CS257112B1 - Sp’sob absorpcie organických zlúčenín z odplynov procesu oxidácie cyklohexánu - Google Patents

Description

257112

Predmetom vynálezu je spQsob absorpcieorganických zlúčenín z odplynov procesuoxidácie cyklohexanu a spracovania vznik-nutej oxidačnej zmesi.

Oxidácia cyklohexanu vzduchom je vše-obecné používaným spůsobom výroby cyk-lohexanonu. Najčastejšie sa uskutečňuje vkvapalnej fáze za zvýšeného tlaku, pri tep-lotách 150 až 170 °C a za katalytického ú-člnku přechodných kovov, ako je kobalt,chróm, nikel a podobné.

Okrem cyklohexanonu a cyklohexanolu,kíoré sú žiadanými produktami, vzniká prioxidácii cyklohexánu aj množstvo vedl'aj-ších nežiadúcich produktov tzv. hlbšou oxi-dáciou spojenou s deštrukciou cyklohexano-vého kruhu a následnou oxidáciou jej pro-duktov. Takto vznikajú alifatické alkoholy,oxid uhličitý, oxid uhofnatý, mono- a di-karboxylové kyseliny, hydroxy- a ketokar-boxylové kyseliny, voda, aldehydy ale tiežestery, najma cyklohexylestery příslušnýchkarboxylových kyselin.

Pri oxidácii cyklohexánu je nevyhnutnéviesť reakciu tak, aby sa dosiahlo čo naj-vyššej selektivity na cyklohexanon a cyk-lohexanol, ale pri ešte únosných energetic-kých nákladoch. je známe, že pri znižova-ní konverzie selektivita stupa a naopak, pre-to je nevyhnutné viesť proces za podmienoknajnižších materiálových a energetickýchnákladov.

Selektivita procesu ovplyvňuje tiež tlaka konštrukcia oxidačného reaktora, resp.reaktorův. Akákofvek změna týchto vply-vov je zváčša náročného charakteru, naj-ma úpravami strojno-technologického za-riadenia, resp. to súvisí s niektorými dal-šími sprievcdnými javmi, ako je přívod tep-la do reaktora z vonku (pri znížení tlakupod tzv. medznú hodnotu) a pod.

Ako vyplývá aj z údajov čs. patentu162 623 je velmi dóležitou pre dosahovanievysokého stupňa selektivity procesu oxidá-cie cyklohexánu, koncentrácia cyklohexa-nolu a cyklohexanonu v cyklohexáne navstupe do reaktora. Pódia týchto údajov až50 % cyklohexanonu a 25 % cyklohexano-lu sa pri opátovnom chodě reaktorom oxi-duje na nežiadúce zlúčeniny.

Uvedená patentová přihláška předkládásposob na zakoncentrovanie cyklohexanolua cyklohexanonu z odplynov reaktora, předkondenzáciou cyklohexánu, ktorý sa do o-xidačného reaktora recykluje už s minimál-nou koncentráciou cyklohexanolu a cyklo-hexanonu. V odplynoch z procesu oxidácie cyklohe-xánu přeď vypuštěním do ovzdušia je nevy-hnutné zníženie obsahu najma cyklohexá-nu ale aj zbytkového cyklohexanolu a cyk-lohexanonu, na čo najnižšie dosiahnuteinéhodnoty. Uvedené je dóležité nielen z hia-diska ekonomiky procesu ale, aj z hiadis-ka zníženia emísií organických zlúčenín doživotného prostredia.

Najčastejšie sa proces znižovania kon- centrácie organických zlúčenín v odply-noch nielen z procesu oxidácie, ale aj ná-sledného spracovania oxidačnej zmesi, naj-ma pri rektifikácii cyklohexánu, prevádzaabsorpciou v absorpčných kolonách režné-ho typu, napr. etážové, výplňové a pod., zapřibližné rovnakého tlaku, aký je v pro-cese, ktorý produkuje odplyn, pričom spo-lu s podstatným znížením teploty, působípriaznivo na proces kondenzácie a ad-sorpcie cyklohexánu.

Na odvod tepla z absorpčných kolon sapoužívajú najčastejšie glykolové okruhy ateplota odplynov je cca 0 °C.

Maximálně využívanie týchto parametrovna dosahovanie čo najvyššieho účinku ab-sorpčného systému, je dané možnosťamijestvujúceho strojno-technologického zaria-denia, resp. ich změna vyžaduje často ne-úměrné najma energetické náklady, do-siahnutému efektu.

