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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Entfernung von unverseifbaren, wasserunlöslichen Verunreinigungen aus einem Gemisch von Cylohexanon und Cyclohexanol, das durch Oxydation von Cyclohexan mit Sauerstoff enthaltendem Gasgemisch oder durch Dehydrierung von rohem Cyclohexanol erhalten wird, weIche (Verunreinigungen) im Siedebereich des besagten Cyclohexanon/Cyclohexanol-Gemisches sieden, dadurch gekennzeichnet, dass das Cyclohexanol und Cyclohexanon mit Wasser extrahiert wird, während die Verunreinigungen ungelöst zurückbleiben.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion bei Temperaturen zwischen 0 und 200"C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion bei Temperaturen zwischen 10 und 30"C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Extraktion bei Temperaturen zwischen 100" und 1500C in geschlossenem Gefäss durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Cyclohexanol und Cyclohexanon aus dem Wasserextrakt mit einem organischen Lösungsmittel, insbesondere mit Cyclohexan rückextrahiert, das Lösungsmittel separat destilliert, oder - im Falle von Cyclohexan als Lösungsmittel - in den Prozess zurückgeführt wird, während das Wasser zu der Extraktion gemäss Anspruch 1 wiederverwendet wird.
6. Verfahren nach Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserextrakt für die Wäsche von frisch oxydiertem Cyclohexan oder für die Herstellung einer alkalischen Lösung gebraucht wird, die zum Waschen des Oxidationsproduktes des Cyclohexans bei erhöhtem Druck und Temperatur gebraucht wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Cyclohexanol/Cyclohexanon-Gemischen, d.h.
Verfahren zur Entfernung von unverseifbaren, wasserunlöslichen Verunreinigungen aus einem technischen Cyclohexanol/ Cyclohexanon-Gemisch.
Für die Synthese von Caprolactam werden an die Qualität des Cyclohexanons hohe Anforderungen gestellt. Daher musste das Problem der Entfernung von Verunreinigungen aus dem technischen Cyclohexanol/Cyclohexanon-Gemisch gelöst werden.
So ist etwa ein Verfahren zur Raffinierung von Cyclohexanon bekannt, welches dadurch gekennzeichnet, ist, dass Roh-Cyclohexanon mit einer solchen Menge an wässrigem Lösungsmittel extrahiert wird, dass ein Teil davon, gegebenenfalls unter Rückfluss, unaufgelöst bleibt, und aus der Lösung das gereinigte Cyclohexanon nach üblichem Verfahren oder unter Anwendung einer kombinierten Rektifikation isoliert wird. Dieses Verfahren ist charakterisiert durch die Verwendung von Wasser oder wässriger Harnstoff-Lösung als wässriges Lösungsmittel.
Nun entsteht bei der Herstellung von Cyclohexanon aus Cyclohexan durch Oxydation mit Luft neben den erwünschten Produkten Cyclohexanol und Cyclohexanon, ein breites Spektrum von Nebenprodukten, welche alle im überschüssigen, nichtoxydierten Cyclohexan gelöst sind. Eine Reihe sauer reagierender Nebenprodukte kann aus dieser Cyclohexanlösung mit Wasser ausgewaschen werden. Veresterte Säuren werden durch Verseifung mit wässrigen Alkalien extrahiert.
Die meisten neutral reagierenden, unverseifbaren Verbindungen sieden weit tiefer oder weit höher als Cyclohexanon und Cyclohexanol. Sie werden daher bei der Destillation der Hauptprodukte als leicht siedende Vorläufe bzw.
hochsiedende Rückstände abgetrennt. Jedoch ist eine kleine Menge solcher Nebenprodukte weder leicht wasserlöslich noch verseifbar und siedet ausserdem im Bereich zwischen den Siedepunkten von Cyclohexanon und Cyclohexanol. Die Hauptvertreter dieser Verunreinigungen sind Cyclohxyl-butyläther und n-Pentyl-cyclohexan. Diese Verbindungen reichern sich bei der bekannten destillativen Trennung von Cyclohexanol und Cyclohexanon in der Zwischenfraktion an.
