび水素気体の供給を加熱するための、蒸気加熱された熱交換器セクション[e];
−フェノールの気相水素化および冷却水からの蒸気発生のための、フェノール水素化セクション[f];
−フェノール水素化生成物ストリームから水素リサイクル供給への熱の伝達のための、熱交換器セクション[g];
−フェノール水素化生成物ストリームからの熱の回収のための、熱交換器セクション[h];
−フェノール水素化生成物のストリームを冷却するための、水冷された熱交換器セクション[i];
−フェノール水素化生成物のストリームから水素気体を分離するための、気液分離セクション[j];
−分離された水素気体を圧縮するための、圧縮セクション[k];ならびに
−圧縮された水素気体を冷却するための、(任意の)熱交換器セクション[m]
を含んでなる。

0059

好ましくは、フェノール水素化セクション[I]は、2つ以上の場合には並列に作動される気相中でのフェノール水素化のための、1つまたはそれ以上のシェル・アンド・チューブ型水素化反応器を含んでなり、かつ冷却剤が、蒸気を形成するために蒸発される場合、水が使用される。

0060

好ましくは、熱交換器セクション[h]は、フェノール水素化生成物ストリームから熱を回収し、そしてそれをシクロヘキサノール脱水素化セクションに転送するためである。

図面の簡単な説明

0061

本発明によるフェノールからのシクロヘキサノンの調製および回収のための方法を概略的に示す。
本発明によるフェノール水素化反応セクション[I]の実施形態を概略的に示す。
本発明による分離および精製セクション[II]の実施形態を概略的に示す。
本発明によるシクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]の実施形態を概略的に示す。

図面の詳細な説明

0062

フェノールからシクロヘキサノンの調製および回収のための方法は、図1に概略的に示される。そのような方法は、通常、任意に第3のセクションを有する、2つのセクションからなる。全ての3つのセクションが示されている。

0063

シクロヘキサノンは、フェノール水素化反応セクション[I]において調製される。

0064

シクロヘキサノンは、分離および精製でセクション[II]において回収される。

0065

シクロヘキサノールは、任意のシクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]において、シクロヘキサノンおよび水素へと触媒的に変換される。

0066

このフェノール水素化反応セクション[I]は、特に、(使用の間に、ダクト[A]を経由して、水素ストリーム、ダクト[B]を経由して、フレッシュなフェノールストリームおよびダクト[E]を経由して、リサイクルされたフェノールを含んでなるストリームが供給される)水素化反応器を含んでなり、かつ追加的な装置を含んでなり得る。例えば、Musserの図1または米国特許第3,305,586号明細書を参照のこと。水素化は、気相プロセスまたは液相プロセスでのいずれかで生じ得る。このフェノール水素化反応セクション[I]から、水素、ならびに任意に窒素および/またはメタンなどの不活性成分を含んでなる気体パージストリームは、ダクト[C]を経由して放出され、そしてシクロヘキサノン、フェノールおよびシクロヘキサノールなどの副産物を含んでなるフェノール水素化反応セクション生成物ストリームは、ダクト[D]を経由して放出される。フェノール水素化反応セクション生成物のストリームは、ダクト[D]を経由して、分離および精製セクション[II]に供給される。

0067

分離および精製セクション[II]において、シクロヘキサノン、フェノールおよびシクロヘキサノールなどの副産物が、通常、回収される。任意に、シクロヘキサノールおよびシクロヘキサノンを含んでなるシクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]生成物のストリームは、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールなどの副産物のさらなる回収のために、ダクト[K]を経由して、分離および精製セクション[II]に供給される。

0068

この分離および精製セクション[II]から、リサイクルされたフェノールを含んでなるストリームは、ダクト[E]を経由して放出され、任意にベンゼンシクロヘキサンおよび水を含んでなる軽量成分ストリームは、ダクト[F]を経由して放出され、シクロヘキサノンストリームは、ダクト[G]を経由して放出され、フェノールおよびより高沸点の成分を含んでなる重量成分ストリームは、ダクト[H]を経由して放出され、そしてシクロヘキサノールを含んでなるストリームは、ダクト[J]を経由して放出される。任意に、シクロヘキサノールを含んでなるストリームは、ダクト[J]を経由して、シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]に供給される。任意に、シクロヘキサノールを含んでなるストリームは、フェノール供給からのシクロヘキサノンの調製および回収のためのプロセスから放出され、そしてそのまま使用されるか、または別のプロセスに供給される(図1には示されない)。

0069

シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]は、通常、脱水素化反応器および1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。シクロヘキサノール脱水素化反応セクションにおいて、シクロヘキサノールは、シクロヘキサノンおよび水素へと触媒的に変換される。一般に、シクロヘキサノールの脱水素化は、200℃を超える温度において実行される気相反応である。任意に、シクロヘキサノールおよびシクロヘキサノンを含んでなるシクロヘキサノール脱水素化反応セクションの生成物ストリームは、ダクト[K]を経由して、分離および精製セクション[II]に供給される。シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]において生成した水素は、ダクト[L]を経由して放出される。任意に、シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]において生成した水素は、フェノール水素化反応セクション[I]に供給される(図1には示されない)。任意に、シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]において生成した水素は、別の水素消費プロセスに供給される(図1には示されない)。任意に、シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]において生成した水素は、熱発生ユニットに供給される(図1には示されない)。

