CS266123B1 - Spůsob rafinácie cyklohia>n.o!ii - Google Patents

Abstract

Rafinácia cyklohexanolu pri výrobě cyklohexanónu z benzenu, pri ktorej sa surový cyklohexanol s obsahom 10 až 25 % hmot. cyklohexanónu a iných příměsí katalyticky hydrogenuje vodíkom pri teplote 150 až 250 °C, pri celkovou) tlaku 2 až 10 MPa a z hydrogsnačného produktu sa připadne oddelia vyššie a riižšíovrúcto podřely rektifikáciou.

Description

Vynález sa týká spósobu rafinácie cyklohexanolu pri výrobě cyklohexanónu z benzénu tak, že surový cyklohexanol sa katalyticky hydrogenuje a z hydrogenačného produktu sa připadne rektifikačne oddelia nižšievrúce a vyššievrúce podřely.

Výroba cyklohexanónu z benzénu prebieha spravidla tak, že benzén sa najprv katalytickou hydrogenáciou prevedie na cyklohexán,ktorý sa potom - opat katalyticky - oxiduje. Vzniklý produkt obsahuje okrem nezreagovaného cyklohexánu cyklohexanón a cyklohexanol a dalej pestrú zmes alkoholov, esterov, mono- a dikarboxylových kyselin a iných látok. Po oddělení a recyklovaní cyklohexánu sa táto zmes zložitým sposobom rozděluje, takže sa získá láhšievrúci podiel alkoholov, čistý cyklohexanón ako produkt, surový cyklohexanol dalej zmes esterov a kyselin a vysokovúrce zvyšky.

Zafial čo alkoholické, esterové a kyselinové podřely sa odvádzajú ako odpad alebo sa spalujú, podrobuje sa surový cyklohexanol, ktorý obsahuje zvyčajne 3 až 10 S hmot, cyklohexanónu a do 7 až 15 % hmot, dalších příměsí, dehydrogenácřř, po ktorej sa získaný produkt vracřa spát do delenia s cielom získat dalšře podřely cyklohexanónu.

Ako případný komerčný produkt má surový cyklohexanol nevyhovujúce zloženře. Obsah cyklohexanolu je příliš nízký (75 až 90 % hmot.) a rektifikačná rafinácia nie je úspěšná, pretože alkoholické příměsi vytvárajú s cyklohexanolom polyazeotropické zmesi. V dósledku toho sa pri výrobě cyklohexanónu nedaří ani sčasti izolovat ako vedlejší produkt cyklohexanol o požadovanej čistotě a celé množstvo vzniklého cyklohexanolu (ktorého bývá dvojnásobok vzhladom k vyrobenému cyklohexanónu) sa musí dehydrogenovat a konvertovat na cyklohexanón.

V odbornej literatúre sa tejto problematiko doteraz nevěnovala pozornost zrejme preto, že surový cyklohexanol je možné relativné snadno vrátit do procesu výroby cyklohexanónu a pre prípadnú potřebu čistého cyklohexanolu sú k dispozícii iné zdroje. Cyklohexanol s čistotou nad 96 % hmot., vyhovujúci pre mnohé organické syntézy, je však možné získat aj rafináciou surového cyklohexanolu pri výrobě cyklohexanónu.

Podlá tohto vynálezu sa cyklohexanol pri výrobě cyklohexanónu z benzénu rafinuje tak, že surový cyklohexanol s obsahom 10 až 25 % hmot, cyklohexanónu a iných příměsí sa katalyticky hydrogenuje vodíkom pri teplotách 150 až 250 °C a pri celkovom tlaku 2 až 10 MPa a z hydrogenačného produktu sa připadne oddelia nižšievrúce a vyššievrúce podřely rektifikáciou.

Hydrogenácia cyklohexanónu na cyklohexanol prebieha za miernych reakčných podmienok a tak je možné jeho obsah v hydrogenáte výrazné znížiť v porovnaní s povodným roztokem. Vedlejším, velmi vyhovujúcim výsledkom hydrogenácie je skutočnosť, že zloženie dalších příměsí sa změní tak, že pri rektifikácii je už tvorba polyazeotroplckých zmesí značné potlačená. Nižšievrúce podřely sa potom dajú oddělit rektifikáciou bez toho, že by dochádzalo k významnějším stratám cyklohexanolu. Ako hlavná rektifikačná frakcia sa získá cyklohexanol, ktorého čistora podlá použitéj kolony mĎže priesiahnúť 98 % hmot, vo velmi dobrom výtažku.

Pri výrobě cyklohexanónu je k dispozícii surový cyklohexanol róznej kvality podlá miesta, v ktorom sa z procesu odoberá. Vhodnou volbou zdroja sa dá pre rafináciu získat surovina, z ktorej sa už samotnou hydrogenáciou získá produkt o dostatočnej čistotě. Ak sa napr. hydrogenuje část roztoku, vedeného v hlavnom procese k dehydrogenácii (obsah cyklohexanolu okolo 82 až 85 % hmot., cyklohexanónu 7 až 9 % hmot, získá sa hydrogenáciou za uvedených podmienok produkt, obsahujúci okolo 92 % hmot, cyklohexanolu, pričom obsah cyklohexanónu poklesne pod 1 % hmot. Takýto produkt mfiže už byť vhodný pre niektoré organické syntézy a nevyžaduje preto dodatočné rektifikačné delenie.

Oproti používaným spósobom výroby cyklohexanolu má rafinácia surového cyklohexanolu z výroby cyklohexanónu značné výhody v jednoduchosti realizácie a v skutečnosti, že surovinou je jeden z technologických prúdov výroby cyklohexanónu, obsahujúci až relativné vysoký podiel fináleného výrobku. Technologicky a ekonomicky je preto postup podlá tohto vynálezu oproti iným procesom investičně a prevádzkovo výhodnější.

