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KR101476375B1 - Method for preparing phenol, acetone and alpha methyl styrene - Google Patents

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KR101476375B1
KR101476375B1 KR1020110088842A KR20110088842A KR101476375B1 KR 101476375 B1 KR101476375 B1 KR 101476375B1 KR 1020110088842 A KR1020110088842 A KR 1020110088842A KR 20110088842 A KR20110088842 A KR 20110088842A KR 101476375 B1 KR101476375 B1 KR 101476375B1
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 낮은 농도 및 온도의 최대한 안정화된 조건에서 페놀 제조 공정에서 쿠멘의 산화로 얻어진 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 수소화 공정 및 쿠밀 알코올에서 알파 메틸 스티렌의 분리 탈수공정을 통해, 농도 증가에 따른 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 수소화 반응시 폭발 위험성을 낮추고 선택도를 향상시켜 쿠밀 알코올로의 양을 늘림으로써 알파 메틸 스티렌의 양을 선택적으로 증가시키고 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 양을 제어하여 알파 메틸 스티렌의 생산량을 시장 수요에 맞게 제어할 수 있는 알파 메틸 스티렌의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogenation process of cumene hydroperoxide obtained by oxidation of cumene in a phenol production process and a separation and dehydration process of alpha methyl styrene in cumyl alcohol under the most stabilized condition of low concentration and temperature, In the hydrogenation reaction of oxides, the risk of explosion is lowered and the selectivity is increased to increase the amount of cumyl alcohol, thereby selectively increasing the amount of alpha methyl styrene and controlling the amount of cumene hydroperoxide, And more particularly to a process for preparing alpha methyl styrene.

Description

페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법{Method for preparing phenol, acetone and alpha methyl styrene}[0001] The present invention relates to a method for preparing phenol, acetone and alpha methyl styrene,

본 발명은 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페놀의 생산량을 감소시키지 않으면서 알파 메틸 스티렌의 선택적으로 증산할 수 있는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the production of phenol, acetone and alpha methylstyrene, and more particularly to a process for the production of phenol, acetone and alpha methylstyrene which can selectively produce alphamethylstyrene without reducing the production of phenol .

알파 메틸 스티렌(alpha-methyl styrene)은 ABS와 같은 특정 공중합체 및 신규 중합체의 제조에서 첨가제로 다양하게 사용되고 있다. 또한, 알파 메틸 스티렌에서는 불포화 알파 메틸 스티렌 이량체와 같은 미세 화합물의 제조를 위한 중간체로서의 용도를 갖는다. 이들 이량체는 아크릴리나이트릴-부타디엔-스티렌 수지 및 스티렌-부타디엔 고무와 같은 공중합체의 제조에서 분자량 제어제로서 사용되고 있다. 알파 메틸 스티렌 이량체의 수소화 형태는 윤활 조성물 중의 성분으로서 산업적 가치를 갖는다.Alpha-methyl styrene has been used extensively as a specific copolymer such as ABS and as an additive in the production of novel polymers. In addition, alpha methyl styrene has an application as an intermediate for the production of fine compounds such as unsaturated alpha methyl styrene dimers. These dimers have been used as molecular weight control agents in the preparation of copolymers such as acrylynitrile-butadiene-styrene resins and styrene-butadiene rubbers. The hydrogenated form of the alpha methyl styrene dimer has industrial value as a component in the lubricating composition.

이러한 알파 메틸 스티렌은 일반적으로, 쿠멘을 원료로 이용하여 산화 및 탈수 공정 등을 통해 페놀을 제조하는 페놀 제조 공정의 부산물로 생성된다. Such alpha methyl styrene is generally produced as a by-product of a phenol manufacturing process for producing phenol through oxidation and dehydration processes using cumene as a raw material.

도 1은 종래 페놀 제조 과정을 간략히 나타낸 공정도이다.FIG. 1 is a process diagram schematically showing a conventional process for producing phenol.

도 1을 참조하면, 쿠멘이 공급된 산소반응기(1)에서 산소 존재 하에 쿠멘을 산화시켜 24 중량% 정도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드와 소량의 쿠밀 알코올로 전환시킨 스트림을 제조하고, 이를 저장기(2)로 이송후 스트리퍼(3)에서 상기 24 중량% 정도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 함유 스트림을 82 중량% 정도로 농축한다. 이후, 농축된 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 및 쿠밀 알코올 함유 스트림을 저장기(4)를 거쳐 분해 반응기(5)로 공급하여 산촉매하에 탈수화시킴으로써 쿠멘 하이드로퍼옥사이드로부터 페놀과 아세톤을 생성하고 또한 쿠밀 알코올로부터 알파 메틸 스티렌를 생산하고 있다. 하지만, 상기 방법의 경우 쿠멘의 산화 공정에서 쿠밀 알코올은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 1몰에 대하여 0.035 몰만이 생성되므로, 페놀 제조 공정에서의 알파 메틸 스티렌의 생산량은 쿠멘 산화 공정에서 생성되는 극소량의 쿠밀 알코올의 의해 제한되고 있다.Referring to FIG. 1, a cumene is oxidized in the presence of oxygen in an oxygen reactor (1) fed with cumene to convert a cumene hydroperoxide to a small amount of cumyl alcohol by about 24% by weight, ), The stream containing the cumene hydroperoxide of about 24% by weight is concentrated to about 82% by weight in the stripper (3). Thereafter, the concentrated cumene hydroperoxide and cumyl alcohol-containing streams are fed to a cracking reactor 5 via a reservoir 4 and dehydrated under an acid catalyst to produce phenol and acetone from cumene hydroperoxide, Methyl styrene. However, in the case of the above method, only 0.035 moles of cumyl alcohol is produced per 1 mole of cumene hydroperoxide in the oxidation process of cumene, so that the production amount of alpha methyl styrene in the phenol production process is as low as that of cumyl alcohol .

이에, 알파 메틸 스티렌의 생산량을 선택적으로 증가시키고자 하는 연구가 진행된 바 있으며, 분해 반응기(cleavage reactor)전에 스트리퍼(stripper)에서 나온 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 일부를 쿠밀 알코올로 선택적으로 전환하여 알파 메틸 스티렌을 증산하고자 하는 방법이 있다. 하지만, 상기 방법은 전환율과 선택도가 낮아 공정효율이 떨어지고 고농축의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 사용하여 안정상에 문제가 있다.In order to selectively increase the production amount of alpha methyl styrene, a part of cumene hydroperoxide from a stripper was selectively converted into cumyl alcohol prior to the cleavage reactor to obtain alpha methyl styrene . However, the above method has a low conversion efficiency and low selectivity and thus has a poor process efficiency and has a problem in safety due to the use of highly concentrated cumene hydroperoxide.

또한 종래 방법에서는 주로 상기 알파 메틸 스티렌의 증산의 목적이 아니라, 산화 반응기로의 재순환을 위해 생성된 알파 메틸 스티렌의 수소화 공정을 다시 쿠멘으로 전환하는 방법을 개시하고 있다(미국특허 제5,905,178호). 또는 알파 메틸 스티렌를 페놀 제조 공정의 부산물로 취급하여, 알파 메틸 스티렌의 생성을 최소화하려는 시도가 주로 이루어지고 있을 뿐(미국특허 제5,530,166호), 알파 메틸 스티렌의 생산량을 증가시키고자 하는 연구는 미흡한 실정이다.Also, in the conventional method, a method of converting the hydrogenation process of alpha methyl styrene generated again for recycling to an oxidation reactor into cumene, instead of mainly purifying the above alpha methyl styrene, is disclosed (U.S. Patent No. 5,905,178). Or an attempt to minimize the production of alpha methyl styrene by treating alpha methyl styrene as a byproduct of the phenol manufacturing process (U.S. Patent No. 5,530,166), and studies for increasing the production amount of alpha methyl styrene are insufficient to be.

이에 상기와 같은 과제를 해결하고자, 본 발명은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드에서 쿠밀 알코올로의 수소화 공정 및 쿠밀 알코올에서 알파 메틸 스티렌의 분리 탈수공정을 통해 페놀 제조 공정에서 부산물로 간주되던 알파 메틸 스티렌을 선택적으로 증산할 수 있는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a process for the hydrogenation of cumene hydroperoxide to cumyl alcohol and the separation of alpha methyl styrene from cumyl alcohol. The process for selectively removing alpha methyl styrene, which is regarded as a by- Phenol, acetone and alpha methyl styrene which can be evaporated.

이에 본 발명은, Accordingly,

(a) 쿠멘을 산화시켜 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림을 제조하는 단계;(a) oxidizing cumene to produce a cumene hydroperoxide stream;

(b) 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 적어도 일부를 분리하여 귀금속 촉매하에 수소화반응시켜 쿠밀 알코올을 제조하는 단계; (b) separating at least a portion of the cumene hydroperoxide stream and hydrogenating it under a noble metal catalyst to produce cumyl alcohol;

(c) 상기 쿠밀 알코올을 포함하는 반응물을 산성 촉매하에 탈수반응시키는 단계; 및(c) dehydrating the reactant containing the cumyl alcohol under an acidic catalyst; And

(d) 상기 수소화 반응을 거치지 않은 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 나머지 부분을 별도로 탈수반응시키는 단계(d) separately dehydrating the remaining portion of the cumene hydroperoxide stream not subjected to the hydrogenation reaction

를 포함하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법을 제공한다.Acetone, and alpha methylstyrene.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 (a)단계에서, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 5 내지 25 중량%의 농도로 생성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the step (a), the cumene hydroperoxide stream may be produced at a concentration of 5 to 25% by weight.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 (b)단계에서, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림 중 5 내지 50 중량%를 분리하여 수소화 반응에 사용할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, in step (b), 5 to 50% by weight of the cumene hydroperoxide stream may be separated and used for the hydrogenation reaction.