0070

図2において、フェノール水素化反応セクション[I]の本発明による実施形態のスキームが示される。

0071

フレッシュなフェノールストリームは、ダクト[1]を経由して装填され、そしてリサイクルされたフェノールを含んでなるストリームは、ダクト[2]を経由して装填され、それによって、ダクト[3]を経由して流れる、組み合わせられたストリームが形成される。ダクト[2]を経由して装填される、リサイクルされたフェノールを含んでなるストリームは、分離および精製セクション[II]から放出される(図1中のダクト[E];図3中のダクト[2])。ダクト[3]を経由して流れる、組み合わせられたストリームは、熱交換器セクション[a]において加熱され、そして得られた加熱されたストリームは、ダクト[4]を経由して放出され、そして蒸発セクション[b]に装填される。熱交換器セクション[a]は、並列に、および/または直列に作動される、1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。任意に、熱交換器[a]は、存在しないか、または迂回される(図2には示されない)。

0072

フレッシュな水素気体は、ダクト[5]を経由して、フェノール水素化反応セクション[I]に装填される。一般に、フレッシュな水素は、ナフサクラッカ、メタン改質炉または電気分解プロセスから生成する。一般に、フレッシュな水素気体は、窒素および/またはメタンなどの不活性な成分を含有する。フレッシュな水素が、COおよび/またはH2Sなどの有害成分を含有する場合、水素気体精製ステップが必要とされる。フレッシュな水素におけるこれらの有害成分の存在は、例えば、フレッシュな水素気体製造ユニットにおける変動状態のために、一時的である可能性があるか、または永続する可能性がある。そのような水素精製ステップにおいて、有害な不純物は、不活性な成分に変換されることが可能であるか、またはフレッシュな水素ストリームから除去されることが可能である。

0073

フレッシュな水素気体は、ダクト[5]を経由して、熱交換器セクション[c]に装填される。熱交換器セクション[c]において、フレッシュな水素気体の温度は、水素精製ユニット[d]で必要とされる温度に調整される。一般に、熱交換器セクション[c]において、フレッシュな水素気体の温度は増加される。温度が調整されたフレッシュな水素気体は、ダクト[6]を経由して、熱交換器セクション[c]から放出され、そして水素精製セクション[d]に装填される。熱交換器セクション[c]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。任意に、熱交換器セクション[c]は、存在しないか、または迂回される(図2には示されない)。水素精製セクション[d]は、有害成分を不活性成分へと変換するための1種またはそれ以上の触媒、および/または有害成分を除去するための1種またはそれ以上の吸着剤を含んでなり得る。一般に、水素精製セクション[d]は、COの変換のための触媒および/またはH2Sの除去のための吸着剤を含んでなる。水素気体は、ダクト[7]を経由して、水素精製セクション[d]から放出される。ダクト[7]中の水素気体およびダクト[23]中のリサイクルされた水素気体は、組み合わせられて、それによって、蒸発セクション[b]に装填される、ダクト[8]を経由して流れるストリームが形成される。水素精製セクション[d]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の反応および/または吸着ユニットを含んでなる。任意に、水素化セクション[d]は、存在しないか、または迂回される(図2には示されない)。

0074

蒸発セクション[b]において、ダクト[4]を経由して、およびダクト[8]を経由して入った成分を、全て蒸発させる。気体成分のストリームは、ダクト[10]を経由して、蒸発セクション[b]から放出される。ダクト[4]を経由して、およびダクト[8]を経由して入った少量の成分は、蒸発せず、そしてダクト[9]を経由して(連続的に、またはバッチ様式のいずれかで)蒸発セクション[b]から放出される。一般に、蒸発セクション[b]は、蒸気加熱される。一般に、蒸発セクション[b]は、放出される気体成分のストリームからの同伴液滴の除去のためのデバイス、例えば、ワイヤメッシュデミスタを含んでなる。蒸発セクション[b]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の蒸発器を含んでなる。任意に、ダクト[10]中の気体成分のストリームは、熱交換器セクション[e]において温度調整される。一般に、熱交換器セクション[e]において、気体成分のストリームの温度は増加される。温度調整されたストリームは、ダクト[11]を経由して、熱交換器セクション[e]に放出する。熱交換器セクション[e]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。任意に、いくらかの水が、例えば、蒸気の形態で、ダクト[12]を経由して、ダクト[11]中のストリームに添加され、そしてそれによって、ダクト[13]を経由して流れるストリームが形成され、これはフェノール水素化セクション[f]に装填される。フェノール水素化セクション[f]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の水素化反応器を含んでなる。フェノール水素化セクション[f]において、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールは、連続プロセスで、フェノールの触媒的水素化によって得られる。

