DE1518255C - Verfahren zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches der Oxydation von Cyclohexan mit sauerstoffhaltigen Gasen in flüssiger Phase - Google Patents
Verfahren zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches der Oxydation von Cyclohexan mit sauerstoffhaltigen Gasen in flüssiger PhaseInfo
- Publication number
- DE1518255C DE1518255C DE1518255C DE 1518255 C DE1518255 C DE 1518255C DE 1518255 C DE1518255 C DE 1518255C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cyclohexanol
- cyclohexanone
- cyclohexane
- oxidation
- alkali
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims description 31
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 25
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 title claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title claims description 4
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N Cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N Adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N Cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 25
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 24
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 23
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 claims description 18
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 claims description 18
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 7
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 claims description 3
- NZNMSOFKMUBTKW-UHFFFAOYSA-N Cyclohexanecarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1CCCCC1 NZNMSOFKMUBTKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 claims description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 14
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 11
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 7
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000011552 falling film Substances 0.000 description 3
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 3
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N Caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N Glutaric acid Chemical compound OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- PWVHLUKAENFZIA-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol;cyclohexanone Chemical compound OC1CCCCC1.O=C1CCCCC1 PWVHLUKAENFZIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 1-Hexanol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQZOPKMRPOGIEB-UHFFFAOYSA-N 2-Hexanone Chemical compound CCCCC(C)=O QQZOPKMRPOGIEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WEWZILAIHLFVHK-UHFFFAOYSA-N 2-hex-1-enylcyclohexan-1-one Chemical compound CCCCC=CC1CCCCC1=O WEWZILAIHLFVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVONNIFUFSRKZ-UHFFFAOYSA-N 3-(carboxymethyl)-2,2-dimethylcyclobutane-1-carboxylic acid Chemical compound CC1(C)C(CC(O)=O)CC1C(O)=O LEVONNIFUFSRKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPBZARXQRZTYGI-UHFFFAOYSA-N 3-cyclopentylpropylcyclohexane Chemical compound C1CCCCC1CCCC1CCCC1 CPBZARXQRZTYGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007700 distillative separation Methods 0.000 description 1
- 238000007701 flash-distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008079 hexane Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000009938 salting Methods 0.000 description 1
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Description
1 2
Durch die Oxydation von Cyclohexan bei Tempe- mit stärkeren Alkalilösungen und bei höheren Temperaturen
oberhalb 1400C mittels Luft oder sauerstoff- raturen verseift w.ird, ohne daß Verluste durch Selbsthaltigen
Gasen ohne Zusatz von Wasser ins Oxyda- kondensation von Cyclohexanon auftreten können,