Preto je najprv snahou vyčerpat možnos-ti zlepšenia účinnosti absorpčného procesuinými nenáročnými spůsobmi. Z toho pohladu sa ukazuje ako velmi zau-jimavé používané médium (absorpčně) aspQsob jeho regenerácie, pričom sa cyklo-hexán recykluje do procesu oxidácie. V doterajšom stave sa ako absorbent po-používa rektifikovaný cyklohexanon vyse-kej čistoty, až 99,9 % hmot. cyklohexanonu.Jeho samotné použitie, ale aj sposob rege-nerácie má celý rad technicko-ekonomickýchnevýhod. Je to absorbent, ktorý vzhladomna účel použitia sa zbytočne energetickynáročné připravuje z čoho vyplývajú ajstraty suroviny. Vplyvom opakovaného te-pelného namáhania poměrně malého množ-stva absorbenta, které vyplývá zo spSsobujeho regenerácie sa tvoria tzv. ťažké zlúče-niny, zanašajúce absorpčný systém a zhor-šujúce jeho účinnost, čo nepriaznivo ov-plyvňuje množstvo organických zlúčenín vodplynoch. Výměna adsorbenta sa privádzalen jednorazovo, po dosiahnutí parametrova vlastností, kedy je teto opatrenie nevy-hnutné. Převážná časť uvedených nevýhodmožno odstrániť využitím spósobu podlápředmětného vynálezu.

Vynález rieši absorpciu organických zlú-čenín, z odplynov procesu oxidácie cyklo-hexánu, ktorý prebieha v kvapalnej fáze atiež z odplynov spracovania oxidačnej zme-si, pozostávajúceho z odrektiíikovania ne-zreagovaného cyklohexánu, recyklovanéhodo procesu oxidácie, kyslej a alkalickej hyd-rolýzy esterov pri tlaku 0,2 až 1,5 MPa ateplote 120 až 200 °C, za súčasného oddes-tilovania cyklohexanolu a cyklohexanonuvodnou parou a odvednenie tejto zmesi.

Za týchto podmienok získaná zmes, obsa-hujúca 40 až 80 % hmot. cyklohexaanolu, 20až 56 % hmot. cyklohexanonu do 5 % hmot.organických zlúčenín vzniknutých v proce-se oxidácie cyklohexánu a spracovania oxi-dačnej zmesi, s teplotou varu nižšou ako

Claims (3)

