PL177537B1 - Sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanolu i cykloheksanonu - Google Patents

Abstract

1. Sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanolu i cykioheksanonu w procesie destylacji, w układzie kilku kolumn destylacyjnych, w którym najpierw oddziela się zanieczyszczenia niżej wrzące od cykioheksanonu, następnie wyodrębnia cykloheksanon jako destylat w kolejnej kolumnie, w końcu oddestylowywuje się cykloheksanol od związków wysokowrzących i wydzielony cyklohe ksanol kieruje się do odwodorniania, a ciekły produkt odwodorniania zawraca się do destylacji, znamienny tym, że część stanowiącą 1-15% strumienia produktu odwodorniania cykloheksanoli, ewentualnie po oddestylowaniu węglowodorów i wody, kieruje się do kolumny destylacyjnej (1A) pracującej pod ciśnieniem 6,67 do 101,3 kPa, w której usuwa się zanieczyszczenia z odciekiem dolnym, a ubogi w zanieczyszczenia destylat podaje się do kolumny (2), do której doprowadza się mieszaninę cykloheksanolu i cykloheksanonu uzyskaną w procesie utleniania cykloheksanu i ewentualnie dodatkowo do kolumny destylacyjnej (1A) doprowadza się w całości lub w części ciecz wysokowrzącą z dołu kolumny (4), w której oddestylowywuje się cykloheksanol.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanonu i cykloheksanolu otrzymywanych w procesie utleniania cykloheksanu, jak też w procesie odwodorniania cykloheksanolu do cykloheksanonu. Mieszaniny te, obok głównych składników to jest cykloheksanonu i cykloheksanolu, zawierają zanieczyszczenia zarówno niżej wrzące jak i wyżej wrzące od cykloheksanonu.

Według znanych sposobów cykloheksanol i cykloheksanon wydziela się z tych mieszanin i oczyszcza na drodze rektyfikacji.

W pierwszej kolumnie destylacyjnej z mieszaniny poreakcyjnej opuszczającej reaktor odwodorniania cykloheksanolu odbierane są cykloheksan, cykloheksen i woda. Jeśli w procesie odwodorniania cykloheksanolu stosuje się katalizator, w obecności którego powstają bardzo małe ilości zanieczyszczeń niskowrzących to kolumny tej nie stosuje się a produkt odwodorniania wprowadza się bezpośrednio do kolumny, do której kieruje się mieszaninę z procesu utleniania cykloheksanu.

Z produktu utleniania odbierany jest przedgon, zwany przedgonem alkoholowym, zawierający związki niżej wrzące od cykloheksanonu, głównie n-pentanol. W następnej kolumnie rektyfikacyjnej cykloheksanon oddzielany jest od cykloheksanolu i zanieczyszczeń wyżej wrzących od cykloheksanonu. Cykloheksanol oddzielony od zanieczyszczeń, wyżej od niego wrzących tzw. pogonu, kierowany jest do odwodorniania. Wraz z cykloheksanolem oddestylowują zanieczyszczenia o temperaturach wrzenia leżących pomiędzy temperaturami wrzenia cykloheksanonu i cykloheksanolu, a także związki o temperaturach wrzenia znacznie wyższych od temperatury wrzenia cykloheksanolu, ale tworzące z nim azeotropy i zeotropy styczne. W czasie odwodorniania cykloheksanolu większość zanieczyszczeń w nim zawartych nie ulega przemianom. Nagromadzają się więc one w strumieniach krążących pomiędzy układami destylacji i odwodorniania cykloheksanolu. Stężenie ich w tym obiegu

177 537 rośnie do chwili osiągnięcia wartości stacjonarnej wynoszącej łącznie około 16% wagowych. W stanie stacjonarnym ilość danego zanieczyszczenia wprowadzanego do obiegu równa jest jego ilości wyprowadzanej z obiegu. Głównym strumieniem wnoszącym zanieczyszczenia do obiegu jest strumień mieszaniny cykloheksanolu i cykloheksanonu otrzymywany w procesie utleniania cykloheksanu, a największa ilość zanieczyszczeń odprowadzana jest w strumieniu pogonów.

Głównymi zanieczyszczeniami cykloheksanolu kierowanego do odwodorniania są: eter butylocykloheksylowy i pentylocykloheksan. Po upływie dwóch tygodni ciągłej pracy układu kolumn rektyfikacyjnych i węzła odwodorniania cykloheksanolu łączne stężenie tych obu zanieczyszczeń w cykloheksanolu wzrasta od początkowego stężenia 0,08% do ponad 12% wagowych.

W czasie nagromadzania się zanieczyszczeń w obiegu następuje pogorszenie się jakości cykloheksanonu, spadek wydajności procesu odwodorniania cykloheksanolu i wzrost zużycia energii.