tionsgefäß entstehen eine Anzahl flüssiger Oxyda- In einem aus der deutschen Auslegeschrift 1 114 810 tionsprodukte, wie z. B. Cyclohexanon, Cyclohexanol, 5 bekannten Verfahren zur mehrstufigen Oxydation von Dicarbonsäuren mit einer Kettenlänge von 2 bis cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen werden die 6 C-Atomen und Monocarbonsäuren, Aldehyde, pri- Oxydationsprodukte ohne weitere Vorbehandlung mit märe aliphatische Alkohole, Ester des Cyclohexanols einer großen Wassermenge gewaschen. In dem in mit Mono und Dicarbonsäuren, polymere Produkte, großer Menge verwendeten Waschwasser liegt Adipinbevorzugt des Cyclohexanone, u. a. Um eine hohe io säure in so geringer Konzentration vor, daß ihre GeAusbeute an wertvollen Oxydationsprodukten zu er- winnung nicht mehr wirtschaftlich ist. Darüber hinaus halten, wird das Cyclohexan partiell, meist zu 5 bis müssen auch erhebliche Verluste an Cyclohexanol und 12 Molprozent, oxydiert, so daß das Reaktionsgemisch Cyclohexanon auf Grund ihrer Löslichkeit in Wasser im wesentlichen aus Cyclohexan besteht, welches 5 bis ' in Kauf genommen werden. Bei der gemäß der 12 Molprozent Oxydationsprodukte enthält. 15 deutschen . Auslegeschrift 1 114 810 durchgeführten
tionsgefäß entstehen eine Anzahl flüssiger Oxyda- In einem aus der deutschen Auslegeschrift 1 114 810 tionsprodukte, wie z. B. Cyclohexanon, Cyclohexanol, 5 bekannten Verfahren zur mehrstufigen Oxydation von Dicarbonsäuren mit einer Kettenlänge von 2 bis cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen werden die 6 C-Atomen und Monocarbonsäuren, Aldehyde, pri- Oxydationsprodukte ohne weitere Vorbehandlung mit märe aliphatische Alkohole, Ester des Cyclohexanols einer großen Wassermenge gewaschen. In dem in mit Mono und Dicarbonsäuren, polymere Produkte, großer Menge verwendeten Waschwasser liegt Adipinbevorzugt des Cyclohexanone, u. a. Um eine hohe io säure in so geringer Konzentration vor, daß ihre GeAusbeute an wertvollen Oxydationsprodukten zu er- winnung nicht mehr wirtschaftlich ist. Darüber hinaus halten, wird das Cyclohexan partiell, meist zu 5 bis müssen auch erhebliche Verluste an Cyclohexanol und 12 Molprozent, oxydiert, so daß das Reaktionsgemisch Cyclohexanon auf Grund ihrer Löslichkeit in Wasser im wesentlichen aus Cyclohexan besteht, welches 5 bis ' in Kauf genommen werden. Bei der gemäß der 12 Molprozent Oxydationsprodukte enthält. 15 deutschen . Auslegeschrift 1 114 810 durchgeführten
Das Problem der Aufarbeitung dieses komplexen Alkaliwäsche wird keine Vorsorge getroffen, um eine
Stoffgemisches besteht darin, die wertvollsten Reak- Selbstkondensation von Cyclohexanon zu vermeiden,
tionsprodukte Cyclohexanon, Cyclohexanol und Adi- Die Alkaliwäschen des bekannten Verfahrens bewirkt
pinsäure mit großer Reinheit und hoher Ausbeute von offenbar gleichzeitig die Neutralisation noch vor-
den anderen Reaktionsprodukten abzutrennen. Die ao handener freier Säure und die Verseifung der Cyclo-
Neigung des Cyclohexanons zur Selbstkondensation, hexylester. Diesem bekannten Verfahren entspricht
die sowohl durch Säure als auch Basen katalysiert und auch das Verfahren der britischen Patentschrift
auch durch thermische Einflüsse in die Wege geleitet 913 000. Während die Verseifung bei diesen bekannten
wird, führt bei der Aufarbeitung des" Oxydationsge- Verfahren in Gegenwart des Cyclohexanols erfolgt,
misches zu erheblichen Verlusten an Cyclohexanon. 35 wird im Gegensatz dazu gemäß der Erfindung die
Diese Polykondensationsreaktion führt über Cyclo- Verseifung in der Endstufe des Reinigungsverfahrens
hexenylcyclohexanon zu höheren Kondensationspro- in Abwesenheit von Cyclohexanon durchgeführt. Die
dukten, welche als unverwertbarer Rückstand bei der Kombination der erfindungsgemäßen Verfahrens-
destillativen Aufarbeitung anfallen. schritte konnte daher diesen bekannten Patent-
Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, die zur Er- 30 Schriften weder entnommen noch durch diese nahe-
zielung hoher Ausbeuten an Cyclohexanol das Re- gelegt werden.