0075

明快さのため、フェノール水素化セクション[f]は、フェノール水素化反応セクション[I]内のセクションの1つである。

0076

水素、フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる気体混合物は、ダクト[14]を経由してフェノール水素化セクション[f]から放出される。熱交換器セクション[g]において、この気体混合物は、ダクト[22]を経由して熱交換器セクション[g]に装填される、水素を含んでなる気体混合物によって熱交換される。熱交換器セクション[g]において、ダクト[14]を経由して装填される気体混合物は冷却され、他方、ダクト[22]を経由して装填される、水素を含んでなる気体混合物は加熱される。水素、フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、冷却された気体混合物は、ダクト[15]を経由して熱交換器セクション[g]から放出される。熱交換器セクション[g]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。任意に、熱交換器セクション[g]は、存在しないか、または迂回される(図2には示されない)。水素、フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、冷却された気体混合物は、ダクト[15]を経由して輸送されて、そして熱交換器セクション[h]に装填され、そこでさらに冷却され、それによって、任意に、フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールの一部が凝縮される。任意に、冷却剤として分離および精製セクション[II]からの、またはシクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]からのプロセスフローが使用される(図2には示されない)。好ましくは、分離および精製セクション[II]の第1の蒸留セクションに供給されるプロセスフローが冷却剤として使用され、それによって、ストリームは加熱される(図2には示されない)。熱交換器セクション[h]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。任意に、熱交換器セクション[h]は、存在しないか、または迂回される(図2には示されない)。

0077

水素、フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、さらなる冷却された混合物は、ダクト[16]を経由して輸送されて、そして熱交換器セクション[i]に装填され、そこでさらに冷却され、それによって、熱交換器セクション[i]において、フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールの少なくとも一部が凝縮される。熱交換器セクション[i]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。水素気体および液体フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物は、ダクト[17]を経由して熱交換器セクション[i]から放出されて、そして気液分離セクション[j]に装填される。気液分離セクション[j]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の気液分離器を含んでなる。フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる液体混合物は、ダクト[18]を経由して気液分離セクション[j]から放出されて、そして図3に示される分離および精製セクション[II]に装填される。水素を含んでなる気体混合物は、ダクト[19]を経由して気液分離セクション[j]から放出されて、そして圧縮セクション[k]に装填される。圧縮セクション[k]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の気体混合物を圧縮するためのデバイスを含んでなる。圧縮された気体混合物は、ダクト[20]を経由して圧縮セクション[k]から放出される。一般に、気液分離セクション[k]は、放出される気体成分のストリームからの同伴液滴の除去のためのデバイス、例えば、ワイヤ−メッシュデミスタを含んでなる。ダクト[20]を経由して放出される圧縮された気体混合物は、ダクト[21]を経由して輸送される圧縮された気体混合物およびダクト[22]を経由して輸送される圧縮された気体混合物に分割される。ダクト[22]を経由して輸送される圧縮された気体混合物は、熱交換器セクション[g]に装填され、そこで加熱される。任意に、熱交換器セクション[g]は、存在しないか、または迂回される(図2には示されない)。加熱せれた気体混合物、リサイクルされた水素気体は、ダクト[23]を経由して放出され、次いで、ダクト[7]中で水素気体と組み合わせられる。

0078

ダクト[21]を経由して輸送される圧縮された気体混合物は、熱交換器セクション[m]に装填され、そこで、圧縮された気体混合物は冷却される。熱交換器セクション[m]において形成された液体は、ダクト[25]を経由して放出されて、そして気液分離セクション[j]に装填される。熱交換器セクション[m]において得られた、冷却された気体混合物は、ダクト[24]を経由して放出される。一般に、ダクト[24]を経由して放出した気体混合物は、水素、ならびに窒素および/またはメタンなどの1種またはそれ以上の不活性成分を含んでなる。任意に、ダクト[24]を経由して放出されたこの気体混合物は、燃料として使用される。

0079

図3において、分離および精製セクション[II]の本発明による実施形態のスキームが示される。

0080

ダクト[18](図2)を経由してフェノール水素化反応セクション[I]から放出されるフェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる液体混合物は、任意に、ダクト[26](図4)を経由してシクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]から放出されるシクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる液体混合物と組み合わせて、それによって、中間体貯蔵セクション[n]に装填される、ダクト[27]を経由して流れるストリームが形成される。

0081

中間体貯蔵セクション[n]は、1つまたはそれ以上の貯蔵デバイス、例えば、容器タンクコンテナを含んでなる。任意に、中間体貯蔵セクション[n]は、存在しないか、または迂回される(図3には示されない)。ダクト[28]を経由して中間体貯蔵セクション[n]から放出されるフェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる液体混合物は、熱交換器セクション[h]に装填され、そこで加熱される。熱交換器セクション[h]において、ダクト[15](図2参照)を経由して輸送される水素、フェノール、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる冷却された気体混合物は、加熱媒体の役割を果たす。熱交換器セクション[h]から放出される、加熱されたストリームは、ダクト[29]を経由して第1の蒸留セクション[o]に装填される。熱交換器セクション[h]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。任意に、熱交換器セクション[h]は、存在しないか、または迂回される(図3には示されない)。任意に、ダクト[29]を通って輸送された液体混合物は、第1の蒸留セクション[o]に装填される前に、別の熱交換器セクションで加熱される(図3には示されない)。

