SK452001A3

SK452001A3 - Spôsob výroby zmesi cyklohexanolu a cyklohexanónu

Info

Publication number: SK452001A3
Application number: SK452001A
Authority: SK
Inventors: Stanislav Juhas
Original assignee: Stanislav Juhas
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2002-08-06

Abstract

Opisuje sa oxidácia cyklohexánu v kvapalnej fáze plynom obsahujúcim kyslík v cylindrickom horizontálne uloženom komorovom reaktore. Vyznačuje sa tým, že do pretekajúcej kvapalnej reakčnej zmesi reaktorom sa plyn obsahujúci kyslík rozptyľuje tak, že pre rozptyľovače usporiadané v smere výsledného prúdenia kvapaliny reaktorom, aspoň v jednom prípade platí vzťah (Prozp',I:>max)n>L05*(Prozp',Pmax)n+i,2,3 atď·, kde Prozp je horizontáne určiteľná priemetná plocha ohraničená dĺžkou a šírkou rozptyľovača, ktorým sa plyn rozptyľuje do kvapaliny, PMAX je maximálne horizontálne určiteľná priemetná plocha daná dĺžkou rozptyľovača a vnútorným priemerom horizontálne uloženého reaktora, kde sa plyn obsahujúci kyslík rozptyľuje a N je poradie rozptylovača v smere výsledného prúdenia kvapaliny reaktorom.

Description

Spôsob výroby zmesi cyklohexanolu a cyklohexanónu

Priemyslová oxidácia cyklohexánu sa uskutočňuje vzduchom v kvapalnej fáze. Katalyzátormi sú organické zlúčeniny prechodných kovov. V priemyslovom meradle dochádza okrem vzniku cy klohexanolu a cyklohexanónu ku vzniku ďalších látok, alkoholov, aldehydov, ketónov, monokarboxylových a dikarboxylových kyselín, hydroxykyselín, éterov a esterov. Tieto sú nežiaducimi produktmi, ktoré je potrebné v následných technologických zariadeniach oddeľovať, navyše ďalej reagujú na vyššiemolekuláme nerozpustné produkty' zanášajúce zariadenia najmä v miestach nedostatočne miešaných a znižujú dobu bezproblémovej prevádzky .

Je celý rád spôsobov oxidácie ( SU 503 843, SU 675 759, BE 827 835, CS 256 583, CS 256 584, CS 257 367, EP 0 579 323 —► SK PV 743-93 ) variujúcich koncentračné pomery plyn obsahujúci kyslík k cyklohexánu, množstvo katalyzátora, iniciačné látky na začiatku reakcie, teplotu, tlak a zdržnú dobu.

V záujme selektivity sa reakcia uskutočňuje tak, aby kľúčovou zložkou bol kyslík, ktorého konverzia je najvýhodnejšia na úrovni 95 % a cyklohexán bol v takom prebytku, aby jeho konverzia bola od 3 % do 10%. To vedie v súlade so snahou posunúť režim do kinetickej oblasti k preferencii reaktorov s prebublávanou vrstvou kvapaliny veľkej zádrže. Z hľadiska výkonu procesu a selektivity reakcie sa účelne volí kaskáda reaktorov, s postupným pridávaním plynu obsahujúci kyslík po členoch kaskády'. Ďalej nemenej dôležité je zaistenie čo najväčšieho merného medzifázového povrchu. Ten je závislý od dokonalosti dispergácie plynu do kvapaliny a dodanej disipovanej energie. Požadovaná koncentračná homogenita kvapaliny, je pri reaktoroch bez núteného miešania závislá od spôsobu dispergácie plynu a priestorového tvaru reaktora. Koncentračnú homogenitu v jednom člene kaskády a zamedzenie spätného toku kvapaliny zabezpečuje relatívne jednoduchý cylindrický', horizontálne uložený reaktor delený pŕepážkami na komory (PL 64 440) za účelom zamedzenia spätného toku kvapaliny v smere jej výsledného prúdenia (PL 94 062, PL 134 291 ).

