DE1917814B - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Gemischen aus Cyclohexanon und Cyclohexanol. Sie betrifft insbesondere die kontinuierliche Behandlung von Oxydationsprodukten, die Hydroperoxyde enthalten und aus der Oxydation von C^ciohexan mit Sauerstoff oder Luft stammen.The present invention relates to a process for the continuous production of mixtures from Cyclohexanone and cyclohexanol. It concerns in particular the continuous treatment of oxidation products, which contain hydroperoxides and from the oxidation of C ^ ciohexane with oxygen or Air originate.
Wenn man Cyclohexan mit Sauerstoff oder Luft oxydiert, bildet sich ein Hydroperoxyd Man kann dann dieses Hydroperoxyd entweder in situ im Maße seiner Bildung oder später in einem anderen von dem Oxydationsgefäß verschiedenen Reaktionsgefäß weiter umwandeln.If you oxidize cyclohexane with oxygen or air, a hydroperoxide is formed. You can then this hydroperoxide either in situ as it is formed or later in another of that Further convert the oxidation vessel to different reaction vessel.
Bei den Verfahren zur Umwandlung des Hydroperoxyds im Mal.'e seiner Bildung kann man in Anwesenheit von Mitteln, die die im Laufe der Reaktion gebildeten Säuren neutralisieren, oder in Anwesenheit von Borderivaten (Borsäuren, Borsäureanhydriden oder Borsäureester!!) arbeiten. Alle diese Verfahren führen zu Gemischen von Oxydationsprcduktcn, die verhältnismäßig wenig Hydroperoxyd enthalten und hauptsächlich aus Cycloalkanol bestellen.In the process of converting the hydroperoxide at the time of its formation, one can be present in the presence of agents that neutralize the acids formed in the course of the reaction, or in the presence of boric acid derivatives (boric acids, boric acid anhydrides or boric acid esters !!). All of these procedures lead to mixtures of oxidation products which contain relatively little hydroperoxide and order mainly from cycloalkanol.
Bei den Verfahren zur späteren Umwandlung des llydropcroxyds hat man ein Erhitzen in Anwesenheit \on körnigen Katalysatoren, aufgebracht auf Trägern, die als Fcstbctt angeordnet sind, vorgeschlagen. Die sowohl während der Oxydation als auch während der hntpcroxydicrung gebildeten viskosen Polykondensate neigen jedoch da/u, sich auf dem Katalysatorbett abzuscheiden und die aktive Substanz zu umhüllen. Dies führt /u einer fortschreitenden Desaktiv icrung der Katalysatoren, die den Verlauf von tcehr Neben Verfahren langer Dauer kcmpli/icrt. Es wurde auch schon beschrieben, eine Oxydation von Cyclohexan mit Luft in Anwesenheit von löslichen Katalysatoren auf der Basis von Kobalt oder Chrom durchzuführen und dann das gegebenenfalls eingeengte Oxydationsgemisch ohne zusätzliche Zugabe eines Katalysators zu erhitzen, um das Mydiopcroxyd zu Derivaten zu zersetzen, die durch eine spätere Oxydation Adipinsäure liefern können (britische Patentschrift 777 087. die der deutschen Auslcgcsclirift 1 002 754 entspricht). Dieses Verfahren führt ebenfalls zu Gemischen von Oxydationsprodukten, in (ii-ncn das Cyclohexanol in überwiegender Menge vorliegt [vgl. hierzu Versuchsbericht a) und b)J. Auch führt das aus der deutschen Auslcgcschrift I 114.SI0 heka'nnte Verfahren zur Luftoxydation von Cyclohexan in verschiedenen Reaktionszonen lediglich zu einer Verbesserung der Gesamtausheute an Adipinsäure und deren Vorläufern.The processes for later converting the drop hydroxide involve heating in the presence \ on granular catalysts, applied to carriers, which are arranged as Fcstbctt, proposed. Both during the oxidation and during the The viscous polycondensates formed by the hydroxide dehydration however, they tend to deposit on the catalyst bed and envelop the active substance. This leads to a progressive deactivation of the catalysts, which the course of tcehr addition proceedings long duration kcmpli / icrt. It has already been described an oxidation of cyclohexane with air in the presence of soluble catalysts based on it carry out of cobalt or chromium and then the optionally concentrated oxidation mixture without additional addition of a catalyst to heat to decompose the Mydiopcroxyd to derivatives, which by a later oxidation of adipic acid can deliver (British patent 777 087. that of the German Auslcgcsclirift 1 002 754 corresponds). This method also leads to mixtures of oxidation products, in (ii-ncn the cyclohexanol predominantly Amount is present [cf. test report a) and b) J. This also leads from the German translation I 114.SI0 mentioned process for the air oxidation of Cyclohexane in various reaction zones only to improve the overall level of adipic acid and their predecessors.
Der Bedarf an Cyclohexanon steigt nun ständig mit der wachsenden Anzahl und Produktion von Polymeren und Polykondensaten, für die dieses Keton etvaveder Zwischenprodukt oder Lösungsmittel der Wahl darstellt.The need for cyclohexanone is now constantly increasing with the growing number and production of polymers and polycondensates, for which this ketone etvavere intermediate or solvent of choice represents.