aktionsprodukt nach oder ohne gewisse Aufarbeitung · Andere Verfahren (deutsche Auslegeschrift 1046 610)
zur Verseifung der zu 2 bis 6% darin enthaltenen waschen in einem mehrstufigen Oxydationsprozeß
Cyclohexylester mit wäßrigen Natriumhydroxydlö- das Reaktionsprodukt zwischen den einzelnen Stufen
sungen oder Natriumcarbonatlösungen behandeln, 35 und nach der letzten Stufe mit Wasser und anschließend
beispielsweise aus den deutschen Auslegeschriften zur Abscheidung der freien Säuren und Verseifung der
1 125 917, 1 150 070, 1 153 361 und 1 155 121. So Ester das Reaktionsprodukt mit wäßriger Alkaliwird
nach den deutschen Auslegeschriften 1 125 917 lösung bei Temperaturen von 9O0C. Dieses Verfahren
und 1 153 361 das Oxydationsprodukt zunächst einer vermeidet die durch Selbstkondensation von Cyclo-Destillation
zur Abtrennung der niedersiedenden 40 hexanon auftretenden Verluste an Cyclohexanon eben-Anteile.von
den hochsiedenden Anteilen, wie Konden- falls nicht, außerdem wird die im Oxydationsprodukt
sationsprodukten, höheren Oxydationsprodukten, vorhandene Adipinsäure neben anderen Mono- und
Estern und Säuren unterworfen. Das verbleibende Dicarbonsäuren vom Wasser bzw. der Alkalilösung
Gemisch, das noch das gesamte Cyclohexanon ent- gelöst und fällt als schwer aufarbeitbare, verdünnte
hält, wird anschließend zur vollständigen Umsetzung 45 Lösung verschiedener Mono- und Dicarbonsäuren
der darin enthaltenen Säuren und zur Verseifung der bzw. als unverwertbare Lösung verschiedener Alkali-Ester
mit wäßriger Natronlauge behandelt. Dieser salze an. Bekanntlich zählen die Cyclohexylester zu
Verseifung schließt sich die Destillation des Pro- den schwer verseifbaren Estern, so daß ohnehin
duktes an. . kräftige Verseifungsbedingungen angewandt werden
Nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 5° müssen, wenn diese Substanzen vollständig verseift
2 931 834 wird zunächst das Reaktionsgemisch durch werden sollen.
»Flash-Destillation« von niedrigsiedenden Säuren, In der USA.-Patentschrift 2 552 670 ist die AufWasser und der .Hauptmenge des nicht umgesetzten arbeitung eines Oxydationsproduktes beschrieben,
Cyclohexans befreit und das so konzentrierte Oxy- wobei die wäßrige Phase des Oxydationsproduktes
dationsprodukt anschließend ohne vorherige Ab- 55 ebenfalls vor der alkalischen Waschung vom Retrennung
des Cyclohexanols und Cyclohexanons mit aktionsprodukt abgetrennt wird. Nach diesem Ver-Alkalilösungen
unter Verseifungsbedingungen be- fahren gelangt das Reaktionswasser teilweise auf den
handelt. Diese bekannten Verfahren weisen den außer- Weg über einen Kondensator in den Wasserabscheider,
ordentlichen Nachteil auf, daß zur Verseifung der Es können daher mit dem verdampften und wieder
Ester das gesamte Cyclohexanol-Cyclohexanon-Ge- 60 kondensierten Reaktionswasser nur wasserdampfmisch
mit Alkali behandelt wird, wobei erhebliche flüchtige Säuren, nicht aber die Carbonsäuren, wie
Verluste an Cyclohexanon durch Selbstkondensation Adipinsäure, abgetrennt werden. Darüber hinaus ist
und Lösung auftreten. Von diesen bekannten Ver- in dem bekannten Verfahren keine Verseifungsstufe
fahren unterscheidet sich das erfindungsgemäße Ver- vorgesehen, so daß die bei der Cyclohexanoxydation
fahren grundsätzlich darin, daß ein praktisch cyclo- 65 entstehenden hochsiedenden Ester verlorengehen,
hexanol- und cyclohexanonfreier, die hochsiedenden Gemäß der USA.-Patentschrift 2 565 087 wird ein und schwer verseif baren Cyclohexylester enthaltender spezielles Oxydationsverfahren für cycloaliphatische Rückstand allein unter drastischen Bedingungen, d. h. Verbindungen durchgeführt, bei dem die Oxydation
hexanol- und cyclohexanonfreier, die hochsiedenden Gemäß der USA.-Patentschrift 2 565 087 wird ein und schwer verseif baren Cyclohexylester enthaltender spezielles Oxydationsverfahren für cycloaliphatische Rückstand allein unter drastischen Bedingungen, d. h. Verbindungen durchgeführt, bei dem die Oxydation
unter erhöhtem Wasserzusatz erfolgt. Bei diesem Verfahren
soll die Bildung von Estern weitgehend unterdrückt werden, so daß Oxydationsgemische entstehen,
die sich in ihrer Zusammensetzung von den Gemischen der üblichen Cyclohexanonoxydation, auf deren Auf-'
arbeitung sich die Erfindung bezieht, unterscheiden. Aus diesem bekannten Verfahren können daher
keinerlei Rückschlüsse auf die Aufarbeitung der erfindungsgemäß vorliegenden Gemische gezogen werden.