본 발명의 방법에 따른 제조방법에 있어서, 상기 수소화 반응의 선택도는 95% 이상이고, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드에서 쿠밀 알코올로의 전환율은 95% 이상일 수 있다.
In the production process according to the method of the present invention, the degree of selectivity of the hydrogenation reaction is 95% or more, and the conversion from cumene hydroperoxide to cumyl alcohol may be 95% or more.

이하, 본 발명의 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the method for producing phenol, acetone and alpha methyl styrene of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법은, The method for producing phenol, acetone and alpha methylstyrene according to the present invention comprises:

(a) 쿠멘을 산화시켜 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림을 제조하는 단계; (b) 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 적어도 일부를 분리하여 귀금속 촉매하에 수소화반응시켜 쿠밀 알코올을 제조하는 단계; (c) 상기 쿠밀 알코올을 포함하는 반응물을 산성 촉매하에 탈수반응시키는 단계; 및 (d) 상기 수소화 반응을 거치지 않은 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 나머지 부분을 별도로 탈수반응시키는 단계를 포함한다.(a) oxidizing cumene to produce a cumene hydroperoxide stream; (b) separating at least a portion of the cumene hydroperoxide stream and hydrogenating it under a noble metal catalyst to produce cumyl alcohol; (c) dehydrating the reactant containing the cumyl alcohol under an acidic catalyst; And (d) separately dehydrating the remaining portion of the cumene hydroperoxide stream not subjected to the hydrogenation reaction.

일반적으로 페놀 제조 공정은 3개의 산화반응기를 통해 제조된 25 중량% 정도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드(CHP) 용액을 스트리퍼를 거쳐 80 중량%의 CHP 용액으로 농축하고, 분해 반응기를 거쳐 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌을 생산하는 공정으로 이루어진다.Generally, in the phenol manufacturing process, a 25% by weight cumene hydroperoxide (CHP) solution prepared through three oxidation reactors is concentrated through a stripper into a 80% by weight CHP solution, and is passed through a decomposition reactor to remove phenol, acetone and alpha And producing methylstyrene.

그런데, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드는 발화점이 57 내지 79 ℃ 로, 공기와 혼합시 폭발 가능하다. 더욱이, 유기 물질, 산, 염기 및 금속성분과 접촉시 폭발 및 화재의 위험이 있다. 또한 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 농도가 증가함에 따라 runway reaction 온도가 낮아져 폭발의 위험성이 증가한다는 보고가 있다 (Thermochimica acta, 501, 2010, 65-71). 따라서, 상기와 같이 고농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 이용하지 않고 안정한 방법으로 페놀 공정을 수행하는 방법이 필요하다. 본 발명의 제조방법은 낮은 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 사용하여 안정된 상태에서 쿠밀 알코올을 생산할 수 있는 공정을 제공한다.However, cumene hydroperoxide has an ignition point of 57 to 79 ° C and can explode upon mixing with air. Furthermore, there is a risk of explosion and fire when in contact with organic materials, acids, bases and metal components. In addition, there is a report that the runway reaction temperature decreases as the concentration of cumene hydroperoxide increases, thereby increasing the risk of explosion (Thermochimica acta, 501, 2010, 65-71). Therefore, there is a need for a method for performing the phenol process in a stable manner without using high concentration cumene hydroperoxide as described above. The production process of the present invention provides a process capable of producing cumyl alcohol in a stable state using a low concentration of cumene hydroperoxide.

이에, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 전환 공정은 최대한 안정화된 조건, 즉 낮은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 농도 및 낮은 온도에서 수행하는 것이 매우 중요하다.Therefore, it is very important to carry out the conversion process of cumene hydroperoxide at the most stabilized condition, that is, at a low concentration of cumene hydroperoxide and at a low temperature.

또한 종래의 페놀 제조 공정에서, 쿠밀 알코올은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 1몰에 대하여 0.035몰 정도만이 생성되어 알파 메틸 스티렌의 생산량을 증가시키기에는 한계가 있었다.Further, in the conventional phenol manufacturing process, only about 0.035 moles of cumyl alcohol is produced per 1 mole of cumene hydroperoxide, which limits the production of alpha methyl styrene.

본 발명의 제조방법에 따르면, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 쿠밀 알코올로의 수소화 공정을 통해 쿠밀 알코올의 생산량을 늘린 후, 상기 쿠밀 알코올을 탈수시킴으로써 알파 메틸 스티렌의 생산량을 증가시킬 수 있다. 즉, 종래 기술에서는 상기 쿠멘의 산화로 얻어진 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림을 스트리퍼에서 농축 후 분해 반응기에서 그대로 탈수 반응을 진행하는 반면, 본 발명의 제조방법에 따르면 스트리퍼에서 농축하기 전의 저농도 상태로 상기 산화 반응 후 얻어진 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 일부를 분리하여 수소화 공정에 이용함으로써, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 선택도 및 쿠밀 알코올로의 전환율을 향상시킬 수 있다.According to the production method of the present invention, the production amount of alpha-methyl styrene can be increased by dehydrating the cumyl alcohol after increasing the production amount of cumyl alcohol through hydrogenation of cumene hydroperoxide to cumyl alcohol. That is, in the prior art, the cumene hydroperoxide stream obtained by the oxidation of cumene is concentrated in a stripper and then dehydrated as it is in the decomposition reactor. On the other hand, according to the production method of the present invention, A part of the obtained cumene hydroperoxide is separated and used in the hydrogenation process, whereby the selectivity of cumene hydroperoxide and the conversion to cumyl alcohol can be improved.

따라서 본 발명의 제조방법은 생산 공정 중에서 저농도의 안정성이 확보된 영역에서 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 쿠밀 알코올로 전환하여 기존보다 훨씬 우수한 결과를 나타낸다. 즉, 본 발명의 제조방법에서는 스트리퍼를 거쳐 분해 반응기(cleavage reactor)로 들어가기 전의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 스트림을 수소화 반응의 반응물로 사용하지 않고, 쿠멘 산화 이후의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 사용하여 공정의 안정성을 확보한다.Therefore, the production method of the present invention is able to convert cumene hydroperoxide into cumyl alcohol in a region where stability at a low concentration is ensured in the production process, and the result is far superior to the conventional method. That is, in the production method of the present invention, the cumene hydroperoxide stream before entering the cleavage reactor via the stripper is not used as a reactant for the hydrogenation reaction, and cumene hydroperoxide after the cumene oxidation is used to improve process stability .

본 발명의 제조방법에서는 먼저, 쿠멘을 산화시켜 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림을 제조한다((a)단계).In the production method of the present invention, cumene hydroperoxide stream is firstly produced by oxidizing cumene (step (a)).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a)단계의 공정을 통해, 약 5 내지 약 25 중량% 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림이 생성된다. 또한 상기 스트림 중에는 상기 쿠멘의 산화를 통해 소량의 쿠밀 알코올이 포함될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a cumene hydroperoxide stream having a concentration of about 5 to about 25 wt% is produced through the process of step (a). In addition, a small amount of cumyl alcohol may be contained in the stream through oxidation of the cumene.

이 때 상기 (a)단계에서 산화 조건은 특별히 한정되지 않으며, 일반적인 조건 하에 진행될 수 있다. 예를 들면, 쿠멘의 산화는 통상적으로 공기나 산소 농축 공기 등의 함-산소 가스에 의한 자동 산화로 수행할 수 있다. 또한 상기 산화 반응은 알칼리와 같은 첨가제를 이용하거나 첨가제 없이 행해질 수 있다. 상기 첨가제로는 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH)과 같은 알카리 금속 화합물, 알카리 토금속 화합물, 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산수소나트륨(NaHCO3)과 같은 알카리 금속 탄산염, 암모니아, 탄산암모늄염 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In this case, the oxidizing conditions in the step (a) are not particularly limited and may be carried out under general conditions. For example, the oxidation of cumene can usually be carried out by autoxidation with air-oxygen gas such as air or oxygen-enriched air. The oxidation reaction can also be carried out with or without an additive such as an alkali. Examples of the additives include alkali metal compounds such as sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH), alkaline earth metal compounds, alkaline metal carbonates such as sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), ammonia, ammonium carbonate Or the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 약 50 내지 약 200 ℃의 온도 및 대기압 내지 약 5MPa의 압력조건에서 산화 반응을 수행할 수 있다According to one embodiment of the present invention, the oxidation reaction can be carried out at a temperature of from about 50 to about 200 DEG C and atmospheric pressure to about 5 MPa

또한 (a)단계에서 쿠멘의 산화는 통상의 페놀 공정에 사용되는 다수의 산화반응기, 바람직하게 3개의 산화반응기를 통해 진행될 수 있다. 또한, 상기 (a)단계는 쿠멘의 농도가 80% 이상, 바람직하게 99% 이상인 쿠멘 함유 스트림을 산소 함유 스트림의 존재 하에 산화시켜 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 함유 스트림을 형성할 수 있다.Also, in step (a), the oxidation of cumene can be carried out through a plurality of oxidation reactors, preferably three oxidation reactors, used in conventional phenol processes. Also, the step (a) may oxidize the cumene-containing stream having a cumene concentration of 80% or more, preferably 99% or more, in the presence of the oxygen-containing stream to form a cumene hydroperoxide-containing stream.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 쿠멘의 산화를 촉진하기 위해 통상의 개시제가 사용될 수 있다. 상기 개시제로는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드 등의 유기 하이드로퍼옥사이드, 퍼옥시계 자유 라디칼 개시제, 또는 아조계 자유 라디칼 개시제 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.According to one embodiment of the present invention, conventional initiators may be used to promote oxidation of the cumene. Examples of the initiator include, but are not limited to, organic hydroperoxides such as cumene hydroperoxide and t-butyl hydroperoxide, peroxime free radical initiators, and azo type free radical initiators.