ίο Die verschiedenen obengenannten Verfahren sind daher nicht vollständig zufriedenstellend, wenn man Gemische '.ins Cyclohexanol und Cyclohexanon, die reich an Cyclohexanon sind, aus dem entsprechenden Cyclohexan herstellen will, das das einzige vvirtschaft-ίο The various procedures above are therefore not completely satisfactory when one considers mixtures of cyclohexanol and cyclohexanone which are rich in cyclohexanone, want to produce from the corresponding cyclohexane, which is the only economically
lieh gangbare Ausgangsmaterial ist, da man in diesem Falle zumindest einen Teil des gebildeten Cyclonexanols zum Cyclohexanon dehydrieren muf.·borrowed is viable source material as one in this Trap at least some of the cyclonexanol formed dehydrate to cyclohexanone.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur kontinuierlichen HerstellungThe aim of the present invention is therefore to provide a process for continuous production
ίο von Gemischen aus Cyclohexanol und Cyclohexanon, die reich an Cyclohexanon sind.ίο of mixtures of cyclohexanol and cyclohexanone, which are rich in cyclohexanone.
Das erfindiingsgemäCe Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Gemischen aus Cyclohexanol und Cyclohexanon, die an Cyclohexanon reich sind.The erfindiingsgemäCe method for continuous Manufacture of mixtures of cyclohexanol and cyclohexanone that are rich in cyclohexanone.
durch Erhitzen einer Lösung von Cyclohexylhydropcroxyd in Cyclohexan, die durch Oxydation von Cyclohexan in flüssiger Phase mit einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas erhalten worden ist, in flüssiger Phase auf eine Temperatur zwischen 80 und 1503Z in Anwesenheit eines löslichen Chromderivats als Katalysator ist dadurch gekennzeichnet, daß man in mehreren — mindestens jedoch drei — nacheinander angeordneten Reaktionszonen arbeitet, wobei innerhalb jeder einzelnen Zone die Hydroperoxydkon.zentration an allen Stellen bei einem im wesentlichen gleichförmigen Wert gehalten wird.by heating a solution of cyclohexylhydropcroxide in cyclohexane, which has been obtained by oxidation of cyclohexane in the liquid phase with a gas containing molecular oxygen, in the liquid phase to a temperature between 80 and 150 3 Z in the presence of a soluble chromium derivative as a catalyst is characterized by that one works in several - but at least three - successively arranged reaction zones, the hydroperoxide concentration being kept at a substantially uniform value at all points within each individual zone.
Es können alle Cyclohexanoxydationsprodukte, die Pero.xydprcdukte und insbesondere Hydroperoxyde enthalten, nach dem neuen Verfahren behandelt werden. doch sei bemerkt, daß der mit dieser neuen Verfahrensart erzielte Vorteil um so größer ist, je spezieller die Oxydr.tionsprodukte im Hinblick auf die Bildung des Hydroperoxyds hergestellt worden sind, da in diesem Falle der Mengenanteil an unerwünschten Frodukten in dem Aufgangsmaicrial minimal ist. In der Praxis ist es daher im allgemeinen vorteilhaft, von einem Oxydc.tionsprcdukt auszugehen, das durch Oxydation von Cyclob^xan mit Luft ohne Anwendung eines Katalysators, gegebenenfalls unter Druck, erhalten worden i:t. wobei die Temperatur und der Umwandlungsgrad so gewählt sind, daß die Bildung von unerwünschten Produkten möglichst gering gehalten wird. Man arbeitet selbstverständlich in einer Apparatur, die die Zersetzung des llydropcroxyds nicht katalysiert, was im Falle einer Apparatur aus rostfreiem Stahl eine vorhergehende Passivierung, beispielsweise mittels Pyrophosphatcn, erfordert. Wenn das Oxydationsprodiikt ganz speziell zur Bildung des Hydroperoxyds hergestellt wird, begrenzt man die Oxydation im allgemeinen auf einen Umwandlungsgrad unterhalb von 10"/„ und vorzugsweise auf einen Umwandlungsgrad zwischen 2 und (>%· Neben dem Cyclohcxylhydropcroxyd enthalten die Oxych.tionsprodukle Cyclohexanol. Cyclohexanon und verschiedene Nebenprodukte. Solche Oxydations-All cyclohexane oxidation products, peroxide products and especially hydroperoxides can be used are treated according to the new procedure. but it should be noted that with this new type of procedure The advantage achieved is the greater, the more specific the oxidation products with regard to formation of the hydroperoxide have been produced, since in this case the proportion of undesired products in which the rising maicrial is minimal. In practice it is therefore generally advantageous to use an oxidation product to assume that by oxidation of cyclob ^ xane with air without the use of a catalyst, optionally under pressure, has been obtained i: t. where the temperature and the degree of conversion are chosen so that the formation of undesirable products is kept as low as possible. One works of course in an apparatus that does not catalyze the decomposition of the llydropcroxyd, which is im In the case of an apparatus made of stainless steel, a previous passivation, for example by means of pyrophosphates, requires. When the oxidation product is specially made for the formation of the hydroperoxide the oxidation is generally limited to a degree of conversion below 10 "and preferably to a degree of conversion between 2 and (>% the Oxych.tionsprodukle cyclohexanol. Cyclohexanone and various by-products. Such oxidizing