In der bekannten Patentschrift wird die Verseifung nur allgemein ohne Angabe einer Reihenfolge von
Wäsche, Destillation und Verseifung genannt. Es wird sogar darauf hingewiesen, daß das Verfahren einen
zusätzlichen Verseif ungsvorgang gar nicht notwendig macht. Bei diesen bekannten Verfahren werden
nämlich die als Nebenprodukt erhaltenen Ester nach der destillativen Abtrennung in die Oxydationsvorrichtung
zurückgeführt. Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist die ständige Rückführung der freien
Säuren und Ester in den Oxydationsreaktor, die den Prozeß nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit zum
Erliegen bringt. Darüber hinaus kann kein Cyclohexanol-Cyclohexanon-Gemisch
von ausreichender Reinheit für die übliche Weiterverarbeitung zu Adipinsäure,
oder Caprolactam werden, da auf Grund der fehlenden Alkaliwäsche so viel Carbonsäuren in das
Endprodukt gelangen, daß eine nachträgliche Reinigung erforderlich wird. Die Selbstkondensation von
Cyclohexanon wird nach diesem Verfahren ebenfalls nicht verhindert. Darüber hinaus wird bei dem bekannten
Verfahren überschüssiges Wasser zugesetzt, so daß die Adipinsäure in Lösung bleibt, mit dem
Wasser beim Dekantieren abgeschieden wird und verlorengeht.
Von diesem bekannten Stand der Technik unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich
durch eine spezielle Kombination und Reihenfolge der Verfahrensschritte: Abtrennung des Reaktionswassers,
Alkaliwäsche unter milden Bedingungen, fraktionierte Destillation der organischen
Phase und Verseifung lediglich des Esteranteils. Diese Kombination, besonders die zweimalige alkalische
^Behandlung von Gemischen mit unterschiedlicher Zusammensetzung, wurde durch die bekannten Verfahren
weder vorweggenommen noch nahegelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, aus den Gemischen der Oxydation von Cyclohexan mit sauerstoffhaltigen
Gasen in flüssiger Phase ohne Zusatz von Wasser ins Oxydationsgefäß neben Cyclohexanon
und Cyclohexanol die im Reaktionsgemisch gelöste Adipinsäure zu gewinnen und vermeidet insbesondere
die während der Aufarbeitung nach bekannten Verfahren immer auftretende Selbstkondensation
von Cyclohexanon.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches der Oxydation
von Cyclohexan mit sauerstoffhaltigen Gasen in flüssiger Phase zu Cyclohexanon, Cyclohexanol und
Adipinsäure ohne Zusatz von Wasser ins Oxydationsgefäß durch Phasentrennung, alkalische Behandlung
der organischen Phase und fraktionierte Destillation, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Reaktionsgemisch
sofort abkühlt, die abgekühlte, das Reaktionswasser und die darin gelösten 0,5- bis
15°/oigen Dicarbonsäuren enthaltende wäßrige Phase
abtrennt und zur Gewinnung von Adipinsäure weiter abkühlt, die organische Phase mit einer wäßrigen Lösung von Alkalihydroxyden oder Alkalicarbonaten bei
Temperaturen von 10 bis 6O0C bis zu einer Säurezahl
von weniger als 0,5 wäscht, anschließend in an sich bekannter Weise in Cyclohexan, ein Gemisch aus
Cyclohexanon und Cyclohexanol und einen die hochsiedenden Ester des Cyclohexanols enthaltenden
Destillationsrückstand zerlegt, . den so erhaltenen Destillationsrückstand mit 5- bis 30°/0iger wäßriger
Alkalilösung, insbesondere Natronlauge, bei Siedetemperatur verseift und das durch azeotrope Destillation
gewonnene Cyclohexanol in das Verfahren zurückführt.
Man betreibt hierbei den Oxydationsreaktor derart, daß das bei der Oxydation entstehende Wasser durch
Abkühlen des Reaktionsgemisches abgeschieden wird.