0082

第1の蒸留セクション[o]において、軽量成分、例えば、ベンゼンおよび水は、ダクト[29]を経由して装填される供給から除去されるが、シクロヘキサノン、フェノールおよびシクロヘキサノールならびに重量成分を含んでなる混合物は、ダクト[36]を経由してボトムフラクションとして第1の蒸留セクション[o]から放出されて、そして第2の蒸留セクション[q]に装填される。第1の蒸留セクション[o]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の蒸留カラムを含んでなる。好ましくは、第1の蒸留セクション[o]は、0.2MPa未満の圧力において作動される。好ましくは、第1の蒸留セクション[o]の蒸留カラムにはトレーおよび/またはパッキングが設置され、より好ましくはトレーが設置される。蒸留カラムは、1つまたはそれ以上の再煮沸器が設置される。好ましくは、このような再煮沸器は、蒸気駆動である。

0083

一番上の蒸気は、第1の蒸留セクション[o]からダクト[30]を経由して放出されて、そして凝縮セクション[p]で濃縮される。凝縮セクション[p]において、3つの相:ダクト[31]を経由して放出される、水素気体を含んでなる気相、ダクト[32]を経由して放出される水相およびダクト[33]を経由して放出される有機相が得られる。任意に、ダクト[31]を経由して放出される、水素気体を含んでなる気相は、焼却炉に送られる(図3には示されない)。任意に、ダクト[32]を経由して放出される水相は、排水処理システムに送られる(図3には示されない)。ダクト[33]を経由して放出される有機相は分割され、そして一部分は、ダクト[34]を経由して還流として第1の蒸留セクション[o]に装填され、そして別の部分は、ダクト[35]を経由して軽量成分として放出される。任意に、ダクト[35]を経由して放出される軽量成分は、緩衝タンクに装填される(図3には示されない)。任意に、ダクト[35]を経由して放出される軽量成分は、焼却炉に送られる(図3には示されない)。凝縮セクション[p]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の凝縮器を含んでなる。任意に、凝縮セクション[p]は、ダクト[32]を経由して放出される水相およびダクト[33]を経由して放出される有機相を分離するための個々の液体/液体分離器を含んでなる。

0084

第2の蒸留セクション[q]において、シクロヘキサノンは、ダクト[36]を経由して装填される供給から除去されるが、フェノールおよびシクロヘキサノールならびに重量成分を含んでなる混合物は、ダクト[42]を経由してボトムフラクションとして第2の蒸留セクション[q]から放出されて、そして第3の蒸留セクション[s]に装填される。第2の蒸留セクション[q]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の蒸留カラムを含んでなる。好ましくは、第2の蒸留セクション[q]は、0.1MPa未満の圧力において作動される。好ましくは、第2の蒸留セクション[q]の蒸留カラムにはトレーおよび/またはパッキングが設置され、より好ましくはパッキングが設置される。蒸留カラムは、1つまたはそれ以上の再煮沸器が設置される。好ましくは、このような再煮沸器は、蒸気駆動である。

0085

一番上の蒸気は、第2の蒸留セクション[q]からダクト[37]を経由して放出されて、そして凝縮セクション[r]で凝縮される。凝縮セクション[r]において、2つの相:ダクト[38]を経由して放出される、窒素気体およびシクロヘキサノン蒸気を含んでなる気相およびダクト[39]を経由して放出されるシクロヘキサノンが豊富な有機相が得られる。任意に、ダクト[38]を経由して放出される、窒素気体およびシクロヘキサノン蒸気を含んでなる気相は、焼却炉に送られる(図3には示されない)。ダクト[39]を経由して放出されるシクロヘキサノンが豊富な有機相は分割され、そして一部分は、ダクト[40]を経由して還流として第2の蒸留セクション[q]に装填され、そして別の部分は、ダクト[41]を経由して最終生成物として放出される。一般に、ダクト[41]を経由して放出される最終生成物は、最終生成物タンクに装填される(図3には示されない)。凝縮セクション[q]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の凝縮器を含んでなる。任意に、凝縮セクション[q]は、シクロヘキサノンが豊富な有機相がダクト[39]を経由して放出されるポンプ容器を含んでなる。

0086

第3の蒸留セクション[s]において、シクロヘキサノールは、ダクト[42]を経由して装填される供給から除去されるが、フェノールおよびシクロヘキサノールならびに重量成分を含んでなる混合物は、ダクト[48]を経由してボトムフラクションとして第3の蒸留セクション[s]から放出されて、そして第4の蒸留セクション[u]に装填される。第3の蒸留セクション[s]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の蒸留カラムを含んでなる。好ましくは、第3の蒸留セクション[s]は、0.1MPa未満の圧力において作動される。好ましくは、第3の蒸留セクション[s]の蒸留カラムにはトレーおよび/またはパッキングが設置され、より好ましくは、供給ポイントより上にパッキングが設置される。蒸留カラムは、1つまたはそれ以上の再煮沸器が設置される。好ましくは、このような再煮沸器は、蒸気駆動である。

