JPS62292734A - シクロヘキセン、シクロヘキサン及びベンゼンを含有する混合物を蒸留後処理する方法 - Google Patents

シクロヘキセン、シクロヘキサン及びベンゼンを含有する混合物を蒸留後処理する方法

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JPS62292734A
JPS62292734A JP62124115A JP12411587A JPS62292734A JP S62292734 A JPS62292734 A JP S62292734A JP 62124115 A JP62124115 A JP 62124115A JP 12411587 A JP12411587 A JP 12411587A JP S62292734 A JPS62292734 A JP S62292734A
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benzene
cyclohexane
mol
cyclohexene
mixture
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ノルベルト、リーバー
ロルフ、フィシャー
エルヴィン、ブルナー
ヘルマン、ルイケン
ウヴェ、ファグト
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04Purification; Separation; Use of additives by distillation

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

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】 3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、シクロヘキセン、シクロヘキサン及びベンゼ
ンを含有する混合物を蒸留後処理する新規方法に関する
従来の技術 この種の混合物は、例えばベンゼンの部分的水素添加及
びシクロヘキサンのシクロヘキセンへの部分的脱水素の
際に生成し、この際所望の目的生成物のシクロヘキセン
の他に常にまたシクロヘキサンもしくはベンゼンが得ら
れる。
シクロヘキサンは重要な中間生成物でありかつ工業的に
シクロヘキサノールの脱水又はクロルシクロヘキサンの
脱ハロゲン化水素により製造される、コスト的には水素
添加法及び脱水法が有利であるが、しかしそのベンゼン
及びシクロヘキサンとの混合物からシクロヘキセンを単
離することはごれらの3つの主成分の沸点が接近してい
ることにより極めて困頒である。
シクロヘキセン、シクロヘキサン及びベンゼンのけ準沸
点は82.I、80.7及び80゜1℃である。シクロ
ヘキサンとベンゼンは78.9℃でかつシクロヘキサン
とベンゼンは77.6℃で共沸混合物を形成する( A
dvances i nChew、 Ser、116.
 p316) 、シクロヘキセン/シクロヘキサンの系
の簡単な蒸留分離は極めて高いかつ不経済な分離費用を
必要とする(J、Gmeh−1ing、 U、0nke
n、 Y、Ar1t及びB、Kolbe、Vapor−
1,1−quid Equilibrium Data
 5eries、Yol、i、 Part6a、P13
8及び6c、 p166−170)。
三元系のシクロヘキセン/シクロヘキサン及びベンゼン
の沸騰挙動に関しは何等知られていない。
系の複雑性のために各成分の蒸留分離は費用がかかり過
ぎると見なされたために、シクロヘキサンとベンゼンと
の混合物からシクロヘキセンを単離するためには特許明
細書には抽出蒸留が提案された。例えば特公昭50−7
19135号公報にはジメチルスルホキシドが、特公昭
5(1−814]8号公報にはN−メチルピロリドンが
、特公昭51−60192号公報にはジメチルホルムア
ミドがかつ特公昭51−60193号公報にはブチロラ
クトンが抽出蒸留の際のシクロヘキセンに対する高い選
択性を有する液相として3己載された。
芳香族化合物の取得に類似して、共沸蒸留又は抽出によ
るベンゼン分離が可能である( Ei−senlohr
、 Erdoel und Kohle、 Erdga
s、Pctro−chmic 1963.523−53
3;  Ullmanns Enzykl、 d。
Lechn、 CheIll、 1974.4.^ur
1..Bd、8.p 392−402: C1nell
i at al、l1ydrocarbon proc
essing。
+972. p141−144; Mucller、 
Chcmiker−Zcitung95、1971. 
