JPH11228456A - Co-production of cyclohexanol and cyclohexane - Google Patents

Co-production of cyclohexanol and cyclohexane

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JPH11228456A
JPH11228456A JP10032667A JP3266798A JPH11228456A JP H11228456 A JPH11228456 A JP H11228456A JP 10032667 A JP10032667 A JP 10032667A JP 3266798 A JP3266798 A JP 3266798A JP H11228456 A JPH11228456 A JP H11228456A
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JP
Japan
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cyclohexene
cyclohexane
benzene
separated
hydration
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JP10032667A
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Japanese (ja)
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Tamotsu Kanda
有 神田
Masahiro Kujime
正博 久次米
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Publication of JPH11228456A publication Critical patent/JPH11228456A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for co-producing cyclohexanol and cyclohexane by hydrogenating benzene, separating the products and hydrating cyclohexene, capable of profitably giving the by-produced cyclohexane in high purity without requiring a complicated separation treatment process and capable of reducing the load of a separation process such as an extractive distillation process without accumulating impurities in a large amount in the reaction system. SOLUTION: This method for co-producing cyclohexanol and cyclohexane comprises a process for partially hydrolyzing benzene, the first separation process, a hydration process, the second separation process, a circulation process and a hydrogenating purification process. The cyclohexene, the cyclohexane and the unreacted benzene obtained by the hydrogenation of the benzene are separated in the first separation process comprising an extractive distillation process. The separated cyclohexene is fed into the hydration process as a hydration raw material, and the separated unreacted benzene is recycled to the hydrogenation process. The cyclohexanol is produced in the hydration process and subsequently separated from the unreacted cyclohexene in a hydrogenating purification process. The unreacted cyclohexene is recycled to the hydrogenation process. In order to prevent the accumulation of impurities comprising methylcyclopentene compounds in the recycling system, a part of the impurities are extracted, concentrated in a distillation calumn and subsequently purged. The cyclohexane separated in the first separation process is hydrogenatingly purified in the presence of a hydrogenation catalyst to give the highly pure cyclohexane.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ベンゼンから主生
成物のシクロヘキサノール及び副生成物であるシクロヘ
キサンを高純度で製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for producing cyclohexane, a main product, and cyclohexane, a by-product, from benzene with high purity.

【0002】[0002]

【従来の技術】ベンゼンを部分水素化してシクロヘキセ
ン(CHE)、シクロヘキサン(CHX)及びベンゼン
(Bz)からなる反応混合物を得る水添反応方法、これ
を抽出蒸留によって各成分に分離する分離方法、及び分
離されたCHEをゼオライト触媒等の存在下で水和して
シクロヘキサノール(CHL)を得る水和反応方法がそ
れぞれ公知である。また、水和反応の副生成物であるメ
チルシクロペンテン類(MCPN)と原料CHEとを、
CHL分離後、抽出蒸留に供する方法も公知である(例
えば、特開平4−41448号公報等)。
2. Description of the Related Art A hydrogenation reaction method for obtaining a reaction mixture consisting of cyclohexene (CHE), cyclohexane (CHX) and benzene (Bz) by partially hydrogenating benzene, a separation method for separating the respective components by extractive distillation, and A hydration reaction method for obtaining cyclohexanol (CHL) by hydrating the separated CHE in the presence of a zeolite catalyst or the like is known. Further, methylcyclopentenes (MCPN), which are by-products of the hydration reaction, and the raw material CHE are
A method of subjecting to CHL separation followed by extractive distillation is also known (for example, JP-A-4-41448).

【0003】特開平7−165646号公報には、上記
の水添、分離及び水和の各工程を一貫したプロセスが記
載されているが、水和反応後のシクロヘキサノールを分
離した残りのシクロヘキセン及びメチルシクロペンテン
類は、前の抽出工程に循環すると共に、シクロヘキサン
をベンゼンに変換して循環することによって、使用原料
の利用率を向上させることができることが記載されてい
る。この際、水和反応で生成したMCPNの一部は水和
反応工程に循環され、残りは抽出工程に循環されること
になる。その結果、MCPNはCHXと共に抽出蒸留工
程で系外に抜き出される。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-165646 describes a process in which the above-mentioned steps of hydrogenation, separation and hydration are integrated, but the remaining cyclohexene and cyclohexene obtained by separating cyclohexanol after the hydration reaction are described. It is described that methylcyclopentenes can be circulated to a previous extraction step, and at the same time, cyclohexane can be converted to benzene and circulated, thereby improving the utilization rate of raw materials used. At this time, a part of MCPN generated in the hydration reaction is circulated to the hydration reaction step, and the rest is circulated to the extraction step. As a result, MCPN is extracted out of the system together with CHX in the extractive distillation step.

【0004】上記のようにMCPNを含むCHEを抽出
蒸留工程に循環する方法を採用する理由の1つは、水和
反応の原料中に含まれるCHXやBzの蓄積防止及び有
効利用が考えられる。即ち、抽出蒸留工程で分離された
CHE中には不可避的に少量のCHXやBzを含有する
が、これらは水和反応では消費されずに、次のCHEと
CHLとを分離する工程でCHEと共に取り出される。
この成分は多量のCHEを含有するため、水和工程に循
環するのが通常であるが、これだけではCHXやBzが
水和反応系内で高濃度に蓄積してしまうという問題点が
ある。この蓄積を防止するために、CHEの一部を抽出
工程にも循環して利用するというのである。この観点で
みると、このようなMCPNの抽出蒸留工程への循環は
有効な方法ではある。
[0004] One of the reasons for employing the method of circulating CHE containing MCPN in the extractive distillation step as described above is to prevent accumulation and effective use of CHX and Bz contained in the raw material of the hydration reaction. That is, the CHE separated in the extractive distillation step inevitably contains a small amount of CHX and Bz, but these are not consumed in the hydration reaction, and together with CHE in the next step of separating CHE and CHL. Taken out.
Since this component contains a large amount of CHE, it is usually circulated to the hydration step. However, this alone has a problem that CHX and Bz are accumulated in a high concentration in the hydration reaction system. In order to prevent this accumulation, a part of the CHE is recycled and used in the extraction step. From this viewpoint, such circulation of MCPN to the extractive distillation step is an effective method.

【0005】しかしながら、上記の方法には以下のよう
な問題点も存在する。すなわちこの方法ではCHXがM
CPNを含有する形で取得されるため、このCHXを再
利用するためには複雑な処理工程が必要である。例え
ば、特開平3−287548号公報では、MCPNを含
有するCHXに水素化処理を施してMCPNをメチルシ
クロペンタンとし、これを蒸留によって分離して精製C
HXを得ている。CHXをそのまま別用途として使用す
る場合においても、CHXをBzに変換して再利用する
場合においても、このような複雑な工程を必要とするの
は好ましいことではない。
[0005] However, the above method has the following problems. That is, in this method, CHX is M
Since it is obtained in a form containing CPN, a complicated processing step is required to reuse this CHX. For example, in JP-A-3-287548, CHX containing MCPN is subjected to hydrogenation treatment to convert MCPN to methylcyclopentane, which is separated by distillation to obtain purified CX.
HX has been obtained. Whether CHX is used as it is for another purpose or CHX is converted to Bz and reused, it is not preferable that such a complicated process is required.