0087

一番上の蒸気は、第3の蒸留セクション[s]からダクト[43]を経由して放出されて、そして凝縮セクション[t]で凝縮される。凝縮セクション[t]において、2つの相:ダクト[44]を経由して放出される、窒素気体およびシクロヘキサノール蒸気を含んでなる気相およびダクト[45]を経由して放出されるシクロヘキサノールが豊富な有機相が得られる。任意に、ダクト[44]を経由して放出される、窒素気体およびシクロヘキサノール蒸気を含んでなる気相は、焼却炉に送られる(図3には示されない)。ダクト[45]を経由して放出されるシクロヘキサノールが豊富な有機相は分割され、そして一部分は、ダクト[46]を経由して還流として第3の蒸留セクション[s]に装填され、そして別の部分は、ダクト[47]を経由して放出される。ダクト[47]を経由して放出されるシクロヘキサノールが豊富な有機相は、シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III](図4)に装填される。任意に、ダクト[47]を経由して放出されるシクロヘキサノールが豊富な有機相の一部または全部は、フェノールからのシクロヘキサノンの調製および回収のためのプロセスの外側に放出される(図3には示されない)。凝縮セクション[t]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の凝縮器を含んでなる。任意に、凝縮セクション[t]は、シクロヘキサノールが豊富な有機相がダクト[45]を経由して放出されるポンプ容器を含んでなる。

0088

第4の蒸留セクション[u]において、シクロヘキサノールおよびフェノールは、ダクト[48]を経由して装填される供給から除去されるが、フェノールおよび重量成分を含んでなる混合物は、ダクト[54]を経由してボトムフラクションとして第4の蒸留セクション[u]から放出されて、そして任意の第5の蒸留セクション[w]に装填される。任意に、ダクト[54]を経由してボトムフラクションとして第4の蒸留セクション[u]から放出される、フェノールおよび重量成分を含んでなる混合物は、このプロセスから放出される(図3には示されない)。任意に、ダクト[54]を経由して、このプロセスから放出される、フェノールおよび重量成分を含んでなるこの混合物は、緩衝タンクに装填される(図3には示されない)。任意に、ダクト[54]を経由して、このプロセスから放出される、フェノールおよび重量成分を含んでなる混合物は、焼却炉に送られる(図3には示されない)。

0089

第4の蒸留セクション[u]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の蒸留カラムを含んでなる。好ましくは、第4の蒸留セクション[u]は、0.1MPa未満の圧力において作動される。好ましくは、第4の蒸留セクション[u]の蒸留カラムにはトレーおよび/またはパッキングが設置され、より好ましくは、供給ポイントより上にパッキングおよび供給ポイントより下にトレーが設置される。蒸留カラムは、1つまたはそれ以上の再煮沸器が設置される。好ましくは、このような再煮沸器は、蒸気駆動である。

0090

一番上の蒸気は、第4の蒸留セクション[u]からダクト[49]を経由して放出されて、そして凝縮セクション[v]で凝縮される。凝縮セクション[v]において、2つの相:ダクト[50]を経由して放出される、窒素気体およびフェノール蒸気を含んでなる気相およびダクト[51]を経由して放出されるフェノールおよびシクロヘキサノールが豊富な相が得られる。任意に、ダクト[50]を経由して放出される、窒素気体およびフェノール蒸気を含んでなる気相は、焼却炉に送られる(図3には示されない)。ダクト[51]を経由して放出されるフェノールおよびシクロヘキサノールが豊富な相は分割され、そして一部分は、ダクト[52]を経由して還流として第4の蒸留セクション[u]に装填され、そして別の部分は、ダクト[53]を経由して放出される。ダクト[53]を経由して放出されるフェノールおよびシクロヘキサノールが豊富な相は、フェノール水素化反応セクション[I]に装填される。任意に、ダクト[53]を経由して放出されるフェノールおよびシクロヘキサノールが豊富な相の一部または全部は、プロセスの外側に放出される(図3には示されない)。凝縮セクション[v]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の凝縮器を含んでなる。任意に、凝縮セクション[v]は、フェノールおよびシクロヘキサノールが豊富な有機相がダクト[51]を経由して放出されるポンプ容器を含んでなる。

0091

任意の第5の蒸留セクション[w]において、フェノールは、ダクト[54]を経由して装填される供給から除去されるが、フェノールおよび重量成分を含んでなる混合物は、ダクト[60]を経由してボトムフラクションとして第5の蒸留セクション[w]から放出されて、このプロセスから放出される。任意に、ダクト[60]を経由して、このプロセスから放出される、フェノールおよび重量成分を含んでなるこの混合物は、緩衝タンクに装填される(図3には示されない)。任意に、ダクト[60]を経由して、このプロセスから放出される、フェノールおよび重量成分を含んでなる混合物は、焼却炉に送られる(図3には示されない)。

0092

第5の蒸留セクション[w]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の蒸留カラムを含んでなる。好ましくは、第5の蒸留セクション[w]は、0.1MPa未満の圧力において作動される。好ましくは、第5の蒸留セクション[w]の蒸留カラムにはトレーおよび/またはパッキングが設置され、より好ましくは、供給ポイントより上にパッキングおよび供給ポイントより下にトレーが設置される。蒸留カラムは、1つまたはそれ以上の再煮沸器が設置される。好ましくは、このような再煮沸器は、蒸気駆動である。