り、996−1000)。ベンゼン分離後に生成するシ
クロヘキセン/シクロヘキサン混合物は極めて高い費用
をかけて精留によるか又は抽出蒸留により分離しなけれ
ばならい。
この分離問題を解決するための総ての記載された提案は
、不経済でありかつプロセス技術的に満足されない。
発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の課題は、シクロヘキセンをそのシクロ
ヘキサン及びベンゼンとの混合物から分離又は富化する
簡単なかつ経済的方法を提供することであった。
問題点を解決するための手段 +in記課題は、本発明によりシクロヘキサン、シクロ
ヘキサン及びベンゼンを含有する混合物を11 ’に4
後処する方法において、ベンゼン対シクロヘキサンのモ
ル比qがO,]:l〜lO:1である混合物から出発す
るか、又は別のモル比q゛の混合物をベンゼンもしくは
シクロヘキサンを添加することにより前記範囲の値qに
調整しかつベンゼンとシクロヘキサンをシクロヘキセン
を精留することにより共沸混合物として分離することに
より解決される。
発明の作用及び効果 本発明による方法の特別の実施態様は、比qを既にベン
ゼンの水素添加条件又はシフ【1ヘキサンの脱水素条件
の適当な選択により調整することに基づく。
該混合物は、なお少r11のシクロヘキサン、及び場合
により水素添加又は脱水素の際に生成する不純物を含有
することがある、ベンゼンとシクロヘキサンの共沸混合
物を塔頂を介して蒸留する形式で精留する。塔底にはベ
ンゼン及び/又はシクロヘキサンの他に、シクロヘキセ
ンが実質的に純粋な形又は強度に富化された形で残留す
る。
蒸留のためには、任意の構造の塔、即ち例えばホウ鐘棚
段塔、多孔板棚段塔並びに特に充填塔が適当である。こ
れらは大気圧、紘圧又は過圧で運転することができる。
有利には、シクロヘキサン、シクロヘキサン及びベンゼ
ンを含(1゛する混合物を塔の途中で、2/4又は3/
4の位置、特に3/4の位置で供給する。
シクロヘキサンを純粋な形もしくは強度に富化された形
でかつ良好な収率で取得4−るためには、30〜+50
、イf利には40〜+20の理論的分離段数及び5〜4
00、イf利には6〜I00の還流比を適用するのが好
ましい。それよりも少ない分離段数及び還流比を使用す
ることもできる、しかしその際にはもちろんシフ[Jヘ
キセン収率及び塔底でのシクロヘキサン濃度も低下する
しかしながら、塔底内でのシフ[Jヘキセンの純度もし
くは濃度は主としてベンゼン/シクロヘキサン混合物の
モル比qに左右される。
この比qは0.1 ・1〜IO:IS有利には0.2〜
5、特にイf利には0.9〜1.6である。
qが約1−2 : I (c+az)の共沸比に相当す
ると、塔底生成物としてシクロヘキサンが99%の純度
でマーlられる。塔底生成物は12以−1−の値ではシ
クロヘキサン/ベンゼン混合物から成り、1.2未満の
値ではシクロヘキセン/シクロヘキサン混合物から成る
疋って、この混合物は重要である、それというのもシク
ロヘキセンの若干の後続反応においてベンゼンもしくは
シクロヘキサンを溶剤として利用することができるから
である。
ンクClヘキセン、シクロヘキサン、ベンゼン混合物を
製造するために使用されるベンゼンの部分的水素添加は
、自体公知形式で有利には、ベンゼンを水の存在下に、
場合により1種以−ヒの遷移金属及び/又は稀土類金属
例えば鉄、コバルト、ニッケル、セリウド及び特に(f
利には銅又は銀がドープされていてらよい、溶解した又
は懸濁したルテニウム触媒に接触させて水素を用いて、
温度20〜300°C1特に有利には50〜200℃及
び圧力0.1〜500バール、特に有利にはIO〜20
0バール、滞留時間001〜5時間、特に(r−利には
0.05〜2時間で液相又は気相中で不連続的又は連続
的に操作するようにして実施することができる。ベンゼ
