Способ получения циклогексанона и циклогексанола

Способ получения циклогексанона и циклогексанола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается циклических спиртов и кетонов, в частности получения циклогексанона и циклогекИзобретение относится к усовершенствованному способу получения циклогексанона и циклогексанола,являющихся полупродуктами в синтезах капролактама и адипиновой кислоты, и может найти применение в химической промышленности. Цель изобретения - повышение выхода конечных продуктов и производительности установки. санола - промышленных полупродуктов для синтеза капролактама и адипиновой кислоты. Цель изобретения - повышение выхода целевых веществ и повышение производительности установки. Для этого ведут окисление циклогексана О -содержащим газом в присутствии катализатора нафтената кобальта при давлении 7-25 кг/см и температуре 140-200°С в многосекционном реакторе с дополнительной подачей (ступенчатой ) циклогексана с температурой 100-120°С в количестве 70-100% от количества подачи в первую секцию. Время пребывания реакционной массы постепенно снижается от секции к секции согласно уравнению jO, /(n+2)} : : (Јг/п) (n-Ol (n-2YJ : : ...Ј„/2 С ±0,1 С, где Ј - время пребывания реакционной массы Е каждой из секций; п - число секций; С - постоянная величина, рассчитываемая по параметрам режима. В этом случае выход целевых веществ повышается на 1,5-3%, а производительность - в 1,5 - 1,7 раза. 2 табл. Приме р 1. Окисление циклогексана проводят непрерывным способом в четырехсекционном реакторе, имеющем полезный объем 71 м3(24+17+16+

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOhNf СВРЩЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4655478/04 (22). 29.12.88 (46) 15.04.91. Бюл. И 14 (71) Ровенское производственное объединение "Азот" им. 50-летия СССР и Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (72) В.В.Липес, Ф.А.Гебергер, Т.В.Харькова, M.È.Èàôðàí, В,Б.Успенский, И.Н.Правдивый, В.В.Буксеев, Л.С.Степанюк и И.Д.Полюхович (53) 547.466.3 (088.8) (56) Патент Англии У 1172655, кл. С 2 С, опублик. 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 675759, кл. С 07 С 49/403,опублик.

1977.

I (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОНА

И ЦИКЛОГЕКСАНОЛА (57) Изобретение касается циклических спиртов и кетонов, в частности получения циклогексанона и циклогекИзобретение относится к усовершенствованному способу получения циклогексанона и циклогексанола,являющихся полупродуктами в синтезах капролактама и адипиновой кислоты, и может найти применение в химической промьппленности.

Цель изобретения — повышение выхода конечных продуктов и производи- тельности установки.,.SU„„1641804 А 1 (51)5 С 07 С 49/403, 27/12, 35/08 санола — промьппленных полупродуктов для синтеза капролактама и адипиновой кислоты. Цель изобретения — повышение выхода. целевых веществ и повышение производительности установки.

Для этого ведут окисление циклогексана О -содержащим газом в присутствии катализатора нафтената кобальта при давлении 7-25 кг/см и температуре 140-200 С в многосекционном реакторе с дополнительной подачей (ступенчатой) циклогексана с температурой 100-120 С в количестве 70-)00K от количества подачи в первую секцию.

Время пребывания реакционной массы постепенно снижается от секции к секции согласно уравнению P + .,/(и+2) (Ф (n(2/n) ГС /(п-)) 1:Le !(n-2)3 ... с /2 = С +0,1С, где Я вЂ” время пребывания реакционной массы в каждой из секций; n — число секций; С вЂ” постоянная величина, рассчитываемая по параметрам режима. В этом случае выход целевых веществ повышается на

1,5-37, а производительность — в

1,5 — 1,7 раза ° 2 табл.

Пример 1. Окисление циклогексана проводят непрерывным способом в четырехсекционном реакторе, имеющем полезный объем 71 м (24 +17+16+

+14), при давлении 8,5 кг/смZ и температуре 155-160 С. В первую секцию непрерывно подают 108 м /ч циклогек3 сана, содержащего 10 мас.Е нафтена-4 та кобальта, из скруббера и 1300 нм /ч воздуха, в последующие

1641804 секции — соответственно 11, 38 и

59 м /ч циклогексана и 1300, 1600 и

2200 нм /ч воздуха, при этом подача циклогексана во 2-4 секции составляет

100% от подачи в первую.

