CS263577B1 - Spusob zvýšenia selektivity oxidácie cyklohexánu na cyklohexanol a cyklohexanon - Google Patents

Description

263S77

Vynález rieši spůsob zvýšenia selektivityoxidácie cyklohexánu na cyklohexanol acyklohexanon v kvapalnej fáze plynom ob-sahujúcim kyslík.

Reakcia oxidácie cyklohexánu patří medzireakcie, kde často prebiehajú následné re-akcie. V záujme udržania vysokej selektivi-ty reakcie sa pracuje takmer s úplnou kon-verziou kyslíka a nízkou konverziou cyklo-hexánu. Snaha posunut režim do kinetickejoblasti vedie k záměrnému zmenšovaniu re-akčnej rýchlosti a to preferuje reaktory svelkou zádržou kvapaliny. Z hladiska výko-nu aj selektivity je účelné volit kaskádu re-aktorov s prebublávanou vrstvou kvapalinys výhodou komorový reaktor s vhodnou va-riantou dispergácie plynu v kvapaline, kto-rá zaisti velký měrný medzifázový povrch.

Napriek tomu, že uvedené požiadavky súv procese oxidácie cyklohexánu v priemys-lovom meradle splněné vo vhodnej mieredochádza ku vzniku značného množstvavedlajších a/alebo následných produktov.Sú to organické mono a dikarboxylové kyse-liny, hydroxykyseliny, aldehydy, ketony, al-koholy, estery, cyklické a lineárně uhlovo-díky. Tieto vedú cestou esterifikačných, é-terifikačných, kondenzačných, polyesterifi-kačných, polyéterifikačných, polykonden-začných a polymerizačných reakcií ku vzni-ku dalších organických zlúčenín, ktoré spo-lu s uvedenými tvoria nežiadúci odpad zvýroby cyklohexanonu. Uvedenými reakcia-mi z časti vznikajú aj vysokomolekulárnezlúčeniny, ktoré sú příčinou zanášania stienreaktora a následných reakčnoseparačnýchzariadení najma v miestach nedostatočnemiešaných. S ciefom dosiahnutia požadovanej kon-verzie a/aleb0‘ selektivity boli vyvinuté růz-né sposoby oxidácie cyklohexánu. Známy jepostup, kde cyklohexan a plyn obsahujúcikyslík sa pridávajú do každej komory v kon-štantnom objemovom pomere, pričom přidá-vané množstvo cyklohexánu je úměrné u-volnenému teplu (SU 503 843). CS — AO č. 256 583 chrání postup, priktorom sa cez kvapalinu prebubláva plynobsahujúci kyslík v množstvo 0,89 až 1,5kmólu za hodinu na 1 m3 prehublávanejkvapaliny.

Tiež je známy postup, pri ktorom je ob-medzená koncentrácia kyslíka v odplynochna maximálně 2% obj. (BE 827 835) a po-stup s dodržiavaním účinnej výšky stlpcaprebublávanej kvapaliny na hodnotě v roz-sahu od 1 do 2 metrov (PL 241914).

Koncentračnú a teplotovú homogenituzabezpečujúcu vysokú selektivitu reakciesplňa 4 až 8 komorový reaktor (PL 64 449)tvořený horizontálně uloženým cylindrickýmplášťom, přepadovými přepážkami a přepáž-kami zamedzujúcimi kontakt medzi párnymizložkami jednotlivých komůr, ktoré můžubyť opatřené přídavnou přepážkou na účin-nejšie zamedzenie spatného toku medzi ko- morami (PL 94 062), ktoréj vzdialenosť odplášťa je 1 až 400 mm (PL 134 291).

Zlepšenie dispergácie plynu v prebublá-vanej kvapaline rieši spůsob charakterizo-vaný priemernou lineárnou rýchlosťou vý-toku oxidačného plynu otvormi presne ma-tematicky definovanými vo vzťahu polohyotvoru na barbotážnom zariadení (PL241111) připadne použitím rozdefovačaplynu s nerovnoměrně rozmiestnenými ot-vormi vo vodorovnom priereze reaktora vsmere kolmom na směr prúdenia reakčnejzmesi. Taktiež je známe riešenie zabezpe-čujúce vysoký stupeň využitia kyslíka po-mocou výhodné rozmiestnených rozdělova-čích přepážek rozdielnou vzdialenosťou arozdielným priemerom otvorov od .ver-tikálně j osi barbotážneho zariadenia (PL136 028). V priebehu experimentov sa ukázalo, žepre proces oxidácie cyklohexánu na cyklo-hexanol a cyklohexanon ivo viacstupňovýchreaktoroch je velmi důležitá účinná disper-gácia oxidačného katalyzátora do cyklohe-xánu prebublávaného plyinom obsahujúcimkyslík. Uvedené postupy a spůsoby zvačšanevenujú tejto problematike pozornost', resp.len rámcovo. Přívod katalyzátora je najčas-tejšie riešený pod hladinu cyklohexánu vjednotlivých stupňoch oxidačného reaktoraa to vhodnou trubkou, pričom do prvéhostupňa sa zvačša dávkuje podstatná časť ka-talyzátora, pretože sa jedná o Startovacístupeň. Ďalšie zvýšenie koincentračnej homogenitydispergovaného oxidačného katalyzátora vkvapalnej fáze jednotlivých stupňov oxidač-ného reaktora umožňuje právě postup pó-dia uvedenej přihlášky vynálezu.