W różny sposób usiłuje się usunąć zanieczyszczenia nagromadzające się w obiegu. Na ogół są to metody periodyczne, które wymagają częściowego lub całkowitego zatrzymania układu destylacji.

W japońskim opisie patentowym nr 3965685 przedstawiono ciągły sposób oczyszczania cykloheksanolu kierowanego do odwodorniania. Mianowicie cykloheksanol ekstrahowany jest wodą a następnie reekstrahowany z wody cykloheksanem. Proces ten wymaga zużycia dużej ilości rozpuszczalników oraz dużej ilości energii na ich odzyskanie. W opisie patentowym EP 450498A1 zanieczyszczenia usuwane są również w sposób ciągły poprzez zastosowanie dodatkowej kolumny destylacyjnej pracującej pod ciśnieniem 80-133,3 kPa, do której kierowana jest część strumienia pozostałości z kolumny służącej do wydzielania cykloheksanonu. W kolumnie tej związki nagromadzające się usuwane są z pozostałością, natomiast destylat kierowany jest do odwodorniania. Rozwiązanie to pozwala utrzymywać stężenie eteru butylocykloheksylowego, pentylocykloheksanu i octanu cykloheksylu w obiegu w zakresie 2-3% wagowych. Wiadomo jednak, że oprócz tych trzech związków w obiegu kumuluje się kilkanaście innych związków, o których nie wspomniano. Zatem, stężenie wszystkich związków nagromadzających się w układzie będzie wyższe osiągając przypuszczalnie wartości z przedziału 3,5-5%.

Sposób będący przedmiotem niniejszego wynalazku pozwala na uzyskiwanie cykloheksanolu o znacznie niższej zawartości zanieczyszczeń krążących w obiegu.

Według wynalazku, sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanolu i cykloheksanonu w procesie destylacji, w układzie kilku kolumn, w którym najpierw oddziela się zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksanonu, następnie wyodrębnia cykloheksanon jako destylat w kolejnej kolumnie, w końcu oddestylowywuje się cykloheksanol od związków wysokowrzących i wydzielony cykloheksanol kieruje się do odwodorniania, a ciekły produkt odwodorniania zawraca się do destylacji polega na tym, że część stanowiącą 1-15% strumienia produktu odwodorniania cykloheksanolu, ewentualnie po oddestylowaniu węglowodorów i wody, kieruje się do kolumny destylacyjnej 1A pracującej pod ciśnieniem 6,67-101,3 kPa, w której usuwa się zanieczyszczenia z odciekiem dolnym, a ubogi w zanieczyszczenia destylat podaje się do kolumny 2, do której doprowadza się mieszaninę cykloheksanolu i cykloheksanonu uzyskaną w procesie utleniania cykloheksanu i ewentualnie dodatkowo do kolumny destylacyjnej 1A doprowadza się w całości lub w części ciecz wysokowrzącą z dołu kolumny 4, w której oddestylowywuje się cykloheksanol.

Prowadząc proces usuwania zanieczyszczeń nagromadzających się w obiegu zgodnie z wynalazkiem korzystnie jest zawracać dodatkowo ciecz wysoko wrzącąz dołu kolumny 4, częściowo lub w całości, wprowadzając ją do kolumny 1A poniżej miejsca doprowadzania części strumienia produktu odwodornienia cykloheksanolu.

Przedstawiony sposób pozwala utrzymywać stężenie związków nagromadzających się w układzie w zakresie 1,5-3,5%, zależnie od stosowanych parametrów pracy instalacji destylacji.

177 537

W wyniku uzyskuje się też cykloheksanon o wyższej jakości oraz wzrost wydajności układu odwodorniania cykloheksanolu. Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach I-III, w instalacji przedstawionej schematycznie na rysunku.