»5 In diesem Reaktionswasser ist nahezu die gesamte,
durch die Oxydationsreaktion gebildete Adipinsäure in hoher Konzentration und verhältnismäßig großer
Reinheit neben anderen Säuren, wie Glutarsäure; gelöst. Durch Abkühlen dieser Lösung kristallisiert
reine Adipinsäure aus.
Die Verluste an Cyclohexanon und Cyclohexanol während der destillativen Aufarbeitung des Reaktionsgemisches sind dann besonders gering, wenn man das
Reaktionsgemisch vor der Abtrennung des Cyclo-
»5 hexans einer Wäsche mit einer verdünnten Alkalilösung
unterwirft. Diese Alkaliwäsche wird unter solch schonenden Bedingungen vorgenommen, daß nur die
in der organischen Phase gelösten organischen Säuren neutralisiert werden, jedoch keine Verseifung der
Ester des Cyclohexanols erfolgt. Bei den in Frage kommenden Alkalien handelt es sich um verdünnte
wäßrige Lösungen von Alkalihydroxyden und Alkalicarbonaten, die in einer Konzentration von 0,5 bis 15,
vorzugsweise 2 bis 5% angewandt werden. Mit besonderem Vorteil verwendet man eine wäßrige Natriumhydroxydlösung.
Die Alkaliwäsche wird bei Temperaturen von 10 bis 60'C, vorteilhaft 30 bis
600C, vorgenommen. Unter diesen Bedingungen wird die Selbstkondensation des Cyclohexanons vermieden.
Das mit Alkali neutralisierte Reaktionsprodukt soll nach der Alkalibehandlung eine Säurezahl unter 0,5,
vorzugsweise unter 0,1, aufweisen und frei von Alkalien sein. Das im Reaktionsgemisch enthaltene
Cyclohexanon zeigt bei dieser schonenden Alkäliwäsche keine Neigung zur Selbstkondensation und
wird bei der weiteren destillativen Aufarbeitung nahezu quantitativ gewonnen. Da bei der neuen Verfahrensweise
auf eine längere Behandlung des Reaktionsproduktes mit konzentrierten Alkalihydroxyd- bzw.
Carbonatlösungen bei Temperaturen von etwa 80 bis 100° C verzichtet wird, wie sie für die Verseifung der
Cyclohexylester erforderlich ist, geht auch während der kurzzeitigen Wäsche des Reaktionsproduktes kein
Cyclohexanon durch Selbstkondensation verloren.
Das in der Waschlösung gelöste Cyclohexan 1 und Cyclohexanon wird durch Einblasen von direktem
Dampf als azeotrop siedendes Gemisch mit Wasser aus einer fast neutralen Lösung abdestilliert und in den
Prozeß zurückgeführt. Um zu vermeiden, daß mit dem das Cyclohexanol und Cyclohexanon enthaltenden
Destillat störende Substanzen in den Prozeß gelangen, wird das. Destillat zweckmäßigerweise in die Alkaliwäsche
eingespeist, wobei sich das Cyclohexanon und das Cyclohexanol in der organischen Phase
lösen, während störende Substanzen mit der wäßrigen Phase aus dem Prozeß ausgetragen werden.
Die Rückgewinnung des Cyclohexanons und Cyclohexanols aus der Waschlösung kann auch durch
Extraktion, beispielsweise durch mehrstufige Gegenstromextraktion mit organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise
Cyclohexan, erfolgen, wobei der das Cyclohexanon und Cyclohexanol enthaltende Extrakt in den
Prozeß zurückgeführt wird. Beispielsweise kann dieser
Extrakt vor der dcstillativen Abtrennung des Cyclohexans
vom Cyclohexanon und Cyclohexanol dem Produktstrom zugesetzt Werden.
Die dcstillativc Zerlegung des Reaktionsgemisches erfolgt in an sich bekannter Weise, indem man zunächst
das Cyclohexan so weit abdestillicrt, daß das rohe Gemisch von Cyclohexanon und Cyclohexanol
zwischen 5 und 20°/0 Cyclohexan enthält. Das Cyclohexan
geht in den Oxydationsprozeß zurück. Zweckmäüigerwcise
werden für die Destillation Einrichtungen verwendet, die eine möglichst J kurze Verweilzeit des
Produktes an den Heizflächen gewährleisten und geringe Betriebsinhalte haben, wie Dünnschichtverdampfer
oder Ricselkolonncn mit Fallfilmverdampfern.