ン水素添加の際の副生成物としては、脂肪族炭化水素、
例えばブタン、ペンタン、ヘキサノが生成する。
この種の方法は、例えば米国特許第3912787号明
細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第2221137
号及び同第2520/130号明細−1に記載されてい
る。
シクロヘキサンの部分的脱水素は、自体公知の方法で有
利には水素及び第■副属、特に白金又はパラジウムの貴
金属触媒又は第■副属の金属の酸化物、例えば酸化クロ
ム又は酸化モリブデンの存在下に温度200〜650℃
、有利には300〜600℃、圧力0.01〜IOバー
ル、有利にはO,I〜5バールで液相又は気相中で不連
続的に又は連続的に実施することができる。適当な方法
は、例えばヨー〔Jツバ特許第23379壮明細占に記
載されている。
触媒、温度、圧力及び特に滞留時間を適当に選択するこ
とにより、ベンゼン水素添加もしくはンク[1ヘキサン
脱水素は、ベンゼン/フクロヘキサンのモル比q、その
うりでも特に(r利なltq、、を意図的に調整するこ
とができるように制御することができる。
本発明によるベンゼン/シクロへ算サンのモル比qがベ
ンゼン水素添加もしくはシフ〔lヘキサン脱水素に上っ
て達成されない場合には、諌止はベンゼン又はシクロヘ
キサンを添加することにより調整することができる。
シクロヘキセンは、なかんずく水添加によりシクロヘキ
サノールを製造するために利用するごとができる重要な
中間物質である。
実施例1 83の理論的分離段数(補強部分に30及び摩耗部分に
53)を有する充填塔で、1時間当リシクロヘキセン2
0モル%、ベンゼン44モル%及びシクロヘキサン36
モル%(これはベンゼン/シクロヘキサンのモル比q=
1.22に相当する)から成る混合物81gを1バール
及び還流比14.5で連続的に蒸留した。77℃でGC
分析によればベンゼン54.5モル%、シクロヘキサン
45モル%及びシクロヘキセン0.5モル%から成る塔
頂生成物65g/hが得られた。塔底か)、1時間当り
シクロヘキセン99.1モル%、シクロヘキサン0.7
モル%及びベンゼン0.2モル%から成る混合物169
が回収された。このことは、フィード中に含(fされた
シクロヘキセンの97.5%が塔底生成物として単離さ
れたことを意味する。
実施例2 70の理論的分離段数(補強部分に25及び摩耗部分に
45)を有する充填塔で、1時間当りシクロヘキセン5
0モル%、ベンゼン30モル%及びシクロヘキサン20
モル%(これはベンゼン/シクロヘキサンのモル比q=
1.5に相当する)から成る混合物81gを1.5ノ(
−ル及び還流35で連続的に蒸留した。90℃でGC分
析によればベンゼン57.5モル%、シクロヘキサン3
8モル%及びシクロヘキセン4.5モル%から成る塔頂
生成物41.5y/hが得られた。塔底から、1時間当
りシクロヘキセン99.0モル%、シフ(7ヘキサン0
.8モル%及びベンゼン0,2モル%から成る混合物3
9.59が回収された。このことは、フィード中に存在
したシクロヘキセンの95%が塔底生成物として単離さ
れたことを彦味する。
実施例3 83の理論的分離段数(補強部分に30及び摩耗部分に
53)をffする充填塔で、1時間当りシクロヘキセン
4モル%、ベンゼン52モル%及びシクロヘキサン44
モル%(これはベンゼン/シクロヘキサンのモル比q=
1.18に相当する)から成る混合物81gを0.8ノ
く−ル及び還流比14.5で連続的に蒸留した。69〜
70℃でGC分析によればベンゼン54モル%、シクロ
ヘキサン46モル%及びシクロヘキセン0.1モル%か
ら成る塔頂生成物77゜8 g/hが得られた。塔底か
ら、1時間当りシクロヘキセン99.5モル%、シクロ
ヘキサン0.3モル%及びベンゼン0.2モル%から成
る混合物3.2gが回収された。このことは、フィード