【0006】また、この方法の他の問題点としては、抽
出蒸留の負荷が大きいということもある。即ち、MCP
Nを含むCHEを抽出蒸留塔へ循環すると、抽出蒸留工
程に供給されるものの量が増加し、不純物量も増大する
ため、リボイラーやコンデンサー負荷が増大し、環流比
も大きくなり、塔径も大きくすること等を必要とし、コ
ストアップにつながってしまう。
[0006] Another problem with this method is that the load of extractive distillation is heavy. That is, MCP
When CHE containing N is circulated to the extractive distillation column, the amount supplied to the extractive distillation step increases, and the amount of impurities also increases, so that the load on the reboiler and the condenser increases, the reflux ratio increases, and the column diameter increases. And so on, which leads to an increase in cost.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、MCPNを含有するCHEを、実質的に抽出蒸留工
程に循環せず、そのMCPNを含有するCHEの少なく
とも一部からMCPNを分離し、これを系外にパージす
る方法を検討した。ところが、このような方法でさえ
も、抽出蒸留の負荷の増大の問題点を考えると必ずしも
十分ではなかった。即ち抽出蒸留には、通常3塔乃至4
塔の蒸留塔が必要であり、MCPNを含有しない状態で
も蒸留の負荷は相当大きい。しかもCHXは、反応に再
使用されるBzや次工程に送られるCHEと異なり、そ
のまま溶剤として使用されたり、酸化されてシクロヘキ
サノール/シクロヘキサノン混合物とされたりする等の
様々な用途があるため、不純物濃度が問題となる。とこ
ろが、通常の抽出蒸留の条件では、CHX中にはBzや
CHEが200ppm〜5%程度含まれるのが通常であ
り、この濃度を下げようとすれば、抽出蒸留の負荷をさ
らに大きくしなければならなかった。
Therefore, the present inventors did not substantially recycle the CHE containing MCPN to the extractive distillation step, but separated the MCPN from at least a part of the CHE containing MCPN. A method of purging this out of the system was studied. However, even such a method was not always sufficient in view of the problem of an increase in the load of extractive distillation. In other words, extractive distillation usually involves 3 to 4 columns.
A distillation column is required, and the load of distillation is considerably large even without containing MCPN. Moreover, CHX has various uses such as being used as a solvent as it is or being oxidized into a cyclohexanol / cyclohexanone mixture, unlike Bz reused in the reaction and CHE sent to the next step. Concentration matters. However, under normal conditions of extractive distillation, CHX usually contains about 200 ppm to 5% of Bz and CHE. To lower the concentration, it is necessary to further increase the load of extractive distillation. did not become.

【0008】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、抽出蒸留等の分離工程の負荷を小さく
し、かつ副生成物であるが、純度が高く、他のプロセス
(シクロヘキサン酸化プロセスなど)に利用できるシク
ロヘキサンも得ようとするものある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and reduces the load of a separation step such as extractive distillation and is a by-product. Process, etc.).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記工程を有
するシクロヘキサノールとシクロヘキサンの併産方法に
存するものである。 (1)ベンゼンを部分水素化して得られた、ベンゼン、
シクロヘキサンおよびシクロヘキセンを含有する水添反
応混合物を、ベンゼン、シクロヘキサンおよびシクロヘ
キセンの各成分に分離する第1分離工程、(2)分離さ
れたシクロヘキセンを水和して、シクロヘキセン、シク
ロヘキサノールおよびメチルシクロペンテンを含有する
水和反応混合物を得る水和工程、(3)上記(2)で得
られた水和反応混合物を、シクロヘキセンとメチルシク
ロペンテン類との混合物とシクロヘキサノールとに分離
する第2分離工程、(4)分離されたシクロヘキセンと
メチルシクロペンテン類との混合物の少なくとも一部
を、メチルシクロペンテン類の濃度の高い成分とメチル
シクロペンテン類の濃度の低い成分とに分離し、上記メ
チルシクロペンテン類の濃度の高い成分を、上記(1)
の第1分離工程に循環することなく系外に排出すると共
に、上記メチルシクロペンテン類の濃度の低い成分を、
上記(2)の工程に循環する循環工程、(5)第1分離
工程で分離されたシクロヘキサンを、水添触媒の存在下
水添精製する水添精製工程
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention resides in a method for co-producing cyclohexanol and cyclohexane having the following steps. (1) benzene obtained by partially hydrogenating benzene,
A first separation step of separating a hydrogenated reaction mixture containing cyclohexane and cyclohexene into components of benzene, cyclohexane and cyclohexene; (2) hydrating the separated cyclohexene to contain cyclohexene, cyclohexanol and methylcyclopentene (3) a second separation step of separating the hydration reaction mixture obtained in (2) above into a mixture of cyclohexene and methylcyclopentenes and cyclohexanol, ) Separating at least a part of the separated mixture of cyclohexene and methylcyclopentenes into a component having a high concentration of methylcyclopentenes and a component having a low concentration of methylcyclopentenes; , Above (1)
And the components having a low concentration of methylcyclopentenes are discharged out of the system without being circulated to the first separation step.
A circulation step of circulating the above-mentioned step (2), and (5) a hydrogenation purification step of hydrogenating and purifying the cyclohexane separated in the first separation step in the presence of a hydrogenation catalyst.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のシクロヘキサノールとシクロヘキサンを併産す
るプロセスは、図1に示す様に、水添反応工程、第1分
離工程、水和反応工程、第2分離工程、循環工程及び水
添精製工程を含む。すなわち図1では、ベンゼンの水添
反応工程で生成したシクロヘキセン、シクロヘキサン及
び未反応のベンゼンは抽出蒸留工程で分離され、シクロ
ヘキセンは水和反応工程の原料となり、未反応のベンゼ
ンは水添反応工程にリサイクルされる。水和反応工程で
はシクロヘキサノールが生成し、水添精製工程で未反応
のシクロヘキセンと分離される。未反応のシクロヘキセ
ンは水和反応工程にリサイクルされる。メチルシクロペ
ンテン類はリサイクル系に蓄積されるのを防ぐため、1
部を抜き取り、蒸留塔で濃縮後パージする。第1分離工
程で分離されたシクロヘキサンは、水添触媒の存在下水
添精製され、高純度のシクロヘキサンとなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
As shown in FIG. 1, the process for co-producing cyclohexanol and cyclohexane of the present invention includes a hydrogenation reaction step, a first separation step, a hydration reaction step, a second separation step, a circulation step, and a hydrogenation purification step. . That is, in FIG. 1, cyclohexene, cyclohexane and unreacted benzene formed in the hydrogenation reaction step of benzene are separated in the extraction distillation step, cyclohexene becomes a raw material in the hydration reaction step, and unreacted benzene is used in the hydrogenation reaction step. Recycled. In the hydration reaction step, cyclohexanol is generated, and is separated from unreacted cyclohexene in the hydrogenation purification step. Unreacted cyclohexene is recycled to the hydration reaction step. To prevent methylcyclopentene from accumulating in the recycling system,
A part is withdrawn and purged after concentration in a distillation column. The cyclohexane separated in the first separation step is hydrogenated and refined in the presence of a hydrogenation catalyst to become high-purity cyclohexane.

【0011】以下、上記各工程毎に説明する。 [水添反応工程]ベンゼンの部分水添反応においては、
水の存在下で反応を行うのが好ましい。水の量として
は、反応形式によって異なるが、一般的にはベンゼンの
0.01〜10重量倍であり、好ましくは0.1〜5重
量倍である。かかる条件では、原料及び生成物を主成分
とする有機液相(油相)と水を含む液相(水相)とは、
撹拌を行わない状態では2相を形成する。油相と水相の
割合が極端な場合は、2相の形成が困難となり、分液も
困難となる。また水の量が少なすぎても、多すぎても、
水の存在効果が減少する。更に本発明においては、水中
に金属塩化合物を含有させるのが好ましい。該金属塩化
合物は、1族金属、2族金属、亜鉛、マンガン、又はコ
バルト等金属の硫酸塩、塩化物、酢酸塩、又はリン酸塩
等が例示される。金属塩の使用量は、通常、反応系の水
に対して1×10-5重量倍から1重量倍、好ましくは、
1×10-4重量倍から0.1重量倍である。
Hereinafter, each of the above steps will be described. [Hydrogenation reaction step] In the partial hydrogenation reaction of benzene,
It is preferred to carry out the reaction in the presence of water. Although the amount of water varies depending on the reaction mode, it is generally 0.01 to 10 times by weight, preferably 0.1 to 5 times by weight of benzene. Under such conditions, an organic liquid phase (oil phase) mainly composed of raw materials and products and a liquid phase containing water (aqueous phase)
Two phases are formed without stirring. When the ratio between the oil phase and the aqueous phase is extreme, it is difficult to form two phases, and it is also difficult to perform liquid separation. If the amount of water is too small or too much,
The presence effect of water is reduced. Further, in the present invention, it is preferable to include a metal salt compound in water. Examples of the metal salt compound include sulfates, chlorides, acetates, and phosphates of metals such as Group 1 metals, Group 2 metals, zinc, manganese, and cobalt. The amount of the metal salt to be used is usually 1 × 10 −5 to 1 times by weight, preferably 1 × 10 −5 times by weight with respect to the water of the reaction system.
It is 1 × 10 −4 weight times to 0.1 times weight.

