BE571002A - - Google Patents

Description

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   La présente invention est relative à l'hydrogénation catalytique de benzène en cyclohexane. 



   Cette hydrogénation s'effectue avec des catalyseurs d'hydrogénation appropriés, le plus souvent un catalyseur de nickel, tandis qu'il est possible d'opérer soit en phase gazeuse soit en phase liquide. Lorsqu'on maintient une pha- se liquide, la chaleur peut être évacuée facilement, ce qui importe surtout pour le catalyseur, parce que celui-ci perd rapidement son activité quand l'évacuation de chaleur devient insuffisante. Ceci n'est pas seulement d'importance quand le catalyseur est, par exemple comme un catalyseur de foraminate, fixé dans l'espace de réaction, mais encore quand le catalyseur est utilisé sous forme de poudre, par exemple du nickel Raney, ou sur un support tel que terre d'infusoires ou sili- ce.

   Dans le cas d'un catalyseur en forme de poudre, le maintien d'une phase liqui- de permet en même temps le transport du catalyseur sous forme d'une suspension à travers l'espace de réaction, par exemple à travers des réacteurs accouplés en série. 



   Or, on a découvert que l'hydrogénation catalytique de benzène donne de bons résultats quand l'hydrogénation est effectuée en présence de cyclohexanol. 



   L'hydrogénation en présence de cyclohexanol présente l'avantage que le cyclohexanol subit à la fois un traitement à l'hydrogène, en sorte que les impuretés se trouvant dans le cyclohexanol sont réduites. 



   Par ailleurs, on a découvert que, pendant l'hydrogénation de benzène, la chaleur peut être évacuée facilement quand le catalyseur est maintenu en oon- tact avec du cyclohexanol liquide. 



     A   des températures de 150 - 250 0, la quantité de benzène est quasi totalement convertie en   cyclohexan.   A des températures plus basses, en dessous de 150 C, l'hydrogénation se poursuit lentement, en sorte que ces basses tempé- ratures ne sont pas intéressantes. Des températures plus élevées, au-dessus de 250 C, sont de préférence évitées par suite du danger de décomposition et de for- mation de sous-produits non voulus. 



   Le procédé selon l'invention¯présente l'avantage particulier de per- mettre l'emploi d'une basse pression non seulement pour l'hydrogénation en phase gazeuse mais encore quand on veut maintenir une phase liquide, parce qu'il n'est pas nécessaire de maintenir fluide, par application d'une pression élevée, une partie du benzène ou du cyclohexane formé à partir de celui-ci. La pression peut être maintenue inférieure à 100 atmosphères et l'on applique, de préférence, une pression de 20, 30 ou 50 atmosphères. L'opération dans la phase gazeuse peut être effectuée à la pression atmosphérique ou à une faible pression de 2 - 10 atmos- phères. 



   Il n'est pas nécessaire que le gaz d'hydrogénation soit de l'hydrogène pur, mais il peut contenir aussi des gaz inertes, tel que l'azote. 



   Le procédé selon l'invention présente l'avantage de permettre l'emploi de cyclohexanol impur pour l'hydrogénation de benzène,après quoi on peut séparer du cyclohexane et du cyclohexanol pur des produits de réaction. Ainsi, une épu- ration séparée du cyclohexanol est inutile. Ceci importe en particulier pour les procédés dans lesquels on utilise du cyclohexanol comme matière de départ, par exemple pour la préparation de cyclohexanone, de faibles quantités d'impuretés exerçant déjà une influence notablement défavorable sur la déshydrogénation. 



  Surtout quand le cyclohexanol est obtenu par oxydation de cyclohexane, par exem- ple avec de l'air, la 'conversion ultérieure du cyclohexanol en cyclohexanone exige de mettre les impuretés hors d'état de nuire ce qui peut, selon l'invention, se réaliser de manière simple. 



   La quantité de cyclohexanol à utiliser peut varier notablement. On emploie, de préférence, des quantités de 0, 1 à 1 mol de cyclohexanol par mol de benzène, quantités qui permettent d'opérer facilement avec un catalyseur de fora- 

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 minate solide ou bien avec du nickel de Raney. Dans ce dernier cas, le catalyseur mis en suspension dans du cyclohexanol peut être conduit en continu à travers 1' espace de réaction. Dans ce procédé , on peut utiliser la quantité usuelle de ca- talyseur, à savoir 0,1 à   10%     -en   poids par rapport au 'benzène. 