다음에, 상기 (a)단계에서 제조된 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 적어도 일부를 분리하여 귀금속 촉매 하에 수소화 반응시켜 쿠밀 알코올을 제조한다((b)단계). Next, at least a part of the cumene hydroperoxide stream prepared in the step (a) is separated and subjected to a hydrogenation reaction under a noble metal catalyst to produce cumyl alcohol (step (b)).

상기 (b)단계에서 분리된 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 일부는 쿠밀 알코올로 전환되고 이후 연속적인 탈수반응에서 알파 메틸 스티렌을 생산하게 되므로, 수소화 반응에 사용되는 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 비율을 필요에 따라 적절히 조절함으로써 알파 메틸 스티렌의 생산량을 조절할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림 중 일부, 바람직하게는 약 5 내지 약 50 중량%를 분리하여 수소화 반응에 사용할 수 있다. Since a part of the cumene hydroperoxide stream separated in the step (b) is converted to cumyl alcohol, and the continuous dehydration reaction produces alpha methyl styrene, the proportion of the cumene hydroperoxide stream used in the hydrogenation reaction is required The production amount of alpha methyl styrene can be controlled. According to one embodiment of the present invention, some, preferably about 5 to about 50 weight percent of the cumene hydroperoxide stream may be separated and used in the hydrogenation reaction.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 농축없이 적어도 일부를 분리하여 수소화 반응을 진행할 수 있다.Also, according to one embodiment of the present invention, the cumene hydroperoxide stream may be subjected to a hydrogenation reaction by separating at least a portion thereof without concentration.

상기 수소화 반응에 사용하는 귀금속 촉매는 금, 은, 백금, 팔라듐, 이리듐, 루테늄, 레늄, 로듐 및 오스뮴으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한 상기 귀금속 촉매는 알루미나, 실리카, 클레이, 카본, 지르코니아, 티타니아, 메소포러스 분자체(mesoporous molecular sieve) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 귀금속 촉매는 카본을 담체로 하는 Pd/C 촉매일 수 있다.The noble metal catalyst used in the hydrogenation reaction may include at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, palladium, iridium, ruthenium, rhenium, rhodium and osmium. The noble metal catalyst may further include a carrier selected from the group consisting of alumina, silica, clay, carbon, zirconia, titania, mesoporous molecular sieve, and mixtures thereof. According to an embodiment of the present invention, the noble metal catalyst may be a Pd / C catalyst containing carbon as a carrier.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 귀금속 촉매는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림 100 중량부에 대하여 약 0.5 내지 약 15 중량부로 사용할 수 있다. 상기 귀금속 촉매의 양이 0.5 내지 15 중량부일 때 높은 전환율 및 선택도를 나타낼 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the noble metal catalyst may be used in an amount of about 0.5 to about 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the cumene hydroperoxide stream. When the amount of the noble metal catalyst is 0.5 to 15 parts by weight, high conversion and selectivity can be exhibited.

상기 수소화 반응은 약 40 내지 약 80 ℃의 온도 조건에서 약 0.2 내지 약 7시간 동안 수행할 수 있다. 또한 상기 수소화 반응은 통상의 유체 공간 속도의 조건에서 수행할 수 있다. The hydrogenation reaction may be conducted at a temperature of about 40 to about 80 캜 for about 0.2 to about 7 hours. Also, the hydrogenation reaction can be carried out under conditions of ordinary fluid space velocity.

또한 상기 수소화 반응은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 1몰에 대하여 약 1 내지 약 10몰의 수소를 첨가하여 수행할 수 있다. 이 때 수소의 첨가 몰수가 1몰 미만이면 전환율 및 선택도가 떨어지는 문제가 있고 10몰을 초과하면 과도한 양의 수소를 재순환시켜야 되므로 경제성에 문제가 있을 수 있다. The hydrogenation reaction may be performed by adding about 1 to about 10 moles of hydrogen per mole of cumene hydroperoxide. If the molar number of addition of hydrogen is less than 1 mole, there is a problem that the conversion and selectivity are lowered. If the molar number exceeds 10 moles, an excessive amount of hydrogen must be recycled, which may lead to economical problems.

본 발명의 제조방법에 따르면, 마일드한 조건에서 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 수소화 공정을 진행하므로, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 runway 반응 온도시 폭발 위험성을 감소시켜 최대한 안정화된 조건하에서 쿠밀 알코올로의 전환율을 증가시킬 수 있다. 또한 고농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드는 쿠밀 알코올로 전환되어, 이후 단계에서 알파 메틸 스티렌의 함량을 증가시킬 수 있다. According to the production method of the present invention, since the process of hydrogenating cumene hydroperoxide is carried out under mild conditions, the risk of explosion at the runway reaction temperature of cumene hydroperoxide is reduced to increase the conversion to cumyl alcohol under the maximally stabilized condition . In addition, high concentrations of cumene hydroperoxide can be converted to cumyl alcohol, which can increase the content of alpha methyl styrene in subsequent steps.

본 발명의 제조방법에서 상기 수소화 반응의 선택도는 95% 이상이 될 수 있다. 종래 사용되는 촉매 환원(catalyst reduction)방법의 경우 전환율이 20 내지 35%이고, 선택도가 80% 수준으로 최대 수율이 40%가 되지 않는데 반해, 본 발명의 촉매 수소화 공정(catalyst hydrogenation)은 약 3 시간의 공정 시간 내에 전환율 80% 이상, 선택도 95% 이상 및 수율 80% 이상으로 쿠밀 알코올을 얻을 수 있고 반응시간을 증가시키면 전환율 95% 이상, 선택도 95% 이상 및 수율 90% 이상으로 쿠밀 알코올을 얻을 수 있다. 또한 수소화 공정에서 쿠멘하이드로 퍼옥사이드와 혼합되어 있는 쿠멘도 일부 쿠밀 알코올로 전환되어 추가적인 수율 향상을 기대할 수 있다. In the production process of the present invention, the selectivity of the hydrogenation reaction may be 95% or more. The catalytic hydrogenation process of the present invention has a catalytic hydrogenation rate of about 3%, while the conventional catalyst reduction method has a conversion of 20% to 35% and a selectivity of 80% to a maximum yield of 40% A conversion rate of not less than 80%, a selectivity of not less than 95% and a yield of not less than 80% When cumyl alcohol is obtained and the reaction time is increased, cumyl alcohol can be obtained with a conversion of 95% or more, a selectivity of 95% or more, and a yield of 90% or more. In addition, in the hydrogenation process, cumene mixed with cumene hydroperoxide can be converted into some cumyl alcohol, and further improvement in yield can be expected.

다음에, 상기 쿠밀 알코올을 포함하는 반응물을 산성 촉매하에 탈수반응시키고((c)단계), 상기 수소화 반응을 거치지 않은 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 나머지 부분을 별도로 탈수반응시킨다((d)단계).Next, the reaction product containing the cumyl alcohol is dehydrated (step (c)) under an acidic catalyst, and the remaining part of the cumene hydroperoxide stream not subjected to the hydrogenation reaction is separately dehydrated (step (d)). .

상기 (c)단계는 쿠밀 알코올의 탈수반응에 의해 알파 메틸 스티렌을 얻는 공정이다. 또한, 상기 (d)단계는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 탈수반응에 의해 페놀 및 아세톤을 얻는 공정이다.The step (c) is a step of obtaining alpha methyl styrene by dehydration reaction of cumyl alcohol. The step (d) is a step of obtaining phenol and acetone by dehydration reaction of cumene hydroperoxide.

본 발명의 제조방법에서, 수소화 반응에 의해 전환된 상기 쿠밀 알코올의 탈수반응과 수소화 반응을 거치지 않은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 탈수반응은 물리적으로 분리된 별도의 분해 반응기에서 각각 수행된다. 따라서, 종래 기술에서는 페놀과 아세톤을 생성하는 공정과 쿠밀 알코올을 생성하는 공정이 동일한 공간(분해 반응기)에서 수행되었던 것에 비해, 본 발명의 제조방법에서는 쿠밀 알코올로부터 알파 메틸 스티렌을 생성하는 공정과 쿠멘 하이드로퍼옥사이드로부터 페놀 및 아세톤을 생성하는 공정이 구별되어 별개의 분해 반응기에서 분리하여 이루어지게 된다.In the production process of the present invention, the dehydration reaction of the cumyl alcohol converted by the hydrogenation reaction and the dehydration reaction of the cumene hydroperoxide not subjected to the hydrogenation reaction are respectively carried out in separate physically separated decomposition reactors. Therefore, in the prior art, the process for producing phenol and acetone and the process for producing cumyl alcohol were performed in the same space (decomposition reactor). In contrast, in the production process of the present invention, the step of producing alphamethylstyrene from cumyl alcohol, The process of producing phenol and acetone from hydroperoxide is distinguished and separated in a separate decomposition reactor.