中に存在したシフ【!ヘキセンの97%が塔底生成物と
してmtl&されたことを意味する。
実施例4 70の理論的分離段数(補強部分に32及び摩耗部分に
38)を有する充填塔で、1時間当りシクロヘキセン7
0モル%、ベンゼン24モル%及びシクロヘキサン6モ
ル%(これはベンゼン/シクロヘキサンのモル比q=4
.00に相当する)から成る混合物8]9を1バール及
び還流比40で連続的に蒸留した。78℃でGC分析に
よればベンゼン64モル%、シクロヘキサン19モル%
及びシクロヘキセン17モル%から成る塔頂生成物2/
I 9/hが得られた。塔底から、1時間当りシクロヘ
キセン92.5モル%、シクロヘキサン0.5モル%及
びベンゼン7.0モル%から成る混合物579が回収さ
れた。このことは、フィード中に含有されたシクロヘキ
センの92.5%が塔底生成物として即離されたことを
ご味する。
実施例5 70の理論的分離段数(補強部分に40及び摩耗部分に
30)を有する充填塔で、1時間当りシクロヘキセン9
0モル%、ベンゼン2モル%及びシクロヘキサン8モル
%(これはベンゼン/シクロヘキサンのモル比q=0.
25に相当する)から成る混合物829を0.7バール
及び還流比60で連続的に蒸留した。塔頂生成物として
沸点68〜69℃を有する、GC分析によればベンゼン
20モル%、シクロヘキサン32.5モル%及びシフC
)ヘキセン47.5モル%から成る混合物8 g/hが
得られた。塔底から、1時1m当りシクロヘキセン95
モル%、シクロヘキサン5モル%及びベンゼン<0.0
01モル%から成る混合物74gが回収された。
このことは、フィード中に存在したシクロヘキセンの9
4.5%が塔底生成物として単離されたことを意味する
実施例6 95の理論的分離段数(補強部分に67及び摩耗部分に
28)を(丁する充填塔で、1時間当りシクロヘキセン
99.0モル%、ベンゼン0.55モル%及びシクロヘ
キサン0.45モル%(これはベンゼン/シクロヘキサ
ンのモル比Q==1.2に相当する)から成る混合物8
2yを1バール及び還流比275で連続的に蒸留した。
塔頂生成物として、82℃の沸点をイJ゛する、GC分
析によればベンゼン11モル%、ンク〔1ヘキサン6モ
ル%及びシクロヘキセン83モル%から成る塔頂生成物
4 タ/hが得られた。塔底から、1時間当りシクロヘ
キセン99.85モル%、シクロヘキサン0.15モル
%及びベンゼン<0.0001モル%から成る混合物7
85Iが回収された。このことは、フィード中に存在し
たシクロヘキセンの95%が塔底生成物として単離され
たことを萄味する。
実施例7 90の理論的分離段数(補強部分に35及び摩耗部分に
55)を(fする充填塔で、1時間当りシクロヘキセン
17モル%、ベンゼン45゜5モル%及びシフ【ノヘキ
ザン37.5モル%(ベンゼン/シクロヘキサンのモル
比−1,22)から成る混合物1009を1.0バール
及び還流比9で連続的に蒸留した。77℃で組成(GC
分析による)ベンゼン54.5モル%、シフ[lヘキサ
ン45,0モル%及びシクロヘキセン0.5モル%をf
Hする塔頂生成物83y/hが得られた。塔底から、1
時間当り組成シクロヘキセン97.2モル%、シクロヘ
キサ゛)2.2モル%及びベンゼン0.6モル%から成
る混合物179が回収された。このことは、フィード中
に含有されたシクロヘキセンの96.8%が塔底生成物
として単離されたことを意味する。
出発混合物は以下のようにして製造した:前型反応器(
長さ50crtr、直径0.6cn+)に、170℃及
び80バールで1時間当り水素(排ガス10Q/h)、
ベンゼン100峠及び水50峠を担体としてのΔc2o
3..t−のRu/Cu/Co / Cc (+1 u
  0 、51’n 、rit%、Cu  O,5重量
%、Go  0.5重’i′4%及ヒc c  O,5
IrI;rt%)触媒5glに圧送した。100時間の