So verfährt man bekannterweise bei der Herstellung von reinem Cyclohexanon aus dem Cyclohexanon/Cyclohexanol Gemisch wie folgt: Nach der destillativen Abtrennung der leichtflüchtigen Bestandteile als erste Fraktion wird der grösste Teil des vorhandenen Cyclohexanons als zweite Fraktion abdestilliert. In einer dritten Fraktion wird ein Produkt erhalten, das das ganze Cyclohexanol, neben einem Rest von Cyclohexanon und den zwischen den Siedepunkten von Cyclohexanol und Cyclohexanon siedenden Bestandteilen enthält. Die höher siedenden Verunreinigungen bleiben als Rückstand zurück. Die Cyclohexanol enthaltende Fraktion wird dann katalytisch bei höheren Temperaturen zu Cyclohexanon dehydriert. Der Umsatz in dieser Reaktion wird normalerweise auf circa 80% Cyclohexanon gehalten, damit nicht allzuviele Nebenprodukte gebildet werden.
Man erhält deshalb wieder ein Gemisch, das viel Cyclohexanon neben Resten von Cyclohexanol und den dazwischen siedenden Verbindungen enthält, die von der Dehydrierung nicht verändert werden. Dieses Gemisch wird kreisförmig von neuem der oben erwähnten Cyclohexanondestillation zugeführt und durchläuft alsdann von diesem Punkte an den Kreislauf weiter.
Es ist ersichtlich, dass in diesem Kreislauf die Menge an Verunreinigungen der oben erwähnten Art (Cyclohexylbutyläther, Amyl-cyclohexan usw.) sich ständig anreichert und bis zu einem Gehalt von mehreren Prozenten ansteigen kann. Solche Anreicherungen an Verunreinigungen bringen aber zwei wesentliche Nachteile mit sich: - Ab einem bestimmten Gehalt im Rohprodukt brechen sie im Rein-Cyclohexanon durch, d.h. sie sind nicht mehr vollständig vom Rein-Cyclohexanon zu trennen. Daher beeinträchtigen sie die Qualität des Rein-Cyclohexanons.
- Der Wirkungsgrad der Dehydrierung wird gesenkt.
Es ist deshalb notwendig, den Gehalt an diesen Verunreinigungen im Kreislauf auf einem kontrollierbaren Stand zu halten.
Die einzige hierfür bisher anwendbare Methode war die periodische partielle oder vollständige Entleerung des Kreislaufs und die Vernichtung des Produktes bzw. dessen Verbrauch ausserhalb der Lactamsynthese. Dadurch werden aber wertvolle Mengen an Cyclohexanol/Cyclohexanon ebenfalls vernichtet, bzw. nicht dem eigentlichen Zweck, d.h. der Lactamsynthese zugeführt. So gehen etwa pro Kilogramm Verunreinigung, die entfernt werden muss, 30 bis 50 kg Cyclohexanon verloren.
Wir haben nun gefunden, dass die genannten Verunreinigungen weder in reinem noch in mit Cyclohexanol/ Cyclohexanon gesättigtem Wasser löslich sind. Somit ergibt sich die Möglichkeit einer Abtrennung durch Ausnützung der Löslichkeit von Cyclohexanon/Cyclohexanol in Wasser.
Wir haben ferner festgestellt, dass in einer Gegenstrom Extraktion eine Anreicherung der Verunreinigungen möglich ist. Insbesondere hat es sich gezeigt, dass man mit einer mehrstufigen, vorteilhaft mindestens dreistufigen Gegenstrom-Extraktion den Gehalt an genannten Verunreinigungen von 5% auf 70% anreichern kann. In der so gewon
nenen, wässrigen Lösung sind besagte Verunreinigungen von 5 auf 0,1% gesunken, bezogen auf die Hauptprodukte Cv- clohexanol/Cyclohexanon.