C5 produkte können, so wie sie sind, der crfindungsgemäf.'cn Fntpcroxydierungsbchandlung unterzogen werden. Das Oxydationsprcdukt kann jedoch auch vor der crfindungsgemäl.'cn Entpcroxydicrungshehanclhmg aufC5 products can, as they are, according to the invention Oxidation treatment. The Oxidationsprcdukt can, however, also before according to the invention
irir
H',!l gewünschte Konzentration gebracht werden. Ua acetal, die teri.-Alkylchromate, beispielsweise teit.-H ',! L desired concentration can be brought. Including acetal, the teri.-alkyl chromates, for example teit.-
Jic Reaktion exotherm ist. i-,i es jedoch/ur Vermeidung Butyiehromat, und die Cycloalkylchromate, beispiels-Jic reaction is exothermic. i-, i it however / to avoid Butyiehromat, and the Cycloalkylchromate, for example
·,, η .hi starken l-rhil/ungcn, die für die Erzielung guter weise Cyclohexylchmmai. nennen. Die bevorzugten· ,, η .hi strong l-rhil / ungcn, which for the achievement of good wise Cyclohexylchmmai. to name. The preferred
\ii-i-euten nachteilig sind, /u Ixvoivugen. nicht /u Formen sind die Octoate und die ten.-Alkyl- oder Cy-\ ii-i-euten are disadvantageous, / u Ixvoivugen. not / u forms are the octoates and the ten.-alkyl or cy-
k. ■ij/L-iitricrie Lösungen zu verwenden. In der Praxis 5 clohexylehromate. Ca die verschiedenen Enlperoxy-k. ■ ij / L-iitricrie solutions to use. In practice 5 clohexylehromate. Ca the different Enlperoxy-
ivtcl.t kein Interesse, an/ustrehcn. Lösungen des dierungszonen Cyclohexanol enthalten, kann man dasivtcl.t not interested in / ustrehcn. Containing solutions of the dation zones cyclohexanol, one can do that
ι ι -..'.daiionspmdukts mit einer Konzentration über IS "/„ entsprechende Chrom.it in derselben Zone durch Ein-ι ι - .. '. daiionspmdukts with a concentration above IS "/" corresponding Chrom.it in the same zone by
.ii, Ciesaiv.tperoxjden eiiv.uset/.en. Da die Oxidation führung on einer seiner Vorläuferverbindungen, bei-.ii, Ciesaiv.tperoxjden eiiv.uset / .en. Since the oxidation leads to one of its precursor compounds, both
I;.ml μ unter Druck durchgeführt wird, besteht ein spielsweise Chromtrioxid oder seinem Komplex mitI; .ml μ is carried out under pressure, there is, for example, chromium trioxide or its complex with
.:i;,i.iches Mittel zur Konzentrierung des so gebildeten m Pyridin, herstellen..: i;, i.iches means for concentrating the m pyridine thus formed.
ι )>>dationsprcxlu!acs darin, eine Entspannung de-, aus Die Kualysatormenge kann in weiten Grenzen . ur, Oxydationsgefäß kommenden warmen Oxyda- variieren, de *h arbeitet man im allgemeinen so, daß •ir,iisprodukts vorzunehmen. Solche Ovyilationslösun- die durch den Katalysator eingebrachte Metallmenge L'ca können vorteilhafterweise nach dem in der l'ranzö- insgesamt zwischen 1 mg und 1 gje Kilogramm l-lydro- -i-chen Patentschrift 1491518 beschriebenen Ver- 15 peroxyde, die in der der Entperoxydierungsbehandlung ;,ihren iiergestellt worden sein. Es ist vorteilhaft, vor unterzogenen Lösung enthalten sind, betragt. Der Kader Durchführung der Entperoxydierungsbehandliing talysator kann in die erste Entperoxydierungszone insaus den Oxydationslösungen zumindest teilweise die gesamt eingebracht odei auch zwischen den verschiede-Säurer.. die sie enthalten, zu entfernen, beispielsweise nen Entperoxydierungszonen ujrch jedes geeignete durch Waschen mit Wasser. 20 Mittel verteilt werden.ι) >> dationsprcxlu! acs in, a relaxation de-, from The Kualysator amount can within wide limits . Only warm oxyda- vary, de * h one generally works in such a way that • ir to make iisprodukts. Such ovulation solutions are the amount of metal introduced by the catalyst L'ca can advantageously after the in the l'ranzö- a total of between 1 mg and 1 g per kilogram of l-lydro- -i-chen patent 1491518 described peroxides, which are used in the de-peroxidation treatment ;, theirs have been created. It is advantageous to contain amounts before undergoing solution. The squad Carrying out the Entperoxidierungsbehandliing catalyzer can into the first Entperoxidierungszone insaus the oxidation solutions at least partially the total introduced odei also between the different acids. containing them, for example a de-peroxidation zone and any suitable by washing with water. 20 funds are distributed.