이에 따라, 페놀 및 아세톤을 생성하는 탈수공정과 알파 메틸 스티렌을 생성하는 탈수공정의 세부 공정 조건을 각각 최적화하여 다르게 설정할 수 있어 페놀 및 알파 메틸 스티렌의 생산량을 모두 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 (c)단계 및 (d)단계의 온도, 압력, 반응시간, 촉매종류, 촉매량 등의 반응 조건은 각각 독립적으로 설정할 수 있다.Accordingly, the detailed process conditions of the dehydration process for producing phenol and acetone and the dehydration process for producing alpha methylstyrene can be optimized and set differently, thereby increasing the production amount of phenol and alpha methyl styrene. For example, the reaction conditions such as temperature, pressure, reaction time, type of catalyst, and amount of catalyst in steps (c) and (d) can be independently set.

상기 (c)단계에서 상기 산성 촉매는 액체 또는 고체 산성 촉매일 수 있다. 상기 액체 산성 촉매는 염산, 황산 또는 질산이고, 바람직하게는 황산을 사용할 수 있다. 또한 상기 고체 산성 촉매는 6족 금속 산화물에 의해 개질된 4족 금속 산화물, 황산화된 전이금속 산화물, 세륨 옥사이드와 4족 금속 산화물의 혼합된 금속 산화물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.In the step (c), the acid catalyst may be a liquid or solid acid catalyst. The liquid acid catalyst is hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, preferably sulfuric acid. Further, the solid acid catalyst is selected from the group consisting of a Group 4 metal oxide modified by a Group 6 metal oxide, a sulfurized transition metal oxide, a mixed metal oxide of a cerium oxide and a Group 4 metal oxide, and a mixture thereof desirable.

이때, 상기 쿠밀 알코올의 탈수 반응에 사용되는 산성 촉매는 상기 쿠밀 알코올 100중량부에 대하여 약 0.01 내지 약 10 중량부로 사용할 수 있다. The acid catalyst used in the dehydration reaction of cumyl alcohol may be used in an amount of about 0.01 to about 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the cumyl alcohol.

상기 (d) 단계에서 상기 수소화 반응을 거치지 않은 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 나머지 부분도 촉매하에 탈수반응을 수행할 수 있다. 상기 촉매는 산성 촉매일 수 있으며, 상기 (c)단계의 쿠밀 알코올의 탈수반응에 사용된 산성 촉매와 동일하거나 다른 산성 촉매일 수 있다.In the step (d), the remainder of the cumene hydroperoxide stream not subjected to the hydrogenation reaction may also undergo a dehydration reaction under the catalyst. The catalyst may be an acidic catalyst and may be the same or different acidic catalyst than the acidic catalyst used in the dehydration reaction of cumyl alcohol in step (c).

상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 나머지 부분에 대해 산성 촉매 하에 탈수반응을 수행하는 경우 중화 반응을 거치는 것이 바람직하다.When the dehydration reaction is carried out for the remaining part of the cumene hydroperoxide stream under an acidic catalyst, it is preferable to undergo a neutralization reaction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수소화 반응을 거치지 않은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 나머지 부분은 농축하여 탈수반응을 진행할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the remainder of the cumene hydroperoxide stream not subjected to the hydrogenation reaction may be concentrated to conduct a dehydration reaction.

이처럼 쿠밀 알코올과 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 탈수반응을 분리하여 수행하면, 주 생산물인 페놀 및 아세톤의 생산량이 감소시키지 않으면서 메틸 스티렌의 생산량을 증가시킬 수 있는 이점이 있다. 또한 탈수반응에서 쿠멘 하이드로퍼옥사이드와 쿠밀 알코올이 하나의 반응기에 공존할 때 이들간의 반응에 따라 부산물이 생성되는 것을 방지할 수 있는 추가적인 이점이 있다. 예를 들어, 탈수반응을 분리하여 수행할 때 불순물의 함량은 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 총 함량에 대해 7중량% 미만이며, 바람직하게는 5중량% 미만일 수 있다. Separating the dehydration reaction of cumyl alcohol with cumene hydroperoxide in this way has the advantage of increasing the yield of methylstyrene without reducing the yield of the main products phenol and acetone. Further, when the cumene hydroperoxide and the cumyl alcohol coexist in a single reactor in the dehydration reaction, there is an additional advantage that by-products can be prevented from being produced according to the reaction therebetween. For example, when performing the dehydration reaction separately, the content of impurities may be less than 7 wt%, preferably less than 5 wt%, based on the total amount of phenol, acetone and alpha methyl styrene.

상기 (c) 단계 및 (d)단계 이후에, 탈수반응의 생성물은 중화 후 합쳐져 상기 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌을 포함하는 생성물을 정제하고 증류에 의해 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 과정을 통해, 알파 메틸 스티렌, 페놀 및 아세톤이 각각 분리될 수 있다.After the steps (c) and (d), the product of the dehydration reaction may be further subjected to neutralization and then combined to purify a product containing the phenol, acetone, and alpha methylstyrene, followed by separation by distillation. Through this process, alpha methyl styrene, phenol, and acetone can be separated, respectively.

상기 정제 단계는 통상의 조건으로 사용할 수 있다. 또한 상기 증류 조건은 특별히 한정되지 않고 통상의 방법을 통해 이루어질 수 있다.
The purification step can be used under normal conditions. The distillation conditions are not particularly limited and can be performed by a conventional method.

그러면 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method for producing phenol, acetone and alpha methylstyrene according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌을 생산하기 위한 공정도를 간략히 도시한 것이다.2 is a schematic view illustrating a process for producing phenol, acetone, and alpha methyl styrene according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 방법은, 쿠멘의 산화를 진행하기 위한 산화 반응기(100); 상기 산화후 얻어진 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 일부를 수소화 반응에 사용하기 위한 수소화 반응기(catalyst hydrogenation reactor)(300); 상기 수소화 반응에 사용하지 않은 나머지 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림을 농축하기 위한 스트리퍼(stripper)(400); 상기 수소화 반응으로 얻어진 쿠밀 알코올의 탈수반응을 진행하기 위한 제1 분해 반응기(first cleavage reactor)(320); 상기 스트리퍼에서 상기 수소화 반응에 사용하지 않은 나머지 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 탈수반응을 진행하기 위한 제2 분해 반응기(second cleavage reactor)(600); 상기 제2 분해 반응기로(600)부터 얻어진 생성물의 중화를 진행하기 위한 중화 장치(700); 및 상기 생성물들을 분리하기 위한 분리 장치(800)를 구비하여 진행될 수 있다. 또한 상기 산화 반응기(100)와 스트리퍼(400)사이, 스트리퍼(400)와 제2 분해 반응기(600)사이에는 저장기(receiver)(200, 500)가 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 수소화 반응기(300)와 제1 분해반응기(320)사이에도 저장기(310)가 더 구비될 수 있다. Referring to FIG. 2, the method of the present invention comprises: an oxidation reactor 100 for conducting oxidation of cumene; A catalyst hydrogenation reactor 300 for using a portion of the cumene hydroperoxide stream obtained after the oxidation in the hydrogenation reaction; A stripper 400 for concentrating the remaining cumene hydroperoxide stream not used for the hydrogenation reaction; A first cleavage reactor 320 for conducting the dehydration reaction of the cumyl alcohol obtained by the hydrogenation reaction; A second cleavage reactor 600 for conducting a dehydration reaction of the remaining cumene hydroperoxide stream not used in the hydrogenation reaction in the stripper; A neutralization unit 700 for progressing the neutralization of the product obtained from the second decomposition reactor 600; And a separation device 800 for separating the products. A receiver 200 or 500 may further be provided between the oxidation reactor 100 and the stripper 400 or between the stripper 400 and the second decomposition reactor 600. Also, a reservoir 310 may be further provided between the hydrogenation reactor 300 and the first decomposition reactor 320.

구체적으로, 본 발명은 쿠멘의 산화로 저농도를 갖는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드와 쿠밀 알코올을 제조하고, 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 적어도 일부를 농축없이 바로 수소화 반응시켜 쿠밀 알코올을 제조하고 이어서 이를 산성 촉매하에서 탈수반응시키며, 상기 수소화 반응시 사용되지 않은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 나머지 부분을 별도로 탈수반응시킴으로써, 생산성이 모두 증가된 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌을 포함하는 생성물을 얻을 수 있다. Specifically, the present invention relates to a process for producing cumene hydroperoxide and cumyl alcohol having a low concentration by the oxidation of cumene, preparing a cumyl alcohol by directly hydrogenating at least a part of the cumene hydroperoxide without concentration, and then dehydrating And the remainder of cumene hydroperoxide not used in the hydrogenation reaction is separately dehydrated to obtain a product containing phenol, acetone and alpha methylstyrene with increased productivity.