In einer zweiten Destillationsvorrichtung wird unter Vakuum der Rest des Cyclohcxans vom Roh-Cyclohexanon-CycIohexanol
entfernt, welches der vorhergehenden Kolonne wieder zugeführt wird. Eine dritte Destillierkolonne kann zur Entfernung von zwischen
dem Cyclohexan und Cyclohexanon siedenden Verunreinigungen, insbesondere n-Pcntanol, welche unter
Vakuum über Kopf abdcstillieren, eingesetzt werden.
In einer vierten Destillationsstufe wird das Cyclohexanon
und Cyclohexanol, welche geringe Mengen glcichsicdendcr Ester enthalten, unter Vakuum von
5 bis 20 Torr über Kopf abdestilliert. Die hierbei erhaltene Fraktion aus Cyclohexanon und Cyclohexanol
kann direkt zur Herstellung von Adipinsäure einer Salpctersäureoxydation nach bekannten Verfahren
unterworfen werden, wobei die im Reaktionsprodukt noch enthaltenen Ester nicht stören, weil sie durch
die Salpetersäure ebenfalls zu Adipinsäure oxydiert werden. Sie stören auch nicht, wenn das Gemisch zur
Herstellung von reinem Cyclohexanon verwendet wird. Bei der katalytischcn Dehydrierung werden die hochsiedenden
Ester ebenfalls chemisch derartig umgesetzt, daß die Reaktionsprodukte leicht destillativ abgetrennt
werden können. In beiden Fällen wird also die Qualität der Endprodukte Adipinsäure bzw. Cyclohexanon
durch die Anwesenheil geringer Mengen \on Estern des Cyclohexanols nicht beeinflußt.
Der Rückstand der vierten Destillationsstufe wird dann crfindungsgcmäß einer Verseifung mit wäßriger
Alkalilösung bei Siedetemperatur unterworfen, wobei sowohl"das darin enthaltene freie Cyclohexanon und
Cyclohexanol als auch das in Form von Estern gebundene und daraus allmählich frei werdende Cyclohexanol
fortgesetzt als azeotrop siedendes Gemisch mit Wasser abdestilliert und in den Prozeß zurückgeführt
wird. Im allgemeinen führt man die Verseifung der Ester mit 5- bis 30° oiger wäßriger Natronlauge
durch, bevorzugt wird 5- bis 15° „ige wäßrige Natronlauge verwendet. Die Dauer der Verseifung beträgt
etwa lj bis 3 Stunden. Nach der Verseifung wird der
schwerölartige, cyclohexanolfreie organische Rückstand von der überflüssigen wäßrigen Alkalilösung abgetrennt.
Die zur Verseifung benutzte wäßrige Alkalilösung kann anschließend der Alkaliwäsche wieder
zugeführt werden.
Am folgenden Beispiel sollen die der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrensschritte näher erläutert
werden:
ICCU kg '..Reaktion*produkt werden im Wärmetauscher
1 auf etwa 70" C gekühlt und teilweise druckentspannt, dabei trennen sich im Abscheider 2 12 kg
Reaktionswasser als untere Phase ab, in denen 5 kg Adipinsäure und 2 kg andere Dicarbonsäuren
neben anderen organischen Substanzen gelöst sind. Aus dieser Lösung kristallisiert beim Abkühlen nahezu
reine Adipinsäure aus. Die organischen Bestandteile des Reaktionswassers können größtenteils zu Adipinsäure
oxydiert werden.
in In der Waschkolonnc 3 wird das Reaktionsprodukt
mit 3(Y<,iger Natriumhydroxydlösung im Gegenstrom
bei 50 bis 60"C gewaschen, wobei 15 kg organische Säuren als Natriumsalze in der Waschlösung verbleiben.
Das gewaschene Reaktionsprodukt weist eine Säurezahl von 0,1 und eine praktisch unveränderte
Esterzahl auf.