Demnach betrifft die vorliegende Erfindung das in den Patentansprüchen Definierte, wobei als Sauerstoff enthaltende Gase Luft, vorzugsweise jedoch Luft/Stickstoff-Gemische in Frage kommen.
Die erwähnte wässrige Lösung, deren Volumen grössen ordnungsmässig circa das Zwangigfache des eingesetzten Rohproduktes an Cyclohexanon/Cyclohexanol betragen soll? kann mit einer Menge an Cyclohexan, die dem Volumen des eingesetzten Rohstoffes entspricht, wieder in einem zweiten, ebenfalls vorteilhaft dreistufigen Gegenstrom extrahiert werden. Der Gehalt an Cyclohexanon/Cyclohexanol in Cyclohexan hat sich dann auf circa 50% angereichert; in Wasser beträgt er dann praktisch gleich Null. Daher kann das Wasser wieder für die Extraktion einer neuen Portion Rohstoff eingesetzt, d.h. dem Kreislauf zugeführt werden. Der Wasserverbrauch wird somit praktisch gleich Null, was in Zeiten, da der Rohstoff Wasser knapp zu werden droht, von grossem Vorteil ist.
Aus dem Cyclohexanextrakt wird alsdann das Cyclohexan abdestilliert, wobei das reine Cyclohexanol/Cyclohexanol-Gemisch als Rückstand verbleibt.
Als Beispiel wird 1 kg Rohprodukt, enthaltend 950 g Cyclohexanon und Cyclohexanol, und 50 g Verunreinigungen in zwei Fraktionen nach dem erfindungsgemässen Verfahren getrennt.
Die erste Fraktion beträgt 930 g und enthält über 99,9% Cyclohexanol und Cyclohexanon mit weniger als 0,1% Verunreinigung. Die zweite Fraktion von 70 g enthält circa 70% Verunreinigungen und 30% Cyclohexanon/Cyclohexanol. Der Verlust an Cyclohexanon ist deshalb knapp über 2% (bezogen auf das gereinigte Cyclohexanol/Cyclohexanon).
Die Energie, die für den ganzen Prozess benötigt wird, summiert sich aus dem Wärmebedarf für die Destillation von 1 kg Cyclohexan und aus der mechanischen Umwälzung von 20 Liter Wasser für jedes kg gereinigtes Cyclohexanon/ Cyclohexanol-Gemisch.
In der Praxis bedarf es keiner zusätzlichen Cyclohexandestillation, da das Gemisch Cyclohexanol/Cyclohexanon/ Cyclohexan in die bereits bestehende Destillation zurückgeführt werden kann. Oftmals bedarf es sogar nicht einmal einer Rückextraktion mit Cyclohexan, da der in Patentanspruch 1 erwähnte Wasserextrakt für die Wäsche von frisch oxidiertem Cyclohexan oder für die Herstellung einer alkalischen Lösung gebraucht werden kann, die zum Waschen des Oxidationsproduktes des Cyclohexans bei erhöhtem Druck und Temperatur gebraucht wird. Dann ist aber die Menge an wässriger Lösung auf den Betriebsbedarf an Waschwasser bzw. verdünnter Lauge beschränkt.
So wird auch der Anteil an rohem Cyclohexanol/Cyclohexanon-Gemisch, der extrahiert werden kann, auf einen bestimmten Anteil des Kreislaufes beschränkt, was aber in den meisten Fällen genügt, um die Verunreinigungen im Kreislauf drastisch zu senken.
Eine Senkung des Wasserbedarfes für die Extraktion kann durch Erhöhung der Temperatur (und des Druckes) erreicht werden. Die Löslichkeit von Cyclohexanol und Cv- clohexanon in Wasser sinkt mit steigender Temperatur bis zu einem Minimum bei 70 , steigt aber wieder mit weiter steigender Temperatur. Im Temperaturbereich über 1200C ist die Löslichkeit höher als bei Zimmertemperatur. Wir haben festgestellt, dass die Löslichkeit der Verunreinigungen in Wasser auch bei diesen Temperaturen unbedeutend ist. Es ist deshalb möglich, die Extraktion bei erhöhter Temperatur und unter Druck mit einer reduzierten Menge an Wasser vorzunehmen. Mithin verfährt man vorteilhaft bei 10-30"C oder 100-150"C unter Druck.
