RU1773903C - Способ выделени циклогексанона и циклогексанола из продуктов окислени циклогексана - Google Patents

Abstract

Использование: химическа  технологи , очистка и выделение циклогексанона и циклогексанола из продуктов окислени  циклогексана . Сущность изобретени : нейтрализуют органический слой оксидата обработкой водными растворами гидроксида натри  и карбоната натри  в двух последовательно работающих смесител х при температуре 140-150°С с дальнейшим выделением целевых продуктов разделением слоев и перегонкой. В первый смеситель подают смесь растворов, содержащую 30-66 мол.% щелочного реагента в виде карбоната натри  и 10-20 мол.% в виде гидроксида натри  от общего количества щелочного реагента , необходимого дл  нейтрализации кислых компонентов в рксидате. Во втором смесителе продукт обрабатывают раствором гидроксида натри , вз тым ъ расчете на оставшеес  до 100% общее количество щелочного реагента. Повышаетс  выход продуктов , сокращаетс  расход гидроксида натри , 1 ил. 1 табл. И

Description

Изобретение относитс  к способу выделени  циклогексанона и циклогексанола из продуктов окислени  циклогексана и касаетс  усовершенствовани  стадии нейтрализации кислот и омылени  эфиров под воздействием щелочных агентов.

Известен способ выделени  циклогексанона и циклогексанола из продуктов окислени  циклогексана. в котором оксидат обрабатывают водным раствором гидроксида натри  дл  нейтрализации кислот и омылени  омыл емых соединений.

Количество щелочного агента составл ет 113% от необходимого по стехиометрии

дл  нейтрализации кислот и омылени  эфиров и определ етс  по формуле:

(Na j 1,13 (кислоты + эфиры), где (Na J - подача щелочного агента, г- ион/ч;

кислоты, эфиры - соответственно количество кислот и эфиров в органическом слое, подаваемом на щелочную обработку, г- экв/ч.

13%-ный избыток щелочного агента необходим по следующим причинам:

щелочна  среда в органическом и водном сло х после нейтрализации исключает возможность коррозии аппаратуры и осмо- лени  циклогексанона, в то врем  как кисла 

XI VI

СО

о

О СО

реда способствует коррозии и протеканию обочных реакций;

избыток щелочи способствует более олному омылению эфиров, что приводит к величению выхода циклогексанола.

Недостатком способа  вл етс  высокий асход дефицитного реагента - гидр-оксида атри , на нейтрализацию и омыление и равнительно невысокий выход полезных родуктов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ выелени  циклогексанона и циклогексанола, в котором щелочную обработку оксидата осуществл ют раствором едкого натра и/или карбоната натри  в двухступенчатом реакторе по противоточной схеме: свежий водный раствор едкого натра и/или карбоната натри  смешивают с органическим слоем продуктов окислени  циклогексана в смесителе второй ступени, а водно-щелочной слой после отстойника второй ступени направл ют в смеситель первой ступени, где он контактирует с органическим слоем продуктов окислени , поступающим из реактора окислени  циклогексана.

При замене, полной или частичной, гид- роксида натри  на карбонат натри  значительно замедл етс  катализируемый гидроксидом натри  распад гидроперокси- да циклогексила в целевые продукты - цик- логексанон и циклогексанол, а также снижаетс  степень омылени  циклогекси- ловых эфиров карбоновых кислот. Это приводит к снижению выхода целевых продуктов - циклогексанона и циклогексанола .

Целью насто щего изобретени   вл етс  достижение высокого выхода полезных продуктов - циклогексанона и циклогексанола , при снижении расхода гидроксида натри .

Поставленна  цель достигаетс  способом выделени  циклогексанона и циклогексанола из реакционной смеси, полученной окислением циклогексана молекул рным кислородом или. другим кислородсодержащим газом, путем обработки водными растворами гмдроксида натри  и карбоната натри  в двух последовательно расположенных смесител х при температуре 140- 150°С с дальнейшим выделением целевых продуктов известными способами, при этом на первую ступень подают 50-76% от общего количества щелочного агента, из которых 30-66% приходитс  на карбонат натри , а 20-10% приходитс  на гидроксид натри , а на вторую ступень подают остальные 50- 24% гидроксида нагри .

