(57)【要約】  フェノール水素化反応器中でフェノールを水素化させること；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の連続方法であって、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。【特許請求の範囲】
【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を水素化させ、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の連続方法であって、
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】
正味の蒸気消費量が、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】
【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、本明細書中で役割を果たす。
【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／または亜鉛を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の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の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が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を運転するためのエネルギーを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の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】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【実施例１】
【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。
【実施例２】
【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。
【図１】
2018501301.tif 000002
【図２】
2018501301.tif 000003
【図３】
2018501301.tif 000004
【図４】
2018501301.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月4日(2017.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【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を水素化させ、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の連続方法であって、
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）および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；および
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
が適用されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
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に記載の方法。
【請求項３】
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または２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、（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１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
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２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
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１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
正味の蒸気消費量が、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１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
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１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
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１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
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１〜９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１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
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１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
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１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
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）および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；および
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
が適用されることを特徴とする、化学プラント。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、化学プラントが提供される。
【国際調査報告】
2018501301.tif 000006
2018501301.tif 000007
2018501301.tif 000008