CS270696B1

CS270696B1 - Způsob výroby cyklohexánu

Info

Publication number: CS270696B1
Application number: CS879793A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Ing Csc Svajgl; Petr Ing Pokorny; Josef Ing Suber
Original assignee: Svajgl Oldrich; Pokorny Petr; Josef Ing Suber
Priority date: 1987-12-27
Filing date: 1987-12-27
Publication date: 1990-07-12
Also published as: CS979387A1

Abstract

Popisuje se výroba cyklohexánu, přičemž se používá lehkého odsířeného benzinu obsahujícího a nebo uhlovodíky, v nichž Je 5 až 2o % hmot, C.-cyklanů a to převážně D meiyicyklopentanu vedle benzinu. Benzin se katalyticky isomerizuje na chlorem aktivovaném platinovém katalyzátoru při teplotách, kdy Je * termodynamická rovnováha posunuta k cyklohexanu a nedochází k hydrodecyklizaci a hydro— krakování. Vzniklý cyklohexan se získává su- * perírakclonační destilací se současným výhodným isolováním jiných ťrakcí a bez oktanové degradace zbylého laomerizátu.

Description

Vynález ·β týká výroby cyklohexánu z lehkého odsířeného benzinu po jeho isomerizaci na bltunkčním katalyzátoru, přičemž >· vznikající cyklohexan isoluje rektiíikací na účinné koloně.

Cyklohexanové koncentráty a čistý cyklohexan Jsou trvale významné suroviny pro výrobu vláken, rozpouštědel a dalších organických chemikálií. Nejběžnější způsoby výroby vycházejí z benzenu, který se katalyticky hydrogenuje na vysoce čistý cyklohexan. Méně užívaný Je způsob isolace rektiíikací z uhlovodíkových směsí buď přímo z ropy, nebo z produktů sekundárního zpracování. Tímto postupem lze vyrobit cca 85¥>ní. cyklohexanový koncentrát, nebot” doprovodné dimetylpentany vroucí velmi blízko cyklohexánu se nedají oni účinnou rektiíikací oddělit. Navíc Je nutno před rektiíikací provést katalytickou hydrogenpcl přítomného benzenu. Tím se navíc zvýší výtěžek cyklohexánu, avšak náklady na výrobu se zvýší spotřebou vodíku a postupem při zvýšené teplotě a tlaku.

Vynález vychází také z lehkého benzinu, avšak po jeho isomerizaci na biíunkčním katalyzátoru. Způsob výroby cyklohexánu z lehkého odsířeného benzinu jeho katalytickou isomerizaci na bltunkčním katalyzátoru a následující destilací spočívá podle vynálezu v tom, že lehký benzin pocházející z ropy nebo/a ze sekundárních procesů zpracování ropy obsahující směs alkanických a cyklanických uhlovodíků převážně s uhlíkovým číslem 5 nebo/a 6 včetně benzenu uvádí do styku s plynem obsahujícím vodík pod tlakem 2 až lo MPa a při teplotách loo až 25o °C a s objemovou rychlostí 0,5 až 4 h za přítomnosti katalyzátoru obsahujícího 0,2 až o,6 % hmot platiny, 3.5 až 15 % hmot, chloru ne aktivovaném oxidu hlinitém v gama nebo eta formě a s přídavkem 5o až 4oo ppm chloru ve formě chlorderlvátů uhlovodíků s nejméně dvěma chlory na jednom uhlíku, výhodně ve formě ietrachlormetanu a produkt se desUlačně rozdělí na Jednu nebo několik frakcí vroucích od 2o do 75 až 79 °C, frakci od 75 až 79 °C do 81' až 85 °C a zbytek nad 81 až 85 °C při tlaku 2o až 9o kPa a s poměrem zpětného toku k destilátu 5 až 2o na kolonách s 2o • ž 15o teoretickými patry. Lehký benzin pocházející z ropy nebo/a ze sekundárních procesů zpracování ropy, zejména z reformování nebo z extrakce aromátů, obsahuje 5 až 2o % hmot C^—cykla— nů, z Čehož Je až 95 % metylcyklopentanu, do 5 % hmot, benzenu a obsah C^-uhlovodíků je do lo % hmot., výhodní do 2 % hmot. Plyn s obsahem vodíku pochází z katalytického reformování a obsahuje 6 5 až 9o % obj. vodíku vedle až Cnasycených uhlovodíků. Při isomerizaci se výhodní volí teploty 12o až 15o C, s nižší teplotou ve druhé ze dvou částí katalytického prostoru a objemová rychlost se výhodně volí mezi 1 až 2 h“\ Při rektlflkacl se výhodně získávají frakce do 55 až 58 °C, 58 až 65 °C, 65 až 79 °C a cyklohexanový koncentrát vroucí mezi 79 aŽ 83 °C.

