PL54350B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 25. I. 1968 54350 KI. 12 o, 25 MKP c otfc, ti/lf UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Andrzej Krzysztoforski Wlasciciel patentu: Zaklady Azotowe im. F. Dzierzynskiego, Tarnów (Polska) Sposób odzyskiwania nieprzereagowanego cykloheksanu z mieszaniny poreakcyjnej uzyskiwanej w procesie utleniania cykloheksanu Utlenianie cykloheksanu powietrzem w fazie cie¬ klej do cykloheksanolu, cykloheksanonu i kwasu adypinowego prowadzi sie z uwagi na kinetyke re¬ akcji i ekonomike procesu przy ograniczonym stop¬ niu konwersji. Przyjety stopien konwersji zalezy od 5 pozadanego udzialu kwasów karboksylowych w pro¬ dukcie reakcji. Znane rozwiazania stosuja konwer¬ sje od 4 do 20%. Nieprzereagowany cykloheksan odzyskuje sie nastepnie z mieszaniny poreakcyjnej najczesciej droga destylacji i zawraca do procesu io utleniania. Z uwagi na sklonnosc cykloheksanonu do polimeryzacji i mozliwosc estryfikacji cyklohe¬ ksanolu powstajacymi jednoczesnie w procesie kwasami, szczególnie korzystnie jest stosowac de¬ stylacje heteroazeotropowa (z para wodna) lub de- 15 stylacje pod zmniejszonym cisnieniem.Koniecznosc stosowania ograniczonego stopnia konwersji pociaga za soba recyrkulacje duzych ilosci nieprzereagowanego cykloheksanu oddzielanego od mieszaniny poreakcyjnej droga destylacji; wymaga 20 to duzej aparatury oraz uzycia znacznych ilosci pa¬ ry wodnej i wody chlodzacej, co rzutuje na koszt produkcji. Zagadnieniem o zasadniczym znaczeniu jest wobec tego ekonomiczne rozwiazanie operacji odzyskiwania nieprzereagowanego cykloheksanu. 25 Wiadomo, ze wobec prowadzenia procesu utle¬ niania cykloheksanu pod cisnieniem znacznie wyz¬ szym od cisnienia stosowanego przy destylacji mieszaniny poreakcyjnej, nalezy miedzy tymi eta¬ pami redukowac cisnienie, wskutek czego naste- 30 puje rozprezenie mieszaniny poreakcyjnej i adia¬ batyczne odparowanie czesci nieprzereagowanego cykloheksanu.Znane rozwiazania nie wykorzystuja w sposób wlasciwy faktu rozprezania mieszaniny poreakcyj¬ nej, z reguly wprowadzajac po zredukowaniu cisnienia calosc mieszaniny poreakcyjnej do ko¬ lumny destylacyjnej. Tak na przyklad w sposobie przytoczonym w niemieckim opisie patentowym nr 1146876, mieszanine poreakcyjna rozpreza sie w kolumnie, a pary cykloheksanu powstale w dro¬ dze rozprezania odbiera sie lacznie z pozostala czescia nieprzereagowanego cykloheksanu, odpa¬ rowanego wskutek ogrzewania do temperatury 110°C pozostalosci poekspansyjnej w dolnej czesci tejze kolumny. Znane rozwiazania nie wykorzy¬ stuja tez w odpowiedni sposób znacznej entalpii jednostkowej mieszaniny poreakcyjnej, znajduja¬ cej sie w reaktorze pod cisnieniem 12—30 atn i w temperaturze 120—180°C. W niektórych roz¬ wiazaniach stosuje sie nawet przeponowe chlo¬ dzenie mieszaniny poreakcyjnej przed redukcja cisnienia.Stwierdzono, ze nieprzereagowany cykloheksan mozna odzyskac w sposób bardziej ekonomiczny, jezeli rozprezanie i destylacje przeprowadzi sie jako dwie niezalezne operacje, przewidujac osobny odbiór cykloheksanu odebranego w formie par powstalych w wyniku rozprezania i zawrócenie go do procesu po skropleniu. 