Rozptyľovanie plynu do kvapaliny je závislé od pomeru výšky kvapaliny k horizontálnej ploche ktorou sa plyn disperguje ( PL 241 914 ). Môže byť tiež charakterizované priemernou rýchlosťou výtoku oxidačného plynu, otvormi dištančné presne matematický’ definované vo vzťahu k polohe otvoru na rozptyľovacom zariadení ( PL 241 111 ),. prípadne, nerovnomerne rozmiestnenými otvormi v horizontálnom priereze komory, v smere kolmom na smer prúdenia kvapaliny ( CS-PV 1921-87 ). Vysoký stupeň využitia kyslíka možno dosiahnuť pomocou rozptyľovacieho zariadenia s výhodne rozmiestnenými rozdeľovacími pŕepážkami, rozdielnou vzdialenosťou a rozdielnym priemerom otvorov ( PL 136 028 ).

Retardáciu potenciálneho zanášania reaktora predstavuje riešenie demistra pre odplyny ( CS 263 571), prepážky medzi komorami pre prechod kvapaliny ( CS 263 576 ). Koncentračnú homogenitu kvapaliny vylepšuje prívod katalyzátora ( CS 263 571 ), usmernený prechod kvapaliny medzi komorami ( CS 263 570, CS 263 572 a CS 263 573 ), upravené rozptyľovače plynu do kvapaliny ( CS 263 569, CS 263 574, CS 263 587, CS PV 9099- 87, CS PV 9100-87 ). Opačný postup je oddeľovanie gravitačné usadzujúcej sa kvapalnej fázy ( CS 263 575 ).

Podstatou tohto vynálezu je spôsob oxidácie cyklohexánu v kvapalnej fáze plynom obsahujúcim kyslík, v cylindrickom horizontálne uloženom komorovom reaktore. Vyznačuje sa tým, že do pretekajúcej kvapalnej reakčnej zmesi reaktorom, sa plyn obsahujúci kyslík rozptyľuje tak, že pre rozptyľovače usporiadané v smere vý sledného prúdenia kvapaliny reaktorom, aspoň v jednom prípade platí vzťah ( PrOZp/ Pmax)n > 1.05 * ( Prozp/ PMAx)N+I,2,3,atď.

kde Prozp je horizontálne určitelna priemetna plocha ohraničená dĺžkou a šírkou rozptyl ovača, ktorým sa plyn rozptyľuje do kvapaliny, P^ax je maximálne horizontálne určiteľná priemetná plocha daná dĺžkou rozptyľovača a vnútorným priemerom reaktora, kde sa plyn obsahujúci kyslík rozptyľuje a N je poradie rozptyľovača v smere výsledného prúdenia kvapaliny reaktorom.

Výhodou je, že v smere výsledného prúdenia kvapaliny reaktorom aspoň nad jedným z prvých rozptyľovačov je vhodné rozptyľovanie plynu obsahujúceho kyslík do kvapaliny a aspoň nad jedným z posledných rozptyľovačov je vhodné prúdenie kvapaliny, čo spôsobuje zlepšenú selektivitu procesu.

r p c e

Príklad 1. Do dvoch šesťkomorových paralelne zapojených reaktorov sa cez skrápače vedie 287,6 t/h cirkulačného cyklohexánu s obsahom 286,5 t cyklohexánu, 0,314 t cyklohexanolu a 0,262 t cyklohexanónu. Do kvapaliny pretekajúcej reaktorom sa rozptyľuje vzduch v množstve 23,9 t/h rozptyľovačmi na ploche zaberajúcej 73 % z maximálne horizontálne určiteľnej priemetnej plochy danej dĺžkou rozptyľovača a vnútorným priemerom reaktora. Z reaktora odchádza oxidačný produkt v množstve 290,2 t/h s obsahom 274,8 t cyklohexánu, 6,633 t cyklohexanolu a 3,2871 cyklohexanónu, majúci číslo kyslosti 5,3 mg KOH / g a číslo zmydelnenia 5,7 mg KOH / g. Zvyšok odchádza cez skrápače vo forme odplynu, obsahujúcom 0,72 % obj. O₂, 3,1 % obj. CO, 0,6 % obj. CO2, a 0,4 % obj. organický ch zložiek a vo forme okyslenej vody’ o čísle ky slosti 69,2 mg KOH / g.