Man kann aber auch bei anderen Temperaturen zwischen 0 und 200"C arbeiten.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
Beispiel 1
2stufige Chargenextraktion
Ein Gemisch, enthaltend 83,09% Cyclohexanol, 11,07% Cyclohexanon, 4,11 % Cyclohexyl-butyl-äther, 0,97 %Amyl- cyclohexan und 0,77% unbekannte Verbindungen wurde in einer Serie von 2 Scheidetrichtern im Gegenstrom mit Wasser folgenderweise extrahiert:
Je 250 ml des genannten Gemisches wurden in 2 Schei detrichter eingefüllt.
Scheidetrichter No. 1 wurde mit 2 1 Wasser ausgeschüttelt und zur Phasentrennung stehen gelassen.
Das Wasser von Scheidetrichter No. 1 wurde in den Scheidetrichter No. 2 umgefüllt und Trichter No. 1 mit 2 1 frischem Wasser unterschichtet. Nach Schütteln und Abscheiden wurde das Wasser von Trichter 2 entnommen und separat von den organischen Bestandteilen durch Extraktion mit Cyclohexan befreit und anschliessend wieder dem Trichter 1 zugegeben, nachdem das Wasser von Trichter 1 in den Trichter 2 umgefüllt worden war.
Dieser Kreislauf wurde wiederholt und anschliessend die organische Phase von Trichter 1 in ein separates Gefäss ausgelassen; die organische Phase von Trichter 2 wurde in Trichter 1 umgefüllt, und in Trichter 2 wurden 250 ml rohes Cyclohexanon/Cyclohexanol-Gemisch eingefüllt.
Diese Gegenstromextraktion wurde mehrmals wiederholt und die entnommende restliche organische Phase bzw. der Cyclohexariextrakt analysiert, wobei sich die folgenden Resultate ergaben:
Cyclohexanol/ Verun
Cyclohexanon reinigungen Konzentration in Ausgangsstoff 94,10 % 5,90 % Konzentration in restlicher organ.
Phase 35,63 % 64,37 % Konzentration in Cyclohexan-Extrakt 41,15 % 0,05 %
Daraus ist zu entnehmen, dass bereits mit 2 Austauschstufen und einem Verhältnis organische Phase: Wasser von 1:32 eine mehr als 10fach Anreicherung der Verunreinigungen erzielt wird.
Beispiel 2
Anstatt zwei Stufen wurden hier deren drei angewendet.
Verhältnis der Phasen 1:20.
Ansonst wird verfahren wie in Beispiel 1 angegeben.
Erhaltene Analysenresultate: Konz. in restl. org. Phase: 31,65 % Cyclohexanol/
Cyclohexanon
63,45 % Verunreinigungen Verunreinigungen im gereinigten Cyclohexanon/ Cyclohexanol 0,26 %
Beispiel 3
Verfahrensweise gleich wie in Beispiel 2, jedoch mit ver änderter Zusammensetzung des Ausgangsproduktes (s. nachstehend)
Cyclohexanol/ Verun
Cyclohexanon reinigungen Konz. in Ausgangsstoff 98,34 % 1,66 % Konz. in restl. organ.
Phase 44,67 % 55,33 %
Beispiel 4
Eine Extraktionskolonne von 8 cm Durchmesser und 100 cm Höhe, mit 5 Austauschböden, bestehend aus Lochplatte, Rührer und Beruhigungszone, wurde von unten mit 500 ml/h mit einem Roh-Cyclohexanon/Cyclohexanol-Ge- misch der Zusammensetzung Cyclohexanol/ Cyclohexanon 84,10% Verunreinigungen 5,90% und von oben mit 10 Liter/h Wasser gespiesen.