Die fast neutral am Unterteil der Waschkolonne 3 ablaufende verbrauchte Waschlösung wird im Wärmeaustauscher
4 auf 85 C aufgewärmt und in der Destillierkolonne 5 vom gelösten Cyclohexan, Cyclohexanon
und Cyclohexanol befreit, weiche als azeotrop sie-dendcs
Gemisch mit Wasser über Kopf abdestillieren, im Kondensator 6 verflüssigt werden und vor der
Waschkolonne 3 dem Prozeß wieder zugeführt werden.
as Das auf diese Weise erfindungsgemäß von sauer
reagierenden Bestandteilen befreite Reaktionsgemisch wird im Wärmeaustauscher 7 auf 75'C vorgewärmt
und dem Fallfilmverdampfer 8 der Destillierkolonne 9 zugeführt. In dieser Kolonne werden unter Rücklauf
786 kg Cyclohexan mit 2 kg gelöstem Wasser abdestilliert, die im Wärmeaustauscher 1 und Kondensator
10 verflüssigt und erneut der Oxydation unterworfen werden.
Das am Unterteil der Destillierkolonne 9 mit einer Temperatur von 110 bis 120;C ablaufende Gemisch
besteht aus
99 kg Cyclohexan,
26 kg Cyclohexanon,
42 kg Cyclohexanol,
26 kg Cyclohexanon,
42 kg Cyclohexanol,
8 kg Estern und höhersiedenden Verunreinigungen
und wird in der Destilliercinrichtung 11, die zweck- .
4; mäßigerweise aus einem Dünnschichtverdampfer besteht,
unter einem Vakuum von 300 bis 500 Torr von 99 kg Cyclohexan befreit. Das Destillat wird der
Destillationskolonne 9 wieder zugeführt, damit eventuell
mit Cyclohexan überdcstilliertes Cyclohexanon wiedergewonnen wird. Zur Entfernung der bei der
Oxydation entstehenden primären Alkohole, wie n-PentanoI. kann das Destilliervorrichtung 11 einer
weiteren Destillation unterworfen werden, wobei dieser Alkohol im Sumpf der Destilliervorrichtung
anfällt.
Das vom Cyclohexan befreite Reaktionsprodukt wird in den Fallfilmverdampfer 12 der Destillierkolonne
13 gepumpt, wobei unter einem Vakuum von 5 bis 15 Torr 26 kg Cyclohexanon unter 41,5 kg Cyclo-
6c hexanol als Gemisch über Kopf abdestillieren. Dieses Gemisch wird in bekannter Weise destillativ zerlegt
oder als Gemisch weitenerarbeitet.
Am Unterteil dieser Kolonne fallen 8 kg höhersiedende
Verunreinigungen neben 0.5 kg Cyclohexanol an. die noch geringe Mengen freies Cyclohexanon und
3 kg in Form von Estern gebundenes Cyclohexanol enthalten. Diese höhersiedenden Verunreinigungen
werden erfindungseemäß in der Kaskadenapparatur 15
1 518 25Ö
im Oberteil mit Wasser und im mittleren Teil mit einem Überschuß von 20°/oiger Natriumhydroxydlösung versetzt
und gekocht, wobei im oberen Teil der Apparatur das freie Cyclohexanon und Cyclohexanol azeotrop
mit Wasser abdestillicren. Im unteren Teil werden die Ester verseift, und das in Freiheit gesetzte Cyclohexanol
destilliert ebenfalls azeotrop mit Wasser ab.
Im Kondensator 16 werden die Dämpfe niedergeschlagen und das 3,1kg Cyclohexanol enthaltende
Wasscr-CydohexanoI-GemischvorderWaschkolonneS
dem Trennprozeß wieder zugeführt, wobei sich das Cyclohexanol im Reaktionsprodukt löst und das
Wasser in die Destillierkolonnc 5 gelangt. Der verseifte Rückstand fließt dem Trennbehälter 17 zu, in
welchem die wäßrige Alkalilösung abgetrennt wird. Diese Alkalilösung kann in der Waschkolonne 3 zum
Neutralisieren der organischen Säuren verwendet werden.