   Des quantités"inférieures à 0,1 mol de cyclohexanol par mol de benzène ne sont, de préférence, pas utilisées pour maintenir une phase liquide. 



   L'addition de   cyolohexanol   peut être effectuée de différentes manières. 



  Le benzène et le   oyolohexanol   peuvent, sous forme de vapeur ou sous forme de liqui- de, être amenés soit à la fois, soit séparément dans l'espace d'hydrogénation. 



  En cas d'utilisation d'un catalyseur en forme de poudre qui traverse en continu l'espace d'hydrogénation, on peut amener le catalyseur dans l'espace d'hydrogéna- tion sous forme d'une suspension dans du benzène ou d'une suspension dans du   cyclo-   hexanol ou bien en suspension dans un mélange de benzène et de cyclohexanol. 



   L'hydrogénation étant finie, les vapeurs se trouvant dans le mélange de réaction sont condensées et les produits liquides peuvent ensuite, de façon usuelle, et par distillation, être séparés en fractions et l'on obtient ,en plus de cyclohexane, du cyclohexanol épuré,   EXEMPT   I.- 
L'hydrogénation de benzène est effectuée dans un espace de réaction se composant de 10 tubes verticaux reliés en série et ayant une longueur de 5 m et un diamètre de 7,5 cm. Les tubes sont munis d'une chemise régulatrice de   tem-   pérature à l'aide de laquelle la température dans les tubes est maintenue à   180 0.   La pression est maintenue à 32 atmosphères. 



   Dans l'espace de réaction on amène 30 kg de benzène et 20 kg de cy- clohexanol par heure, ainsi que 1 kg d'un catalyseur de nickel de Raney mis en suspension dans le   cyolohexanol.   Ensuite, on y amène un gaz d'hydrogénation se composant de   85%   en volume d'hydrogène et de   15%   en volume d'azote et ce en une quantité de 3,65 mol. d'hydrogène par mol.   de ..benzène.   On évite la descente de la masse de catalyseur en recyclant une partie des gaz dans l'espace de réaction . 



   Le cyclohexanol utilisé est obtenu par oxydation de cyclohexane avec de l'air et par séparation de cyclohexanol brut du produit d'oxydation qui con- tient du cyclohexanol et du cyclohexanone. Ce cyclohexanol contient environ   1%   en poids d'impuretés difficiles à éliminer par distillation, qui empêchent la dés- hydrogénation de cyclohexanol en cyclohexanone. 



   Le produit de réaction sortant de l'espace de réaction est réfrigéré et le produit liquide est, après avoir été filtré, amené à un dispositif de dis- tillation pour la séparation de cyclohexane et de   oyolohexanol.   On obtient par heure environ la quantité théorique de 32 kg de cyclohexane et 20 kg de   cyclohe-   xanol pur. 



   Le cyclohexanol obtenu pur "peut être facilement converti en cyclohexa none. 



     EXEMPLE   II.- 
Dans le dispositif d'hydrogénation décrit dans l'exemple I, du benzè- ne est, toutes conditions égales par ailleurs, hydrogéné à une température de 185 C; par 40 kg de benzène, 10 kg de cyclohexanol impur de la même provenance que dans l'exemple I, cyclohexanol dans lequel 1 kg de nickel de Raney a été mis en suspension, sont amenés par heure à l'espace de réaction. 



   Des produits de réaction, on sépare par heure 42 kg de cyclohexane et 10 kg de cyclohexanol pur.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS.

   1. Procédé pour l'hydrogénation catalytique de benzène, caractérisé en ce que l'hydrogénation est effectuée en présence de cyclohexanol.

   2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cata- lyseur est maintenu en contact avec du cyclohexanol liquide.

   3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise le catalyseur de nickel en suspension dans du cyclohexanol.

   4. Procédé pour l'hydrogénation de benzène en présence de cyclohexanol, en substance tel que décrit dans un des exemples précédents.

   5. Procédé pour l'hydrogénation de benzène en présence de cyclohexanol, en substance ,tel que décrit ci-dessus.

   6. Cyclohexanol utilisé pour le procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3.

   7. Benzène hydrogéné par le procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 1 - 5.