【0012】本反応にはルテニウム触媒の使用が好適で
ある。該触媒の原料としては、ルテニウムのハロゲン化
物、硝酸塩、水酸化物、さらに、ルテニウムカルボニ
ル、ルテニウムアンミン錯体などの錯体化合物や、ルテ
ニウムアルコキシド等が例示される。なかでも、塩化ル
テニウムが好適に使用される。触媒の活性成分であるル
テニウムは、単独で使用することもできるが、他の金属
成分を助触媒成分として併用してもよい。助触媒を添加
することによって、本発明の効果を一層発揮することが
可能である。該助触媒成分としては、亜鉛、鉄、コバル
ト、マンガン、金、ランタン、銅などが有効であり、特
に亜鉛が好ましい。該助触媒成分の原料としては、各金
属のハロゲン化物、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩及び錯体化
合物が使用される。助触媒成分を使用する場合は、ルテ
ニウム原子に対する助触媒金属の原子比は通常0.01
〜20、好ましくは0.1〜10である。
The use of a ruthenium catalyst is preferred for this reaction. Examples of raw materials for the catalyst include ruthenium halides, nitrates, hydroxides, complex compounds such as ruthenium carbonyl and ruthenium ammine complexes, and ruthenium alkoxides. Among them, ruthenium chloride is preferably used. Ruthenium, which is the active component of the catalyst, can be used alone, but other metal components may be used in combination as co-catalyst components. By adding a co-catalyst, the effects of the present invention can be further exhibited. As the co-catalyst component, zinc, iron, cobalt, manganese, gold, lanthanum, copper and the like are effective, and zinc is particularly preferable. As a raw material of the promoter component, halides, nitrates, acetates, sulfates and complex compounds of each metal are used. When a promoter component is used, the atomic ratio of the promoter metal to ruthenium atoms is usually 0.01
-20, preferably 0.1-10.

【0013】該触媒は、シリカ、アルミナ、シリカーア
ルミナ、ゼオライト、活性炭、あるいは一般的な金属酸
化物、複合酸化物、水酸化物、難水溶性金属塩に担持し
た担持型であってもよい。該担体としては具体的には、
硫酸バリウム、硫酸カルシウムなどの金属塩、シリカ、
アルミナ、ジルコニア、チタニア、クロミナ、希土類金
属の酸化物、あるいは、シリカ−アルミナ、シリカ−ジ
ルコニア、ケイ酸ジルコニウムなどの複合酸化物、さら
には、ジルコニアなどの金属酸化物で修飾したシリカ等
が例示される。また、上記担体のなかで以下の性質を持
つ担体が好適に使用できる。水銀圧入法により細孔容量
と細孔分布を測定した場合、細孔直径75〜100,0
00Åの全細孔容量が0.2〜10ml/g、好ましく
は0.3〜5ml/gであり、かつ、細孔直径が75〜
100,000Åの全細孔容量に対して、細孔直径が通
常250Å以上の細孔容量が50%以上、好ましくは7
0%以上の細孔を有する担体である。細孔直径が250
Å未満の細孔の割合が大きすぎると選択率の低下を招く
傾向があるのであまり好ましくない。
The catalyst may be of a supported type supported on silica, alumina, silica-alumina, zeolite, activated carbon, or a common metal oxide, composite oxide, hydroxide or poorly water-soluble metal salt. . Specifically, as the carrier,
Metal salts such as barium sulfate and calcium sulfate, silica,
Examples thereof include oxides of alumina, zirconia, titania, chromina, and rare earth metals, or composite oxides such as silica-alumina, silica-zirconia, and zirconium silicate, and silica modified with a metal oxide such as zirconia. You. Further, among the above carriers, carriers having the following properties can be suitably used. When the pore volume and pore distribution are measured by the mercury intrusion method, the pore diameter is 75 to 100,0.
The total pore volume at 00 ° is 0.2 to 10 ml / g, preferably 0.3 to 5 ml / g, and the pore diameter is 75 to
For a total pore volume of 100,000 °, a pore volume having a pore diameter of usually 250 ° or more is 50% or more, preferably 7% or more.
It is a carrier having pores of 0% or more. 250 pore diameter
If the proportion of the pores smaller than す ぎ る is too large, the selectivity tends to decrease, which is not preferred.

【0014】該触媒は以下のような活性化を施して使用
するのが好ましい。該活性化方法としては、水素ガスに
よる接触還元法、あるいはホルマリン、水素化ホウ素ナ
トリウム、ヒドラジン等による化学還元法が用いられ
る。このうち、好ましくは水素ガスによる接触還元法で
あり、これは水素含有ガス雰囲気下で、通常80〜50
0℃、好ましくは100〜450℃の条件下で焼成して
還元活性化するものである。還元温度が80℃未満で
は、ルテニウムの還元率が著しく低下し、また500℃
を越えるとルテニウムの凝集が起こりやすくなり、シク
ロヘキセン生成の収率、選択率が低下する原因となる。
The catalyst is preferably used after being activated as follows. As the activation method, a catalytic reduction method using hydrogen gas or a chemical reduction method using formalin, sodium borohydride, hydrazine or the like is used. Of these, a catalytic reduction method using hydrogen gas is preferable, which is usually carried out under a hydrogen-containing gas atmosphere at 80 to 50%.
It is fired under the condition of 0 ° C., preferably 100 to 450 ° C. and activated by reduction. If the reduction temperature is lower than 80 ° C., the reduction rate of ruthenium is remarkably reduced, and
When the ratio exceeds the above, ruthenium agglomeration tends to occur, which causes a decrease in the yield and selectivity of cyclohexene production.

【0015】本発明では以上説明した方法で得られた触
媒を通常使用するが、かかる触媒に以下に説明する水処
理を施すことにより、シクロヘキセンの選択性などにお
いてより改良された触媒を得ることが可能である。水処
理条件としては、上記の触媒(ルテニウム還元物)に対
して、通常0.01〜100重量倍、好ましくは0.1
〜10重量倍の水に浸漬するなどして実施される。他の
処理条件としては、通常常圧から加圧下、室温〜250
℃、好ましくは室温〜200℃で、通常10分以上、好
ましくは1〜20時間行う。この水処理の雰囲気は、通
常不活性ガス雰囲気下あるいは水素ガス雰囲気下であ
り、好ましくは水素ガス雰囲気下である。更に水処理後
の触媒は、通常乾燥し、再還元処理、特に水素ガス雰囲
気下で接触処理することにより、活性がより高められた
ルテニウム触媒を得ることが可能となる。また以上の水
処理に用いる水としては、純水のほかに、金属塩を含有
する水溶液であってもよい。
In the present invention, the catalyst obtained by the above-described method is usually used. However, by subjecting such a catalyst to the water treatment described below, it is possible to obtain a catalyst having improved cyclohexene selectivity and the like. It is possible. Water treatment conditions are usually 0.01 to 100 times by weight, preferably 0.1 to 100 times the weight of the above-mentioned catalyst (ruthenium reduced product).
It is carried out, for example, by immersion in 10 to 10 times by weight of water. Other processing conditions are usually from normal pressure to pressurized, room temperature to 250
C., preferably at room temperature to 200.degree. C., usually for at least 10 minutes, preferably for 1 to 20 hours. The atmosphere for this water treatment is usually under an inert gas atmosphere or a hydrogen gas atmosphere, and preferably under a hydrogen gas atmosphere. Further, the catalyst after the water treatment is usually dried and subjected to a re-reduction treatment, particularly a contact treatment in a hydrogen gas atmosphere, so that a ruthenium catalyst with higher activity can be obtained. The water used for the above water treatment may be an aqueous solution containing a metal salt in addition to pure water.

【0016】水添反応の条件としては、温度は通常50
〜250℃、好ましくは100〜220℃の範囲から選
択される。250℃以上ではシクロヘキセンの選択率が
低下し、50℃以下では反応速度が著しく低下するので
好ましくない。また、反応時の水素の圧力は、通常0.
1〜20MPa、好ましくは0.5〜10MPaの範囲
から選ばれる。20MPaを超えると工業的に不利であ
り、一方0.1MPa未満では反応速度が著しく低下す
るので設備上不経済である。反応型式としては一槽また
は二槽以上の反応槽を用いて、回分式に行うこともでき
るし、連続的に行うことも可能であるが、工業的には連
続的に行う方法が好ましい。
As for the conditions of the hydrogenation reaction, the temperature is usually 50
To 250 ° C, preferably 100 to 220 ° C. If the temperature is higher than 250 ° C., the selectivity of cyclohexene decreases, and if the temperature is lower than 50 ° C., the reaction rate is remarkably reduced, which is not preferable. The pressure of hydrogen during the reaction is usually 0.1.
It is selected from the range of 1 to 20 MPa, preferably 0.5 to 10 MPa. If it exceeds 20 MPa, it is industrially disadvantageous, while if it is less than 0.1 MPa, the reaction rate is remarkably reduced, which is uneconomical in terms of equipment. The reaction may be performed batchwise or continuously using one or two or more reaction tanks, but a continuous method is preferred from an industrial viewpoint.