CS 266 123 Bl 3

V nasledujúcich príkladoch uvádzame niekolko možností postupu pri spracovaní surového cyklohexanolu z dvoch miest výroby cyklohexanónu.

Přikladl

Surový cyklohexanol (nástrek na cyklohexanolovú kolonu po oddělení hlavného podielu cyklohexanónu), obsahujúci 7,1 ΐ hmot, cyklohexanónu, 80,3 % hmot, cyklohexanolu a dalšie alkoholické, kyselinové a esterové příměsi (brómové číslo 26, 24 g Br/100 g) sa pretržite hydrogenoval v rotačnom autokláve o objeme 1 dm . Do autoklávu sa naplnilo 500 g surového cyklohexanolu, dalej 15 g komerčného hydrogenačného katalyzátore Kontakt 6 524 (obsah niklu 45 % hmot.) a nakoniec sa autokláv naplnil vodíkom až na celkový tlak 2,0 MPa. Po vyhriatí na 170 °C sa prívodom dalšieho vodika zvýšil tlak na 5 MPa a po dobu troch hodin sa udržiaval přidáváním vodika. Potom sa reaktor ochladil, odplynil a kvapalný reakčný produkt sa chemicky a chromatograficky analyzoval. Obsahoval 0,2 * hmot, cyklohexanónu, 88,2 % hmot, cyklohexanolu a mal brómové číslo 6,98 g Br/100. Dosiahnutá konverzia, vzhladom k nenasýteným vSzbám, bola 71,2 % hmot.

Hydrogenovaný produkt, obsahujúci 88,2 % hmot, cyklohexanolu, sa rozdělil v diskontinuálnej kolóne o 32 až 34 teoretických etážach pri atmosférickom tlaku a refluxnom pomere 5:1. Po oddělení lahšievrúcich podielov (do 159,4 °C, 6,5 z násady) sa zachytil hlavný podiel . čistého produktu (71,9 % z násady), ktorý destiloval v rozsahu 159,4 až 160,5 °C a obsahoval 97,8 % hmot, cyklohexanolu vo výtažku 87,5 % hmot, vzhladom k násadě na hydrogenáciu. Destilačný zvyšok (21,6 ΐ z násady) obsahoval ešte 46,5 % hmot, cyklohexanolu a mohol sa vrátit do procesu výroby cyklohexanónu.

Príklad2

Surový cyklohexanol (destilát cyklohexanolovej kolony pri výrobě cyklohexanónu, vstupná surovina pre dehydrogenačný stupeň), obsahujúci 8,1 % hmot, cyklohexanónu, 84,3 % hmot, cyklohexanolu a dalšie příměsi (brómové číslo 24,18 g Br/100 g) sa hydrogenoval v rovnakej aparatúre ako v příklade 1.

Do autoklávov sa naplnilo 612 g surového cyklohexanolu, 22 g hydrogenačného katalyzátore Kontakt 6 524 a vodík na celkový tlak 2,6 MPa. Hydrogenácia prebiehala pri teplote 185 °C a pri celkovom tlaku 5,3 MPa počas 2,5 hodiny. Po ochladehi a odplynení sa reakčný produkt analyzoval s týmto výsledkoms obsah cyklohexanónu 0,85 % hmot., obsah cyklohexanolu 92,4 % hmot., brómové číslo 12,19 g Br/100 g (konverzia vzhladom k nenasýteným vazbám 49,6 %). Po rozdělení na rovnakej kolóne a za rovnakých podmienok ako v případe 1 sa získal hlavný podiel rafinovaného cyklohexanolu pri 159,1 až 160,2 % obsahujúci 96,2 % hmot, cyklohexanolu, čo představuje výťažok vzhladom na násadu 91,4 %.

Příklad 3

Surový cyklohexanol o zložení rovnakom ako v přiklade 1 sa kontinuálně hydrogenoval za zvýšeného tlaku v kontaktnej trubici, naplnenej 120 ml katalyzátora. Použil sa komerčný hydrogenačný katalyzátor CHEROX 4 200 (výrobok CHZ CSSP, aktívna zložka kobalt). Reakcia prebiehala pri teplote 190 °C a celkovom tlaku 6,5 MPa, surovina sa dávkovala objemovou rýchlosťou 0,3 m³/m³.h a použil sa 12-násobný molárny prebytok vodika vzhladom k cyklohexanolu.

Získaný hydrogenačný produkt obsahoval 0,3 % hmot, cyklohexanónu, 90,2 % hmot, cyklohexanolu a mal brómové číslo 8,96 g Br/100 g, čomu odpovedá účinnosť hydrogenácie dvojných vázieb 65,9 %. Po rektifikačnom rozdělení za rovnakých podmienok ako v příklade 2 sá získalo 69,5 % hlavnej frakcie, obsahujúcej 0,3 % hmot, cyklohexanónu a 97,2 % hmot, cyklohexanolu pri destilačnom rozmedzí 159,2 až 168,4 °C. Po přepočte na cyklohexanol v násadě to představuje výťažok 84,1 %.

Claims (2)

1. Spčsob rafinácie cyklohexanolu pri Výrobě cyklohexanónu z benzénu vyznačený tým, že surový cyklohexanol s obsahom 10 až 25 i hmot, cyklohexanonu a iných příměsí sa katalyticky hydrogenuje vodíkom pri teplotách 150 až 250 °C a pri celkovom tlaku 2 až 10 MPa.

2. SpĎsob podlá bodu 1 vyznačený tým, že z hydrogenačného produktu sa oddelia nižšievrúce a vyššievrúce podřely rektifikáciou.