Die Temperatur kann in allen Entperoyydierungs- In der Praxis bringt man zur Durchführung des erzenen
gleich sein oder von einer Zone zu der anderen findungsgemäßen Verfahrens kontinuierlich das gege-•
anieren, doch liegt sie im allgemeinen zwischen 80 und benenfalls vorerhiUte Oxydationsprodukt des Cyclo-
! 5o C. Bei zu niedrigen Temperaturen fällt die Ge- hexans in die erste Entperoxydierungszone mit zumin-
-.dnsi'idigkeit der Zersetzung des Hydroperoxyds be- 25 dest einem Teil der Katalysatormenge ein. Man stellt
-.rächtlich ab, während bei Temperaturen über 150"C dann die Temperatur der Zone durch jedes geeignete
uir eine gegebene Anzahl von Entperoxydierungszonen Wärmeaustauschmittel sowie den Durchsatz des eindie
Selektivität zur Cyclohexanonbildung abnehmen geführten Oxydationsprodukts als Funktion des für
Kann. Man arbeitet, vorzugsweise zwischen 100 und diese erste Zone gewählten Entperoxydierungsgrades
I 30 C. 30 ein. Wenn die Entperoxydierungstemperatur über der Die Zersetzung des Hydroperoxyds erfolgt in Stufen Siedetemperatur des Gemisches liegt, kann man die
im Mal?e des Vordringens der Cyclohexanlösung von Apparatur unter den autogenen Druck und gegebenendcr
ersten zur letzten Entperoxydierungszone. falls den zusätzlichen Druck eines eingeführten Inert-Die
Selektivität der Cyclohexanonbildung ist um so gases bringen. Im allgemeinen liegt der Druck zwischen
besser, je größer die Anzahl der Entperoxydicrungs- 35 Atmosphärcndruek und 25 Atmosphären,
/oncn ist, und dieser Einfluß ist um so ausgeprägter, ie Das aus der ersten Zone austretende teilweise enthöher
die ilntperoxydierungstemperatur ist. Die Wahl peroxydierte Oxydationsprodukt wird kontinuierlich
der Anzahl der Entperoxydierungszonen wird daher vor in die zweite Entperoxydierungszone, gegebenenfalls
allem als Funktion der wirtschaftlichen und techiiolo- in Anwesenheit eines Teils des Katalysators, geführt, in
gischcn Erfordernisse bestimmt, die darauf abzielen, v>
der das restliche Hydroperoxyd erneut einer teilweisen eine vernünftige stündliche Produktion mit einer nicht Entperoxydierung unterzogen wird. Der Arbeitsgang
zu umfangreichen Apparatur zu vereinen. läuft so bis zur letzten EiUperoxyuerungszone ab, an
So verwendet man beispielsweise bei Arbeiten unter deren Ausgang das abfließende Gemisch, das praktisch
den obengenannten Temperaturbedingungen vorteil- frei von Hydroperoxyd ist, nach den üblichen Verhaftcrwcisc
drc; bis secns aufeinanderfolgende Zonen. 45 fahren zur Abtrennung des Cyclohexanone und Cyclo-Diesc
Entperoxydierungszonen können in den ver- hcxanols behandelt werden kann. Man kann es beischiedcnen
Apparaturtypen, die üblicherweise zur Er- spiclsvveise durch Destillation aufarbeiten. In diesem
zicUmg von homogenen Phasen gleichförmiger Kon- Falle kann die !etite Entperoxydierungszone vorteil-/cr.tration
verwendet werden, angeordnet sein. Man halterweisc mit dem Arbeitsgang der Destillation und
kann beispielsweise Umlaiifkolonnon, einfache Kolon- - ■ Vorkonzcntricrung kombiniert werden. Es ist vorteilnen.
die mit einem System zum Bewegen ausgestattet haft, daß die Hydroperoxydkonzcntration der Lösung,
sind, oder Autoklaven verwenden. Es ist zweckmäßig, die in die lct/ito Entperoxydicriingszonn eintritt, gering
nut jeder der Zonen eine Vorrichtung zu verbinden, die ist, und man arbeitet im allgemeinen so, daß zumindest
ermöglicht, das im Verlaufe der Entperoxydierung ge- Ct)";0 der beim Eintritt in die erste Zone vorhandenen
bildete Wasser abzutrennen, das aus der Zone in Form 55 Peroxyde vor der letzten Entpcroxydicrungszoiiü zereincs
binären azcctropcn Gemisches mit dem Cyclo- setzt sind.In practice, the temperature can be the same for carrying out the ore, or the temperature can be continuously countered from one zone to the other process according to the invention, but it is generally between 80 and, if necessary, the previous oxidation product of the cyclo! 50 C. If the temperature is too low, the hexane falls into the first de-peroxidation zone with at least a part of the amount of catalyst not decomposing the hydroperoxide. One turns off, while at temperatures above 150 "C. the temperature of the zone is then passed through any suitable heat exchange medium for a given number of de-peroxidation zones and the throughput of the oxidation product, as a function of the can between 100 and this first zone selected degree of de-peroxidation I 30 C. 30. If the de-peroxidation temperature is above the boiling temperature of the mixture, the decomposition of the hydroperoxide takes place in stages, you can get the time the penetration of the cyclohexane solution from the apparatus under the autogenous pressure and If the additional pressure of an introduced inert gas is used, the first to the last de-peroxidation zone The selectivity of the cyclohexanone formation is so gas.