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение (см.схему). Пример 1. В смеситель-нейтрализатор 1 первой ступени при 140°С непрерывно подают 10 кг/ч органического сло , полученного при окислении циклогексана кислородом воздуха и содержащего 0,70% (0,071 г-экв./кг) циклогексанона, 1,67%

0 (0,167 г-экв./кг) циклогексанола. 0,93% (0,080 г«экв./кг) гидропероксида циклогексила 0,079 г-экв./кг кислот, 0,024 г-экв,/кг эфиров. Общее количество кислот и эфиров в органическом слое, подаваемом на щелоч5 ную обработку, составл ет (0,079 + 0,024) 105 10,3 -103 г-зкв./ч или 10,3 кг-экв./ч, что соответствует суммарной подаче щелочных агентов, рассчитанной по приведенной выше формуле, равной 10,3 -1,13 11,639

0 кг-экв./ч, В первый смеситель подают карбоната натри  30% от суммарной подачи щелочных агентов, что соответствует 184,4 кг/ч 100%-ного №2СОз (2,9 м3/ч 1,6 н. раствора карбоната натри ) и 20% соответст5 венно едкого натра, что составл ет 92,8 кг/ч 100%-ного NaOH (1,45 м3/ч 1,6 н. раствора едкого натра).

Далее смесь органического и водного слоев поступает в отстойник 2, оттуда после

0 разделени  слоев органический слой направл етс  в смеситель 3, где смешиваетс  с 232 кг/ч NaOH 100%-ного (3,6 ч3/ч 1,6 н. раствора едкого натра, в воде), что соответствует оставшимс  50% от необходимого

5 суммарного количества щелочных агентов. Затем смесь поступает в отстойник 4, оттуда после разделени  слоев органический слой направл ют на ректификационную колонну 5, дл  отгонки циклогексаиа от продуктов

0 реакции. Из куба колонны выходит 4,3 т/ч

смеси продуктов окислени , содержащей

20 % циклогексана, 49,3% (4,93 ./кг)

циклогексанола 25,4% (2,58 г-экв./кг) циклогексаиона , 0,02 г-экв./кг кислот, 0,08 г

5 экв./кг эфиров.

Прирост циклогексанола и циклогексанона составил соответственно:

л 4,3 -4.93-100-0.167.

. n ie-7lUUyb 0 26,8%,

100 -0,167

5

д „4.3 -2,58-100-0.080 по/

ДонТ00 г008б 10U

38,7%.

Концентрацию циклогексанона, циклогексанола и гидропероксида циклогексила определ ли методом газовой хроматографии , кислот и эфиров - ацидиметричесш.

Примеры 2-6. В этих примерах выделение циклогексанона и циклогексанола из продуктов окислени  циклогексзнэ

провод т в услови х примера 1, стой разницей , что измен ют количество карбоната натри  и гидроксида натри , подаваемых в первый и второй смесители-нейтрализаторы .

В таблице сопоставлены составы продуктов и прирост циклогексэнона и цикло- гексанола за счет разложени  гидропероксида циклогексила и омылени  циклогексиловых эфиров при проведении щелочной обработки в соот ветствующих услови х .

В таблице даны граничные значени  карбоната и гидроксида натри  (примеры 1 и 2). В примере 1 карбоната натри  на первой ступени вз то 30%, гидроксида натри  на первой ступени - 20%, а на второй ступени - 50%, от заданного суммарного количества щелочного агента. В примере 2 карбоната натри  на первой ступени - 66%, гидроксида натри  на первой ступени - 10%, а на второй ступени - гидроксида натри  - 24%, от заданного суммарного количества щелочного агента.