【0017】上記水添反応を行った後の反応液はルテニ
ウム触媒が分散した水相と、有機物からなる油相の混合
物である。かかる反応液は図1に静置槽として例示され
ている油水分離器に導入され、油水分離が施される。か
かる油水分離器は反応器内に設置してもいいし、図1の
ように反応器外に設置してもよい。かかる油水分離器に
おいて相分離された水相は、好ましくは反応系にリサイ
クルして再度反応に用いられる。一方油相は第1分離工
程に導入される。 [第1分離工程]第1分離工程に供されるベンゼン、シ
クロヘキセン、及びシクロヘキサンを含む水添反応物
は、それらの成分の沸点が互いに近接しているので、通
常抽出蒸留や共沸蒸留のような蒸留方法が採用される。
以下、好ましい方法である抽出蒸留の場合について説明
する。
The reaction solution after the above hydrogenation reaction is a mixture of an aqueous phase in which a ruthenium catalyst is dispersed and an oily phase composed of an organic substance. Such a reaction solution is introduced into an oil / water separator illustrated as a stationary tank in FIG. 1 and subjected to oil / water separation. Such an oil-water separator may be installed inside the reactor, or may be installed outside the reactor as shown in FIG. The aqueous phase separated in the oil-water separator is preferably recycled to the reaction system and used again for the reaction. On the other hand, the oil phase is introduced into the first separation step. [First Separation Step] The hydrogenation reaction products containing benzene, cyclohexene and cyclohexane to be subjected to the first separation step usually have the boiling points of their components close to each other. A simple distillation method is employed.
Hereinafter, the case of extractive distillation, which is a preferred method, will be described.

【0018】図2には3塔の蒸留塔からなる分離方法を
示してある。蒸留塔D1では抽出蒸留が行われる。ライ
ン1からBz、CHX、CHEを含む油相が供給され、
ライン2からは抽剤が供給される。D1の塔頂から主成
分をシクロヘキサンとする成分が抜き出され、コンデン
サーで凝縮された後、その一部が所定の還流比で蒸留塔
D1に戻されるとともに、残りはライン3から抜き出さ
れる。塔底からはライン4を通じてベンゼン、シクロヘ
キセン及び抽剤を主成分とする成分が抜き出される。
FIG. 2 shows a separation method comprising three distillation columns. Extractive distillation is performed in the distillation column D1. An oil phase containing Bz, CHX, and CHE is supplied from line 1,
Extractant is supplied from line 2. After a component containing cyclohexane as the main component is extracted from the top of D1 and condensed by a condenser, a part of the component is returned to the distillation column D1 at a predetermined reflux ratio, and the rest is extracted from the line 3. From the bottom of the column, a component mainly composed of benzene, cyclohexene and an extractant is extracted through a line 4.

【0019】該D1の塔頂から抜き出されたシクロヘキ
サンは、脱水素してベンゼンにして水添工程に再循環し
たり、シクロヘキサン酸化によりシクロヘキサノンやシ
クロヘキサノールとするなどの他の工程の原料として利
用する。引き続き蒸留塔D2でも抽出蒸留が行われる。
ライン4よりベンゼン、シクロヘキセン及び抽剤を主成
分とする留分が供給され、ライン5から抽剤が供給され
る。D2の塔頂からはシクロヘキセンが主成分である留
分が抜き出され、コンデンサ−で凝縮された後、その一
部が所定の還流比で蒸留塔D2に戻され、残りはライン
6から抜き出され、水和工程に供給される。D2の塔底
からはライン7を通じてベンゼンと抽剤とを主成分とす
る成分が抜き出され、蒸留塔D3に供給される。
The cyclohexane extracted from the top of D1 is dehydrogenated to benzene and recycled to the hydrogenation step, or used as a raw material in other steps such as cyclohexanone or cyclohexanol by oxidation with cyclohexane. I do. Subsequently, extractive distillation is performed in the distillation column D2.
A line mainly composed of benzene, cyclohexene and an extractant is supplied from a line 4, and an extractant is supplied from a line 5. A fraction containing cyclohexene as a main component is withdrawn from the top of D2, condensed by a condenser, a part of which is returned to distillation column D2 at a predetermined reflux ratio, and the rest is withdrawn from line 6. And fed to the hydration step. A component mainly composed of benzene and an extractant is extracted from the bottom of the column D2 through the line 7, and supplied to the distillation column D3.

【0020】さらに蒸留塔D3では、ベンゼンと抽剤が
蒸留分離され、塔頂からベンゼンが抜き出され、コンデ
ンサーで凝縮された後、その一部が所定の還流比で蒸留
塔D3に戻され、残りはライン8から抜き出される。こ
の抜き出されたベンゼンは水添反応にリサイクルされ
る。D3の塔底からはライン9を通じて抽剤が抜き出さ
れ、通常蒸留塔D2及び/またはD3にフィードされ、
再利用される。
Further, in the distillation column D3, benzene and an extractant are separated by distillation, benzene is extracted from the top of the column, and is condensed by a condenser. A part of the benzene is returned to the distillation column D3 at a predetermined reflux ratio. The rest is withdrawn from line 8. The extracted benzene is recycled to the hydrogenation reaction. Extractant is withdrawn from the bottom of D3 through line 9, and is usually fed to distillation columns D2 and / or D3.
Reused.

【0021】このような抽出蒸留に使用する抽剤として
は、1,3ージメチルアセトアミド、アジポニトリル、
スルホラン、マロン酸ジメチル、コハク酸ジメチル、γ
ーブチルラクトン、N−メチルピロリドン等の公知の抽
剤や、1,3ージメチルイミダゾリジノン、エチレング
リコール等の極性を有する有機化合物が使用される。な
お、上記で説明した図2に示される方法では、Bz、C
HE及びCHXをそれぞれの成分に分離するに当たり、
先ずCHXを分離し、次いでCHEとBzとを分離する
方法を例示したが、図3に示すような、先ずBzを分離
し、次いでCHXとCHEとを分離する方法を採用する
こともできる。
The extractant used for such extractive distillation includes 1,3-dimethylacetamide, adiponitrile,
Sulfolane, dimethyl malonate, dimethyl succinate, γ
A known extractant such as 1-butyllactone and N-methylpyrrolidone, and a polar organic compound such as 1,3-dimethylimidazolidinone and ethylene glycol are used. In the method shown in FIG. 2 described above, Bz, C
In separating HE and CHX into their respective components,
Although the method of first separating CHX and then separating CHE and Bz has been illustrated, a method of first separating Bz and then separating CHX and CHE as shown in FIG. 3 can be adopted.

【0022】この第1分離工程で分離されたそれぞれの
成分中には、多少なりとも他の成分が含まれる。特に分
離されたシクロヘキサン中には、CHEやBzが相当量
含有され、このままの使用の際には問題となるが、本発
明では後述する水添精製工程を有するため、CHX中の
不純物は、5%程度までなら何ら問題はなく、また第1
分離工程の負荷を削減するために、好ましくは200p
pm〜1%程度のCHE及びBzを含むようにするのが
好ましい。
Each of the components separated in the first separation step contains other components to some extent. Particularly, the separated cyclohexane contains a considerable amount of CHE and Bz, which causes a problem when used as it is. However, since the present invention has a hydrogenation purification step described later, impurities in CHX are reduced to 5%. No problem up to about%
In order to reduce the load of the separation step, preferably 200p
It is preferable to contain CHE and Bz of about pm to 1%.