1. 257112 teplota varu cyklohexanonu, do 3 % hmot.organických zlúčenín s teplotou varu vyš-šou ako teplota varu cyklohexanolu a do0,3 % hmot vody, sa v množstve 0,003 až1 kg/kg vyrobeného cyklohexanonu dávku-je do procesu absorpcie odplynov, ako ab-sorpčně médium a/alebo ako jeho zložka. S cielOm zvýšenia účinnosti absorpčnéhosystému sa absorpčně médium kontinuálněobmieňa regeneráciou najmenej 5 % hmot.použitého množstva v absorpcii, pričomnajvýhodnejšia je obměna celého množstvaabsorbenta, a to na rektifikačnej kolóneprodukujúcej toto médium, čím sa zníži ná-ročnost regenerácie absorpčného média avzniká možnost využitia regeneračného za-riadenia, na iné účely. Postup podía tohto vynálezu má najmatieto technicko-ekonomické výhody: použi-tím zmesi s vysokým obsahom cyklohexa-nolu, ktorý má nižšiu tenziu pár ako cyk-lohexanon, sa znížia straty absorpčnéhomédia, zníži sa materiálová a energetickánáročnost procesu výroby cyklohexanonu,čo vyplývá zo změny charakteru absorben-ta, spésobu jeho přípravy a regenerácie.Zníženie množstva exhalovaného cyklohe-xánu má tiež priaznivý dopad na životnéprostredie. Odstráni sa zanášanie tzv. ťaž-kými zlúčeninami, čo tiež ovplyvní priaz-nivo účinnost absorpcie. Bližšie je výhodnost postupu podl'a vy-nálezu charakterizovaná nasledovnými prí-kladmi: Příklad 1 (porovnávací) Odplyn z procesu oxidácíe cyklohexánu,ktorá prebieha při 0,95 MPa a 155 až 163stupňoch Celsia, obsahujúci 90 % hmot. du-síka, 2,5 % hmot. cyklohexánu, 3,55 % hmot.kyslíka, 1,75 % hmot. oxidu uhličitého, 2,1pere. hmot. oxidu uhoinatého a zvyšok tvo-ří voda, kyselina mravčia a octová, vstu-puje do etážovej kolony pri teplote 15 °C atlaku 0,9 MPa, Odplyn z procesu spracovania oxidačnej zmesi sa vedie do ďalšej absorpčnej kolony,ktorá je výplňová, pri teplote 15 "C, za mier-ného přetlaku, o zložení: 68,9 % hmot. du-síka, 24,2 % hmot. cyklohexánu 2,7 % hmot.kyslíka, 1,3 % hmot. oxidu uhličitého, 1,6pere. hmot. oxidu uhoinatého a zvyšok tvo-ří voda. Hmot. poměr množstva odplynu zoxidácie a spracovania oxidačnej zmesi je25 až 26. Do oboch absorpčných systémovsa privádza rektifikovaný cyklohexanon, akoabsorbent, v množstve 0,25 kg/kg vyrobe-ného cyklohexanonu. Straty absorbenta cez odplyn do atmo-sféry sú 0,004 kg cyklohexanonu (tonu vy-robeného cyklohexanonu, obsah cyklohexá-nu v odplyne klesne na 3,2 % hmot. vstu-pujúceho množstva, a to pri teplote odply-nov 0 :'C z celého systému do atmosféry. V abserpčnom okruhu je zaradená aj re-generačně kolona, na ktorej sa rektifikujecyklohexán a tým sa zabezpečujú požadova-né kvalitativně parametre absorbenta. Ab-sorpčný okruh sa neobmieňa, len sa do-píňa o vzniknuté straty. Příklad 2 Za analogických podmienok ako v příkla-de 1 sa vedú do absorpčného systému od-plynu z oxidácie a spracovania oxidačnejzmesi, pričom sa ako absorbent použijezmes obsahujúca 70 % hmot. cyklohexano-lu, 28 % hmot. cyklohexanonu, 1,5 % hmot.organických zlúčenín s teplotou varu niž-šou ako je teplota varu cyklohexanonu, 0,4pere. hmot. zlúčenín s teplotou varu vyššouako cyklohexanol a 0,1 % hmot. vody. Stra-ty absorbenta cez odfuk do atmosféry pri0 °C sa znížia o 20 % hmot., energetickánáročnost výroby cyklohexanonu, sa znížio 0,26 GJ/t vyrobeného cyklohexanonu, pri-čom sa 20 % hmot. používaného absorben-ta recykluje na rektifikačnú kolonu produ-kujúcu absorpčnú zmes, ktorá sa tak kon-tinuálně obmieňa a zvyšok sa regeneruje a-nalogicky ako podlá příkladu 1. PREDMET

   1. Spésob absorpcie organických zlúče-nín z odplynov procesu oxidácie cyklohe-xánu prebiehajúceho v kvapalnej fáze vzduš-ným kyslíkom a z odplynov spracovania o-xidačnej zmesi, pozostávajúceho z odrek-tifikovania nezreagovaného cyklohexánu,recyklovaného do procesu oxidácie, kysleja alkalickej hydrolýzy esterov pri tlaku 0,2až 1,5 MPa a teplote 120 až 200 °C, za sú-časného oddestilovania cyklohexanolu acyklohexanonu vodnou parou a odvodneniatejto zmesi, vyznačujúci sa tým, že ako ab-sorpčně médium a/alebo ako jeho zložka vprocese absorpcie sa použije odvodněná ynAlezu zmes prevážne cyklohexanolu a cyklohexa-nonu.
2. 2. Sposob podl'a bodu 1 vyznačený tým,že do procesu absorpcie sa dávkuje 0,003až 1 kg absorbenta/1 kg vyrobeného cyk-lohexanonu, ktorý obsahuje 40 až 80 %hmot. cyklohexanolu, 20 až 50 % hmot.cyklohexanonu, do 5 % hmot. organickýchzlúčenín vzniknutých v procese oxidáciecyklohexánu a spracovania oxidačnej zme-si, s teplotou varu nižšou ako teplota va-ru cyklohexanonu, do 3 % hmot. organic-kých zlúčenín s teplotou varu vyššou akoteplota varu cyklohexanolu a do 0,3 %hmot. vody. 2 S 7 11 2 7 8
3. 3. Spasob pódia bodov 1 a 2 vyznačujúcisa tým, že najmenej 5 % hmot. z dávkova-ného množstva absorpčného média do pro-cesu absorpcie, s výhodou jeho celé množ- stvo sa vedie na regeneráciu cýklohexánudo rektifikačnej kolony produkujúcej ab-sorpčně médium. Severografia, n. p. závod 7, Most Cena 2,40 Kčs