/ oncn, and this influence is all the more pronounced, ie the part emerging from the first zone is higher than the anti-peroxidation temperature. The choice peroxydierte oxidation product is continuously the number of Entperoxydierungszonen is therefore present in the second Entperoxydierungszone, optionally all, as a function of economic and techiiolo- out in the presence of a portion of the catalyst, determined in gischcn requirements that aim, v> of the remainder of the Hydroperoxide is again partially subjected to a reasonable hourly production with a non-de-peroxidation. Combine the work process into extensive apparatus. runs in this way up to the last peroxygenation zone, on For example, when working below its exit, the flowing mixture, which is practically free of hydroperoxide under the above-mentioned temperature conditions, is used according to the usual methods of adhesion ; until secns successive zones. 45 drive to the separation of the cyclohexanone and cyclo-diesc depperoxidation zones can be treated in the verhcxanols. It can be used in different types of apparatus, which are usually worked up for spiclsvveise by distillation. In this combination of homogeneous phases of uniform convergence, the etite de-peroxidation zone can advantageously be used / filtration can be used. One halfway with the operation of distillation and can, for example, Umlaiifkolonnon, simple Colon - ■ Preconcentration can be combined. It is beneficial. which are equipped with a system for agitation that the hydroperoxide concentration of the solution are, or use autoclaves. It is expedient that enters the LCT / ito Entperoxydicriingszonn, low each of the zones nut means to connect that is, and is generally carried out so that at least enables the in the course of Entperoxydierung overall Ct) "; 0 water formed on entry into the first zone has to be separated off, which is in the form of peroxides from the zone before the last deproxydicrogenation zone, as a binary acidic mixture with the cyclo-.
hexan, gegebenenfalls unter der gleichzeitigen Ein- Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung:hexane, optionally with the simultaneous input The following examples illustrate the invention:
wirkung eines Inertgasstroms, entfernt werden kann. „ . · \ - effect of an inert gas flow, can be removed. ". · \ -
Die Entpcroxydicrungszonen können vorteilhafter- PThe deproxy dehydration zones can advantageously- P
weise kaskadcnförmig angeordnet sein. fi« Die verwendete Apparatur ist schematisch in F i g. 1be arranged in a cascading manner. The apparatus used is shown schematically in FIG. 1
Die verwendbaren Katalysatoren sind Chromdcriva- gezeigt. Sie wüst drei Uinlaufkolonnen Λ, B und C The catalysts that can be used are shown in Chromium Criva. It ravages three inlet columns Λ, B and C
te. die eine Löslichkeit im Cyclohexan von mindestens aus rostfreiem Stahl auf. Jede der zylindcrförmigente. which have a solubility in cyclohexane of at least stainless steel. Each of the cylindrical
0,1 g/l bei Zimmertemperatur haben. LJnter diesen Kolonnen (Höhe 178 cm, Innendurchmesser 5 cm), die0.1 g / l at room temperature. Under these columns (height 178 cm, inner diameter 5 cm), the
löslichen Katalysatoren kann man beispielsweise die mit einem koaxialen Innenzylinder (Innendurchmesser carbonsäuren Chrom(lll)-Vcrbindungen, bcispids- 6j 3 cm) versehen ist, besitzt ein Nutzvolumen von 3,1 ISoluble catalysts can be, for example, those with a coaxial inner cylinder (inner diameter carboxylic acids chromium (III) compounds, bcispids- 6j 3 cm), has a usable volume of 3.1 liters
weise Naphthenate, Octoate und Stcarate, die Car- und ist mit einem rtußenmantel verschen, dci einwise naphthenate, octoate and stcarate, the car- and is given away with a turquoise coat, dci a
bonyIvcrbindungen.dieChclatformcn,diecarbonsauren bei 1230C gehaltenes flüssiges Medium enthält. DiebonyIvcrbindungen.dieChclatformcn, diecarbonsauren contains at 123 0 C held liquid medium. the
Chrom(VI)-Verbindingen, beispielsweise Chromyl- Kolonnen sind kaskadenförmig angeordnet.Chromium (VI) compounds, for example chromyl columns, are arranged in a cascade.
Am unteren Ende der Kolonne A führt man bei 1 mit einer Rate von 13.5 kg je Stunde eine vorkonzentrierte, auf 95 C gebrachte Cyelohexnnlösimg ein. die aus der Oxydation von Cyclohcxan mit Luft ohne Katalysator stammt und nach dei Konzentrierung 10.8 "/„ Peroxyde. 2.43 0Zn Cyclohexanol. l°'o Cyclohexanon und 3.35 "/„ hochsiedende Produkte, die hauptsächlich aus Säuren und Estern bestehen, enthält.At the lower end of column A , a preconcentrated Cyelohexnnlösimg brought to 95 ° C. is introduced at 1 at a rate of 13.5 kg per hour. derived from the oxidation of Cyclohcxan with air without a catalyst and after dei concentration 10.8 "/" peroxides. 2:43 0 Z n cyclohexanol. l ° 'o cyclohexanone and 3:35 "/" high-boiling products, which mainly consist of acids and esters, contains.
Am unteren Ende \ on jeder Kolonne führt man ferner hei 2 Stickstoff in einer Menge von 100 I je Stunde und hei 3 eine 0.03n/0ige Lösung von Chromoctoat mit cirem Gehalt von 10.8 Gewichtsprozent Metall in Cyclohexan in einer Menge von 0.8 kg je Stunde für die Kolonren A und B und 0.48 kg je Stunde für die Kolonne Γ ein.At the lower end of each column, nitrogen is introduced in an amount of 100 liters per hour and a 0.03 n / 0 solution of chromium octoate with a content of 10.8 percent by weight of metal in cyclohexane in an amount of 0.8 kg per hour for columns A and B and 0.48 kg per hour for column Γ.