В примерах 3 и 4 приведены данные, соответствующие меньшим и большим значени м щелочных агентов с граничными,

Опыты 5 и 6 соответствуют услови м прототипа. Причем, в опыте 5 по второй смеситель подают смесь гидроксида натри  с карбонатом натри , а в опыте 6 во второй смеситель подают только карбонат натри .

Конкретные концентрации карбоната натри  и гидроксида натри  на входе в каждую из ступеней соответствуют заданным соотношени м.

Как видно из таблицы (примеры 1 и 2) прирост полезных продуктов достаточно высок и составл ет дл  циклогексэнола 26,8 и 25,2% (в среднем 26%), а дл  циклогекса- нона 38,7 и 37,5% (в среднем 38,1 %) соответственно .

При увеличении количества карбоната натри  выше граничных (пример 4, карбоната - 71%) резко снижаетс  степень омылени  эфиров до 57%, падает прирост полезных продуктов - циклогексанола с 26 до 19,8%, т.е. на 6,2 абс.%, а циклогексано- на с 38,1 до 23,7%, т.е. на 14,4 абс.%.

Снижение количества карбоната натри  ниже предельного (пример 3) дает такие же хорошие результаты, как и в примерах 1 и 2. Однако такое снижение количества карбоната натри  нецелесообразно, так как приводит к незначительной экономии гидроксида натри .

При частичной замене гидроксида натри  на карбонат натри  и подаче последнего на вторую ступень (опыт 5. в услови х прототипа) снижаетс  превращение гидропероксида циклогексила в циклогексанол и циклогексзнон и пад ет РЫХОД полезных продуктов циклогексанолл до 20,4% против 5 26%. т.е. на 5,6%, а циклогексанона до 25,2% против 38,1%, т.е. на 12,9% (по сравнению с опытами 1 и 2) Полна  замена гидроксидэ натри  карбонатом (пример 6, в услови х прототипа) приводит к снижению

10 степени омылени  эфиров до 35% против 83-70% (примеры 1. 2) и потому еще более сильному, чем в опыте 5, снижению прироста полезных продуктов - циклогексанола, до 15,6%, по сравнению с 26% (примеры 1,

5 2) т.е. на 10,4 збс.%, а циклогексанона - до 11,2% против 38.1% (примеры 1 и 2), т.е. на 26,9 абс.%.

Таким образом, предложенный способ выделени  циклогексанола и циклогексано0 на с использованием дл  щелочной обработки реакционной .смеси на первой ступени карбоната натри  и гидроксида натри , а на второй ступени - только гидроксида натри  в строго определенных

5 соотношени х, по сравнению с прототипом, приводит к увеличению выхода попезных продуктов: циклогексанола на 6%, а циклогексанона на 13% (примеры 1, 2 л 5), при этом расход гидроксида натри  снижаетс 

0 на 30-66%.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ выделени  циклогексанона и циклогексанола из продуктов окислени 

   5 циклогексана нейтрализацией органического сло  оксидатз с использованием в качестве щелочных реагентов водных растворов гидроксида натри  и карбоната натри  в двух последовательно работающих смеси0 тел х при 140-150°С при последующем разделении смеси на органический и водно-щелочной слои с выводом из второго смесител  органического сло , содержащего циклогексанон, циклогексанол и циклогек5 сан, направл емого на ректификацию и отработанного водно-щелочного сло , отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода конечных продуктов и сокращени  расхода гидроксида натри , в первом сме0 сителе обработку ведут смесью растворов карбоната натри  и гидроксида натри , котора  содержит 30-66 мол.% щелочного реагента в виде кэрбона а натри  и 10-20 мол.% - в виде гидроксида натри  от общего

   5 количества щелочного релгента, необходимого дл  нейтрализации кислых компонентов в оксидате, а во второй смеситель подают остальное до 100 мол % количество щелочного реагента в НИДР р,н i горт , идро- ксидз натри .