543503 54350 4 Cykloheksan odebrany po rozprezeniu w formie par zawiera malo cykloheksanolu oraz cyklohe- ksanonu i moze byc zwracany wprost do procesu utleniania. W razie potrzeby stezenie cykloheksa¬ nolu i cykloheksanonu mozna dodatkowo obnizyc prostym sposobem, na przyklad przez deflegmacje.Sposób wedlug wynalazku ma te przewage nad spo¬ sobem podanym we wspomnianym niemieckim opisie patentowym nr 1146876, ze unika sie mie¬ szania stosunkowo czystych par cykloheksanu po¬ wstalych .w.,,wyniku rozprezania z parami innych zwiazków znajdujacych sie w kolumnie destyla¬ cyjnej.Sposobem wedlug wynalazku rozprezanie do cisnienia stosowanego przy destylacji mieszaniny poreakcyjnej prowadzi sie w jednym lub dwu stop¬ niach, z odpowiednim, wykorzystaniem ciepla, co pozwala ograniczyc zuzycie pary wodnej i wody chlodzacej i poprawic bilans energetyczny i eko¬ nomike produkcji cykloheksanolu, cykloheksanonu i kwasu adypinowego z cykloheksanu.W przypadku rozprezania jednostopniowego pary, cykloheksanu powstale w drodze adiabatycznego odparowania i odebrane z rozprezacza skrapla sie i zawraca wprost do procesu utleniania cyklohe¬ ksanu, a do kolumny destylacyjnej wprowadza sie jedynie pozostala w rozprezaezu cieez^ co pozwala zmniejszyc srednice kolumny destylacyjnej i w przypadku stosowania destylacji z para wodna ograniczyc ilosc pary. Oprócz tego uzyskuje sie polepszenie warunków wymiany masy w kolumnie destylacyjnej, gdyz gazy obojetne, rozpuszczone uprzednio w mieszaninie poreakcyjnej pod cisnie¬ niem procesu utleniania, ulegaja desorpcji w czasie rozprezania mieszaniny poreakcyjnej i odprowa¬ dzane sa wraz z parami cykloheksanu, które nie przechodza juz przez kolumne destylacyjna.Cieplo skraplania par cykloheksanu wychodza¬ cych z rozprezacza mozna odebrac w czesci lub calosci za pomoca zimnego cykloheksanu, uzyska¬ nego jako destylat z wyzej wspomnianej kolumny, który przed zawróceniem do procesu utleniania wymaga podgrzania. Cieplo skraplania mozna od¬ bierac przeponowo lub bezprzeponowo.W przypadku rozprezania dwustopniowego pary cykloheksanu wychodzace z rozprezacza I stopnia, pracujacego pod cisnieniem wyzszym od cisnienia stosowanego przy destylacji mieszaniny poreak¬ cyjnej, wykorzystuje sie jako medium grzejne f w kolejnej operacji oddzielenia nieprzereagowa- ¦ nego cykloheksanu w drodze destylacji heteroazeo- \ tropowej lub prózniowej, i po przeponowym skro¬ pleniu w odparowalniku kolumny destylacyjnej zawraca sie do procesu utleniania. Nie odparowa¬ na w rozprezaczu I stopnia ciecz wchodzi przez zawór dlawiacy do rozprezacza II stopnia, który znajduje sie pod cisnieniem stosowanym przy de¬ stylacji mieszaniny poreakcyjnej.Pary cykloheksanu z rozprezacza II stopnia, które zawieraja niewielkie juz ilosci gazów obojetnych mozna wprowadzac do kolumny destylacyjnej lub tez bezposrednio skraplac i zawracac do procesu utleniania cykloheksanu. Nie odparowana w roz¬ prezaczu drugiego stopnia ciecz splywa do kolum¬ ny destylacyjnej.Podobnie jak w przypadku rozprezania jedno¬ stopniowego, cieplo skraplania par cykloheksanu wychodzacych z rozprezacza II stopnia mozna ode¬ brac przeponowo lub bezprzeponowo za pomoca 5 zimnego cykloheksanu — destylatu, podgrzewa¬ nego przed zawróceniem do procesu utleniania.Przedmiot wynalazku opisano w przykladach w oparciu o schematy ukladów przedstawionych na fig. 1 i 2, przy czym fig. 1 przedstawia uklad io z rozprezaniem jednostopniowym opisany nizej w przykladzie I, a fig. 2 — uklad z rozprezaniem dwustopniowym opisany w przykladzie II.Przyklad I. Reaktor utleniania 1 pracujacy 15 pod cisnieniem 20 atn i w temperaturze 150 °C opuszcza mieszanina poreakcyjna w ilosci okolo 5100 kg/h, zawierajaca okilo 91°/o nieprzereagowa- nego cykloheksanu i 9°/o