反応時間後に、相分離による水の除去後に、出発混合物
10Qが得られた。
実施例7 90の理論的分離段数(補強部分に45及び摩耗部分に
45)を有する充填塔で、1時間当リシク【Jヘキセン
16モル%、ベンゼン45゜5モル%及びシクロヘキサ
ン38.5モル%(ベンゼン/シクロヘキサンのモル比
−1,17)から成る混合物+oogを1.5バール及
び還流比12.5で連続的に蒸留した。90℃で組成(
GC分析による)ベンゼン54.6モル%、シクロヘキ
サン45.4モル%及びシクロヘキセン〈0.1モル%
を有する塔頂生成物83.29/hが得られた。塔底か
ら、1時間゛11り組成シクロヘキセン95.4モル%
、シクロヘキサン4.1モル%及びベンゼン0.5モル
%から成る混合物16.89が回収された。このことは
、フィード中に存在したシクロヘキサンの99.9%が
塔底生成物として単離されたことを0味する。
出発混合物は以下のようにして’B IXiした:前型
反応器(長さ50cm、直径0.6cm)に、17IO
℃及び70バールで1時間当り水素(排ガスI OL/
h) 、ベンゼン5C1+12及び水25xQを担体と
してのΔQ20:(−Lユのn u / Cu触媒(I
L u  0.5 重rit%及びCu  O,5重量
%)59上に圧送した。20時間の反応時間後に、相分
離による水の除去後に、シクロヘキセン24重j11%
、シクロヘキサン61重量%及びベンゼン15重M1%
から成る混合物1000m12が得られた。この生成物
にベンゼン465zQを加え、それによってシクロヘキ
セン16 屯id%、シフ【Jヘキサン40重M%及び
ベンゼン44 =Tr’+1%から成る混合物計146
5z&が得られた。
実施例9 90の理論的分離段数(補強部分に55及び摩耗部分に
35)をイ」−する充填塔で、1時間当りシクロヘキセ
ン12モル%、ベンゼン47゜5モル%及びシクロヘキ
サン405モル%(ベンゼン/シクロヘキサンのモル比
−1,19)から成る混合物1009を0.8バール及
び還流比12で連続的に蒸留した。69.5℃で組成(
GC分析による)ベンゼン54.1モル%、シクロヘキ
サン45.6モル%及びシクロヘキセン0.3モル%を
¥fする塔頂生成物87.8y/hが得られた。塔底か
ら、1時間当りシクロヘキセン96.9モル%、シクロ
ヘキサン2.8モル%及びベンゼン0.3モル%の組成
を有する混合物12.2yが回収された。このことは、
フィード中に存在したシクロヘキセンの98.2%が塔
底生成物として単離されたごとを意味する。
出発混合物は以下のようにして製造した:前型反応器(
長さ50 c++、直径0,6c1)に、200℃及び
90バールで1時間当り水素(排ガスI OC/h) 
、ベンゼン50xQ及び水25峠を担体としての5i0
2上のRu / Cu /Co / Ce触媒(Ru0
.5重量%、Cu  05 IRFI’I%、Go  
0.5重量%及びCe  O,5重量%) 5 y 、
hに圧送した。8時間の反応時間後に、相分離による水
の除去後に、シクロヘキセン15重量%、シクロヘキサ
ン28重量%及びベンゼン57重へ(%から成る混合物
400xQが得られた。この生成物にフクロヘキサン+
03峠を加え、それによりシクロヘキセン12重量%、
シフ【1ヘキサン42重量%及びベンゼン46 =I’
i、’量%を含イfする混合物計503 zQが得られ
た。
実施例10 90の理論的分離段数(補強部分に34及びPI耗部分
に56)を有する充填塔で、1時間当りシクロヘキセン
6.5モル%、ベンゼン50.6モル%及びシクロヘキ
サン42.9モル%(ベンゼン/シクロヘキサンのモル
比=1. 18)から成る混合物100gを1.0バー
ル及び還流比11.5で連続的に蒸留した。76゜5℃
で組成((、C分析による)ベンゼン54゜1モル%、
シクロヘキサン45.8モル%及びフクロヘキセン0.