【0023】[水和反応工程]この工程で使用する水和
触媒は、CHEの水和反応に用いる各種の触媒が使用で
きるが、好ましくは固体酸触媒である。固体酸触媒は、
酸性の固体物質であり、ゼオライト、スルホン酸基等を
含有する強酸性イオン交換樹脂、また含水酸化ニオブ、
含水酸化タンタル、二酸化ジルコニウム、二酸化チタ
ン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素等の無機酸化物あ
るいはこれらの複合酸化物、更にスメクタイト、カオリ
ナイト、バ−ミキュライト等の層状化合物をアルミニウ
ムおよびケイ素、チタン、ジルコニウムの中から選ばれ
る一種類以上の金属酸化物で処理したイオン交換型層状
化合物などが例示されるが、本発明における固体酸触媒
としてはゼオライトが特に好ましい。なお、固体酸触媒
の使用される形態は特に制限はないが、通常粉末状、顆
粒状で使用する。また該触媒には担体あるいはバインダ
−として、アルミナ、シリカ、チタニア等を使用しても
よい。
[Hydration reaction step] As the hydration catalyst used in this step, various catalysts used for hydration reaction of CHE can be used, but a solid acid catalyst is preferable. The solid acid catalyst is
An acidic solid substance, zeolite, a strongly acidic ion exchange resin containing sulfonic acid groups, etc.
Inorganic oxides such as hydrous tantalum oxide, zirconium dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide, and silicon dioxide, or composite oxides thereof, and layered compounds such as smectite, kaolinite, and vermiculite are used in aluminum and silicon, titanium, and zirconium. Examples thereof include an ion-exchange layered compound treated with one or more metal oxides selected from the group consisting of zeolite, and zeolite is particularly preferred as the solid acid catalyst in the present invention. The form in which the solid acid catalyst is used is not particularly limited, but is usually used in the form of powder or granules. Alumina, silica, titania, or the like may be used as a carrier or a binder in the catalyst.

【0024】該ゼオライト触媒としては、触媒として使
用可能なゼオライトであれば特に限定されず、例えばモ
ルデナイト、エリオナイト、フェリエライト、モ−ビル
社発表のZSM−5、ZSM−4、ZSM−8、ZSM
−11、ZSM−12、ZSM−20、ZSM−40、
ZSM−35、ZSM−48系ゼオライト等のアルミノ
シリケ−ト、及びボロシリケ−ト、ガロシリケ−ト、フ
ェロアルミノシリケ−ト等の異元素含有ゼオライトが例
示できる。これらのゼオライトは、通常プロトン交換型
(H型)が用いられるが、その一部がNa、K、Li等
のアルカリ元素、Mg、Ca、Sr等のアルカリ土類元
素、Fe、Co、Ni、Ru、Pd等の8族元素などか
ら選ばれたカチオン種で交換されていてもよい。
The zeolite catalyst is not particularly limited as long as it is a zeolite that can be used as a catalyst, and examples thereof include mordenite, erionite, ferrierite, ZSM-5, ZSM-4, ZSM-8 and Mozbil. ZSM
-11, ZSM-12, ZSM-20, ZSM-40,
Examples thereof include aluminosilicates such as ZSM-35 and ZSM-48 zeolites, and zeolites containing different elements such as borosilicate, gallosilicate, and ferroaluminosilicate. These zeolites are usually of the proton exchange type (H type), and some of them are alkali elements such as Na, K and Li, alkaline earth elements such as Mg, Ca and Sr, Fe, Co, Ni, and the like. It may be exchanged with a cation species selected from Group 8 elements such as Ru and Pd.

【0025】本発明では上記のような触媒の存在下、液
相中でCHEの水和反応を行う。反応系には、溶媒ある
いは添加物として他の有機物質を共存させてもよい。該
有機物質としては、安息香酸類、カルボン酸類、フェノ
−ル類、サリチル酸類、アルコ−ル類、フルオロアルコ
−ル類、エ−テル類、エステル類、ケトン類等の含酸素
有機化合物、アミド化合物、ニトリル等の含窒素有機化
合物や、チオ−ル類、スルホン酸等の含硫黄有機化合物
や、ハロゲン化炭素等の含ハロゲン有機化合物や、脂肪
族炭化水素類、芳香族炭化水素類が挙げられる。
In the present invention, CHE is hydrated in the liquid phase in the presence of the above-mentioned catalyst. In the reaction system, another organic substance may be allowed to coexist as a solvent or an additive. Examples of the organic substance include oxygen-containing organic compounds such as benzoic acids, carboxylic acids, phenols, salicylic acids, alcohols, fluoroalcohols, ethers, esters, and ketones, and amide compounds. , Nitrogen-containing organic compounds such as nitriles, sulfur-containing organic compounds such as thiols and sulfonic acid, halogen-containing organic compounds such as halogenated carbon, aliphatic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons. .

【0026】本水和反応は、好ましくは連続的に実施さ
れるが、この場合、固体酸触媒と水によって構成される
触媒スラリーにCHEを連続的に供給して水和反応を行
ってCHLを生成させ、反応液より触媒スラリーである
水相と、CHLを含む油相とを相分離して、油相を連続
的に採取する方法が採用される。反応は、通常撹拌など
で水相と油相を混合することにより、懸濁状態、例えば
連続水相中に油相が液滴状に分散させた状態で行われ
る。反応液は混合を弱くするか停止状態とすると、通常
水相と油相とに相分離するが、該水相に対する該油相の
容量比は、通常0.01〜10、好ましくは0.1〜1
である。原料のCHEあるいは水が一方に比べて大過剰
になる場合は、水相と油相の分離が不良であり、かつ反
応速度も低下するので好ましくない。またCHEに対す
る触媒の重量比は、通常0.01〜20、好ましくは
0.05〜5である。触媒が少なすぎる場合には、反応
速度が遅く反応器が大きすぎ、また、多すぎる場合には
触媒コストが大きくなるので好ましくない。
This hydration reaction is preferably carried out continuously. In this case, CHE is continuously supplied to the catalyst slurry composed of the solid acid catalyst and water to carry out the hydration reaction to convert CHL. A method is employed in which the aqueous phase, which is a catalyst slurry, is separated from the reaction solution, and the oil phase containing CHL is separated from the reaction solution, and the oil phase is continuously collected. The reaction is usually carried out by mixing the aqueous phase and the oil phase by stirring or the like, in a suspended state, for example, a state in which the oil phase is dispersed in a continuous aqueous phase in the form of droplets. When the reaction mixture is weakened or stopped, the reaction solution usually separates into an aqueous phase and an oil phase, and the volume ratio of the oil phase to the aqueous phase is usually 0.01 to 10, preferably 0.1 to 10. ~ 1
It is. If the amount of CHE or water as the raw material is excessively large as compared with one of them, it is not preferable because the separation of the aqueous phase and the oil phase is poor and the reaction rate is reduced. The weight ratio of the catalyst to CHE is usually 0.01 to 20, preferably 0.05 to 5. If the amount of the catalyst is too small, the reaction speed is too slow and the reactor is too large. If the amount of the catalyst is too large, the cost of the catalyst increases, which is not preferable.

【0027】この水和反応系において、水相には主に固
体酸触媒が含まれ、油相には主に原料のCHEと生成し
たCHLが含まれる。触媒を含む水相は、分離した後、
触媒スラリーとして、反応器に循環して再使用すること
ができる。水和反応条件としては、反応温度は通常50
〜300℃、好ましくは70〜200℃、より好ましく
は80〜160℃である。反応圧力は特に制限はない
が、CHEおよび水を液相に保ち得る圧力が好ましく、
通常5MPa以下、好ましくは0.2〜2MPaであ
る。反応時間あるいは滞留時間は、通常1分〜10時
間、好ましくは5分〜5時間である。また反応系は、窒
素、ヘリウム、水素、アルゴン、二酸化炭素等の不活性
ガス雰囲気下に保つことが好ましい。この場合、不活性
ガス中の酸素の含有量は少ない方が好ましく、酸素含有
量が通常100ppm以下、好ましくは20ppm以下
のものが使用される。
In this hydration reaction system, the aqueous phase mainly contains the solid acid catalyst, and the oil phase mainly contains the raw material CHE and the produced CHL. The aqueous phase containing the catalyst, after separation,
The catalyst slurry can be recycled to the reactor and reused. As the hydration reaction conditions, the reaction temperature is usually 50
-300 ° C, preferably 70-200 ° C, more preferably 80-160 ° C. The reaction pressure is not particularly limited, but is preferably a pressure capable of keeping CHE and water in a liquid phase,
Usually, it is 5 MPa or less, preferably 0.2 to 2 MPa. The reaction time or residence time is usually 1 minute to 10 hours, preferably 5 minutes to 5 hours. The reaction system is preferably maintained under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, hydrogen, argon, carbon dioxide and the like. In this case, it is preferable that the content of oxygen in the inert gas is small, and one having an oxygen content of usually 100 ppm or less, preferably 20 ppm or less is used.