Задаемся, нагрузкой по органическому, слою на выходе из четвертой секции 3 = 160 м /ч (при 20 С) . в" 4

Время пребывания оксидата вычисляют по формуле

A Чи 093 .2 юю/ !бю где V.,— объем соответствующей сек Я э.

1 ции, м ;

0,93 — коэффициент, учитывающий газосодержание органического слоя Lo и — плотности циклогексана при

20юС (0,778 кг/дм ) и

160 С (0,630 кг/дм ); ! Bg»» - количество органического

И слоя на выходе из и-й секции, которое вычисляют по формуле

4 4 Sb9n, (ЬХю + bmoc 2+ ° ° ° + bxag ) (glt0C1 фвс2+ ° ° ° + нос ) s где кос — унос циклогексана, м /ч

B (определяется температурой, давлением и нагрузкой по воздуху; при

160 С и 8 5 атм на

1000 нм /ч воздуха уносится 8 м / циклогексана) °

V О 93

Тогда

1 вых,», ю, ыю

14 0,93

160 0,778/0,630

3,95 мин.

В соответствии с приведенной формулой л и

"t (»»»t) 2/â = "э/(и-<)= ° Ф 3 95 где С - — — - "-" — — 1 98

2 2

1 1 ся !,98 (n-I) = 5,94 мин;

no< 1,98 r n = 7,92 мин; (,» - 1,98 < (и+2) = 11,88 мин.

Значение нагрузки по органическому слою ца выходе из каждой секции определяют по приведенной формуле:

Чп О 93 SbrX

11 А<, у 20, / у 1ч 4

В соответствии с приведенной формулой gb()(= 121 /R Q" ВЫх

3 . Д

= 98 м /ч; .3 вы,= 97 м / .

Подача циклогексана в пеРвУю секцию и дополнительная подача во 2 " 4 секции вычисляются по формулам:, с ! Bb(K< нос, 610) g = "Bbp 2 +З к0с» )kOc f

15 ° Ч 1 B)rag Sblxg ИОс» )uoC g

+ »ос вхо » вхоу ! SXO)4 5bll ф » ою 1 И0с2

+ f рою g+ uoe@ вхоэ, вхо М ь

Соответствующие значения потоков циклогексана, уносимых с отходящими газами (Д <ð<), определяют расчетно с использоЪанием упругости паров циклогексана при заданной температуре, значений давления и скорости подачи

30 воздуха °

С учетом этих значений (;Д g+,ю,= ":ВХЮ = 38;) Вкю 4=

= 53 мэ/ч.

Значения вВ у составляют соответственно 97; 98; 121 и 160 м /ч. При э проведении окисления в приведенных условиях оксидат на выходе из четвертой секции содержит 0,090 моль/л циклогексанона; 0,155 моль/л циклогексанола; 0,085 моль/л гидропероксида циклогексила; 0,025 моль/л кислот;

0,015 моль/л эфиров, степень превращения циклогексана 4,0% ° Выход полезных продуктов составляет 89,5%.Производительность реактора по сумме полезных продуктов в пересчете на циклогексанон 5,1 т/ч.

БО

Условия проведения эксперимента

;по примерам 1-9 представлены в табл.1.

Результаты экспериментов по примерам 1-9 приведены в табл.2.

Увеличение подачи дополнительного количества циклогексана во 2-4 ступени выше 100% от подачи в первую секцию приводит к увеличению содержания кислорода в отходящих газах вы1804 6

Формула изобретения

Таким образом, предлагаемый способ получения циклогексанола и циклогексанона позволяет повысить выход целевых продуктов на 1,5-3 по сравнению с известным способом и увели чить производительность процесса в

1,5-1,7 раза, что приводит к экономии спецстали при изготовлении реак- тора.

35 г Подача циклогексана в секцию, и +/÷

Подача воздуха в секцию, нм /ч 10

Э -9

Пример

Номера секций

5 б 1 2

1 2 3 4 3

38

32

2l

11

11

11

11

9 д

108

108

108

108

107

121

132

2,2

1,7

1,9

1,3

4,3

1 4

0,8

1,6

1,5

1 3 1,6

1,3 1,3

1,3 1,6

0,8 1,1

3,0. 3,7

1,3 1,3

1,1 1,0

1,0 l 4

0,9 1,3

1 1,3

2 1,3

3 1,3

4 0,8 5 3,0 б 1,3

7 li0 .8 1,0

9. 0,9

2,2

1,5

1,9

Отношение количества дополнительно поданного циклогексана к подаче в первую секцию, .

++ Температура дополнительно поданного циклогексана, С.