즉, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드로부터 탈수반응에 의해 페놀 및 아세톤을 생성하는 단계와 쿠밀 알코올로부터 탈수반응에 의해 알파 메틸 스티렌을 생성하는 단계를 별도로 진행한 후, 상기 단계 이후에 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 생성물들을 혼합하여 정제하고 분리함으로써, 주 생성물인 페놀 및 아세톤의 생산량 감소 없이 동시에 생산성이 증가된 알파 메틸 스티렌을 얻는 특징이 있다. 또한, 쿠밀 알코올과 쿠멘 하이드로퍼옥사이드가 공간적으로 분리된 상태에서 독립적으로 분해 반응을 진행하므로 이들의 반응에 의한 부산물이 발생할 염려가 없어 전체 불순물의 함량도 낮아진다.That is, the step of producing phenol and acetone from cumene hydroperoxide by dehydration and the step of producing alpha methylstyrene by dehydration from cumyl alcohol are carried out separately. After this step, phenol, acetone and alpha methyl styrene Are obtained by mixing, purifying and separating the products of the main products, phenol and acetone. In addition, since the decomposition reaction proceeds independently in the state where the cumyl alcohol and the cumene hydroperoxide are spatially separated, the byproducts due to the reaction do not occur, and the content of the total impurities is also lowered.

도 2를 참고로 하여 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 쿠멘을 산화 반응기(100)로 공급하여 산소 존재 하에 쿠멘의 산화 반응을 진행한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 산화 반응기(100)는 도면에 표시하지는 않았지만 복수 개를 구비하여 단계적으로 산화 반응을 진행할 수 있다. 예를 들어, 3개의 산화 반응기에서 3단계에 걸쳐 산화 반응을 진행할 수 있다. 상기 쿠멘의 산화를 통해 5 내지 25 중량% 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림이 생성된다. More specifically, referring to FIG. 2, first, cumene is supplied to the oxidation reactor 100, and the oxidation reaction of cumene proceeds in the presence of oxygen. According to an embodiment of the present invention, although not shown in the drawing, the oxidation reactor 100 may include a plurality of oxidation reactors in a stepwise manner. For example, the oxidation reaction can be carried out in three stages in three oxidation reactors. Oxidation of the cumene produces a cumene hydroperoxide stream at a concentration of 5 to 25% by weight.

이후, 본 발명은 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림 중 일부를 분리하여 저장기(200)를 거쳐 수소화 반응기(300)에 공급하여 수소화 반응을 진행시킨다. 저장기(200)에 이송된 저농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 촉매를 수소화 반응기(300) 상단(top-down) 또는 하단(bottom-up)으로 공급하여 수소화 반응으로 쿠밀 알코올을 제조할 수 있다. 상기 수소화 반응에 이용하는 반응기는 CSTR 반응기(Continuous stirred-tank reactor)를 통하여 반응을 진행할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 통상의 수소화 반응 조건에 이용되는 것이라면 모두 사용가능하다. 예를 들면, 수소화 반응기(300)에는 촉매가 충전되어 있고, 수소를 주입하고 내부 온도가 유지되도록 하여 반응을 진행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 수소화 반응기(300)에는 Pd/C 촉매를 충전하여 반응을 진행할 수 있다. 또한 상기 반응물인 농축된 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 가압펌프를 이용하여 반응기 상단으로 주입할 수 있다. 상기 수소화 반응에 의해 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드는 쿠밀 알코올로 전환된다. Thereafter, the present invention separates a portion of the cumene hydroperoxide stream and, via a reservoir 200, And is supplied to the hydrogenation reactor 300 to advance the hydrogenation reaction. The low concentration cumene hydroperoxide stream delivered to the reservoir 200 can be fed to the top-down or bottom-up of the hydrogenation reactor 300 to produce cumyl alcohol by hydrogenation. The reaction used in the hydrogenation reaction may be carried out through a CSTR reactor (continuous stirred tank reactor), but not limited thereto, and can be used as long as it is used in ordinary hydrogenation reaction conditions. For example, it is preferable that the hydrogenation reactor 300 is filled with a catalyst and the reaction is carried out by injecting hydrogen and maintaining the internal temperature. According to an embodiment of the present invention, the hydrogenation reactor 300 may be charged with a Pd / C catalyst to perform the reaction. In addition, the reactant, the concentrated cumene hydroperoxide stream, can be injected to the top of the reactor using a pressurized pump. The cumene hydroperoxide is converted to cumyl alcohol by the hydrogenation reaction.

수소화 반응이 완료되면, 제조된 쿠밀 알코올은 다시 저장기(310)로 공급되도록 하고, 이를 통해 제1 분해 반응기(320)로 이송한다. 제1 분해 반응기(320)에서 알파 메틸 스티렌으로의 탈수반응을 진행한다. 상기 탈수반응은 산성 촉매를 이용하여 수행할 수 있다. When the hydrogenation reaction is completed, the prepared cumyl alcohol is supplied to the first decomposition reactor 320 through the storage unit 310 again. Dehydration reaction proceeds to the alpha methylstyrene in the first decomposition reactor 320. The dehydration reaction can be carried out using an acidic catalyst.

제1 분해 반응기(320)에서 생성된 알파 메틸 에틸렌을 포함하는 생성물은 이후 하기에서 설명하는 제2 분해 반응기(600) 및 중화 장치(700)를 거친 페놀 및 아세톤을 포함하는 생성물과 합쳐진다. The product comprising alpha methylene produced in the first cracking reactor 320 is combined with the product comprising phenol and acetone through the second cracking reactor 600 and the neutralizer 700 described below.

상기 수소화 반응을 진행하지 않은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 나머지 스트림은 스트리퍼(400)로 바로 이송시킨다. 이에 따라, 스트리퍼(400)에는 상기 수소화 반응에 이용하지 않은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 포함한다. 또한 스트리퍼(400)는 및 쿠멘의 산화에 의해 수득된 소량의 쿠밀 알코올을 포함할 수 있다.The remaining stream of cumene hydroperoxide, which has not undergone the hydrogenation reaction, is directly conveyed to the stripper 400. Accordingly, the stripper 400 includes cumene hydroperoxide not used for the hydrogenation reaction. The stripper 400 may also contain a small amount of cumyl alcohol obtained by oxidation of cumene.

그런 다음, 제2 분해 반응기(600)에서 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드에 대하여 탈수반응을 수행하여 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 페놀 및 아세톤으로 분해시킨다. 상기 제2 분해 반응기(600)에서의 탈수반응은 산성 촉매하에 수행될 수 있다. 상기 제1 분해 반응기(320)와 제2 분해 반응기(600)에서의 온도, 압력, 반응시간, 촉매종류, 촉매량 등의 반응 조건은 각각 독립적으로 설정할 수 있다. Then, the cumene hydroperoxide is decomposed into phenol and acetone by performing a dehydration reaction on the cumene hydroperoxide in the second decomposition reactor (600). The dehydration reaction in the second decomposition reactor 600 may be performed under an acidic catalyst. Reaction conditions such as temperature, pressure, reaction time, type of catalyst, amount of catalyst, etc. in the first decomposition reactor 320 and the second decomposition reactor 600 can be independently set.

이에, 제2 분해 반응기(600)에서 생성된 페놀 및 아세톤을 포함하는 생성물은 중화 장치(700)로 이송하여 중화 공정을 수행한다. The product containing phenol and acetone produced in the second decomposition reactor 600 is transferred to the neutralization apparatus 700 to perform the neutralization process.

다음에, 중화 공정을 거친 상기 페놀 및 아세톤을 포함하는 생성물 및 제1 분해 반응기(320)에서 생성된 알파 메틸 스티렌을 포함하는 생성물은 분리 장치(800)로 이송한다. 분리 장치(800)에서는 정제 및 증류를 통해 각각 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌으로 분리한다. 또한 최종적으로 분리되는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌은 별도로 연결 설치된 배출구를 통해 수집 저장조로 모아질 수 있다.Next, the product containing the phenol and acetone, which has been subjected to the neutralization process, and the product containing the alpha methyl styrene produced in the first decomposition reactor 320 are transferred to the separation device 800. In the separation device 800, it is separated into phenol, acetone and alpha methyl styrene through purification and distillation, respectively. Finally, the finally separated phenol, acetone and alpha methyl styrene can be collected into a collection reservoir through a separately connected outlet.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의하면, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드로부터 페놀 및 아세톤을 생성하는 단계와 쿠밀 알코올로부터 알파 메틸 스티렌을 생성하는 단계를 별도로 진행한 후, 상기 단계 이후에 상기 생성물들을 혼합하여 정제하고 분리함으로써, 주 생성물인 페놀 및 아세톤의 생산량 감소 없이 동시에 생산성이 증가된 알파 메틸 스티렌을 얻을 수 있다. 또한, 쿠밀 알코올과 쿠멘 하이드로퍼옥사이드가 공간적으로 분리되어 공정을 진행하므로 이들의 반응에 의한 부산물이 발생할 염려가 없어 전체 불순물의 함량도 낮아지고 후속하는 정제공정 또한 단순화할 수 있어 생산비용을 감소시킬 수 있다.As described above, according to the production method of the present invention, the step of producing phenol and acetone from cumene hydroperoxide and the step of producing alpha methyl styrene from cumyl alcohol are separately performed, By mixing, purifying and separating the products, it is possible to obtain alphamethylstyrene which is simultaneously increased in productivity without decreasing the yield of the main products phenol and acetone. In addition, since the cumyl alcohol and cumene hydroperoxide are spatially separated and the process proceeds, there is no possibility that by-products due to these reactions will occur, the total impurity content is lowered and the subsequent purification process can be simplified, .

본 발명은 낮은 농도 및 낮은 온도의 최대한 안정화된 조건에서 쿠멘의 산화로 얻은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 수소화 반응을 진행하여, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 폭발위험성 없이 보다 안정된 상태에서 쿠밀 알코올을 생산할 수 있다. The present invention promotes the hydrogenation reaction of cumene hydroperoxide obtained by the oxidation of cumene under the most stabilized conditions of low concentration and low temperature to produce cumyl alcohol in a more stable state without the danger of explosion of cumene hydroperoxide.