Rozborem podmínek podle vynálezu lze určit hlavní znaky novosti. První spočívá v použití procesu katalytické isomerizace při nižších teplotách, kdy existují výhodné termodynamické rovnováhy mezi cyklohexanem a metylcyklopenlanem a kdy již hydrogenace benzenu je prakticky totální. Výrazným rysem je volba destilačnDio řezu suroviny a tím také složení. Benzin má obsahovat převážné metylcyklopentan z -cyklonu a málo, případně žádný cyklohexan. Tím je dáno, že bude silně omezena koncentrace doprovodných isoheptanů vroucích jako cyklohexan. Dalším významným rysem jsou podmínky převodu metylcyklopenlanu na cyklohexan, kde lze snížením teploty ze 15o na 13o °C zvýšit stupeň přeměny v důsledku posunu termodynamické rovnováhy, Nižší teploty také zaručují, že nedojde k vétsí hydrodecyklizaci C^-cyklanů, případné k Jejich hydrokrakování. Bylo experimentálně dokázáno, Že reakční rychlost isomerizace je dostatečná i při nižší teplotě. Také rektlíikace má velký význam, nebot* současné a výrobou cyklohexanového koncentrátu se mohou získat Jednak vysokooktanové frakce jednak rozpouštědla obsahující C^-alkány, což již bylo zjištěno dříve. Pro výrobu cyklohexanového koncentrátu a cyklohexánu lze ovšem všechny přední frakce spojit Vztúedem k tomu. Že OČVM a OČMM cyklohexánu je zhruba 83 a 76, nedojde k poklesu kvality Isomerízátu po isol&cl cyklohexánu. Výhodně se tedy cyklohexan vyrábí při výrobě C^-alkanických rozpouštědel z isomerlzátu, kde vzniká zbytek vroucí nad 7o °C, v němž bývá až 45 % hmot, cyklchexanu a hlavními dalšími složkami Jsou metylcyklopentan a n—hexan. Není vyloučeno ani větší zakoncsntrování C$ —cyklanů v procesu např. oddestllovánfm části pentanů, zvláště isopentanu ze suroviny, pak však je třeba řídit v chráněném rozmezí tlaků, teplot a prosazení podmínky k současné výhodné isomerizaci C$—alkanů zvláště na 2,2 dimetylbuten a zbylých

CS 27©696 Bl pentanu na lsop«ntan.

V níŽ· uvedeném příkladu J· předmět vynálezu znázorněn. Podmínky však nemají omezující účinek na rozsah vynálezu.

Příklad

Lehký odsířený benzin vroucí mezí 25 a 75 °C měl složení uvedené v tabulce 1. Byl uveden do jednotky katalytické isomerizace s es'fcnim vodíkem (zbytek C^—nasycené uhlovodíky) z katalytického reformování a isomerizován při těchto konstantních parametrech t p « 7,5 MPa, LHSV = 2 h*\ poměr : CH = 2,5 molámích a při teplotách 135/13© a 155/15© °C ve dvou reaktorech za sebou zařazených·

V tabulce jsou dál· uvedeny výsledky isomerizace podle kvality získaných produktu· Je zřejmé, že pro zvýšení výroby cyklohexanu je třeba nižších teplot, nižších prosazení, kdy je konverze m·tylcyklopentanu větší a štěpení menší.