Im Inneren jeder Kolonne beträgt die Temperatur 115"C und der Druck 2,5 at.Inside each column, the temperature is 115 "C and the pressure is 2.5 at.
Der Stickstoff und die mitgeführten Produkte (Wasser. Cyclohexan. Cyclohexanol, Cyclohexanon), die aus dem oberen Teil einer jeden der Kolonnen austrelen, werden zu dem Kondensator 4 geleitet. Die kondensierten Produkte werden zu der Dekantiervorrichtung 5 geführt, die die Abtrennung des Wassers bei 6 und der organischen Phase bei 7 ermöglicht, während die nicht kondensierten Gase bei 8 abgeführt werden.The nitrogen and the products carried along (water, cyclohexane, cyclohexanol, cyclohexanone), emerging from the top of each of the columns, are fed to the condenser 4. The condensed products become the decanter 5 performed, which enables the separation of the water at 6 and the organic phase at 7, while the non-condensed gases are discharged at 8.
Die aus der Kolonne C überfliessende flüssige Phase wird auf <0nC abgekühlt, auf Atmosphärendruck entspannt und im Gegenstrom gleichzeitig mit der durch die Dekantiervorrichtung 5 abgetrennten organischen Phase in einer Kolonne 9, die bei 10 mit einer wäßrigen 8°/oigen Ammoniaklösung mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 4 kg je Stunde gespeist wird, gewaschen. Die wäßrige Phase wird bei 11 entfernt, während die organische Phase zu einer Bodenkolonne D geführt wird, die gleichzeitig die Zersetzung der restlichen Hydroperoxyde und die Entfernung des größten Teils des Cyclohexans gewährleistet.An overflow from the column C liquid phase is cooled to <0 n C, depressurized to atmospheric pressure and in counter-current at the same time with the separated by the decanter 5 organic phase in a column 9, which at 10 with an aqueous 8 / o solution of ammonia ° with a flow rate of 4 kg per hour is fed, washed. The aqueous phase is removed at 11, while the organic phase is passed to a tray column D , which simultaneously ensures the decomposition of the remaining hydroperoxides and the removal of most of the cyclohexane.
Diese Kolonne ist an ihrem unteren Ende mit einem Verdampfer versehen, der die Flüssigkeit an ihrem unteren Ende bei einer Temperatur von 1150C hält. Die verdampfte Fraktion (Cyclohexan—Wasser) wird bei 13 kondensiert und in eine Dekantiervorrichtung 14 geführt, in der das Cyclohexan bei 15 und die wäßrige Phase bei 16 abgetrennt werden.This column is provided at its lower end with an evaporator that holds the liquid at its lower end at a temperature of 115 0 C. The vaporized fraction (cyclohexane — water) is condensed at 13 and fed into a decanter 14 in which the cyclohexane is separated off at 15 and the aqueous phase at 16.
Das Gemisch von hochsiedenden Produkten wird bei 17 gewonnen und einer Destillation unterzogen.The mixture of high-boiling products is recovered at 17 and subjected to distillation.
Im folgenden sind für 100 kg bei 1 zugeführte Lösung die in den verschiedenen Verfahrensstufen vorhandenen Mengen an Hydroperoxyden. Cyclohexanol und Cyclohexanon angegeben.In the following, for 100 kg of 1 supplied solution are those present in the various process stages Amounts of hydroperoxides. Cyclohexanol and cyclohexanone indicated.
Die verwendete Apparatur ist schematisch in F i g. 2 gezeigt. Sie weist drei Umlaufkolonnen A, B und C aus Ostfreiem Stahl auf. Jede Kolonne mit zylindrischer -orm (Höhe: 260cm, Innendurchmesser: 5cm), die nit einem koaxialen Innenzylinder ausgestattet ist Innendurchmesser: 3 cm), besitzt ein Nutzvolumen von 3.1 I und ist mit einem Außeninantel versehen, de ein bei 105"C gehaltenes flüssiges Medium enthält. Dii Kolonnen sind kaskadenförmig angeordnet.The apparatus used is shown schematically in FIG. 2 shown. It has three circulation columns A, B and C made of Ostfreiem Stahl. Each column with a cylindrical shape (height: 260 cm, inner diameter: 5 cm), which is equipped with a coaxial inner cylinder, inner diameter: 3 cm), has a useful volume of 3.1 liters and is provided with an outer jacket, ie a liquid kept at 105 "C Contains medium. The columns are arranged in a cascade.
