PL84270B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób katalityczne¬ go uwodorniania benzenu do cykloheksanu przy uzyciu samego wodoru lub mieszaniny gazów i par zawierajacych wodór, w ukladzie dwóch lub wiecej stref reakcyjnych.Wysokie wymagania odnosnie czystosci cyklo¬ heksanu jako surowca do syntezy, w danym przy¬ padku syntezy kaprolaktamu, oraz trudnosci tech¬ niczne zwiazane z oddzieleniem domieszek o zbli¬ zonej temperaturze wrzenia, glównie benzenu, pre¬ feruja wykorzystanie w technice metod syntezy cykloheksanu o bardzo wysokim stopniu konwersji benzenu na cykloheksan, przekraczajacym 99,9%.Znane procesy uwodorniania benzenu przeprowa¬ dza sie w ukladach zlozonych z kilku, zwykle dwóch lub trzech stref reakcyjnych, w których pary ben¬ zenu zmieszane z wodorem lub mieszanina gazów i par zawierajacych wodór kontaktuje sie, przy pod¬ wyzszonej temperaturze 50—500°C i cisnieniu 1— —250 atrn, z katalizatorem uwodornienia,'bedacym zazwyczaj metalem VIII grupy ukladu okresowego osadzonym na odpowiednim nosniku. Uwodornienie benzenu jest reakcja silnie egzotermiczna — wy- ; dzielane cieplo reakcji jest równe 50 kcal/mol.Wskutek tego, aby uzyskac warunki kontrolowa¬ nego procesu uwodornienia oraz zapobiec zacho¬ dzeniu niepozadanych reakcji ubocznych,Jak izo¬ meryzacji cykloheksanu do metylocyklopentanu wzglednie. metanizacji nalezy zastosowac bardzo selektywny katalizator, lub zabezpieczyc dobry od¬ biór ciepla reakcji.W znanych rozwiazaniach przemyslowych stosuje sie do tego celu rozcienczanie par benzenu duzym nadmiarem wodoru lub mieszanina par i gazów za¬ wierajacych wodór, lub rozciencza sie parami cyklo¬ heksanu, który recyrkuluje przez poszczególne stre¬ fy reakcyjne. Doprowadza sie takze do stref reak¬ cyjnych benzen w takich ilosciach, aby jego udzial lo w reagujacej mieszaninie byl stosunkowo niewielki.Proponowano równiez wykorzystanie katalizatorów ze sztucznie obnizona aktywnoscia, sporzadzonych przez mieszanie katalizatora swiezego z katalizato¬ rem zdeaktywowanym oraz w miare utraty aktyw- nosci tak sporzadzonego katalizatora czesciowe jego zastapienie katalizatorem swiezym. W innym roz¬ wiazaniu proponowano uzycie reaktorów z cienka warstwa katalizatora.Wada wymienionych wyzej sposobów sa zwie- kszone naklady inwestycyjne i koszty eksploatacyj¬ ne jakie wynikaja ze stosowania tych sposobów.Poza tym ich wspólna wada jest równiez to, ze nie rozwiazuja calkowicie problemu dobrego odbioru ciepla ze strefy reakcyjnej. Wskutek rozdrabniania ts sie katalizatora w zlozu tworza sie obszary, w któ¬ rych pomimo pozornie kontrolowanych dla calego zloza warunków reakcji uwodorniania temperatura moze przekroczyc zakres selektywnego uwodornia¬ nia benzenu do cykloheksanu. 39 Celem wynalazku jest unikniecie powstawania84270 3 niepozadanych produktów ubocznych przy katali¬ tycznym uwodornieniu benzenu do cykloheksanu, poprzez dobór odpowiednich parametrów procesu.Stwierdzono, ze rozwiazanie zadania wedlug wy¬ nalazku osiaga sie przez prowadzenie procesu uwo¬ dorniania benzenu podwyzszajac stopniowo, w mia¬ re utraty aktywnosci katalizatora uwodornienia w poczatkowej lub poczatkowych strefach reakcyjnych panujace w nich cisnienia, az do osiagniecia cisnie¬ nia utrzymywanego w ostatniej strefie procesu uwodornienia. Mieszanine par benzenu z czynni¬ kiem uwodorniajacym wprowadza sie do poczatko¬ wej lub poczatkowych stref reakcyjnych i kontak¬ tuje ze zlozem katalitycznym przy poczatkowym cisnieniu 1,2 do 15 razy nizszym od cisnienia utrzy¬ mywanego w ostatniej strefie reakcyjnej, którego wartosc lezy w zakresie 2 do 40 atn, korzystniej 3 do 25 atn a temperatura stref wynosi