Das abfliessende Wasser wurde durch Extraktion mit Cyclohexan vom gelösten Cyclohexanon/Cyclohexanol durch Extraktion befreit und wieder für die erste Extraktion eingesetzt.
Die restliche organische Phase im oberen Austritt der Extraktionskolonne hatte folgende Zusammensetzung: Cyclohexanon/Cyclohexanol 15,36 % Verunreinigungen 84,64, wovon:
59,19 % Cyclohexyl butyläther
18,68 % Amylcyclo hexan.
Beispiel 5
Gleich wie in Beispiel 4. Das Rohprodukt hatte die Zu sammensetzung: Cyclohexanon/Cyclohexanol 97,95 % Verunreinigungen 2,05 %
Die restliche organische Phase setzt sich aus folgenden Bestandteilen zusammen: Cyclohexanol/Cyclohexanon 19,80 % Verunreinigungen 80,20 %
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PATENT CLAIMS
1. A process for removing unsaponifiable, water-insoluble impurities from a mixture of cyclohexanone and cyclohexanol, which is obtained by oxidation of cyclohexane with oxygen-containing gas mixture or by dehydrogenation of crude cyclohexanol, which boil (impurities) in the boiling range of said cyclohexanone / cyclohexanol mixture , characterized in that the cyclohexanol and cyclohexanone are extracted with water, while the impurities remain undissolved.
2. The method according to claim 1, characterized in that the extraction is carried out at temperatures between 0 and 200 "C.
3. The method according to claim 1, characterized in that the extraction is carried out at temperatures between 10 and 30 "C.
4. The method according to claim 1, characterized in that the extraction is carried out at temperatures between 100 "and 1500C in a closed vessel.
5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the cyclohexanol and cyclohexanone are extracted back from the water extract with an organic solvent, in particular with cyclohexane, the solvent is distilled separately or - in the case of cyclohexane as solvent - is returned to the process, while the water is reused for the extraction according to claim 1.
6. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the water extract is used for washing freshly oxidized cyclohexane or for the preparation of an alkaline solution which is used for washing the oxidation product of cyclohexane at elevated pressure and temperature.
The present invention relates to a process for the purification of cyclohexanol / cyclohexanone mixtures, i.e.
Process for removing unsaponifiable, water-insoluble impurities from a technical cyclohexanol / cyclohexanone mixture.
For the synthesis of caprolactam, high demands are made on the quality of the cyclohexanone. Therefore, the problem of removing impurities from the technical cyclohexanol / cyclohexanone mixture had to be solved.
For example, a process for the refinement of cyclohexanone is known, which is characterized in that crude cyclohexanone is extracted with an amount of aqueous solvent such that a part thereof, possibly under reflux, remains undissolved, and the purified cyclohexanone from the solution is isolated by conventional methods or using a combined rectification. This process is characterized by the use of water or aqueous urea solution as the aqueous solvent.
In the production of cyclohexanone from cyclohexane by oxidation with air, a broad spectrum of by-products is formed in addition to the desired products cyclohexanol and cyclohexanone, all of which are dissolved in the excess, unoxidized cyclohexane. A number of acidic by-products can be washed out of this cyclohexane solution with water. Esterified acids are extracted by saponification with aqueous alkalis.
Most neutral reacting, unsaponifiable compounds boil far lower or higher than cyclohexanone and cyclohexanol. They are therefore used in the distillation of the main products as low-boiling preliminary runs
high-boiling residues separated. However, a small amount of such by-products is neither readily water-soluble nor saponifiable and also boils in the range between the boiling points of cyclohexanone and cyclohexanol. The main representatives of these impurities are cyclohxyl butyl ether and n-pentyl cyclohexane. These compounds accumulate in the intermediate fraction in the known distillative separation of cyclohexanol and cyclohexanone.
