JPS5967230A

JPS5967230A - シクロヘキサンの製造方法

Info

Publication number: JPS5967230A
Application number: JP17785882A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Yahagi; 矢作　良平
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1982-10-09
Filing date: 1982-10-09
Publication date: 1984-04-16
Also published as: JPS5938209B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はシクロヘキサンの製造方法に関し、詳しくはベ
ンゼンを水素過少反応帯域と水素過剰反応帯域の二つの
反応帯域で水素化処理することにより、水素を効率的に
利用して７クロヘキサンを多量かつ安価に製造する方法
に関する。

一般にシクロヘキサンはベンゼンを水素化処理すること
により製造されるが、この場合、製品シクロヘキサン中
の未反応ベンゼンの残留を防止するため、水素／ベンゼ
ンのモル比は４−１０（理論比３）の水素過剰の状態で
運転されている。またこの条件下の反応ガス中には水素
が多量に残存しているためリザイクルして活用すること
が一般に行なわれているが、このリサイクルガス中の水
素濃度を保持するために、窒素、メタン等の不活性ガス
をパージする必要がある。しかし、このパージによって
排出されるオフガス中には通常３〇−５０％もの水素が
含有されており、これが系外へ抜き出されるとととなる
だめ水素の利用率が低下し、工業的に極めて不利なもの
となる。特に供給する水素の純度が低いと、パージする
オフガス量が増加し、その結果、水素の排出量も増加し
て水素利用率が著しく低下することと々る。

本発明者は、上記従来法の欠点を克服して水素の利用率
をほぼ１００％にまで上昇せしめたシクロヘキサンの製
造方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、原料
ベンゼンを水素過少反応帯域と水素過剰反応帯域に導入
することに」；り目的を達成しうろことを見出し、本発
明を完成するに至った。すなわち本発明は、ベンゼンを
水素化処理してシクロヘキサンを製造するにあたり、原
料ベンゼンを水素過少反応帯域および水素過剰反応帯域
の二つの反応帯域に分けて導入して水素化処理し、かつ
水素過少反応帯域では原料ベンゼンおよび水素過剰反応
帯域から分離排出されたガス分をガス分生の水素／原料
ベンゼン−１−３（モル比）の割合で導入して反応させ
てベンゼン−シクロヘキサン混合物を得、水素過剰反応
帯域では原料ベンゼンと共に前記ベンゼン−シクロヘキ
サン混合物ならびに過剰の水素を導入して反応させるこ
とを特徴とするシクロヘキサンの製造方法を提供するも
のである。

次に本発明の方法を図面に基いてさらに詳しく説明する
。第１図は従来法を示す流れ図であり、第２図は本発明
の方法の一例を示す流れ図である。

前述したように従来法では、原料ベンゼンを供給管２か
らベンゼン気化器６に導入して気化させ、その後供給管
１から導入されたメイクアップ水素と共に反応器７に導
いて反応させる。反応後、分離器８でシクロヘキサンを
分離して、製品として抜出し管４から取出し、一方、残
りのガス分は排出管３からオフガスを除去した後にリサ
イクル水素として供給管５を通して再使用している。し
かし、この場合、分離器８にてシクロヘキサンを分離し
た後のガス分生には水素が多量に含まれており、そのた
め排出管３からオフガスを抜出す際に、水素も同時に抜
出されてしまうという問題がある。

これに対して本発明の方法では、第２図に示すように、
水素過剰の反応帯域（反応器７）における生成物は分離
器８にてシクロヘキサンを分離した後、水素を多量に含
むガス分はその捷ま水素過少反応帯域（反応器９）に導
入してベンゼンの水素化に使われ、水素をほぼ完全に消
費し尽されて　３− いる。そのためここから出る生成物を分離器１０で気液
分離して得られるガス分は、全量オフガスとして排出管
３から抜出しても、水素が同時に抜出されるというおそ
れがなく、その結果、水素の有効利用を図ることが可能
となる。