【0028】[第2分離工程及び循環工程]本発明にお
いて、第2分離工程では、通常蒸留等の方法によってC
HE及び水和反応の副生成物であるMCPNとCHLと
が分離される。以下、蒸留による分離方法について説明
する。
[Second Separation Step and Circulation Step] In the present invention, the second separation step is usually carried out by a method such as distillation.
HEPN and the by-products of the hydration reaction, MCPN and CHL, are separated. Hereinafter, a separation method by distillation will be described.

【0029】上記水和反応工程で得られる反応液(CH
L、CHE及びMCPNを含有する)は、図4に示され
る蒸留塔D4にて分離され、その塔頂から未反応のCH
Eが留出され、塔底から製品であるCHLが抜き出され
る。該留出されたCHE中にはBz、CHX及びMCP
Nが含まれるので、それらの溜まり込みを防ぐため、そ
の少なくとも一部をライン14から抜き出し、蒸留塔D
5によってこれらMCPN等の軽沸成分を濃縮しライン
16より系外へ抜き出す。塔底からの缶出液については
ライン17より水和反応工程にリサイクルされる。また
留出したCHEのうち蒸留塔D5に供給されない分は、
ライン15より水和反応工程にリサイクルされる。な
お、蒸留塔D5の条件(還流比、留出比、D5への供給
量等)を変更することにより、リサイクル中の軽沸分の
コントロールが可能となる。
The reaction solution (CH) obtained in the above hydration reaction step
L, CHE and MCPN) are separated in a distillation column D4 shown in FIG.
E is distilled off, and CHL as a product is withdrawn from the bottom of the column. Bz, CHX and MCP were contained in the distilled CHE.
Since N is contained, at least a part thereof is withdrawn from the line 14 to prevent the accumulation thereof, and the distillation column D
The light boiling components such as MCPN are concentrated by 5 and extracted out of the system through a line 16. The bottom liquid from the bottom of the tower is recycled from the line 17 to the hydration reaction step. The portion of the distilled CHE that is not supplied to the distillation column D5 is
It is recycled from the line 15 to the hydration reaction step. In addition, by changing the conditions (reflux ratio, distilling ratio, supply amount to D5, etc.) of the distillation column D5, it becomes possible to control light boiling during recycling.

【0030】本発明の方法は、特に水和反応におけるM
CPNの選択率が1%以下、好ましくは0.5%以下、
さらに好ましくは0.2%以下である場合に特に有効で
ある。MCPNの生成速度が大きすぎる場合、CHEと
MCPNとは蒸留分離しにくいので、その結果水和反応
に相対的に多量のMCPNが循環することになり、結果
として触媒の劣化を加速しやすい。
The process of the present invention is particularly useful for
A selectivity of CPN of 1% or less, preferably 0.5% or less;
It is particularly effective when the content is more preferably 0.2% or less. If the production rate of MCPN is too high, it is difficult to separate CHE and MCPN by distillation. As a result, a relatively large amount of MCPN is circulated in the hydration reaction, and as a result, the deterioration of the catalyst is easily accelerated.

【0031】本発明の特徴の1つは、水和反応の生成物
から目的生成物であるCHLを取得した後のCHE及び
MCPNを抽出蒸留に実質的に循環することなく、その
少なくとも一部を蒸留等の手段によって、MCPNの濃
度の高い成分と、MCPNの濃度の低い成分とに分離す
ることにある。その結果、MCPNが抽出蒸留系内に実
質的に存在しないので、CHXとの分離工程が不要であ
り、従って抽出蒸留で得られたCHXをそのまま利用す
ることが可能である。また従来と同じ組成、純度のCH
X、CHE、Bzを得るにしても、抽出蒸留工程の負荷
を大きく低減させることができる。更に水和反応系内に
MCPNが蓄積することもない。
One of the features of the present invention is that, after obtaining the desired product, CHL, from the product of the hydration reaction, CHE and MCPN are at least partially recycled without being substantially recycled to extractive distillation. The object is to separate a component having a high MCPN concentration and a component having a low MCPN concentration by means such as distillation. As a result, since MCPN is not substantially present in the extractive distillation system, a step of separating it from CHX is unnecessary, and therefore, CHX obtained by extractive distillation can be used as it is. The same composition and purity of CH
Even if X, CHE, and Bz are obtained, the load of the extractive distillation step can be greatly reduced. Further, there is no accumulation of MCPN in the hydration reaction system.

【0032】[水添精製工程]第1分離工程で分離され
たCHXは、水添触媒の存在下、水添精製に供される。
特に、Bzの部分水添反応によってCHE/CHX/B
z混合物を得る場合、それ以外の成分は実質的にないの
で、第1分離工程で得られたCHX中には、実質的にB
z及びCHE以外の成分を含有しないことになる。従っ
て、BzやCHEが多少含有されていても、これを水添
精製することによって容易に高純度のCHXを得ること
ができる。
[Hydropurification Step] The CHX separated in the first separation step is subjected to hydrogenation purification in the presence of a hydrogenation catalyst.
In particular, CHE / CHX / B by partial hydrogenation of Bz
When a mixture is obtained, the CHX obtained in the first separation step contains substantially no B since there is substantially no other component.
It will not contain components other than z and CHE. Therefore, even if Bz or CHE is contained to some extent, high-purity CHX can be easily obtained by hydrogenating and purifying it.

【0033】ここで使用する水添触媒としては、通常水
添触媒として使用される各種の金属触媒を使用すること
ができ、例えば、Pd、Ru、Pt等の貴金属やNi、
Zn等の金属を例示することができる。これらは担体上
に担持されていてもよい。このとき担体としては、アル
ミナ、カーボン、チタニア、シリカ、ジルコニア等各種
のものを挙げることができる。反応は、流動床であって
も固定床であってもよいが、Pdなどの貴金属担持触媒
を用いる場合は通常固定床を用いる。
As the hydrogenation catalyst used here, various metal catalysts usually used as a hydrogenation catalyst can be used. For example, noble metals such as Pd, Ru and Pt, Ni,
A metal such as Zn can be exemplified. These may be supported on a carrier. At this time, examples of the carrier include various carriers such as alumina, carbon, titania, silica, and zirconia. The reaction may be a fluidized bed or a fixed bed, but when a noble metal-supported catalyst such as Pd is used, a fixed bed is usually used.

【0034】水添精製の反応条件としては、使用する触
媒によって条件が異なるが、精製温度としては、通常3
0℃から300℃で、Pdなどの貴金属触媒を用いる場
合は、30℃から200℃、好ましくは40℃から15
0℃、さらに好ましくは60℃から120℃である。ま
た圧力としては、通常0.2atmから30atm、好
ましくは0.5atmから10atm、さらに好ましく
は1atmから5atmである。
The reaction conditions for hydrogenation purification vary depending on the catalyst used, but the purification temperature is usually 3
When using a noble metal catalyst such as Pd at 0 ° C. to 300 ° C., 30 ° C. to 200 ° C., preferably 40 ° C. to 15 ° C.
0 ° C, more preferably 60 ° C to 120 ° C. The pressure is generally 0.2 atm to 30 atm, preferably 0.5 atm to 10 atm, and more preferably 1 atm to 5 atm.

【0035】また、LHSVは反応形式、不純物量によ
り異なるが、通常1hr-1から100hr-1となる。C
HXの純度を向上させるだけならば、第1分離工程の分
離条件を厳しくすることでも達成は不可能ではない。し
かしながら、この場合には、抽出蒸留等の第1分離工程
の負荷が大きくなり、即ち多量の抽剤や、高還流比を必
要とし、従って巨大な蒸留塔あるいは多大な変動費を必
要とする。しかしながら、本願発明では、水添精製工程
を入れることで、蒸留の負荷を小さくすることが可能と
なる。何故ならば、水添触媒を使用すれば、BzやCH
EをCHXに変換することは極めて容易であり、そこに
は巨大な蒸留塔、あるいは多大な変動費は必要ないから
である。このようにして得られたCHXは、通常CHE
とBzとの合計で10ppm以下含む程度であり、極め
て高純度である。
The LHSV varies depending on the type of reaction and the amount of impurities, but usually ranges from 1 hr -1 to 100 hr -1 . C
If only the purity of HX is to be improved, it is not impossible to achieve it by making the separation conditions in the first separation step strict. However, in this case, the load of the first separation step such as extractive distillation is increased, that is, a large amount of extractant and a high reflux ratio are required, and therefore a huge distillation column or a large variable cost is required. However, in the present invention, the load of distillation can be reduced by including the hydrorefining step. Because if a hydrogenation catalyst is used, Bz or CH
It is very easy to convert E to CHX, since there is no need for a large distillation column or a large variable cost. CHX thus obtained is usually CHE
And Bz in an amount of about 10 ppm or less in total, and extremely high purity.

