Способ выделения катализатора синтеза фенола и ацетона

 

(19)SU(11)671070(13)A1(51)  МПК ⁶    _B01J23/92(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА СИНТЕЗА ФЕНОЛА И АЦЕТОНА

Изобретение относится к способам регенерации катализатора производства фенола и ацетона разложением гидроперекиси кумола, в частности к выделению катализаторов на основе гетерополикислот (ГПК), содержащих гетероатомы фосфора или кремния и окислы молибдена, вольфрама или ванадия, из реакционной массы, состоящей из смеси фенола и ацетона. Известен способ извлечения ГПК из водных растворов экстракцией органическими растворителями: спиртами, кетонами, эфирами. Однако этот метод непригоден для выделения катализатора синтеза фенола и ацетона, поскольку органические экстрагенты неограниченно растворимы в реакционной массе. Ближайшим решением аналогичной задачи является способ выделения катализатора на основе ГПК для синтеза фенола и ацетона, заключающийся в том, что из реакционной массы отгоняют при атмосферном давлении ацетон, при этом нерастворимая в феноле ГПК выпадает в осадок и отделяется фильтрованием. К недостаткам известного способа следует отнести следующие: присутствие ГПК в ректифицируемой реакционной массе способствует смолообразованию; выпадение катализатора в осадок в кубе ректификационной колонны для отгонки ацетона осложняет отделение катализатора и эксплуатацию колонны. Целью изобретения является упрощение способа выделения катализатора. Указанная цель достигается описываемым способом, заключающимся в обработке реакционной массы водой или водным раствором щелочного реагента в объемном соотношении 1:1-0,3. При этом в качестве щелочного реагента предпочтительно использовать карбонат, гидроокись или бикарбонат натрия, или гидроокись аммония при концентрации щелочного реагента в воде 1-10 мас. Желательно также в реакционную массу перед обработкой добавлять толуол, бензол или фенол. Сущность способа состоит в следующем. Реакционную массу, полученную разложением гидроперекиси кумола, содержащую 0,01-0,3 мас. указанных выше ГПК в смеси фенола и ацетона, подвергают экстракции при комнатной температуре водой или водным раствором, имеющим в своем составе 1-10 мас. щелочного реагента. В качестве последнего используют Na₂CO₃, NaOH, NaHCO₃, NH₄OH или их смесь. Экстракцию проводят при объемном соотношении органической и водной фаз 1: 1-1:0,3. Состав ГПК, перешедшей в водную фазу, совпадает с составом ГПК в исходной реакционной массе, что позволяет регенерировать катализатор для повторного использования. С целью уменьшения объема водной фазы и, следовательно, потерь фенола и ацетона рекомендуется в органическую фазу вводить в количестве 10-30% смешивающихся с ней, но не смешивающихся с водой органических растворителей (толуол, бензол, фенол и т.д.). В дальнейшем эти растворители могут быть выделены и возвращены в цикл. Фенол и ацетон, перешедшие в водную фазу, извлекают известными методами, например путем экстракции диизопропиловым эфиром. Катализатор с целью утилизации может быть выделен из водного раствора известными приемами, такими как выпаривание растворителя или осаждение подходящими осадителями, например катионами тяжелых металлов, органическими аминами и т.д. Выделенный катализатор может быть подвергнут также регенерации для повторного использования. П р и м е р 1. 15 мл реакционной массы синего цвета, полученной разложением гидроперекиси кумола в присутствии катализатора на основе ГПК состава H₃PO₄˙3,6 MoO₃, содержащей 0,050 мас. ГПК в смеси фенола и ацетона 50:50 мол. встряхивают в делительной воронке в течение 2 мин при комнатной температуре с 15 мл 1,0%-ного водного раствора NaOH. Смесь расслаивается, слои разделяют. При этом органическая фаза (верхняя) обесцвечивается, а водная фаза (нижняя) приобретает синюю окраску. Это показывает, что ГПК переходит в водную фазу без разложения. В водной фазе определяют количество фосфора и молибдена фотометрически, а также количество фенола и ацетона методом ГЖХ. Измеряют количество водной фазы, растворившейся в органической фазе. Анализ на фосфор и молибден показывает, что состав выделенной ГПК в водной фазе совпадает с составом ГПК в реакционной смеси. Результаты даны в таблице. П р и м е р ы 2-14. Экстракцию ведут, как в примере 1, условия и результаты опытов даны в таблице. Во всех случаях состав выделенной ГПК в водной фазе совпадает с составом ГПК в исходной реакционной массе. Способ по изобретению позволяет отделить ГПК от продуктов реакции до отгонки ацетона, при этом исключена фильтрация реакционной массы. ГПК переходит в водную фазу практически полностью. Степень извлечения катализатора при однократной экстракции реакционной массы равным объемом водной фазы 97% При необходимости более полного извлечения ГПК проводят многократную экстракцию.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА СИНТЕЗА ФЕНОЛА И АЦЕТОНА, представляющего собой гетерополикислоту с гетероатомами фосфора или кремния и окислами молибдена, вольфрама или ванадия, из реакционной массы, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, реакционную массу обрабатывают водой или водным раствором щелочного реагента в объемном соотношении 1 1 0,3. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента используют карбонат, гидроокись или бикарбонат натрия или гидроокись аммония при концентрации щелочного реагента в воде 1 10 мас. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в реакционную массу перед обработкой добавляют толуол, бензол или фенол.

РИСУНКИ

Рисунок 1