Przykład I. Produkt utleniania cykloheksanu w ilości 100 części/h zawierający 96,5% cykloheksanonu i cykloheksanolu łącznie kierowano do kolumny 2 pracującej podciśnieniem atmosferycznym i stosunku orosienia do destylatu 150:1. Produkt odwodorniania cykloheksanolu w ilości 10 części/h kierowano do kolumny 1A pracującej pod ciśnieniem 26,7 kPa i stosunku orosienia do destylatu 2:1. Pozostałą ilość produktu odwodorniania cykloheksanolu, to jest 88 części/h kierowano do kolumny 2. Destylat z kolumny 1A kierowano do kolumny 2, a ciecz wyczerpaną z tej kolumny w ilości 0,25 części/h odprowadzano na zewnątrz układu destylacji. Z kolumny 2 odbierano 2,2 części/h destylatu zawierającego głównie zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksanonu. Ciecz wyczerpaną z kolumny 2 w ilości 195,55 części/h kierowano do kolumny 3 pracującej pod ciśnieniem 6,67 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 5:1. W kolumnie tej odbierano jako destylat 94,2 części/h cykloheksanonu. Pozostałość kubowąkierowano do kolumny 4 pracującej pod ciśnieniem 4 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 1:1, w której oddzielano cykloheksanol od zanieczyszczeń wysokowrzących. Oddzielony cykloheksanol w ilości 99 części/h kierowano do odwodorniania 5, a ciekły produkt tej reakcji zawracano do kolumny 1A. W czasie pracy instalacji destylacji i odwodorniania cykloheksanolu, przy podanych parametrach, stężenie zanieczyszczeń nagromadzających się w strumieniu cykloheksanolu kierowanym do odwodorniania utrzymywało się w zakresie 3-3,5% wagowych.

Przykład II. Produkt utleniania cykloheksanu w ilości 100 części/h zawierający 96,5% cykloheksanonu i cykloheksanolu łącznie, kierowano do kolumny 2 pracującej pod ciśnieniem atmosferycznym i stosunku orosienia do destylatu 150:1. Produkt odwodorniania cykloheksanolu w ilości 10 części/h kierowano do kolumny 1A pracującej pod ciśnieniem 26,7 kPa i stosunku orosienia do destylatu 1:1. Pozostałą ilość produktu odwodorniania cykloheksanolu, to jest 88 części/h kierowano do kolumny 2. Do kolumny 1A zawracano również w całości strumień pozostałości z kolumny 4. Destylat z kolumny 1A kierowano do kolumny 2, a ciecz wyczerpaną z tej kolumny w ilości 2,6 części/h odprowadzano na zewnątrz układu destylacji.

Z kolumny 2 odbierano 2,2 części/h destylatu zawierającego głównie zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksanonu. Ciecz wyczerpaną z kolumny 2 w ilości 195,55 części/h kierowano do kolumny 3 pracujacej pod ciśnieniem 6,67 kPa i stosunku orosienia do destylatu 5:1. W kolumnie tej odbierano jako destylat 94,2 części/h cykloheksanonu. Pozostałość kubową kierowano do kolumny 4 pracującej pod ciśnieniem 4 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 1:1, w której oddzielano cykloheksanol od zanieczyszczeń wysokowrzących. Oddzielony cykloheksanol w ilości 99 części/h kierowano do odwodorniania 5, a ciekły produkt tej reakcji zawracano do kolumny 1A. W czasie pracy instalacji destylacji i odwodorniania cykloheksanolu, przy podanych parametrach, stężenie zanieczyszczeń nagromadzających się w strumieniu cykloheksanolu kierowanym do odwodorniania utrzymywało się w zakresie 1,5-2% wagowych.

Przykład III. Prowadząc proces destylacji jak w przykładzie I, zwiększono ciśnienie w kolumnie 1A do 101,3 kPa. W wyniku tej zmiany stężenie stacjonarne zanieczyszczeń nagromadzających się w strumieniu cykloheksanolu kierowanym do odwodorniania osiągnęło wartość 1,8% wagowych.

ΠΊ 537

177 537

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanolu i cykioheksanonu w procesie destylacji, w układzie kilku kolumn destylacyjnych, w którym najpierw oddziela się zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksanonu, następnie wyodrębnia cykloheksanon jako destylat w kolejnej kolumnie, w końcu oddestylowywuje się cykloheksanol od związków wysokowrzących i wydzielony cykloheksanol kieruje się do odwodorniania, a ciekły produkt odwodorniania zawraca się do destylacji, znamienny tym, że część stanowiącą 1-15% strumienia produktu odwodorniania cykloheksanolu, ewentualnie po oddestylowaniu węglowodorów i wody, kieruje się do kolumny destylacyjnej (1A) pracującej pod ciśnieniem 6,67 do 101,3 kPa, w której usuwa się zanieczyszczenia z odciekiem dolnym, a ubogi w zanieczyszczenia destylat podaje się do kolumny (2), do której doprowadza się mieszaninę cykloheksanolu i cykloheksanonu uzyskaną w procesie utleniania cykloheksanu i ewentualnie dodatkowo do kolumny destylacyjnej (1A) doprowadza się w całości lub w części ciecz wysokowrzącą z dołu kolumny (4), w której oddestylowywuje się cykloheksanol.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciecz wysokowrzącą z dołu kolumny (4) częściowo lub w całości wprowadza się do kolumny (1A) poniżej miejsca doprowadzania części strumienia produktu odwodorniania cykloheksanolu.