0093

一番上の蒸気は、第5の蒸留セクション[w]からダクト[55]を経由して放出されて、そして凝縮セクション[x]で凝縮される。凝縮セクション[x]において、2つの相:ダクト[56]を経由して放出される、窒素気体およびフェノール蒸気を含んでなる気相およびダクト[57]を経由して放出されるフェノールが豊富な有機相が得られる。任意に、ダクト[56]を経由して放出される、窒素気体およびフェノール蒸気を含んでなる気相は、焼却炉に送られる(図3には示されない)。ダクト[57]を経由して放出されるフェノールが豊富な有機相は分割され、そして一部分は、ダクト[58]を経由して還流として第5の蒸留セクション[w]に装填され、そして別の部分は、ダクト[59]を経由して放出される。ダクト[59]を経由して放出されるフェノールが豊富な有機相は、フェノール水素化反応セクション[I]に装填される(図2)。任意に、ダクト[59]を経由して放出されるフェノールが豊富な有機相の一部または全部は、プロセスの外側に放出される(図3には示されない)。ダクト[59]を経由して放出されるフェノールが豊富な有機相、ならびにダクト[53]を経由して放出されるフェノールおよびシクロヘキサノールが豊富な有機相は組み合わされて、ダクト[2]を経由してフェノール水素化反応セクション[I]に装填される(図2)。凝縮セクション[x]は、直列に、または並列に作動される1つまたはそれ以上の凝縮器を含んでなる。任意に、凝縮セクション[x]は、フェノールが豊富な有機相がダクト[57]を経由して放出されるポンプ容器を含んでなる。

0094

図4において、シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]の本発明による実施形態のスキームが示される。

0095

ダクト[47]を経由して分離および精製セクション[II]から放出されるシクロヘキサノールが豊富な有機相(図3参照)は、中間体貯蔵セクション[y]に装填される。中間体貯蔵セクション[y]は、1つまたはそれ以上の貯蔵デバイス、例えば、容器、タンク、コンテナを含んでなる。任意に、中間体貯蔵セクション[y]は、存在しないか、または迂回される(図4には示されない)。中間体貯蔵セクション[y]から放出されるシクロヘキサノールが豊富な有機相は、ダクト[61]を経由して熱交換器セクションに装填され、そこで加熱される。熱交換器セクション[z]において、ダクト[66]を経由して輸送される水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる冷却された混合物は、加熱媒体の役割を果たす。熱交換器セクション[z]から放出される、加熱されたストリームは、ダクト[62]を経由して熱交換器セクション[α]に装填される。熱交換器セクション[z]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。任意に、熱交換器セクション[z]は、存在しないか、または迂回される(図4には示されない)。熱交換器セクション[α]において、ダクト[62]を経由して熱交換器セクション[z]から放出される、加熱されたストリームは、さらに加熱され、それによって、さらに加熱されたストリームが得られ、これは、ダクト[63]を経由して放出される。熱交換器セクション[α]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。好ましくは、熱交換器セクション[α]は、蒸気加熱される。任意に、熱交換器セクション[α]は、存在しないか、または迂回される(図4には示されない)。熱交換器セクション[α]から放出される、さらに加熱されたストリームは、ダクト[63]を経由して熱交換器セクション[β]に装填され、そこで、なおさらに加熱される。熱交換器セクション[β]において、ダクト[65]を経由して輸送される水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物は、加熱媒体の役割を果たす。熱交換器セクション[β]から放出される、なおさらに加熱されたストリームは、ダクト[64]を経由してシクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]に装填される。熱交換器セクション[β]は、並列に、および/または直列に作動される1つまたはそれ以上の熱交換器を含んでなる。任意に、熱交換器セクション[β]は、存在しないか、または迂回される(図4には示されない)。

0096

シクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]において、ダクト[64]を経由して装填される、なおさらに加熱されたストリームに存在するシクロヘキサノールの一部は、シクロヘキサノンおよび水素へと変換される。シクロヘキサノールのこの脱水素化反応が吸熱であるため、シクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]は加熱される。一般に、このシクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]の加熱は、加熱媒体としての送気管気体、熱油液体金属または蒸気によって実行される。好ましくは、このシクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]の加熱は、加熱媒体として蒸気または熱油、より好ましくは蒸気によって実行される。シクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]は、並列に、および/または直列に作動される、1つまたはそれ以上の脱水素化反応器を含んでなる。脱水素反応器は、特に、脱水素化される化合物の脱水素化に適切であるいずれの種類の反応器でもあり得、特に、シクロヘキサノールの脱水素化に適切であるいずれの反応器でもあり得る。特に、反応器は、充填床反応器、スラリー反応器、シェル・アンド・チューブ型熱交換反応器から選択され得る。最も好ましくは、本発明による脱水素化は、チューブ内に脱水素化触媒およびチューブ外に加熱媒体を有するシェル・アンド・チューブ熱交換反応器において実行される。最も好ましくは、シクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]の供給および放出の両方が気体状態にある。