As is known, the procedure for the preparation of pure cyclohexanone from the cyclohexanone / cyclohexanol mixture is as follows: after the volatile constituents have been separated off as the first fraction, most of the cyclohexanone present is distilled off as the second fraction. In a third fraction, a product is obtained which contains all of the cyclohexanol, along with a remainder of cyclohexanone and the constituents boiling between the boiling points of cyclohexanol and cyclohexanone. The higher boiling impurities remain as a residue. The fraction containing cyclohexanol is then catalytically dehydrated to cyclohexanone at higher temperatures. The conversion in this reaction is usually kept at approximately 80% cyclohexanone so that not too many by-products are formed.
A mixture is therefore obtained which contains a large amount of cyclohexanone in addition to residues of cyclohexanol and the compounds boiling in between, which are not changed by the dehydrogenation. This mixture is fed again in a circle to the cyclohexanone distillation mentioned above and then continues from this point to the circuit.
It can be seen that the amount of impurities of the type mentioned above (cyclohexylbutyl ether, amyl-cyclohexane, etc.) in this circuit accumulates continuously and can increase to a content of several percent. Such accumulations of impurities have two major disadvantages: - From a certain content in the raw product, they break through in pure cyclohexanone, i.e. they can no longer be separated completely from pure cyclohexanone. Therefore, they affect the quality of the pure cyclohexanone.
- The efficiency of dehydration is reduced.
It is therefore necessary to keep the content of these impurities in the circuit at a controllable level.
The only method that has so far been used for this has been the periodic partial or complete emptying of the circuit and the destruction of the product or its consumption outside of lactam synthesis. However, this also destroys valuable amounts of cyclohexanol / cyclohexanone, or not for the actual purpose, i.e. fed to lactam synthesis. For example, 30 to 50 kg of cyclohexanone are lost per kilogram of contamination that has to be removed.
We have now found that the impurities mentioned are neither soluble in pure nor in water saturated with cyclohexanol / cyclohexanone. This results in the possibility of separation by utilizing the solubility of cyclohexanone / cyclohexanol in water.
We have also found that in a countercurrent extraction an accumulation of impurities is possible. In particular, it has been shown that with a multi-stage, advantageously at least three-stage countercurrent extraction, the content of said impurities can be enriched from 5% to 70%. In the so won
said aqueous solution, said impurities have dropped from 5 to 0.1%, based on the main products Cv-clohexanol / cyclohexanone.
Accordingly, the present invention relates to what is defined in the patent claims, air being an oxygen-containing gas, but preferably an air / nitrogen mixture.
The above-mentioned aqueous solution, the volume of which should properly amount to approximately twice the crude product of cyclohexanone / cyclohexanol used? can be extracted with a quantity of cyclohexane, which corresponds to the volume of the raw material used, again in a second, likewise advantageously three-stage countercurrent. The cyclohexanone / cyclohexanol content in cyclohexane then increased to about 50%; in water it is practically zero. Therefore, the water can be used again to extract a new portion of raw material, i.e. be fed into the cycle. The water consumption is practically zero, which is a great advantage in times when water is becoming scarce.
The cyclohexane is then distilled off from the cyclohexane extract, the pure cyclohexanol / cyclohexanol mixture remaining as a residue.
As an example, 1 kg of crude product containing 950 g of cyclohexanone and cyclohexanol and 50 g of impurities are separated into two fractions by the process according to the invention.
The first fraction is 930 g and contains over 99.9% cyclohexanol and cyclohexanone with less than 0.1% contamination. The second fraction of 70 g contains approximately 70% impurities and 30% cyclohexanone / cyclohexanol. The loss of cyclohexanone is therefore just over 2% (based on the purified cyclohexanol / cyclohexanone).
The energy required for the entire process is the sum of the heat required for the distillation of 1 kg of cyclohexane and the mechanical circulation of 20 liters of water for each kg of cyclohexanone / cyclohexanol mixture purified.
In practice, no additional cyclohexane distillation is required, since the cyclohexanol / cyclohexanone / cyclohexane mixture can be returned to the existing distillation. Often there is even no need for back extraction with cyclohexane, since the water extract mentioned in claim 1 can be used for washing freshly oxidized cyclohexane or for the preparation of an alkaline solution which is used to wash the oxidation product of cyclohexane at elevated pressure and temperature . Then, however, the amount of aqueous solution is limited to the operating requirements for wash water or dilute alkali.