この第２図における流れを順を追ってさらに詳しく説明
すれば次の如くである。すなわち、まず原料ベンゼンの
一部、通常は原料ベンゼンの全供給量の１０−３０％程
度をベンゼン気化器６′を通して水素過少反応帯域であ
る反応器９へ供給すると共に、原料ベンゼンの大部分（
通常は全量の７０−９０％）は、ベンゼン気化器６を通
して水素過剰反応帯域である反応器７へ供給する。また
この反応器７ベは過剰量のメイクアップ水素を供給し、
ここでベンゼンの水素化処理を行なってシクロヘキサン
を製造する。この際反応器７へ導くベンゼンと水素の供
給量の比は特に制限はないが、供給された原料ベンゼン
のすべてがシクロヘキサンになるように水素過剰量とす
べきであり、通常は水素／ベンゼン比を４−１０（モル
比）、好ま　４　− しくは５−７（モル比）とする。まだ、この反応器７内
における反応条件は、従来のシクロヘキサンの製造条件
の範囲内で適宜定めればよく、特に制限されるものでは
ない。例えば特公昭４９−３３１９４号公報に開示され
ているような水素化触媒を用いて、１５０−２５０°Ｃ
２常圧−１００ｋｇ／ｃ／ＩＬ２の条件で水素化処理を
行なえばよい。

上記反応器７から抜出される生成物中には、反応生成物
であるシクロヘキサンおよび未反応の水素が含有されて
いる。この生成物を分離器８に導いて気液分離し、分離
した液体であるシクロヘキサンを製品として抜出し管４
から取出す。一方、ガス分は水素を多量（通常は水素濃
度３０−５０％）に含有しておシ、本発明ではこれを水
素過少反応帯域である反応器９へ導く。またこの反応器
９へは前述したように原料ベンゼンの一部分を導入し、
水素化処理を行なう。この反応器９における原料ベンゼ
ンとガス分生の水素の供給量の比は特に制限はないが、
ガス分生の水素が全て反応して未反応の水素が残存しな
いように水素過少、すなわちベンゼン過剰となるように
すべきであり、通常は水素／ベンゼン比を１−３（モル
比）、好ましくは１．５−３（モル比）とする。なおこ
の反応器９内における反応条件は、上記反応器７内にお
けるのと同様に設定してもよく、あるいは他の条件を適
宜選定してもよい。捷だ反応器９と１〜では各種のもの
が使用可能であるが、反応が発熱反応であることから、
系内温度の急上昇を防ぐだめに管型反応器を用いること
が好寸しい。

上記反応器９内では水素がほぼ完全に反応しているため
、ここから抜出される生成物は水素を微量にしか含有せ
ず、シクロヘキサンと未反応ベンゼンならびに水素をほ
とんど含有しないガス分から構成されている。この反応
生成物を分離器１０にて冷却して気液分離した後、ガス
分はオフガスとして排出管３から抜出す。このオフガス
中には水素がほとんど含有されていないため、有用な水
素が系外へ排出されるという問題は生じない。一方、気
液分離された液体は、主としてベンゼン−シクロヘキサ
ン混合物から々つており、本発明ではこれをポンプ１１
で昇圧してベンゼン気化器６を通して水素過剰反応帯域
である反応器７へ供給し、未反応のベンゼンをすべてシ
クロヘキサンに転換さぜる。

斜上の如き本発明の方法によれば、系外へ排出される水
素はほとんど彦り、そのほぼ１００％がシクロヘキサン
の製造に利用され、その結果、従来法に比べて同量の水
素にてシクロヘキサンを５−１０％増産することが可能
である。まだ、従来は供給する水素の純度が低いとオフ
ガスとして排出する量が増加し、水素の排出量も増え、
結果として水素利用率が十分なものと々らなかったが、
本発明の方法によれば低純度の水素を用いても水素を完
全利用することができ、しかも、低純度の水素を用いれ
ば反応が緩やかに進行するだめ系内の温度上昇も抑制さ
れ、特に除熱を行々う必要がないという利点がある。さ
らに、本発明の方法は、第１図に示すような従来のシク
ロヘキサン製造装置に簡単な付属装置（反応器９２分離
器１０など）を数句けただけのもので行なうことができ
、従つて小さな設備投資によって高価な水素を完全利用
し、シクロヘキサンの大巾な増産を図ることができる。