0097

水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物は、シクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]から放出され、そしてダクト[65]を経由して熱交換器セクション[β]に装填される。熱交換器セクション[β]において、水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる混合物は冷却され、それによって、水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる冷却された混合物が得られ、これは、ダクト[66]を経由して放出される。水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、この冷却された混合物は、ダクト[66]を経由して熱交換器セクション[z]に装填される。熱交換器セクション[z]において、水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、冷却された混合物はさらに冷却され、それによって、水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、さらに冷却された混合物が得られ、これは、ダクト[67]を経由して放出される。水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、このさらに冷却された混合物は、ダクト[67]を経由して熱交換器セクション[ε]に装填される。熱交換器セクション[ε]において、水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、さらに冷却された混合物はさらに冷却され、それによって、水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、なおさらに冷却された混合物が得られ、これは、ダクト[68]を経由して放出される。好ましくは、水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、このなおさらに冷却された混合物は、主にシクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる液相、ならびに水素を含んでなる気相を含んでなる。水素、シクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる、このなおさらに冷却された混合物は、ダクト[68]を経由して気液分離セクション[λ]に装填される。気液分離セクション[λ]は、並列に、および/または直列に作動される、1つまたはそれ以上の気液分離器を含んでなる。主にシクロヘキサノンおよびシクロヘキサノールを含んでなる液体混合物は、ダクト[26]を経由して気液分離セクション[λ]から放出され、そして分離および精製セクション[II]に装填される(同じく図3参照)。水素を含んでなる気体混合物は、ダクト[69]を経由して気液分離セクション[λ]から放出される。任意に、ダクト[69]を経由して放出される水素を含んでなる気体混合物は、焼却装置に送られる(図4には示されない)。任意に、ダクト[69]を経由して放出される水素を含んでなる気体混合物は、フェノール水素化反応セクション[I]に送られる(図4には示されない)。

0098

本発明は、以下の実施例によって例証されるが、それに限定されるようには意図されない。

0099

実施例1は、約1週間使用された、フェノール水素化触媒を用いたフェノールからのシクロヘキサノンの調製および回収のための化学プラントを説明する。

0100

実施例2は、約9カ月間使用された、フェノール水素化触媒を用いたフェノールからのシクロヘキサノンの調製および回収のための化学プラントを説明する。

0101

上記され、かつ図1、2、3および4に描写される、−フェノール水素化反応セクション[I]、分離および精製セクション[II]ならびに−シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]を含んでなる、フェノール供給原料からのシクロヘキサノンの調製および回収のための、連続モードで作動される、1時間あたり約12.5トンのシクロヘキサノンの毎時能力を有する工業規模の化学プラントが使用された。

0102

フェノール水素化反応セクション[I]は、−蒸気加熱された熱交換器セクション[a];−蒸気加熱された蒸発セクション[b];−蒸気加熱された熱交換器セクション[c];−COを触媒的に変換し、そして吸着剤によってH2Sを除去する、水素精製ユニット[d];−蒸気加熱された熱交換器セクション[e];−並列に作動され、かつ冷却剤が、蒸気を形成するために蒸発される場合、水が使用される、気相におけるフェノール水素化のための2つのシェル・アンド・チューブ型水素化反応器を含んでなる、フェノール水素化セクション[f];−熱交換器セクション[g];−熱が、フェノール水素化反応セクション[I]ならびに分離および精製セクション[II]の間で交換される、熱交換器セクション[h];−水冷された熱交換器セクション[i];−気液分離セクション[j];−圧縮セクション[k];−熱交換器セクション[m];ならびに−ダクト[1]〜[25]を含んでなり、これらは全て、プラントの通常の作動間に使用された。

0103

フレッシュなフェノールは、ダクト[1]を経由してフェノール水素化反応セクション[I]に装填された。フレッシュな水素気体として、約94体積%の水素および約6体積%の窒素を含んでなる気体混合物は、ダクト[5]を経由してフェノール水素化反応セクション[I]に装填された。通常の作動条件下で、このフレッシュな水素のCO含有量およびH2S含有量は両方とも、それぞれ1ppm未満であった。(フレッシュなフェノールの量に対する)ダクト[12]を経由してダクト[11]中のストリームに添加された蒸気の量の比率は、約1重量%であった。水素化触媒として、1重量%のNa(NaHNO3として)が促進剤として添加されたPd/Al2O3(1重量%)が適用された。

0104

分離および精製セクション[II]は、−中間体貯蔵セクション[n];−熱が、フェノール水素化反応セクション[I]と分離および精製セクション[II]との間で交換される、熱交換器セクション[h];第1の蒸留セクション[o];−凝縮セクション[p];−第2の蒸留セクション[q];−凝縮セクション[r];−第3の蒸留セクション[s];−凝縮セクション[t];−第4の蒸留セクション[u];−凝縮セクション[v];−第5の蒸留セクション[w];−凝縮セクション[x];ならびに−ダクト[2]、[18]および[26]〜[60]を含んでなり、これらは全て、プラントの通常の作動間に使用された。