The proportion of crude cyclohexanol / cyclohexanone mixture that can be extracted is thus restricted to a certain proportion of the circuit, which in most cases is sufficient to drastically reduce the impurities in the circuit.
A reduction in the water requirement for the extraction can be achieved by increasing the temperature (and the pressure). The solubility of cyclohexanol and Cv-clohexanone in water drops with increasing temperature to a minimum at 70, but increases again with increasing temperature. In the temperature range above 1200C the solubility is higher than at room temperature. We have found that the solubility of the contaminants in water is insignificant even at these temperatures. It is therefore possible to carry out the extraction at elevated temperature and under pressure using a reduced amount of water. The process is therefore advantageously carried out at 10-30 "C or 100-150" C under pressure.
But you can also work at other temperatures between 0 and 200 "C.
The following examples illustrate the invention.
example 1
2-stage batch extraction
A mixture containing 83.09% cyclohexanol, 11.07% cyclohexanone, 4.11% cyclohexyl butyl ether, 0.97% amylcyclohexane and 0.77% unknown compounds was mixed in a series of 2 separating funnels in countercurrent Water extracted as follows:
Each 250 ml of the mixture mentioned was poured into 2 separators.
Separating funnel No. 1 was shaken out with 2 l of water and left to separate the phases.
The water from separating funnel No. 1 was placed in the separating funnel No. 2 decanted and funnel No. 1 layered with 2 1 fresh water. After shaking and separating, the water was removed from funnel 2 and separated from the organic constituents separately by extraction with cyclohexane and then added again to funnel 1 after the water had been transferred from funnel 1 to funnel 2.
This cycle was repeated and then the organic phase from funnel 1 was discharged into a separate vessel; the organic phase from funnel 2 was transferred to funnel 1, and 250 ml of crude cyclohexanone / cyclohexanol mixture were introduced into funnel 2.
This countercurrent extraction was repeated several times and the remaining organic phase or the cyclohexaria extract was analyzed, the following results being obtained:
Cyclohexanol / Verun
Cyclohexanone purifications Concentration in raw material 94.10% 5.90% Concentration in the remaining organ.
Phase 35.63% 64.37% concentration in cyclohexane extract 41.15% 0.05%
From this it can be seen that with 2 exchange stages and a ratio of organic phase: water of 1:32 a more than 10-fold enrichment of the impurities is achieved.
Example 2
Instead of two stages, three were used here.
Ratio of phases 1:20.
Otherwise the procedure is as given in Example 1.
Analysis results obtained: Conc. In remaining org. Phase: 31.65% cyclohexanol /
Cyclohexanone
63.45% impurities impurities in the purified cyclohexanone / cyclohexanol 0.26%
Example 3
The procedure is the same as in Example 2, but with a changed composition of the starting product (see below)
Cyclohexanol / Verun
Cyclohexanone purifications conc. In starting material 98.34% 1.66% conc. In other organ.
Phase 44.67% 55.33%
Example 4
An extraction column of 8 cm in diameter and 100 cm in height, with 5 exchange trays, consisting of perforated plate, stirrer and calming zone, was fed from below with 500 ml / h with a crude cyclohexanone / cyclohexanol mixture of the composition cyclohexanol / cyclohexanone 84.10 % Impurities 5.90% and fed from above with 10 liters / h of water.
The outflowing water was freed from the dissolved cyclohexanone / cyclohexanol by extraction by extraction with cyclohexane and used again for the first extraction.
The remaining organic phase in the upper outlet of the extraction column had the following composition: cyclohexanone / cyclohexanol 15.36% impurities 84.64, of which:
59.19% cyclohexyl butyl ether
18.68% amylcyclo hexane.
Example 5
Same as in example 4. The crude product had the composition: cyclohexanone / cyclohexanol 97.95% impurities 2.05%
The rest of the organic phase consists of the following components: Cyclohexanol / Cyclohexanone 19.80% impurities 80.20%