뿐만 아니라, 본 발명의 제조방법에 의하면 쿠밀 알코올로부터 알파 메틸 스티렌을 생성하는 공정과 쿠멘 하이드로퍼옥사이드로부터 페놀 및 아세톤을 생성하는 공정을 분리하여 진행함으로써 불순물이 감소되고 주 생산물인 페놀 및 아세톤의 생산량이 감소시키지 않으면서 알파 메틸 스티렌의 생산량을 증가시킬 수 있다. In addition, according to the production method of the present invention, the step of producing alpha methylstyrene from cumyl alcohol and the step of producing phenol and acetone from cumene hydroperoxide are carried out separately, whereby impurities are reduced and the yield of phenol and acetone The production of alpha methyl styrene can be increased without reducing the amount of alpha methyl styrene.

도 1은 종래 페놀 제조 과정을 간략히 도시한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌을 생산하기 위한 공정을 간략히 도시한 공정도이다.
1 is a process diagram schematically showing a conventional process for producing phenol.
FIG. 2 is a process diagram briefly showing a process for producing phenol, acetone, and alpha methyl styrene according to an embodiment of the present invention.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상세히 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described in more detail through a specific embodiment of the present invention. It is to be understood, however, that these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예Example 1 One

도 2에 도시된 공정도에 따라 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌을 제조하였다.Phenol, acetone and alpha methyl styrene were prepared according to the process diagram shown in Fig.

먼저, 페놀 공정에 3개의 산화반응기를 이용하여 하기 조건으로 산화제를 이용한 쿠멘의 산화를 진행하여 25 중량% 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드(CHP)를 포함하는 스트림을 제조하였다.First, in the phenol process, the oxidation of cumene was carried out using an oxidizing agent under the following conditions using three oxidation reactors to prepare a stream containing cumene hydroperoxide (CHP) at a concentration of 25 wt%.

(1) 첫번째 산화제(first oxidizer)를 투입하는 조건(1) Conditions for introducing the first oxidizer

공급 (CHP 0.4% + 쿠멘 99.6%) 1 ml/min, 02: 100 ml/min, 압력: 3bar, 반응온도: 100 ℃(CHP 0.4% + cumene 99.6%) 1 ml / min, 02: 100 ml / min, pressure: 3 bar, reaction temperature: 100 ° C

(2) 두번째 산화제(second oxidizer)를 투입하는 조건(2) Conditions for introducing a second oxidizer

공급 (CHP 8.42% + 쿠멘 91.58%) 1 ml/min, 02: 100 ml/min, 압력: 3bar, 반응온도: 96 ℃(CHP 8.42% + cumene 91.58%) 1 ml / min, 02: 100 ml / min, pressure: 3 bar, reaction temperature: 96 ° C

(3) 세번째 산화제(third oxidizer)를 투입하는 조건(3) Conditions for introducing a third oxidizer

공급 (CHP 16.27% + 쿠멘 83.73%) 1 ml/min, 02: 100 ml/min, 압력: 3bar, 반응온도: 94 ℃(CHP 16.27% + cumene 83.73%) 1 ml / min, 02: 100 ml / min, pressure: 3 bar, reaction temperature: 94 ° C

이때, CHP 스트림의 농도는 3개의 산화반응기를 거치면서 8.4 내지 25 중량%로 변경되었다. At this time, the concentration of the CHP stream was changed from 8.4 to 25% by weight through three oxidation reactors.

상기 저농도의 스트림 중 25 중량%를 분리하여 저장기(200)로 이송후 수소화 반응기(300)로 공급하였다.Among the low concentration streams 25% by weight was separated and fed to the hydrogen storage reactor 300 after being transferred to the reservoir 200.

상기 수소화 반응기(300)에는 촉매로 Pd/C를 채우고, 수소를 주입하고 내부온도가 65 ℃로 유지되도록 하여 반응을 진행하였다. 또한 반응물인 25 중량% 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 가압펌프를 이용하여 반응기 하단(bottom-up)으로 주입하였다.  상기 수소화 반응은 25 중량% 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 150g, Pd/C 촉매 1g, 수소 유량 150 cc/min의 조건으로 수소화 반응을 진행하였다. 또한, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림과 투입되는 수소의 몰비는 1:8 이 되도록 유지하였다. 수소화 반응시간은 3시간으로 진행하였다. In the hydrogenation reactor 300, Pd / C was filled as a catalyst, hydrogen was injected, and the internal temperature was maintained at 65 ° C to conduct the reaction. A cumene hydroperoxide stream with a 25 wt% concentration of reactant was also injected at the bottom of the reactor using a pressure pump. The hydrogenation reaction was carried out under the conditions of 150 g of cumene hydroperoxide having a concentration of 25 wt%, 1 g of a Pd / C catalyst, and a hydrogen flow rate of 150 cc / min. In addition, the molar ratio of the cumene hydroperoxide stream to the hydrogen charged was maintained at 1: 8. The hydrogenation reaction time was 3 hours.

수소화 반응이 완료된 후, 제조된 쿠밀 알코올은 다시 저장기(310)로 공급되도록 하고, 이를 통해 제1 분해 반응기(320)로 이송하였다. 제1 분해 반응기(320)에는 산성 촉매로 황산(H2SO4)을 사용하여 알파 메틸 스티렌으로 탈수시키도록 하였다. 이때 제1 분해 반응기(320)에는 공급된 쿠밀 알코올의 중량에 대하여 황산을 2.6중량%으로 사용하였으며 반응온도는 100 ℃로 유지하여 쿠밀 알코올의 농도가 2% 미만일 때까지 전환시켰다. After the completion of the hydrogenation reaction, the prepared cumyl alcohol was supplied to the first decomposition reactor 320 through the storage unit 310. The first decomposition reactor 320 was dehydrated with alpha methylstyrene using sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as an acid catalyst. At this time, 2.6 wt% of sulfuric acid was used as the weight of the cumyl alcohol supplied to the first decomposition reactor 320, and the reaction temperature was maintained at 100 DEG C until the cumyl alcohol concentration was less than 2%.

한편, 수소화 반응기(300)로 이송하지 않은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 나머지 75% 스트림은 스트리퍼(400)를 통해 82%로 농축하였다. On the other hand, the remaining 75% stream of cumene hydroperoxide not transferred to the hydrogenation reactor 300 was concentrated to 82% through the stripper 400.

농축된 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 스트리퍼(400)에서 제2 분해 반응기(600)로 이송하였다. The concentrated cumene hydroperoxide was transferred from the stripper 400 to the second decomposition reactor 600.

상기 제2 분해 반응기(600)에 산성 촉매를 투입하여 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 페놀 및 아세톤으로 분해시켰다. 이때 제2 분해 반응기에는 투입되는 반응물에 대하여 황산(H2SO4) 0.04 중량%를 투입하여 반응을 진행시켰다. 또한, 반응온도는 60 ℃로 유지하여 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 농도가 1% 미만일 때까지 전환시켰다. The acid catalyst was added to the second decomposition reactor 600 to decompose cumene hydroperoxide into phenol and acetone. At this time, 0.04% by weight of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was added to the reactant to be fed into the second decomposition reactor to proceed the reaction. Further, the reaction temperature was maintained at 60 DEG C so that the concentration of cumene hydroperoxide was 1% ≪ / RTI >

상기 제2 분해 반응기(600)에서 생성된 페놀, 아세톤은 중화 장치(700)을 거쳐 상기 제1 분해 반응기(320)에서 생성된 알파 메틸 스티렌과 합쳐져 분리 장치(800)로 이송하고, 각각 페놀, 아세톤, 알파 메틸 스티렌으로 분리하는 공정을 진행하였다.
The phenol and acetone produced in the second decomposition reactor 600 are combined with the alpha methylstyrene produced in the first decomposition reactor 320 through the neutralization unit 700 and transferred to the separation unit 800. The phenol, Acetone, and alpha methyl styrene.

비교예Comparative Example 1 One

산화반응기를 이용하여 산화제를 이용한 쿠멘의 산화를 진행하여 25 중량% 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 포함하는 스트림을 제조하는 단계는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The oxidation of cumene with an oxidizing agent using an oxidizing reactor was carried out to prepare a stream containing cumene hydroperoxide having a concentration of 25% by weight.

제조된 25 중량% 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 150g과 1g의 Co/Al/PO4 (Co: 7중량%, Al: 25중량%, P: 3중량%) 촉매를 사용하여 수소 없이 환원 반응을 진행하여 쿠밀 알코올을 제조하였다. 반응시간은 3시간으로 하였다. 150 g of cumene hydroperoxide having a concentration of 25% by weight and 1 g of Co / Al / PO 4 (Co: 7% by weight, Al: 25% by weight, P: 3% To prepare cumyl alcohol. The reaction time was 3 hours.

환원 반응이 완료되면, 제조된 쿠밀 알코올 및 상기 환원 반응에 이용하지 않은 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 포함하는 혼합물을 분해 반응기로 이송하였다.Upon completion of the reduction reaction, the mixture containing the prepared cumyl alcohol and cumene hydroperoxide not used for the reduction reaction was transferred to the decomposition reactor.