【0036】[0036]

【実施例】本実施例で実施したフローを図5に示す。以
下図5に従い、本実施例を説明するが、本発明はその要
旨を越えない限り、この実施例及び図面により何ら限定
されるものでは無い。原料であるベンゼンはライン1か
ら、リサイクルされたベンゼンはライン9から水添反応
器R1に供給される。水添反応の条件は圧力5.0MP
a、反応温度150℃、ベンゼンの転化率67.3%、
シクロヘキセンの選択率64.5%である。反応液はラ
イン2より、また抽剤である1,3−ジメチルイミダゾ
リジノンがライン3より蒸留塔D1に供給され、シクロ
ヘキサンと、シクロヘキセン、ベンゼン及び抽剤の混合
物とに分離される。蒸留塔D1は理論段58段相当の充
填塔で、抽剤は塔頂から5段目から供給され、水添反応
液は37段目から供給される。また塔頂の圧力は0.1
5MPaで、還流比は6である。このときライン4より
抜き出される溜出液であるシクロヘキサンの純度は9
9.95重量%であり、残りはシクロヘキセン及びベン
ゼンである。このライン4から抜き出されたシクロヘキ
センは、アルミナにPdを担持した触媒を充填した反応
器R3の上部に供給される。同時に水素もライン19よ
り反応器R3上部に供給する。反応器R3の反応条件は
圧力0.17MPa、温度80℃に調節し、LHSVを
40hr-1になるようにして水添精製を実施した結果、
シクロヘキセン、ベンゼン等の不純物は1ppm以下の
シクロヘキサンが得られた(ライン20)。
FIG. 5 shows the flow of the embodiment. Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG. 5, but the present invention is not limited to the embodiment and the drawings at all without departing from the gist thereof. Benzene as a raw material is supplied to a hydrogenation reactor R1 from a line 1 and recycled benzene is supplied to a hydrogenation reactor R1 from a line 9. The conditions for the hydrogenation reaction were a pressure of 5.0MPa.
a, reaction temperature 150 ° C., conversion of benzene 67.3%,
The selectivity of cyclohexene is 64.5%. The reaction liquid is supplied to the distillation column D1 from the line 2 and 1,3-dimethylimidazolidinone as the extractant from the line 3, and is separated into cyclohexane and a mixture of cyclohexene, benzene and the extractant. The distillation column D1 is a packed column corresponding to 58 theoretical plates, in which the extractant is supplied from the fifth column from the top and the hydrogenation reaction liquid is supplied from the 37th column. The pressure at the top is 0.1
At 5 MPa, the reflux ratio is 6. At this time, the purity of cyclohexane as a distillate withdrawn from the line 4 is 9
9.95% by weight, with the balance being cyclohexene and benzene. The cyclohexene extracted from the line 4 is supplied to an upper part of a reactor R3 filled with a catalyst having Pd supported on alumina. At the same time, hydrogen is also supplied from line 19 to the upper part of the reactor R3. The reaction conditions of the reactor R3 were adjusted to a pressure of 0.17 MPa and a temperature of 80 ° C., and as a result of performing hydrogenation purification so that the LHSV was 40 hr −1 ,
As impurities such as cyclohexene and benzene, cyclohexane of 1 ppm or less was obtained (line 20).

【0037】また、蒸留塔D1の缶出液はライン5よ
り、また抽剤がライン6より蒸留塔D2に供給され、シ
クロヘキセンと、ベンゼン及び抽剤の混合物とに分離さ
れる。蒸留塔D2は理論段58段相当の充填塔であり、
抽剤は塔頂より4段目、蒸留塔D1の缶出液は35段目
より供給される。このとき塔頂の圧力は0.05MPa
で、還流比は3である。シクロヘキセンはライン7より
水和反応に供給される。缶出液はライン8により蒸留塔
D3に供給され、ベンゼンと抽剤とに分離される。蒸留
塔D3は理論段13段相当の充填塔であり、塔頂から6
段目に該蒸留塔D2の缶出液の供給段がある。このとき
塔頂圧は0.05MPaで、還流比は1である。この蒸
留塔D3の溜出液であるベンゼンはライン9より水添反
応工程(R1)にリサイクルされる。一方抽剤は、ライ
ン10より缶出され、冷却後蒸留塔D1及び/又は蒸留
塔D2にリサイクルされる。
The bottom liquid of the distillation column D1 is supplied to the distillation column D2 from the line 5 and the extractant is supplied to the distillation column D2 from the line 6, and separated into cyclohexene and a mixture of benzene and the extractant. The distillation column D2 is a packed column equivalent to 58 theoretical plates,
The extractant is supplied from the fourth stage from the top, and the bottom of the distillation column D1 is supplied from the 35th stage. At this time, the pressure at the top is 0.05 MPa
And the reflux ratio is 3. Cyclohexene is supplied from line 7 to the hydration reaction. The bottom liquid is supplied to the distillation column D3 via the line 8, and is separated into benzene and an extractant. Distillation column D3 is a packed column equivalent to 13 theoretical plates, and 6 columns from the top.
The stage includes a bottoms supply stage for the distillation column D2. At this time, the top pressure is 0.05 MPa and the reflux ratio is 1. Benzene, which is a distillate of the distillation column D3, is recycled from the line 9 to the hydrogenation reaction step (R1). On the other hand, the extractant is discharged from the line 10 and, after cooling, is recycled to the distillation tower D1 and / or the distillation tower D2.

【0038】上記の通り、抽出工程で分離されたシクロ
ヘキセンは、ライン7より水和反応器R2に供給され
る。水和反応条件は圧力0.7MPa、反応温度120
℃、シクロヘキセン転化率11%、シクロヘキサノール
選択率99.8%である。反応器R2の反応液はライン
11より蒸留塔D4に供給され、シクロヘキサノール
と、未反応のシクロヘキセン及びメチルシクロペンテン
類を含む軽沸分とに分離される。蒸留塔D4は理論段1
5段相当の充填塔で、上から7段目にR2の反応液が供
給される。このとき塔頂圧は常圧で、還流比は0.3で
ある。蒸留塔D4の溜出液はライン12を通り、その一
部はライン14を経て蒸留塔D5に供給される。蒸留塔
D5にてメチルシクロペンテン類を濃縮し、塔頂よりパ
ージを行う。蒸留塔D5は理論段30段相当の充填塔
で、蒸留塔D4の留出液は、塔頂から23段目に供給さ
れる。蒸留塔D5の塔頂圧は常圧で、還流比30であ
る。蒸留塔D5の缶出液は、ライン17から水和反応器
R2にリサイクルされる。一方ライン12により留出
し、蒸留塔D5に供給されないシクロヘキセンは、ライ
ン15から水和反応器にリサイクルされる。
As described above, the cyclohexene separated in the extraction step is supplied from the line 7 to the hydration reactor R2. The hydration reaction conditions were a pressure of 0.7 MPa and a reaction temperature of 120.
° C, cyclohexene conversion rate 11%, cyclohexanol selectivity 99.8%. The reaction liquid in the reactor R2 is supplied from the line 11 to the distillation column D4, where it is separated into cyclohexanol and light-boiling components containing unreacted cyclohexene and methylcyclopentenes. Distillation column D4 is theoretical plate 1
In a packed tower corresponding to five stages, the reaction liquid of R2 is supplied to the seventh stage from the top. At this time, the top pressure is normal pressure, and the reflux ratio is 0.3. The distillate of the distillation column D4 passes through the line 12, and a part thereof is supplied to the distillation column D5 via the line 14. The methylcyclopentenes are concentrated in the distillation column D5, and purge is performed from the top of the column. The distillation column D5 is a packed column corresponding to 30 theoretical stages, and the distillate from the distillation column D4 is supplied to the 23rd stage from the top. The top pressure of the distillation column D5 is normal pressure, and the reflux ratio is 30. The bottoms of the distillation column D5 are recycled from the line 17 to the hydration reactor R2. On the other hand, the cyclohexene distilled off by the line 12 and not supplied to the distillation column D5 is recycled from the line 15 to the hydration reactor.