Tabulka 1

Surovina a produkty katalytické isomerizace při dvou teplotách

surovina		produkt	135/130	produkt	155/150
chromatogr. složení *	v % hmot.	A⁺	B ⁺	A*	B ⁺
^C4	©,9	o,2	o,l	o	o
^ÍC5	2o,9	27,6	36,a	35,3	39,9
^nC5	31,5	24,8	16,6	13,4	12,9
2,2 dMC. 4	0,2	3,2	9,1	10,6	12,9
cC _		2,6	2,3	2,2	1,7
5	4.3
2,3 dMC,		4,1	4,©
				17,6	16,6
2MC, 5	13,3	14,7	13,4
3MC_e5	0,1	0.1	7,3	8,9	7,7
^nC4	15,6	8,8	5,1	6.1	4,9
McC5	5,3	2,9	2,4	2,8	1,6
Be	0,6	o	©	o	O
^cC6	o	o	o,l	0,2	©,2
cCj McC, + B· 6 5 + cC. v ‘ji O	3,3	49,1	53,8	36_t4	44,8
Štěpení cC^ %	-	6,6	14,8	27,9	52,5
+ A ..... prosazení	4 h^-1
> B ····· prosazení	2 h¹
Produkt byl r.	ktlfikován na	8o patrové koloně	při tlaku 53,o kPa	a se zpětným	tokem 1© dí-

lů k 1 dílu destilátu· Získaly ee cyklohexanové koncentráty v kvalitě uvedené v tabule· 2.

Při použití vstupního lehkého benzinu, v němž bylo v C$ —cyklanové frakci 35 až 4© % cyklo— hexanu se zhoršila výtěžnost cyklohexanu na 75 % a jeho čistota z 49 na 47 %· Při použití teplot pri Isomerlzacl 165 °C došlo k rozštěpení a decykllzaci 7© % hmot. C^—cyklanů s úměrným poklesem výtěžku cyklohexanu.

CS 27o696 Bl

Tabulka 2 Kvalita cyklohexanových koncentrátu cyklohexanový koncentrát chrom, složení % hmot	získaných podle vynálezu I.	II.
^iC7	5,1	1,1
nC₇	2,1	o
^cC6	86,5	98,9
McC, o	6,3	o
Be	ne přítomen	ne přítomen
+ pod ο,οοί % hmot

P K E D Μ £ T VYNÁLEZU

Claims

P K E D Μ £ T VYNÁLEZU

1.

Způsob výroby cyklohexanu z lehkého odsířeného benzinu jeho katalytickou isomerizací na biíunkčním katalyzátoru a následující destilací, vyznačený tím, že se lehký benzin, pocházející z ropy nebo/a ze sekundárních procesů zpracování ropy obsahující směs alkanlckých a cyklaníckých uhlovodíku převážně s uhlíkovým číslem 5 nebo/a 6 včetně benzenu, uvádí do styku s plynem obsahujícím vodík pod tlakem 2 až lo MPa a při teplotách loo až 25o °C a s objemovou rychlostí o,5 až 4 za přítomnosti katalyzátoru obsahujícího 0,2 až o,6 % hmotnostních platiny, 3,5 aŽ 15 % hmotnostních chloru na aktivním oxidu hlinitém v gama nebo eta formě a a přídavkem 5o aŽ 4oo ppm chloru ve formě chlorderivátu uhlovodíku s nejméně dvěma chlory na jednom uhlíku, výhodně ve formě tetrachlormetanu a produkt se destllačně rozdělí na jednu nebo několik frakcí vroucích od 2o do 75 až 79 °C, frakce od 75 až 79 °C do 81 až 85 °C a zbytek nad 81 až 85 °C pří tlaku 2o až 9o kPa a s poměrem zpětného toku k destilátu 5 až 2o na kolonách s 2o až 15o teoretickými patry.
2.

Způsob podle bodu 1, vyznačený tím. Že lehký benzin pocházející z ropy nebo/a ze sekundárních procesů zpracování ropy, zejména z reformování nebo z extrakce aromátu, obsahuje 5 až 2o % hmotnostních C^-cyklanů, z čehož je až 95 % me ty icy klopentanu, do 5 % hmotnostních benzenu a obsah Cuhlovodíků je do lo % hmotnostních, výhodně do 2 % hmotnostních.
3.

Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že plyn s obsahem vodíku pochází z katalytického reformování a obsahuje 65 až 9o % objemových vodíku vedle C₁ až nasycených uhlovodíku.
4.

Způsob podle bodu i až 3, vyznačený tím, Že teploty pří isomerlzacl jsou 12o až 15o °C, s nižší teplotou ve druhé ze dvou částí katalytického prostoru, a objemová rychlost je mezí 1 až 2 h“¹.
5.

Způsob podle bodu 1 až 4, vyznačený tím, Že se získávají frakce do 55 až 58 °C, 58 až 65 °C, 65 až 79 °C a cyklohexanový koncentrát vroucí v rozmezí 79 aŽ 83 °C.