od 120 do 280°C, korzystniej 130—220°C Wspomniane podwyz¬ szanie cisnienia przeprowadza sie zachowujac w produktach uwodornienia opuszczajacych poczatko¬ wa lub poczatkowe strefy w przyblizeniu staly sto¬ pien przemiany benzenu na cykloheksan, wynoszacy —99,5% korzystniej 65—99,5%.Zaleta wynalazku jest uzyskiwanie produktu cykloheksanu o wysokim stopniu czystosci z unik¬ nieciem powstawania niepozadanych produktów ubocznych. Ponadto eliminuje sie przy tym konie- * cznosc wprowadzania do obiegu duzych ilosci wo¬ doru lub cykloheksanu celem rozcienczania ben¬ zenu, jak tez staje sie zbedne sztuczne obnizanie aktywnosci katalizatora uwodornienia.Sposób wedlug wynalazku objasniony jest w po¬ nizszym przykladzie z powolaniem sie na rysunek.Do odparowywacza 1 podaje sie 143,2 czesci wago¬ wych benzenu i miesza z zawróconym strumieniem par i gazów oddzielonych od cykloheksanu czyste¬ go, zawierajacych 42 Nm* wodoru. Otrzymana mie¬ szanine uzupelniona wodorem swiezym do lacznej ilosci 108 Nm* wodoru, kontaktuje sie w pierwszej strefie reakcyjnej ze swiezym katalizatorem uwo¬ dornienia, stanowiacym nikiel naniesiony na tlenek glinu, umieszczonym wewnatrz rurek reaktora z, w temperaturze okolo 160°C i pod cisnieniem 1,5 atn. Wyprowadzone z reaktora produkty uwo¬ dornienia ochladza sie w wymienniku ciepla 3 oraz oddziela sie od gazów odlotowych w urzadzeniu rozdzielczym 4. Otrzymana z pierwszej strefy re¬ akcyjnej mieszanina produktów wstepnego uwodor- 4 nienia zawiera okolo 10% wagowych benzenu i 90% wagowych cykloheksanu, co odpowiada stopniowi przereagowania benzenu do cykloheksanu 88,5%.Mieszanine te spreza sie pompa 5 do cisnienia 9 atn i kieruje do odparowywacza 6, w którym zo¬ staje zmieszana z wodorem doprowadzonym w ilosci 56,5 Nm9. Wytworzona mieszanine par I ga¬ zów kieruje sie do drugiej strefy reakcyjnej w re¬ aktorze 7, gdzie reakcja uwodornienia przebiega na if tym samym katalizatorze i przy tej samej tempera¬ turze pod cisnieniem utrzymywanym na poziomie 9 atn. Otrzymany produkt uwodornienia ochladza sie w wymienniku ciepla 8 i oddziela od nadmiaru wodoru w urzadzeniu rozdzielczym 9 po czym od- 19 dzielony wodór zawierajacy pary cykloheksanu roz¬ preza sie i zawraca ponownie do przerobu kierujac do odparowywacza 1* Rozdzielacze 10 i 11 na obie¬ gach chlodniczych reaktorów sluza dla odprowa¬ dzenia par z poszczególnych mediów chlodniczych. 29 Otrzymany przy tym koncowy produkt zawiera po¬ nizej 0,001% weglowodorów aromatycznych. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób katalitycznego uwodorniania benzenu do cykloheksanu przy uzyciu samego wodoru lub mieszaniny gazów i par zawierajacych wodór, w ukladzie dwóch lub wiecej stref reakcyjnych, sna- so mienny tym, ze proces uwodorniania prowadzi sie podwyzszajac stopniowo, w miare utraty aktyw¬ nosci katalizatora uwodornienia w poczatkowej lub poczatkowych strefach reakcyjnych panujace w nich cisnienia az do osiagniecia cisnienia utrzy- 98 mywanego w ostatniej strefie procesu uwodornie¬ nia, przy czym w poczatkowej lub poczatkowych strefach reakcyjnych utrzymuje sie cisnienie 1,2 do 15 razy nizsze od cisnienia utrzymywanego w ostat¬ niej strefie reakcyjnej w zakresie 2 do 40 atn, to korzystnie 3 do 25 atn a temperatura prowadzenia procesu wynosi 120 do 280°C, korzystnie 130 do 220°C.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stopniowe podwyzszanie cisnienia w poczatkowej 45 lub poczatkowych strefach reakcyjnych przeprowa¬ dza sie zachowujac w produktach uwodornienia, opuszczajacych te strefy, w przyblizeniu staly sto¬ pien przemiany benzenu na cylkloheksan, wynosza¬ cy 30—09,5% korzystnie 65—99,5%.84 270 PL