Podstatou tohto vynálezu je spůsob zvý-šenia selektivity oxidácie cyklohexánu acyklohexanón v kvapalnej fáze plynom ob-sahujúcim kyslík v přítomnosti katalyzáto-ra, vo viacstupňovom reaktore barbotážnehotypu. Je charakterizovaný tým, že viac akO'30 % hmot. z množstva katalyzátora potřeb-ného na oxidáciu cyklohexánu sa nastreku-je na začiatok reakčného systému vo vstup-nom cyklohexáne, v mieste před minimál-ně jedným miestnym odporom na vstupe doreaktora, čo umožní čiastočnú homogenizá-ciu katalyzátora s cyklohexámom sú předvstupom do reaktora. Dávkovanie sa usku-tečňuje cez systém dvoch až šest' rozdělo-vačích elementov, ktoré mQžu byť oriento-vané v potrubí v smere alebo proti směruprúdenia cyklohexánu.

Ostávajúca časť z celkového dávkovanéhomnožstva katalyzátora sa nastrekuje do as-poň jednej komory oxidačného reaktoramedzi prepadovú a hydraulickú přepážkupřechodu kvapaliny z komory do komory,najvýhodnejšie od n-3-tej komory oxidačné-ho reaktora v smere prúdenia cyklohexánu,

Claims (2)

1. 263377 S kde n je počet komór v oxidačnom reakto-re. Výhodou navrhovaného riešenia je zlep-šeme koncentračnej homogenity oxidačnéhokatalyzátora v kvapalne] fáze, čo spósobu-je zvýšenie selektivity premeny cyklohexánuna cyklohexanol a cyklohexanón, s priazni-vými dosledkami na mernú spotřebu suro-vin a zníženie tvorby živičnatých zlúčenín.Bližšie sú výhody ilustrované na príkladoch. Příklad 1 Do šesťkomorového reaktora sa vedie294,2 t/h cirkulačného cyklohexánu s ob-sahom 0,383 t/h cyklohexanolu, 0,206 t/hcyklohexanonu a 0,294 t/h vody. Zvyšoktvoří cyklohexán. Reaktorom přetékaná kva-palina sa iprebubláva vzduchom v, množstvo22,8 t/h. Pod hladinu každé] komory je po-trubím přivedený oxidačný katalyzátor sobsahom 1,1 % hmot. kobaltu, pričomrozdelenie katalyzátora do komór je ná-sledovně: do prvej komory 54'% hmot. ado ostatných komor po 9,2 % hmot. z množ- 6 štva, ktoré zodpovedá koncentrácií 2,2 ppmv dávkovanom cyklohexáne. Na výstupe zreaktora sa získá cyklohexanón a cyklohe-xanol v množstve, ktoré zodpovedá selekti-vitě procesu oxidácie v rozsahu 82,8 až83,4 %. Příklad
2. 2 Z technologických podmienok. uvedenýchv příklade 1 sa oxidačný katalyzátor v rov-nakom množstve a tiež v rovnakej koncen-trácii dávkuje před oxidačný reaktor sysťé-mom troch perforovaných trúbiék v množ-stve 55 % hmot. a do prechodov. medzi pře-padová a hydraulická přepážku medzi tre-fou a štvrtou, štvrtou a piatou a piatou asiestou komorou sa analogickým potrubímako v příklade 1 dávkuje po 15 % hmot. Pri tomto sposobe dávkovanie oxidačnéhokatalyzátora do oxidačného reaktora sa najeho výstupe zlepší selektivita premeny cyk-lohexánu na cyklohexanol a cyklohexanon vporovnaní s príkladom 1 o 0,2 až 0,5 %. PREDMET Sposob zvýšenia selektivity oxidácie cyk-lohexánu na cyklohexanol a cyklohexanon vkvapalnej fáze plynom obsahujúcim kyslík,v přítomnosti katalyzátora, vo viacstupňo-vom reaktore barbotážneho typu vyznačujú-ci sa tým, že viac ako 30 % hmot. z množ-stva katalyzátora potřebného na oxidáciucyklohexánu sa nastrekuje na začiatok re-akčného systému vo vstupnom cyklohexánev mieste před minimálně jednym miestnymodporom ina vstupe do reaktora, cez systémdvoch až šest, s výhodou troch rozdefova- VYNALEZU cích elementov, uložených do prívodnéhopotrubia v smere prádenia alebo proti smě-ru prádenia cyklohexánu do reaktora, pri-čom ostávajáca časť z celkového dávkova-ného množstva katalyzátora sa nastrekujedo aspoň jedného přechodu medzi přepado-vá a hydraulická přepážku přechodu kvapa-liny z komory do komory reaktora, s výho-dou od n-3-tej komory oxidačného reaktorav smere prádenia cyklohexánu, kde n je po-čet komór v oxidačnom reaktore.