0105

第1の蒸留セクション[o]、第2の蒸留セクション[q]、第3の蒸留セクション[s]、第4の蒸留セクション[u]および第5の蒸留セクション[w]における全ての蒸留カラムには、蒸気駆動の再煮沸器が設置されていた。

0106

シクロヘキサノール脱水素化反応セクション[III]は、−中間体貯蔵セクション[y];−熱交換器セクション[z];−蒸気加熱された熱交換器セクション[α];−熱交換器セクション[β];−シェル・アンド・とチューブ型反応器を含んでなる、シクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ];−水冷された熱交換器セクション[ε];−気液分離セクション[λ];ならびに−ダクト[26]、[47]および[61]〜[69]を含んでなり、これらは全て、プラントの通常の作動間に使用された。

0107

シクロヘキサノール脱水素化反応器において適用された加熱媒体は、蒸気であった。

0108

フレッシュなフェノール水素化触媒を用いたフェノールからのシクロヘキサノンの調製および回収のための化学プラントの始動から約1週間後、以下の結果が得られた。
−ダクト[41]を経由して放出された最終生成物、シクロヘキサノンは、約500ppm(重量/重量)[99.95重量%]のシクロヘキサノール含有量を有した。
−フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、約0.04であった。
−フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比は、約0.005であった。
−ダクト[14]中の水素化された生成物のストリーム中のシクロヘキサノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、100より高かった。
−ダクト[18]を経由してフェノール水素化反応セクション[I]から放出された水素化された生成物のストリーム中の(シクロヘキサノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、100より高かった。
−ダクト[14]中の水素化生成物のストリーム中の(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、100より高かった。
−ダクト[18]を経由してフェノール水素化反応セクション[I]から放出された水素化された生成物のストリーム中の(フェノールに対する)シクロヘキサノのモル比は、100より高かった。
−シクロヘキサノンへと変換されたフレッシュなフェノール供給原料のモル分率は、99%より高かった。

0109

正味のエネルギー消費量は、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり約0.7MJであり、かつ正味の蒸気消費量は、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり蒸気約0.3kgであった。それによって、エネルギー消費体は、−蒸気加熱された熱交換器セクション[a];−蒸気加熱された蒸発セクション[b];−蒸気加熱された熱交換器セクション[c];−蒸気加熱された熱交換器セクション[e];−第1の蒸留セクション[o]、第2の蒸留カラム[q]、第3の蒸留カラム[s]、第4の蒸留カラム[u]および第5の蒸留カラム[w]の蒸気加熱された再煮沸器;−蒸気加熱された熱交換器セクション[α];ならびに−蒸気加熱されたシクロヘキサノール脱水素化反応器セクション[δ]であり、かつエネルギー生成体は、−フェノール水素化セクション[f]の2つのシェル・アンド・チューブ型水素化反応器であった。

0110

上記の全てのエネルギー消費体は、蒸気消費体でもある。上記の全てのエネルギー生成体は、蒸気生成体でもある。

0111

フェノールからのシクロヘキサノンの調製および回収は、実施例1に記載のものと同一の化学プラントにおいて実行されたが、ここでは、フェノール水素化触媒が、約1週間の代わりに約9カ月間使用された。フェノール水素化触媒は、老化挙動を示し、経時的に選択性および活性の減少が得られることがよく知られている。

0112

ここでは、以下の結果が得られた。
−ダクト[41]を経由して放出された最終生成物、シクロヘキサノンは、約500ppm(重量/重量)のシクロヘキサノール含有量を有した。
−フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、約0.04であった。
−フェノール水素化反応器に装填される(フェノールに対する)シクロヘキサノールのモル比は、約0.024であった。
−ダクト[14]中の水素化生成物のストリーム中の(シクロヘキサノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、約12であった。
−ダクト[18]を経由してフェノール水素化反応セクション[I]から放出された水素化された生成物のストリーム中の(シクロヘキサノールに対する)シクロヘキサノンのモルは、約12であった。
−ダクト[14]中の水素化生成物のストリーム中の(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、約14であった。
−ダクト[18]を経由してフェノール水素化反応セクション[I]から放出された水素化された生成物のストリーム中の(フェノールに対する)シクロヘキサノンのモル比は、約14であった。
−シクロヘキサノンへと変換されるフレッシュなフェノール供給原料のモル分率は、99%より高かった。
−正味のエネルギー消費量は、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり約1.6MJであり、かつ正味の蒸気消費量は、製造されたシクロヘキサノン1kgあたり蒸気約0.7kgであった。それによって、エネルギー消費体および蒸気消費体ならびにエネルギー生成体および蒸気生成体は、実施例1におけるものと同一であった。

0113

実施例1および実施例2の両方において、−フェノール水素化反応セクションにおける1パスあたりの選択性は93%より高く、かつ−フェノール水素化セクションにおける1パスあたりのフェノール変換率は91%より高かった。

0114

実施例1および実施例2の両方において、フェノール水素化反応セクションにおいて生成した反応熱の80%より多くが、蒸気の生成のために適用された。

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