상기 분해 반응기에 산성 촉매로 황산(H2SO4)을 투입하여 상기 혼합물에 대하여 연속적으로 탈수를 수행하여 산성촉매가 쿠멘 하이드로퍼옥사이드를 페놀 및 아세톤으로 분해시키고 쿠밀 알코올을 알파 메틸 스티렌으로 탈수시키도록 하였다. 이때 분해 반응기에는 혼합물 150g에 대하여 황산 0.04 중량%을 투입하여 반응을 진행시켰다. 또한, 반응온도는 65 ℃로 유지하였다. The mixture is continuously dehydrated by adding sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as an acidic catalyst to the decomposition reactor to decompose the cumene hydroperoxide into phenol and acetone, dehydrate the cumyl alcohol with alpha methylstyrene Respectively. At this time, 0.04% by weight of sulfuric acid was added to 150 g of the mixture in the decomposition reactor to proceed the reaction. The reaction temperature was maintained at 65 占 폚.

그 밖에 다른 조건은 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하여 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌을 제조하였다.
Other conditions were carried out in the same manner as in Example 1 to prepare phenol, acetone and alpha methyl styrene.

비교예Comparative Example 2 내지 3 2 to 3

쿠멘의 산화 반응 및 스트리퍼를 거쳐 농축된 80 중량% 농도의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 50g을 아세톤 100g의 용매에 희석하여 27 중량%의 농도로 맞춘 후 수소화 반응을 진행하지 않고 1g의 Co/Al/PO4 및 Co/ZrO2 촉매를 사용하여 환원 반응으로 쿠밀 알코올을 제조하였다. 반응시간은 3시간으로 하였다. 50 g of cumene hydroperoxide having a concentration of 80% by weight through concentration of cumene and a stripper was diluted with 100 g of acetone to a concentration of 27% by weight. Then, 1 g of Co / Al / PO 4 And Co / ZrO 2 catalyst were used to produce cumyl alcohol. The reaction time was 3 hours.

환원 반응이 완료되면, 반응물을 분해 반응기로 이송하여 분해 반응을 진행하였다.Upon completion of the reduction reaction, the reaction product was transferred to the decomposition reactor to proceed the decomposition reaction.

그 밖에 다른 조건은 비교예 1과 동일한 방법으로 진행하여 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌을 제조하였다.Other conditions were the same as in Comparative Example 1 to prepare phenol, acetone and alpha methyl styrene.

실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 실험 조건을 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.The experimental conditions of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 1 below.

쿠멘 하이드로퍼옥사이드->쿠밀 알코올 Cumene hydroperoxide -> cumyl alcohol 쿠밀 알코올-> 알파 메틸 스티렌Cumyl alcohol -> alpha methyl styrene 촉매catalyst 수소
(cc/min)
Hydrogen
(cc / min)
CHP농도
(중량%)
CHP concentration
(weight%)
촉매catalyst 탈수공정 분리여부Whether the dehydration process is separated
실시예 1Example 1 Pd/CPd / C 150150 2525 황산Sulfuric acid 분리detach 비교예 1Comparative Example 1 Co/Al/PO4 Co / Al / PO 4 00 2525 황산Sulfuric acid 비분리Non-separation 비교예 2Comparative Example 2 Co/Al/PO4 Co / Al / PO 4 00 2727 황산Sulfuric acid 비분리Non-separation 비교예 3Comparative Example 3 Co/ZrO2 Co / ZrO 2 00 2727 황산Sulfuric acid 비분리Non-separation

실험예Experimental Example 1 One

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드(CHP)의 전환율, 쿠밀 알코올(CA)의 선택도 및 수율을 하기 수학식 1 내지 3에 따라 계산하여 표 2에 나타내었다.
The conversion of cumene hydroperoxide (CHP) and the selectivity and yield of cumyl alcohol (CA) in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were calculated according to the following equations (1) to (3)

[수학식 1][Equation 1]

CHP 전환율(%)=(CHP공급물(중량%)-CHP생성물(중량%))/(CHP공급물(중량%))CHP conversion (%) = (CHP feed (wt%) - CHP product (wt%)) / (CHP feed (wt%))

[수학식 2]&Quot; (2) "

CA 선택도(%)=(CA 생성물(몰%))/(CHP 공급물(몰%) - CHP 생성물(몰%))CA selectivity (%) = (CA product (mol%)) / (CHP feed (mol%) - CHP product (mol%

[수학식 3]&Quot; (3) "

CA 수율(%)=CHP 전환율(%) * CA 선택도(%)
CA yield (%) = CHP conversion (%) * CA selectivity (%)

  CHP 전환율(%)CHP Conversion Rate (%) CA
선택도(%)
CA
Selectivity (%)
CA
수율(%)
CA
yield(%)
실시예 1Example 1 84.5284.52 98.3398.33 83.1183.11 비교예 1Comparative Example 1 2.282.28 74.0774.07 1.691.69 비교예 2Comparative Example 2 23.123.1 8383 19.1719.17 비교예 3Comparative Example 3 35.135.1 8383 29.1329.13

상기 표 2의 결과로부터, 본 발명의 실시예 1은 Pd/C를 촉매로 사용하여 수소화 반응을 수행함으로써, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드(CHP)의 전환율 및 쿠밀 알코올(CA)의 선택도가 수소화 반응을 진행하지 않고 촉매로 Co/Al/PO4 및 Co/ZrO2을 사용하여 환원 반응을 진행한 비교예 1 내지 3보다 현저히 우수하고, 쿠밀 알코올의 생산량이 현저히 증가하였음을 알 수 있다.
From the results shown in Table 2, Example 1 of the present invention shows that the conversion of cumene hydroperoxide (CHP) and the selectivity of cumyl alcohol (CA) are carried out by performing a hydrogenation reaction using Pd / C as a catalyst As a catalyst, Co / Al / PO4 And Co / ZrO2Using It was remarkably superior to Comparative Examples 1 to 3 in which the reduction reaction proceeded, and the production of cumyl alcohol was remarkably increased.

탈수공정 분리에 따른 전환율, 선택도 및 수율의 측정Measurement of Conversion Rate, Selectivity and Yield by Dewatering Process Separation

쿠밀 알코올로부터 알파 메틸 스티렌의 탈수공정을 분리하여 수행하는 경우와 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림과 함께 탈수공정을 수행하는 경우에 대하여 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 수율을 비교하기 위하여 다음과 같이 실험을 진행하였다.
In order to compare the yields of phenol, acetone and alpha methylstyrene with respect to the case of separating the dehydration process of alpha methylstyrene from cumyl alcohol and the dehydration process together with the cumene hydroperoxide stream, the following experiment was conducted Respectively.

실험예Experimental Example 2 2

25중량%의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 150g에 대해 0.06g의 황산 촉매하에 60 ℃의 온도에서 7시간동안 탈수공정을 진행하였다.
The dehydration process was carried out for 7 hours at a temperature of 60 DEG C under 0.06 g of sulfuric acid catalyst per 150 g of 25% by weight cumene hydroperoxide.

실험예Experimental Example 3 3

25중량%의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 112.5g 및 30중량%의 쿠밀 알코올 37.5g에 대해 0.06g의 황산 촉매하에 80 ℃의 온도에서 7시간동안 탈수공정을 진행하였다.
112.5 g of 25% by weight cumene hydroperoxide and 37.5 g of 30% by weight of cumyl alcohol were subjected to a dehydration process at a temperature of 80 ° C for 7 hours under 0.06 g of sulfuric acid catalyst.

실험예Experimental Example 4 4

25중량%의 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 75g 및 30중량%의 쿠밀 알코올 75g에 대해 0.06g의 황산 촉매하에 80 ℃의 온도에서 7시간동안 탈수공정을 진행하였다.
75 g of 25% by weight cumene hydroperoxide and 75 g of 30% by weight cumyl alcohol were subjected to a dehydration process at a temperature of 80 ° C for 7 hours under 0.06 g of sulfuric acid catalyst.

실험예Experimental Example 5 5

30중량%의 쿠밀 알코올 150g에 대해 0.06g의 황산 촉매하에 80 ℃의 온도에서 7시간동안 탈수공정을 진행하였다.
The dehydration process was conducted for 7 hours at a temperature of 80 DEG C under 0.06 g of sulfuric acid catalyst with respect to 150 g of 30 wt% cumyl alcohol.

상기 실험예 2 내지 5의 반응조건에 대해 하기 표 3에 정리하였다.The reaction conditions of Experimental Examples 2 to 5 are summarized in Table 3 below.

쿠멘 하이드로퍼옥사이드
(g)
Cumene hydroperoxide
(g)
쿠밀 알코올
(g)
Cumyl alcohol
(g)
황산(g)Sulfuric acid (g) 반응온도
(℃)
Reaction temperature
(° C)
반응시간
(hr)
Reaction time
(hr)
실험예 2Experimental Example 2 150150 00 0.060.06 6060 77 실험예 3Experimental Example 3 112.5112.5 37.537.5 0.060.06 8080 77 실험예 4Experimental Example 4 7575 7575 0.060.06 8080 77 실험예 5Experimental Example 5 00 150150 0.060.06 8080 77

상기 실험예들의 반응 조건에 있어 실험예 2는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드만에 대해 탈수반응을 진행한 바, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드의 높은 반응성으로 인하여 반응온도를 60 ℃로 낮춰 진행하였다.In Experimental Example 2, the dehydration reaction was carried out only on cumene hydroperoxide, and the reaction temperature was lowered to 60 ° C due to the high reactivity of cumene hydroperoxide.