Am unteren Ende der Kolonne A führt man bei 1 mi einer Geschwindigkeit von 9,64 kg je Stunde eine au 100 C gebrachte Cyclohexanlösung ein, die aus de Oxydation von Cyclohexan mit Luft in Abvvesenhei eines Katalysators stammt und einem Gegenstrom waschen mit Wasser (10° „ ihres Gewichts) und damAt the lower end of column A , a cyclohexane solution brought to 100 ° C. is introduced at 1 mi at a rate of 9.64 kg per hour, which comes from the oxidation of cyclohexane with air in the presence of a catalyst and countercurrent washing with water (10 ° "Their weight) and dam
ίο einer Trocknung durch Abdestillieren des azcotroper Gemisches Wasser Cyclohexan unterzogen worder ist. Sie enthält 9.8" 0 Hydroperoxyde. 2.76",„ Cyclohexanol. 1 °'o Cyclohexanon und 1 °/0schwere Produkte die hauptsächlich aus Säuren und Estern bestehen Am unteren Ende von jeder Kolonne führt man ferner bei 2 Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 200 I je Stunde und bei 3 eine 0,825° „ige Lösung von tert.-Butylchromat in Cyclohexan mit einer Geschwindigkeit von 0,312 kg je Stunde für jede der Kolonnen A. ίο has been subjected to drying by distilling off the azo-tropic mixture of water and cyclohexane. It contains 9.8 " 0 hydroperoxides. 2.76", "Cyclohexanol. 1 cent, cyclohexanone and 1 ° / 0 heavy products mainly consist of acids and esters at the lower end of each column is carried further at 2 nitrogen at a rate of 200 I per hour and at 3 a 0.825 ° "solution of tert .-Butyl chromate in cyclohexane at a rate of 0.312 kg per hour for each of the columns A.
B und C ein. B and C a.
Im Inneren jeder Kolonne beträgt die Temperatur 105 C und der Druck 2,6 at. Am oberen Teil von jeder Kolonne werden der Stickstoff und die mitgeführten Produkte (im wesentlichen Wasser und Cyclohexan) bei 4, 5 üYid 6 kondensiert, und die kondensierten Produkte werden bei 7 .8 und 9 dekantiert, was ermöglicht, das Wasser bei 10, 11 und 12 abzutrennen, während eine jede der organischen Phasen am unteien Ende der entsprechenden Kolonne zurückgeführt wird. Die nichtkondensierten Gase werden bei 13 nach Entspannung entfernt. Die flüssige Phase, die aus der Kolonne C überläuft, wird am unteren Ende einer Bodenkolonne D auf Atmosphärendruck entspannt; in dieser Kolonne erfolgt gleichzeitig die Zersetzung restlicher Peroxyde und die Entfernung des größten Teils des Cyclohexans.Inside each column, the temperature is 105 ° C. and the pressure is 2.6 at. At the top of each column, the nitrogen and the products carried along (essentially water and cyclohexane) are condensed at 4.5 ° C. and the condensed products are condensed decanted at 7, 8 and 9, which enables the water to be separated off at 10, 11 and 12, while each of the organic phases is recycled at the lower end of the corresponding column. The non-condensed gases are removed at 13 after relaxation. The liquid phase which overflows from column C is let down to atmospheric pressure at the lower end of a tray column D; In this column, the remaining peroxides are decomposed and most of the cyclohexane is removed.
Diese Kolonne weist an ihrem unteren Ende einenThis column has a at its lower end
Verdampfer auf, der die Flüssigkeit bei 110DC hält. Die verdampfte Fraktion (Cyclohexan—Wasser) wird bei 14 kondensiert und dann von der Dekantiervorrichtung 15 aufgenommen, in der das Cyclohexan bei 16 und die wäßrige Phase bei 17 abgetrennt werden.Evaporator on, which keeps the liquid at 110 D C. The vaporized fraction (cyclohexane-water) is condensed at 14 and then taken up by the decanter 15, in which the cyclohexane is separated off at 16 and the aqueous phase at 17.
Das Gemisch von schwer flüchtigen Produkten wirdThe mixture of hardly volatile products will
bei 18 gewonnen und einer Destillation unterzogen.obtained at 18 and subjected to a distillation.
Im folgenden sind für 100 kg bei 1 zugeführte Lösung die in den verschiedenen Verfahrensstufen vorhandenen Hydroperoxydmengen angegeben:In the following, for 100 kg of 1 supplied solution are those present in the various process stages Hydroperoxide quantities indicated:
Zu behandelnde Lösung 9,8 kgSolution to be treated 9.8 kg
Am Ausgang von A 4.33 kgAt the exit of A 4.33 kg
Am Ausgang von B 1.66 kgAt the exit of B 1.66 kg
Am Ausgang von C 0,53 kgAt the exit of C 0.53 kg
Am Ausgang von D 0 kgAt the exit of D 0 kg
Nach 98stündigem kontinuierlichem Betrieb erhält man eine mittlere stündliche Produktion von 764 g Cyclohexanon und 457 g Cyclohexanol.After 98 hours of continuous operation, an average hourly production of 764 g is obtained Cyclohexanone and 457 g cyclohexanol.
Aus den nachstehenden Vergleichsversuchen geht der Vorteil der erfindungsgemäßen /Arbeitsweise gegenüber der aus der deutschen Auslegeschrift 1 002 754 bekannten hervor, bei der zur Hydroperoxydzersetzung on lediglich ein Gefäß verwendet wird.The comparison tests below show the advantage of the method of operation according to the invention the one known from the German Auslegeschrift 1 002 754, in the case of the decomposition of hydroperoxide on only one vessel is used.