次に本発明の実施例ならびに比較例を示す。

比較例第１図に示す装置を用い、純度８５モル％のメイクアッ
プ水素を２８０，０００　Ｎｍ３７日の割合で供給管１
から供給し、一方、原料ベンゼンは２５５トン／日の割
合で供給管２から供給した。この原料ベンゼンはベンゼ
ン気化器６にて気化され反応器７へ導入され、ここで水
素と反応してシクロヘキサンが製造された。なおこの反
応器７内にはＮｉ触媒（日揮化学■製、　Ｎ　−１１１
触媒）１３ｍ３を充填し、まだ反応は１４０°Ｃ，２２
ｋｇ／ｃｒｒｔ２にて行なった。次いで反応生成物を抜
出して分離器８へ導き、ここで気液分離し、液体のシク
ロヘキサンを製品として抜出し管４から２７０トン／日
の割合で取出した。一方、ガス分はオフガスとして排出
管３から６０，０００　Ｎｍ”７日の割合で排出しだが
、このオフガス中には３０モル％の水素が含有されてい
た。なお、残りのガス分はリサイクル水素として供給管
５を通して再使用に供した。

実施例第２図に示す装置を用い、純度８５モル％のメイクアッ
プ水素を２８０，０００　Ｎｍ”７日の割合で供給管１
から供給し、一方、原料ベンゼンは２７５トン／日の割
合で供給管２から供給し、これの約２０％をベンゼン気
化器６′を通して反応器９へ導入し、残りをベンゼン気
化器６を通して反応器７へ導いた。反応器７内では供給
された原料ベンゼンとメイクアップ水素が反応してシク
ロヘキサンが製造された。なおこの反応器７内にはＮｉ
触媒（日揮化学■製、Ｎ−１１１触媒）’１３ｍ３を充
填し、また反応は］　４０　’Ｃ，２２ｋｇ／ｃｍ２に
て行なった。

次いで反応生成物を抜出して分離器８へ導き、ここで気
液分離し、液体のシクロヘキサンを製品として抜出し管
４から取出した。一方、ガス分はその一部をリサイクル
ガスとして供給管５を通して再使用すると共に、残りを
反応器９へ導いた。この反応器９内では、導入された原
料ベンゼンと前記ガス分生の水素が反応してシクロヘキ
サンが製造された。なおこの反応器９内にはＮ１触媒（
日揮化学■製＋Ｎ−ＩＩＩ触媒）０．５０ｍ３を充填し
、まだ反応は１４０°０　、２０ｋｇ／ｃｒｒＬ”にて
行なった。次いで反応生成物（ペンゼンーシクロヘキザ
ン混合物およびガス分よりなる）を反応器９より抜出し
て分離器１０へ導き、ここで気液分離し、液体のペンゼ
ンーシクロヘキザン混合物をポンプ１１にて昇圧してベ
ンゼン気化器６を通して反応器７へ導き反応に供した。

一方、気液分離して得られたガス分はオフガスとして排
出管３から４３，００　ＯＮｍ３７日の卵］合で排出し
だが、このオフガス中には水素は１゜４モル％しか含有
されていなかった。

まだ、前述した反応器７から得られる生成物を分離器８
で気液分離して得た製品たるシクロヘキサンの抜出し管
４からの取出し量は、２９０トン／日であった。

このシクロヘキサンの生産量（２９０１−７７日）は、
比較例における生産量（２７ＱＩ−７７日）に比べて、
同量のメイクアッゾ水素を用いているにもかかわらず約
７％増加していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から用いらｔでいるシクロヘキサンの製造
方法の一例を示す流れ図であり、第２図は本発明の方法
の一例を示す流れ図である。１・・・水素供給管、２・・・ベンゼン供給管、３・・
・オフガス排出管、４・・シクロヘキサン抜出し管、５
・・・リサイクル水素供給管、　６　、６′・・・ベン
ゼン気化器、７・・・反応器、８　・分離器、９・・・
反応器、１０・・・分離器、１１・・・ポンプ。特許出願人　出光石油化学株式会社代　理　人　弁理士久保１）藤　部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベンゼンを水素化処理してシクロヘキサンを製造
するにあたり、原料ベンゼンを水素過少反応帯域および
水素過剰反応帯域の二つの反応帯域に分けて導入して水
素化処理し、かつ水素過少反応帯域では原料ベンゼンお
よび水素過剰反応帯域から分離排出されたガス分をガス
分生の水素／原料ベンゼン−１−３（モル比）の割合で
導入して反応すせてベンゼン−７クロヘキサン混合物を
得、水素過剰反応帯域では原料ベンゼンと共に前記ベン
ゼン−シクロヘキサン混合物ならびに過剰の水素を導入
して反応させることを特徴とするシクロヘキサンの製造
方法。