Príklad 2. Do dvoch šestkomorových paralelne zapojených reaktorov sa cez skrápače vedie 287,6 t/h cirkulačného cyklohexánu s obsahom 286,5 t cyklohexánu, 0,314 cyklohexanolu a 0,262 t cyklohexanónu. Do kvapaliny pretekajúcej reaktorom sa rozptyľuje vzduch v množstve 23,9 t/h rozptyľovačmi na ploche zaberajúcej 38 % z maximálne horizontálne určiteľnej priemetnej plochy danej dĺžkou rozptyľovača a vnútorným priemerom reaktora. Z reaktora odchádza oxidačný produkt v množstve 290,2 t/h s obsahom 275,0 t cyklohexánu,,6,533 t cyklohexanolu a 3,1871 cyklohexanónu, majúci číslo kyslosti 5,7 mg KOH / g a číslo zmydelnenia 6,3 mg KOH / g. Zvyšok odchádza cez skrápače vo forme odplynu, obsahujúcom 0,82 % obj. O2, 3,1 % obj. CO, 0,6 % obj. CO₂, a 0,4 % obj. organických zložiek a vo forme okyslenej vody o Čísle kyslosti 70,1 mg KOH / g.

Príklad 3. Do dvoch šesťkomorových paralelne zapojených reaktorov sa cez skrápače vedie 287,6 t/h cirkulačného cyklohexánu s obsahom 286,5 t cyklohexánu, 0,314 t cyklohexanolu a 0,262 t cyklohexanónu. Do kvapaliny pretekajúcej reaktorom sa rozptyľuje vzduch v množstve 23,9 t/h prvými troma rozptyľovačmi na ploche zaberajúcej 73 %, štvrtým a piatymi rozptyľovačom na ploche zaberajúcej 58 % a nasledujúcim a/alebo nasledujúcimi rozptyľovačmi na ploche zaberajúcej 38 % z maximálne horizontálne určiteľnej priemetnej plochy danej dĺžkou rozptyľovača a vnútorným priemerom reaktora. Z reaktora odchádza oxidačný produkt v množstve 290,4 t/h s obsahom 274,6 t cyklohexánu, 6,833 t cyklohexanolu a 3,287 t cyklohexanónu, majúci číslo kyslosti 4,1 mg KOH / g a číslo zmydelnenia 4,7 mg KOH / g. Zvy šok odchádza cez skrápače vo forme odplynu, obsahujúcom 0,93 % obj. O₂, 3,1 % obj. CO, 0,6 % obj. CO₂, a 0,4 % obj. organických zložiek a vo forme okyslenej vody o čísle kyslosti 68,3 mg KOH / g.

Claims

Patentové nároky

1. Spôsob oxidácie cyklohexánu v kvapalnej fáze plynom obsahujúcim kyslík,' v cy lindrickom horizontálne uloženom komorovom reaktore vyznačujúci sa ty m, že do pretekajúcej kvapalnej reakčnej zmesi reaktorom, sa plyn obsahujúci kyslík rozptyľuje tak, že pre rozpty ľovače usporiadané v smere výsledného prúdenia kvapaliny reaktorom, aspoň v jednom prípade platí vzťah ( PrOZp/ PmAx)n > 1.05 * ( Prozp/ PMAx)N+l,2,3.atď kde Prozp je horizontálne určiteľná priemetná plocha ohraničená dĺžkou a šírkou rozptyľovača, ktorým sa plyn rozptyľuje do kvapaliny, Puax je maximálne horizontálne určiteľná priemetná plocha daná dĺžkou rozptyľovača a vnútorným priemerom horizontálne uloženého reaktora, kde sa plyn obsahujúci kyslík rozptyľuje a N je poradie rozptyľovača v smere vý sledného prúdenia kvapaliny reaktorom.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že reakcia sa uskutočňuje v prinajmenšom dvoch sériovo alebo paralelne zapojených cylindrických horizontálne uložených reaktoroch majúcich prinajmenej po dve komory, kde sa plyn obsahujúci kyslík rozptyľuje.
3. Spôsob podľa nárokov 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že za reaktormi kde sa plyn obsahujúci kyslík rozptyľuje je zaradený prinajmenej jeden reaktor, kde sa plyn obsahujúci kyslík nerozptyľuje.