Claims (3)
1. Verfahren zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches der Oxydation von Cyclohexan mit
sauerstoffhaltigen Gasen in flüssiger Phase zu Cyclohexanon, Cyclohexanol und Adipinsäure as
ohne Zusatz von Wasser ins Oxydationsgefäß durch Phasentrennung, alkalische Behandlung der
organischen Phase und fraktionierte Destillation, dadurch gekennzeichnet, daß man
das Reaktionsgemisch sofort abkühlt, die abgekühlte, das Reaktionswasser und die darin gelösten
Dicarbonsäuren enthaltende wäßrige Phase abtrennt und zur Gewinnung von Adipinsäure
weiter abkühlt, die organische ■ Phase mit einer 0,5- bis 150/oigen wäßrigen Lösung von Alkalihydroxydcn
oder Alkalicarbonaten bei Temperaturen von 10 bis 80'C bis zu einer Säurezahl von
weniger als 0,5 wäscht, anschließend in an sich bekannter Weise in Cyclohexan, ein Gemisch aus
Cyclohexanon und Cyclohexanol und einen die hochsiedenden Ester des Cyclohexanols enthaltenden
Destillationsrückstand zerlegt, den so erhaltenen Destillationsrückstand mit 5- bis 30%iger
wäßriger Alkalilösung, insbesondere Natronlauge, bei Siedetemperatur verseift und das durch azeotrope
Destillation gewonnene Cyclohexanol in das Verfahren zurückführt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der nach Abtrennung der
kristallisierten Adipinsäure verbleibenden Mutterlauge und aus dem Waschwasser der Alkaliwäsche
gelöstes Cyclohexanol und Cyclohexanon durch Einblasen von Wasserdampf azeotrop abdestilliert
oder mittels organischer Lösungsmittel, vorzugsweise Cyclohexan, extrahiert werden und das
Destillat bzw. der Extrakt wieder in das Verfahren zurückgeführt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verseifung
benutzte wäßrige Lösung von Alkalihydroxyden vom Verseifungsrückstand abgetrennt und anschließend
für die Alkaliwäsche verwendet wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69724510T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von aromatischen Carbonsäuren, aromatischen Aldehyden und aromatischen Alkoholen | |
DE602005002922T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Cyclohexanonoxim | |
DE2741382A1 (de) | Kontinuierliches verfahren zur herstellung von terephthalsaeure | |
DE1518255B1 (de) | Verfahren zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches der Oxydation von Cyclohexan mit sauerstoffhaltigen Gasen in fluessiger Phase | |
DE2127851B2 (de) | Verfahren zur gewinnung von reinem hydrochinon aus dem durch spaltung von p-diisopropylbenzoldihydroperoxid erhaltenen reaktionsgemisch | |
DE2916572C2 (de) | ||
DE2427875B2 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Dimethylterephthalat und von Zwischenprodukten der Dimethylterephthalat-Herstellung | |
DE3936252A1 (de) | Reinigung von neopentylglykol | |
EP1955994B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von DMA | |
DE1518255C (de) | Verfahren zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches der Oxydation von Cyclohexan mit sauerstoffhaltigen Gasen in flüssiger Phase | |
DE2539045C2 (de) | Verfahren zur Extraktion eines Dialkylbenzol-dihydroperoxids | |
DE1805758B2 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Acryl saure aus wäßriger Rohacrylsaure | |
DE2049113A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Adipin saure | |
DE2356049A1 (de) | Gewinnung von maleinsaeureanhydrid aus abwaessern der phthalsaeureanhydridherstellung | |
DE2421039C2 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Diisopropylbenzolmonohydroperoxid | |
DE1618143A1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von epsilon-Hydroxycapronsaeurelactan und von Alkandicarbonsaeuren | |
DE1959621C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Adipinsäure aus 6-Hydroperoxyhexansäure | |
DE2938163C2 (de) | ||
DE2519294C2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung organischer Lösungen von Percarbonsäuren | |
DE2808867C3 (de) | Verfahren zur Entfernung von p-Toluylsäure und ggf. anderen aromatischen Carbonsäuren von Terephthalaldehydsäuremethylester oder Terephthalaldehydsäuremethylester enthaltenden Gemischen | |
DE961708C (de) | Verfahren zur Gewinnung von Dihydroperoxyden aus den bei der Oxydation substituierter aromatischer Kohlenwasserstoffe erhaltenen Gemischen | |
EP0172931B1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von 5-Ring-Dicarbonsäureanhydriden | |
DE2123181C3 (de) | Borsäurerückgewinnung | |
DE1238001B (de) | Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls alkylsubstituierten Adipinsaeuren | |
DE1931461C3 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung reiner Sorbinsäure |