produktów reakcji. Na zaworze redukcyjnym mieszanine dlawi sie do 20 cisnienia atmosferycznego i wprowadza do rozpre¬ zacza 2, gdzie w formie par oddziela sie okolo 1780 kg/h cykloheksanu, a temperatura obniza sie do okolo 80°C. Ciecz z rozprezacza 2 poddaje sie w celu dalszego oddzielenia nieprzereagowanego 25 cykloheksanu — destylacji heteroazeotropowej w ukladzie skladajacym sie z kolumny destylacyj¬ nej 3, odparowalnika obiegowego 4, skraplacza — chlodnicy 5 i rozdzielacza 6. Pary cykloheksanu z rozprezacza 2 skrapla sie w skraplaczu 7, odbie- 30 rajac cieplo skraplania zimnym cykloheksanem — destylatem, oraz w skraplaczu 8 chlodzonym woda.Cykloheksan — destylat i cykloheksan ze skra¬ placzy 7 i 8 zawraca sie do procesu utleniania pompami obiegowymi 9 i 10. 35 Przyklad II. Reaktor utleniania 1 pracujacy pod cisnieniem 20 atn i w temperaturze 150°C opuszcza mieszanina poreakcyjna w ilosci okolo 5100 kg/h zawierajaca okolo 91% nieprzereagowa- 40 nego cykloheksanu i 9°/o produktów reakcji.Na zaworze redukcyjnym mieszanine dlawi sie do cisnienia 1,5 atn i wprowadza do rozprezacza I stopnia 2, gdzie w formie par oddziela sie okolo 950 kg/h cykloheksanu, a temperatura obniza sie 45 do okolo 115°C. Ciecz z rozprezacza 2 wchodzi przez zawór redukcyjny do rozprezacza II stopnia 3, pracujacego pod cisnieniem atmosferycznym, gdzie odparowuje okolo 830 kg/h cykloheksanu, a temperatura obniza sie do 80°C. Ciecz i pary 50 z rozprezacza 3 poddaje sie destylacji heteroazeo¬ tropowej w ukladzie skladajacym sie z kolumny destylacyjnej 4, odparowalników obiegowych 5 i 6, skraplacza-chlodnicy 7 i rozdzielacza 8. Jako me¬ dium grzejne w odparowalniku 5 sluza pary 55 cykloheksanu z rozprezacza 2. Skroplony w od¬ parowalniku 5 cykloheksan laczy sie z cyklo- heksanem-destylatem z rozdzielacza 8 i zawra¬ cany jest do procesu utleniania pompa obie¬ gowa 9. 60 PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób odzyskiwania nieprzereagowanego cyklo¬ heksanu z mieszaniny poreakcyjnej uzyskiwa- 65 nej w procesie utleniania cykloheksanu, przez54350 oddzielenie go na drodze rozprezania i destyla¬ cji, znamienny tym, ze mieszanine poreakcyjna przed doprowadzeniem jej do kolumny desty¬ lacyjnej rozpreza sie jedno-lub dwustopniowo, w oddzielnych rozprezaczach do cisnienia sto¬ sowanego przy destylacji, przy czym pary cyklo¬ heksanu powstale w wyniku rozprezania- za¬ wraca sie do procesu utleniania w calosci lub czesci po uprzednim skropleniu ich, zas ciecz pozostala po jednostopniowym rozprezeniu mie¬ szaniny poreakcyjnej badz po drugim stopniu dwustopniowego rozprezania tej mieszaniny wprowadza sie do kolumny destylacyjnej, z któ¬ rej odpedzony cykloheksan po skropleniu za¬ wraca sie do procesu utleniania. 10 15 6 Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pary cykloheksanu powstale w pierwszym stop¬ niu rozprezania dwustopniowego, przed zawró¬ ceniem do procesu utleniania stosuje sie jako medium grzejne w operacji odpedzania cyklo¬ heksanu w kolumnie destylacyjnej z cieczy po¬ zostalej po drugim stopniu rozprezania. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze calosc lub - czesc par cykloheksanu powstalych w wyniku rozprezania stosuje sie jako medium grzejne do podgrzewania cykloheksanu, uzyska¬ nego w wyniku odpedzania w kolumnie desty¬ lacyjnej i skraplania, przed jego zawróceniem do procesu utleniania. Tkj. 1 cykktokBon pominaKI. 12 o, 25 54350 MKP C 07 f Fig. 2 rfW_, Krak 1 z. 659 XI. 67 310 PL