VergleichsversucheComparative experiments
a) Die verwendete Apparatur besteht aus drei kaskadenfömig angeordneten Autoklaven, die mit einem axialen Rührer ausgerüstet sind. Sie besitzt eine Nutzkapazität von 4 Litern und ist mit einem Außenmantel versehen, der ein bei 92" gehaltenes flüssiges Medium enthält.a) The apparatus used consists of three cascades arranged autoclaves, which are equipped with an axial stirrer. It has a useful capacity of 4 liters and is provided with an outer jacket containing a liquid medium held at 92 " contains.
In den ersten Autoklav bringt man mit einer Geschwindigkeit vcn 21 kg/Stunde eine Cydohexanlösung ein. die aus der Oxydation von Cyclohexan mit Luft in Abwesenheit eines Katalysators stammt und anschließend konzentriert und mit Wasser gewaschen wurde.The first autoclave is brought into the first autoclave at one speed A cyclohexane solution at 21 kg / hour. those from the oxidation of cyclohexane with Air originates in the absence of a catalyst and then concentrated and washed with water would.
Die stündlich eingebrachte Lösung enthält 1175g Cyclohexylhydroperoxyd, 33Og Cyclohexanol. 107 g Cyclohexanon sowie hochsiedende Produkte, die hauptsächlich aus Säure und Estern bestehen.The solution introduced every hour contains 1175g Cyclohexyl hydroperoxide, 300 g cyclohexanol. 107 g of cyclohexanone and high-boiling products, mainly consist of acids and esters.
In den ersten Autoklav wird auch eine Lösung von t-Butylchromat in Cyclohexan mit einer Rate von 0,25 g pro Kilogramm eingebrachtes Hydroperoxyd eingebracht.A solution of t-butyl chromate in cyclohexane is also poured into the first autoclave at a rate of 0.25 g of hydroperoxide introduced per kilogram.
Im Inneren jedes Autoklavs beträgt die Temperatur 91° und der Druck 0,4 at.Inside each autoclave the temperature is 91 ° and the pressure 0.4 at.
Die dampfförmigen Produkte (Wasser, Cyclohexan), die aus dem oberen Teil jedes Autoklavs entweichen, werden zu einem Kondensator geleitet. Die aus dem dritten Autoklav überfließende flüssige Phase wird gekühlt und anschließend auf Atmosphärendruck entspannt. Man führt die Entnahmen in regelmäßigen Zeitabständen durch und findet so, daß die flüssige Phase, die pro Stunde entweicht. 90 g nicht umgesetztes Hydroperoxyd enthält, was einem Peroxydzersetzungsgrad von 92n /0 entspricht.The vaporous products (water, cyclohexane) escaping from the top of each autoclave are sent to a condenser. The liquid phase overflowing from the third autoclave is cooled and then let down to atmospheric pressure. The withdrawals are carried out at regular intervals and so it is found that the liquid phase that escapes per hour. Contains 90 g of unreacted hydroperoxide, which corresponds to a degree of peroxide decomposition of 92 n / 0 .
Die stündlich ausströmende Lösung enthält 745 g Cyclohexanon und 484 g Cyclohexanol.The solution flowing out every hour contains 745 g of cyclohexanone and 484 g of cyclohexanol.
b) Zu Vergleichsz.wecken ersetzt man die Kaskade aus drei Autoklaven durch einen einzigen Autoklav mit einer Nutzkapazität vor* 3.6 Litern, ausgerüstet mit einem axialen Rührer und einer Kondensationsvoirichtung für dampfförmige Produkte, die dem oberen Teil des Autolkavs entströmen. Ansonsten werden dieselben Temperatur- und Druckbedingungen. wie bei den Autoklaven unter a), eingehalten.b) For comparison purposes, the cascade of three autoclaves is replaced by a single autoclave with a useful capacity of 3.6 liters, equipped with an axial stirrer and a condensation device for vaporous products flowing out of the upper part of the autolkav. Otherwise will the same temperature and pressure conditions. as with the autoclaves under a), complied with.
Am oberen Teil des Autoklavs wird dieselbe Cyclohexanlösung. wie sie auch vorstehend benutzt wurde, zusammen mit tert.-Butylchromat im gleichen Mengenverhältnis eingebracht. Die Beschickungsrate beträgt 645 g pro Stunde. Im kontinuierlichen Verfahren zapft man nach einer Stunde am Boden des AutoklavsThe same cyclohexane solution is found in the upper part of the autoclave. as it was also used above, together with tert-butyl chromate in the same quantitative ratio brought in. The feed rate is 645 g per hour. In a continuous process one taps after one hour at the bottom of the autoclave
ao eine Lösung ab, die 3,28 g Cyclohexylhydroperoxyd, 20,7 g Cyclohexanon und 2:5,9 g Cyclohexanol enthält. Die nicht umgewandelte Hydroperoxydmenge entspricht einem Peroxydzersetzungsgrad von 910Z0.ao from a solution which contains 3.28 g of cyclohexyl hydroperoxide, 20.7 g of cyclohexanone and 2: 5.9 g of cyclohexanol. The unconverted amount of hydroperoxide corresponds to a degree of peroxide decomposition of 91 0 Z 0 .
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
109 582'413109 582,413
•918• 918
Claims (1)
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2515419A1 (en) * | 1974-04-11 | 1975-10-30 | Du Pont | PROCESS FOR OXIDATING CYCLOHEXANE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2515419A1 (en) * | 1974-04-11 | 1975-10-30 | Du Pont | PROCESS FOR OXIDATING CYCLOHEXANE |
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