【0039】この条件のとき、各ラインのマスバランス
は表1のようになり、メチルシクロペンテン類、ベンゼ
ン、シクロヘキサンがリサイクルラインに溜まり込まな
いことがわかる。また副生成物であるシクロヘキサン中
にはメチルシクロペンテン類が混入しないばかりでな
く、CHEやBzの含有量も極めて少ない高純度のシク
ロヘキサンが得られる。
Under these conditions, the mass balance of each line is as shown in Table 1, and it can be seen that methylcyclopentenes, benzene and cyclohexane do not accumulate in the recycle line. In addition, not only methylcyclopentenes are not mixed into cyclohexane, which is a by-product, but also high-purity cyclohexane having extremely low contents of CHE and Bz can be obtained.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】表1中の記号の説明 CHX:シクロヘキサン、CHE:シクロヘキセン、BZ:ベンゼ
ン、DMI:1,3-ジメチルイミダゾリジノン、CHL:シクロヘ
キサノール、H2O:水、MCPN:メチルシクロペンテン類、H
B:高沸物、H2:水素
Explanation of symbols in Table 1 CHX: cyclohexane, CHE: cyclohexene, BZ: benzene, DMI: 1,3-dimethylimidazolidinone, CHL: cyclohexanol, H2O: water, MCPN: methylcyclopentenes, H
B: high boiling, H2: hydrogen

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明はベンゼンを水添し、分離及び水
和の各工程を一貫したプロセスでシクロヘキサノールを
製造する方法において、副生成物であるシクロヘキサン
を、複雑な分離処理工程を行うこと無く、そのまま他用
途に利用できるのに十分に高純度で得ようとするもので
ある。
According to the present invention, in a method for producing cyclohexanol by hydrogenating benzene, and performing the separation and hydration steps in a consistent process, cyclohexane as a by-product is subjected to a complicated separation treatment step. There is no attempt to obtain a sufficiently high purity as it can be used for other purposes.

【0044】更に本発明の方法では、抽出蒸留等の分離
工程の負荷が小さく、反応系に不純物であるMCPNが
多量に蓄積することがなく、工業的に極めて有利な方法
である。
Further, in the method of the present invention, the load of the separation step such as extractive distillation is small, and MCPN which is an impurity is not accumulated in a large amount in the reaction system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の全工程の一例を模式的に示した図であ
る。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of all steps of the present invention.

【図2】本発明における第1分離工程を抽出蒸留で行う
場合の一例を模式的に示した図である。(最初にCHX
を分離する例)
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a case where the first separation step in the present invention is performed by extractive distillation. (First CHX
Example of separating

【図3】本発明における第1分離工程を抽出蒸留で行う
場合の他の一例を模式的に示した図である。(最初にB
zを分離する例)
FIG. 3 is a diagram schematically showing another example of the case where the first separation step in the present invention is performed by extractive distillation. (First B
Example of separating z)

【図4】本発明における第2分離工程及び循環工程の一
例を模式的に示した図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a second separation step and a circulation step in the present invention.

【図5】本発明の実施例の工程を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the steps of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜20(数字):ライン(配管)、R1〜R3:反応
器、D1〜D5:蒸留塔
1 to 20 (number): line (piping), R1 to R3: reactor, D1 to D5: distillation column

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07C 7/163 C07C 7/163 29/04 29/04 35/08 35/08 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C07C 7/163 C07C 7/163 29/04 29/04 35/08 35/08 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記工程を有するシクロヘキサノールと
シクロヘキサンの併産方法。 (1)ベンゼンを部分水素化して得られた、ベンゼン、
シクロヘキサンおよびシクロヘキセンを含有する水添反
応混合物を、ベンゼン、シクロヘキサンおよびシクロヘ
キセンの各成分に分離する第1分離工程、(2)分離さ
れたシクロヘキセンを水和して、シクロヘキセン、シク
ロヘキサノールおよびメチルシクロペンテンを含有する
水和反応混合物を得る水和工程、(3)上記(2)で得
られた水和反応混合物を、シクロヘキセンとメチルシク
ロペンテン類との混合物とシクロヘキサノールとに分離
する第2分離工程、(4)分離されたシクロヘキセンと
メチルシクロペンテン類との混合物の少なくとも一部
を、メチルシクロペンテン類の濃度の高い成分とメチル
シクロペンテン類の濃度の低い成分とに分離し、上記メ
チルシクロペンテン類の濃度の高い成分を、上記(1)
の第1分離工程に循環することなく系外に排出すると共
に、上記メチルシクロペンテン類の濃度の低い成分を、
上記(2)の工程に循環する循環工程、(5)第1分離
工程で分離されたシクロヘキサンを、水添触媒の存在下
水添精製する水添精製工程
1. A method for co-producing cyclohexanol and cyclohexane comprising the following steps. (1) benzene obtained by partially hydrogenating benzene,
A first separation step of separating a hydrogenated reaction mixture containing cyclohexane and cyclohexene into components of benzene, cyclohexane and cyclohexene; (2) hydrating the separated cyclohexene to contain cyclohexene, cyclohexanol and methylcyclopentene (3) a second separation step of separating the hydration reaction mixture obtained in (2) above into a mixture of cyclohexene and methylcyclopentenes and cyclohexanol, ) Separating at least a part of the separated mixture of cyclohexene and methylcyclopentenes into a component having a high concentration of methylcyclopentenes and a component having a low concentration of methylcyclopentenes; , Above (1)
And the components having a low concentration of methylcyclopentenes are discharged out of the system without being circulated to the first separation step.
A circulation step of circulating the above-mentioned step (2), and (5) a hydrogenation purification step of hydrogenating and purifying the cyclohexane separated in the first separation step in the presence of a hydrogenation catalyst.
【請求項2】 上記(1)の第1分離工程を、抽出溶剤
を用いた抽出蒸留によって行う請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the first separation step (1) is performed by extractive distillation using an extraction solvent.
【請求項3】 上記(2)の水和工程を、固体酸触媒の
存在下で行う請求項1又は2に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the hydration step (2) is performed in the presence of a solid acid catalyst.
【請求項4】 固体酸触媒としてゼオライトを使用する
請求項3に記載の方法。
4. The process according to claim 3, wherein zeolite is used as the solid acid catalyst.
【請求項5】 上記(2)の水和工程におけるメチルシ
クロペンテン類の選択率が1%以下である請求項1乃至
4のいずれかに記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the selectivity of methylcyclopentene in the hydration step (2) is 1% or less.
【請求項6】 上記(1)の第1分離工程において分離
されたシクロヘキサン中のシクロヘキセン及びベンゼン
の総量が5%以下である請求項1乃至5のいずれかに記
載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the total amount of cyclohexene and benzene in the cyclohexane separated in the first separation step (1) is 5% or less.
【請求項7】 上記(4)の循環工程として、(3)の
第2分離工程で得られたシクロヘキセンとメチルシクロ
ペンテン類との混合物の一部を前記(2)の水和工程に
循環し、且つ残部を蒸留によって、メチルシクロペンテ
ン類の濃度の高い成分とメチルシクロペンテン類の濃度
の低い成分とに分離し、上記メチルシクロペンテン類の
濃度の高い成分を系外に排出すると共に、上記メチルシ
クロペンテン類の濃度の低い成分を、上記(2)の工程
に循環する方法を採用してなる請求項1乃至6のいずれ
かに記載の方法。
7. In the circulation step (4), a part of the mixture of cyclohexene and methylcyclopentene obtained in the second separation step (3) is circulated to the hydration step (2), In addition, the remainder is separated into a component having a high concentration of methylcyclopentenes and a component having a low concentration of methylcyclopentenes by distillation, and the component having a high concentration of methylcyclopentenes is discharged out of the system. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein a method of circulating a component having a low concentration in the step (2) is adopted.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007269522A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Chiyoda Corp Storage-transport system of hydrogen

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