상기 실험예 2 내지 5에 대한 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 전환율, 선택도 및 수율을 하기 표 4에 나타내었다.The conversion, selectivity and yield of phenol, acetone and alpha methylstyrene for Experimental Examples 2 to 5 are shown in Table 4 below.

쿠멘 하이드로퍼옥사이드
-> 페놀
Cumene hydroperoxide
-> phenol
쿠멘 하이드로퍼옥사이드
-> 아세톤
Cumene hydroperoxide
-> acetone
쿠밀 알코올
-> 알파 메틸 스티렌
Cumyl alcohol
-> alpha methyl styrene
전환율
(%)
Conversion Rate
(%)
선택도
(%)
Selectivity
(%)
수율
(%)
yield
(%)
전환율
(%)
Conversion Rate
(%)
선택도
(%)
Selectivity
(%)
수율
(%)
yield
(%)
전환율
(%)
Conversion Rate
(%)
선택도
(%)
Selectivity
(%)
수율
(%)
yield
(%)
실험예 2Experimental Example 2 100.0100.0 91.491.4 91.491.4 100.0100.0 83.383.3 83.383.3 -- -- -- 실험예 3Experimental Example 3 65.965.9 38.638.6 25.525.5 65.965.9 33.133.1 21.821.8 87.887.8 30.730.7 27.027.0 실험예 4Experimental Example 4 66.466.4 19.519.5 12.912.9 66.466.4 21.321.3 14.114.1 69.569.5 52.552.5 36.536.5 실험예 5Experimental Example 5 -- -- -- -- -- -- 42.942.9 97.397.3 41.841.8

상기 표 4를 참조하면, 실험예 2 및 5는 실험예 3 및 4에 비하여 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌이 모두 높은 전환율, 선택도 및 수율을 나타내었다.Referring to Table 4, in Experimental Examples 2 and 5, phenol, acetone and alpha methylstyrene showed higher conversion, selectivity, and yield than Experiments 3 and 4, respectively.

따라서 쿠멘 하이드로퍼옥사이드로부터 페놀 및 아세톤을 생산하는 탈수공정과 쿠밀 알코올로부터 알파 메틸 스티렌을 생산하는 탈수공정을 각각 별도로 분리하여 진행하는 경우, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드과 쿠밀 알코올에 대해 동시에 탈수공정을 수행하는 경우보다, 페놀 및 아세톤의 수율을 저하시키지 않으면서 높은 수율로 알파 메틸 스티렌을 생산할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, when the dehydration process for producing phenol and acetone from cumene hydroperoxide and the dehydration process for producing alpha methylstyrene from cumyl alcohol are separately conducted, when the dehydration process is simultaneously performed for cumene hydroperoxide and cumyl alcohol It can be seen that alpha methyl styrene can be produced at a high yield without lowering the yield of phenol and acetone.

1, 100: 산화 반응기
2, 4, 200, 310, 500: 저장기
3, 400: 스트리퍼
5: 분해 반응기
6, 700: 중화 장치
7, 800: 분리 장치
300: 수소화 반응기
320: 제1 분해 반응기
600: 제2 분해 반응기
1, 100: oxidation reactor
2, 4, 200, 310, 500: reservoir
3, 400: Stripper
5: decomposition reactor
6, 700: neutralizing device
7, 800: Separation device
300: hydrogenation reactor
320: First decomposition reactor
600: Second decomposition reactor

Claims (13)

(a) 쿠멘을 산화시켜 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림을 제조하는 단계;
(b) 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 적어도 일부를 분리하여 귀금속 촉매하에 수소화반응시켜 쿠밀 알코올을 제조하는 단계;
(c) 상기 쿠밀 알코올을 포함하는 반응물을 산성 촉매하에 탈수반응시키는 단계; 및
(d) 상기 수소화 반응을 거치지 않은 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 나머지 부분을 별도로 탈수반응시키는 단계;
를 포함하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
(a) oxidizing cumene to produce a cumene hydroperoxide stream;
(b) separating at least a portion of the cumene hydroperoxide stream and hydrogenating it under a noble metal catalyst to produce cumyl alcohol;
(c) dehydrating the reactant containing the cumyl alcohol under an acidic catalyst; And
(d) separately dehydrating the remaining portion of the cumene hydroperoxide stream not subjected to the hydrogenation reaction;
≪ / RTI > wherein the phenol, acetone,
제1항에 있어서, 상기 (d) 단계에서, 상기 수소화 반응을 거치지 않은 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림의 나머지 부분은 산성 촉매 하에 탈수반응시키는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The method according to claim 1, wherein in the step (d), the remaining part of the cumene hydroperoxide stream not subjected to the hydrogenation reaction is dehydrated under an acidic catalyst.
제1항에 있어서, 상기 귀금속 촉매는 금, 은, 백금, 팔라듐, 이리듐, 루테늄, 레늄, 로듐 및 오스뮴으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The catalyst according to claim 1, wherein the noble metal catalyst comprises at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, palladium, iridium, ruthenium, rhenium, rhodium and osmium. Gt;
제1항에 있어서, 상기 귀금속 촉매는 알루미나, 실리카, 클레이, 카본, 지르코니아, 티타니아, 메소포러스 분자체(mesoporous molecular sieve) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 담체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the noble metal catalyst further comprises a carrier selected from the group consisting of alumina, silica, clay, carbon, zirconia, titania, mesoporous molecular sieve, ≪ / RTI > wherein the phenol, acetone, and alpha methylstyrene are prepared.
제1항에 있어서, 상기 (b)단계에서, 상기 귀금속 촉매는 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림 100 중량부에 대하여 0.5 내지 15중량부로 사용하는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the noble metal catalyst is used in an amount of 0.5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the cumene hydroperoxide stream.
제1항에 있어서, 상기 (a)단계에서, 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 5 내지 25 중량% 농도로 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림을 제조하는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
2. The process of claim 1, wherein in step (a), the cumene hydroperoxide stream produces a cumene hydroperoxide stream at a concentration of from 5 to 25% by weight.
제1항에 있어서, 상기 (b)단계에서, 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림 중 5 내지 50 중량%를 분리하여 수소화 반응에 사용하는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The process for producing phenol, acetone and alpha methylstyrene according to claim 1, wherein 5 to 50% by weight of the cumene hydroperoxide stream is separated and used in the hydrogenation reaction in the step (b).
제1항에 있어서, 상기 수소화 반응은 40 내지 80 ℃의 온도 및 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 대비 몰비에 따라 1:1 내지 1:10의 수소 유량에서 0.2 내지 7시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The process according to claim 1, wherein the hydrogenation reaction is carried out at a hydrogen flow rate of 1: 1 to 1:10 for 0.2 to 7 hours, depending on the temperature and the molar ratio of cumene hydroperoxide to 40 to 80 ° C. And alpha methyl styrene.
제1항에 있어서, 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 쿠밀 알코올을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
2. The process of claim 1, wherein the cumene hydroperoxide stream further comprises cumyl alcohol.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 산성 촉매는 액체 또는 고체 산성 촉매인 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The process for producing phenol, acetone and alpha methylstyrene according to claim 1 or 2, wherein the acid catalyst is a liquid or solid acid catalyst.
제10항에 있어서, 상기 액체 산성 촉매가 염산, 황산 또는 질산이고, 고체 산 촉매가 6족 금속 산화물에 의해 개질된 4족 금속 산화물, 황산화된 전이금속 산화물, 세륨 옥사이드와 4족 금속 산화물의 혼합된 금속 산화물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the liquid acid catalyst is hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid, the solid acid catalyst is a Group 4 metal oxide modified with a Group 6 metal oxide, a sulfurated transition metal oxide, a cerium oxide and a Group 4 metal oxide Mixed metal oxides, and mixtures thereof. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
제1항에 있어서, 상기 (b)단계에서 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 농축없이 적어도 일부를 분리하는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.
The method of claim 1, wherein in step (b), the cumene hydroperoxide stream is at least partially separated without concentration.
제1항에 있어서, 상기 (d)단계에서 상기 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 스트림은 농축하여 탈수반응시키는 것을 특징으로 하는 페놀, 아세톤 및 알파 메틸 스티렌의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the cumene hydroperoxide stream is concentrated and dehydrated in step (d).
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CN114656333A (en) * 2022-04-27 2022-06-24 常州大学 Improved method for producing phenol/acetone

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050088178A (en) * 2002-12-16 2005-09-02 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 Co-production of phenol, acetone, alpha-methylstyrene and propylene oxide, and catalyst therefor
KR20050114691A (en) * 2003-03-26 2005-12-06 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 METHOD FOR PRODUCING α-METHYLSTYRENE
KR20060034246A (en) * 2003-06-30 2006-04-21 셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이 Process for producing alkylene oxide
KR20130017943A (en) * 2011-08-12 2013-02-20 주식회사 엘지화학 Method for preparing phenol, acetone and alpha methyl styrene

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050088178A (en) * 2002-12-16 2005-09-02 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 Co-production of phenol, acetone, alpha-methylstyrene and propylene oxide, and catalyst therefor
KR20050114691A (en) * 2003-03-26 2005-12-06 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 METHOD FOR PRODUCING α-METHYLSTYRENE
KR20060034246A (en) * 2003-06-30 2006-04-21 셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이 Process for producing alkylene oxide
KR20130017943A (en) * 2011-08-12 2013-02-20 주식회사 엘지화학 Method for preparing phenol, acetone and alpha methyl styrene

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