5 ;1 64 ше нормируемых правилами безопасно

ro ведения процесса пределов из-за маленького времени пребывания в этих секциях реактора.

Снижение подачи циклогексана во

2-4 ступени до 60 от подачи в первую ступень (как видно из сопоставления примеров 1,2 и 6) приводит к снижению выхода полезных продуктов на 2-2,5Х.

Пример 7. Сравнительный,проведенный в условиях известного спо. соба.

Пример 8. Окисление циклогексана проводят непрырывным способом в пятисекционном реакторе, имеющем полезный объем 83 м (24+17+16+

+14+12) при давлении 8,5 атм и температуре 155-160 С.

Пример 9. Окисление циклогексана проводят непрерывным способом в шестисекционном реакторе, имеющем полезный объем 95 м (25+18+16+14+

+12+10), при давлении 8,5 атм и температуре 155-160 С. !

Способ получения циклогексанона и циклогексанола путем жидкофазного

5 окисления циклогексана кислородсодержащим газом в непрерывном режиме в присутствии катализатора нафтената кобальта при давлении 7-25 кг/см и температуре 140-200 С в многосекционном реакторе с дополнительной с упенчатой подачей циклогексана, имеющего температуру ниже температуры в реакторе, в.секции, начиная с второй, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода конечных продуктов и производительности установки, дополнительную подачу циклогексана в секции ведут с температурой

20 100-120 С в количестве 70-100 от подачи циклогексана в первую секцию и с временем пребывания реакционной массы, постепенно снижающимся от секции к секции согласно уравнению

25 у

"А ° э $ ° °

n+2 n n-1 n-2 у

= С+О 1С

30, где Ф вЂ” время пребывания реакционной массы в каждой из секций;

n — - число секций;

С вЂ” постоянная величина,рассчитываемая по параметрам режима.

iT а б л и ц а 1 . „ !

1641804

/ Продолжение табл,1

Пример

Количество органичес- к1эго слоя, выходящегО из секции, мЗ / ч

Относиодача циклогексана в секцию, м /ч

Т, оС

P,êã/

/см1 тельная, II величина отока, Номер секций

2 . 1 з

5 . 6

120 97

100, 97

120, 97

120 63

120.. 225

90 97

60 ..97

120;103

120 125

155-160

155"160

155-160

140-145

195-200

155-160

155-160

155-160

155-160

86

R0

87

42

54 риме

Продолжение табл . 1

) Т

Количество оргаййчес кого слоя, выходящего из секции, м ч

Время пребывания в секции, мин

4,0

4,5

4,3

6,3

1,7

4,9

6,5

4,5 3,0

4,5 3,4

7,9

7,8

? 8

11,9

3,1

7,8

7,9

7,5

6,8

161

200

Выход конечных продух тов,1

Таблицаг

ПриКонСоствв продуктов на выходе иэ реактора окисления, моль/л версия циклогексамер ъ

Гидропероксид цикпогексила

Кислоты Эфиры цикло- Цикле гекса- гексена на выходе иэ реак тора,Х нон иол

4,0 89,5

4,1 89,0

4,1 89,4

4,1 89;0

4,0 90,0

4,0 87,0

4эО 8615

4,0 90,5

4,1 90,5

0,015

0,О15

0,015

О,О!7

0,015

0,020 о,ого

0,015

0,0! 5

0,025 о,o28

0,025

0,027

0,022

О,O28 о,озо

0,020 о,ого

1 0,090

2 0,090

3 0,093

4 0,120

5 0,073

6 0,087

7 О,ОЕ5

8 0,090

9 0,090

Производительность приведена х объему четырехсекционного реактора

59

41

49

32

34

7

147 100

129 ,94

; 140 .140

О,i55 о,l57

0,157

0, l 45

0,167

0,155

0,155

О,ián

О,16О

0,085

О, 085

0,086

О,О7З

0,096

О,ОВО

О,ОВО

О,О85

О,O87

8,5

8,5

8,5

7,5

25 .8,5

8,5

8 5

8 5

11,9

11,3

11,3

17,2

4,4

11,3

11,3

10,5

9,0

6,0

6,4

6,!

9,2

2,4

6,8

7,4

6,0

5,6

Проиэводительность реактора (по циклогексане! ну),т/ч

5,1

4,5

4,7 з,г !

О,7

4,0

З,о

5,7 (4,9. )

6,3 (4,8+) 98

98

98

64

98

96

102

120

121

113

?а

275 !

07

12а