1モル%をイfする塔頂生成物93.51//hが得ら
れた。塔底から、1時間当り組成フクロヘキセン98.
9モル%、シクロヘキセン12モル%及びベンゼン0.
9モル%有する混合物6.59が回収された。このこと
は、フィード中に存在したシクロヘキセンの99%が塔
底生成物としてtp雌されたことを章味する。
出発混合物は以下のようにして製造した:前型反応器(
長さ50 cIll、直径0.6cII+)に、575
℃で1時間当りシクロヘキサン5 xQ及び水素13f
fを担体としての5i021のRu/ S c触媒(R
u  4.0 (t、量%及びSc1.0、I’i: 
811%)2OxQ上に圧送した。48時間の反応時間
後に、シクロヘキセン7重量%、シクロへ′キサン48
重量%及びベンゼン45重量%から成る混合物2401
が得られた。この生成物にベンゼン17z(を加え、そ
れによりシクロヘキセン645重量%、シクロヘキサン
44.5重量%及びベンゼン49i;1%を含イJ゛す
る混合物1;1・2571が得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、シクロヘキセン、シクロヘキサン及びベンゼンを含
    有する混合物を蒸留後処する方法において、ベンゼン対
    シクロヘキサンのモル比qが0.1:1〜10:1であ
    る混合物から出発するか又は別のモル比q’の混合物を
    ベンゼンもしくはシクロヘキサンを添加することにより
    前記範囲の値qに調整しかつベンゼンとシクロヘキサン
    をシクロヘキセンを精留することにより共沸混合物とし
    て分離することを特徴とする、シクロヘキセン、シクロ
    ヘキサン及びベンゼンを含有する混合物を蒸留後処理す
    る方法。 2、反応混合物中において既に比qが存在するような条
    件下でベンゼンの接触水素添加により製造された混合物
    に適用する、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、ベンゼンの水素添加を液相又は気相内でルテニウム
    触媒に接触させて水の存在下に温度50〜300℃、圧
    力0.1〜500バール、滞留時間0.01〜5時間で
    不連続的又は連続的に実施した、特許請求の範囲第2項
    記載の方法。 4、反応混合物中において既に比qが存在するような条
    件下でシクロヘキサンの熱的接触水素添加により製造さ
    れた混合物に適用する、特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 5、シクロヘキサンの脱水素を第VIII副属の貴金属又は
    第VI副属の金属の酸化物から成る触媒に接触させて水素
    の存在下に温度200〜650℃及び圧力0.01〜1
    0バールで不連続的に又は連続的に実施した、特許請求
    の範囲第4項記載の方法。 6、精留に直接的に供給される混合物において、適用蒸
    留圧下でシクロヘキサン/ベンゼン共沸混合物の組成に
    相当するモル比q_a_2が存在するか又は該モル比を
    調整する、特許請求の範囲第1項から第5項までのいず
    れか1項に記載の方法。
JP62124115A 1986-06-06 1987-05-22 シクロヘキセン、シクロヘキサン及びベンゼンを含有する混合物を蒸留後処理する方法 Pending JPS62292734A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3619173.6 1986-06-06
DE19863619173 DE3619173A1 (de) 1986-06-06 1986-06-06 Verfahren zur destillativen aufarbeitung von cyclohexen, cyclohexan und benzol enthaltenden gemischen

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