Ka油副产物的肟化的制作方法
【专利说明】KA油副产物的肟化
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求依据35U.S.C.§ 119(e)要求2013年3月14日提交的U.S.临时申请序列号61/784，106的权益，其全部公开内容在此通过引用以其整体并入。领域
[0002]本发明涉及用于分离酮和醇的方法和设备，并且，具体地，涉及用于分离环己酮和环己醇的方法和设备。
背景
[0003]环己酮可通过苯酚的氢化制备。环己酮通常用于ε_己内酰胺的制备，ε_己内酰胺为用于尼龙6制备的原料。尼龙6具有许多用途，包括用作工业和制造的原料。
[0004]苯酚向环己酮的氢化产生少量作为副产物的环己醇。由于蒸馏中不利的相对挥发性，难以将环己醇与环己酮分离，导致了不如其分开的成分理想的酮/醇混合物(“ΚΑ油”)副产物料流。
[0005]需要对前述方法进行改进。
概述
[0006]本公开内容提供了用于分离酮和醇的方法。在一个实施方案中，所公开的方法和组合物用于将环己醇与环己酮分离。
[0007]由于不利的相对挥发性，难以使用传统蒸馏技术自混合物分离环己醇和环己酮。然而，用羟胺处理环己醇和环己酮的混合物导致环己酮转化为环己酮肟。环己酮肟可比环己酮更加容易地与环己醇分离。这促使环己酮和环己醇的混合物分离为环己醇料流(其可被纯化用以销售或进一步使用，例如作为溶剂)和环己酮肟料流(其可通过Beckmann重排反应进一步转化为己内酰胺)。
[0008]在一个示例性的实施方案中，提供了一种用于自酮/醇混合物分离醇的方法。该方法包括提供包含酮和醇的第一料流；将试剂加入第一料流，所述试剂与酮反应以形成肟，其中肟在醇中具有低溶解度；和分离肟和醇。
[0009]通过参考本发明实施方案的以下描述并结合附图，本发明的上述和其它特征、和获得它们的方式将变得更加明确，且将更好地理解本发明本身。
附图简要说明
[0010]图1A阐明了苯酚氢化以形成环己酮；
[0011 ] 图1B阐明了苯酚氢化以形成环己醇；
[0012]图2阐明了示例性的苯酚氢化方法制备KA油产物料流的示意图；
[0013]图3阐明了通过羟胺肟化环己酮以形成环己酮肟；
[0014]图4A阐明了根据本公开内容使用羟胺的对KA油的示例性肟化和分离方法的示意图；
[0015]图4B阐明了根据本公开内容的使用羟胺的盐的对KA油的另一示例性肟化和分离方法的示意图；
[0016]图4C阐明了使用羟胺的盐的对KA油的还一示例性肟化和分离方法。详述
[0017]虽然不如此限制，但本文所述分离方法特别可用于将环己醇产物与苯酚氢化所制备的环己酮分离。
[0018]如图1A中反应10所阐述的，苯酚可在催化剂的存在下氢化，以形成环己酮。示例性催化剂包括钯、铂、钌和其它适合催化剂。然而，根据图1B中反应12，部分的苯酚氢化以形成环己醇。
[0019]下面参见图2，显示了通用的苯酚氢化方法20。苯酚22和氢气24在金属催化剂26的存在下在苯酚氢化步骤或单元28中反应，形成环己酮和环己醇。示例性金属催化剂包括钯、铂、钌和其它适合催化剂。催化剂在催化剂分离步骤或单元34中与环己酮和环己醇混合物32分离并循环36回氢化步骤或单元28。可将额外的新鲜催化剂38加入以维持氢化步骤或单元28中催化剂的水平。
[0020]然后，环己酮和环己醇料流35在蒸馏步骤或单元39中蒸馏。将第一部分的环己酮产物料流移除，如通过环己酮产物料流30所示，同时第二部分的环己酮和环己醇作为KA油料流40保留在混合物中。可在额外的过程(未示出)中从料流35中汽提任何残留的苯酚。
[0021]在一个实施方案中，KA油具有小到0.1: 1,0.5: 1,0.75: 1,0.9: 1,0.95: 1，I: 1，大到 1.05: I, 1.1: I, 1.25: 1,2: 1,3: 1,5: 1,10: 1,20: I 的环己酮重量与环己醇重量的比率，或处于前述值的任意对之间所限定的任意范围之内。
[0022]可进一步处理KA油产物料流40以形成额外的产物，如己二酸。然而，合意的是进一步分离KA油产物料流的酮和醇成分。
[0023]由于蒸馏中不利的相对挥发性，难以将环己醇与环己酮分离。然而，如图3所示，环己酮可与羟胺(NH2OH)在肟化反应50中反应以形成环己酮肟。例证性地，可以羟胺的盐的形式或以羟胺游离碱的形式提供羟胺。示例性的羟胺盐包括硫酸羟胺、氯化羟胺、氟化羟胺、硝酸羟胺和其它适合的盐。示例性的羟胺游离碱形式作为水溶液或作为与另一溶剂的溶液提供。示例性的水溶液包括浓缩的溶液、稀释的浓缩物和羟胺浓度为约50wt.%或更少的溶液。
[0024]下面参考图4A，显示了通用的肟化过程60。提供KA油62。在一个实施方案中，KA油62与来自苯酚氢化过程20 (参见图2)的KA油料流40相同。
[0025]在肟化步骤或单元66中将羟胺64加入至KA油62。在示例性的实施方案中，肟化步骤或单元66可包括具有搅拌的间歇式反应器、连续搅拌釜式反应器、返混式反应器或塞流反应器设计的反应器。也可使用其它适合的反应器。在示例性的实施方案中，加入至KA油的羟胺的量为基于KA油中酮的量的羟胺的化学计量的量。在另一实施方案中，羟胺的量可小至少10%，少5%，少2%，少1%，大至过量1%，过量2%，过量5%，过量10%的基于KA油中酮量的化学计量的量。
[0026]肟化步骤或单元66致使环己酮与羟胺反应以形成环己酮肟。不像溶于环己醇的环己酮，环己酮肟不在环己醇中高度溶解度。该低溶解度提供了环己酮肟、环己醇的多相混合物68，促使了相对于环己酮和环己醇而言的更加容易的分离。在某些实施方案中，多相混合物68进一步包含水相。多相混合物68在相分离步骤或单元70中分离以制备环己酮肟产物料流72、环己醇产物料流74，以及，在某些实施方案中，水性料流75。
[0027]相分离步骤或单元70可由单相分离过程或多重步骤组成。相分离步骤或单元70中分离环己酮肟和环己醇的示例性的方法包括物理分离方法如过滤、离心、倾析、闪蒸，热分离方法如蒸馏和/或利用肟和环醇的不同溶解度特性的萃取方法。
[0028]下面参见图4B，显示了另一种通用肟化过程80。提供KA油82。在一个实施方案中，KA油82与来自苯酚氢化过程20 (参见图2)的KA油料流40相同。
[0029]在肟化步骤或单元86中将硫酸羟胺的水溶液84加入至KA油82。硫酸羟胺的水溶液例证性地包含氨或氢氧化铵。在更具体的例证性实施方案中，硫酸羟胺的水溶液包含等摩尔量的氨或氢氧化铵，以羟胺为基础，或两摩尔当量的氨，以硫