Способ получения циклогексана
Патент 689117
Авторы
Способ получения циклогексана
Иллюстрации
Реферат
,689II7
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сои)з Сесе сии;
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 06.07.78 (21) 2638637/23-04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) М. Кл.
С 07С 13/18
С 07С 5/10
Госудаостесииый комитет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 547.592.1 (088.8) по делом изобретений и от;..р:ити;1 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения
А. М. Проскурнин, Д. Б. Казарновская, Б. С. Смолянский, А. П. Бескова, В. А. Дронова, P. М. Атамановская и В. В. Ермакова (71) Заявитель
1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНА
Изобретение относится к способам получения циклогексана парофазным гидрированием бензола на гетерогенных катализаторах.
Циклогексан является исходным сырьем при получении капролактама.
Реакция образования циклогексана путем парофазного гидрирования бензола протекает с большим выделением тепла и наибольшее тепловыделение происходит в начальном слое катализатора, который составляет около 3% от всего слоя катализатора, загруженного в реактор.
Существует ряд способов отвода тепла реакции от начального слоя катализатора.
Например, в способе,(1) реактор гидрирования первой стадии рекомендуется охлаждать путем рециркуляции циклогексана в количестве 2:1 — 10:1 к исходному сырю.
В способе (2) ход реакции регулируют путем смешения рециркулирующего потока циклогексана с выходящим из первой зоны продуктом путем использования охлажд— ния между зонами и подбором скорости и степени гидрирования. Это позволяет поддерживать температуру в зонах гидрирования не выше 260 С.
Известен способ получения циклогексана путем гидрирования бензола при температуре 200 С и давлении 30 атм в присутствпи никельхромового катализатора, где скорость реакции в начальный период снижается за счет разбавления катализатора медномагнпевым по двум зонам в 5 и 2
5 раза. В. третьей зоне катализатор не разбавлен. Известный способ позволяет осу,ществлять процесс с уменьшением количества тепла, выделяющегося в начальных слоях катализатора (3). р Однако таким способом не обеспечивается равномерный отвод тепла от самой таблетки катализатора, что приводит к образованию побочных реакций, дополнительных дефектов в структуре таблетки и раз15 рушенпю начального слоя катализатора.
При указанном разбавленип не обеспечивается равномерное перемешивание двух сходных по внешнему виду катализаторов, это приводит также к локальным перегревам в слоях катализатора н нарушает равномерное распределение тепла по высоте реактора. Кроме того, восстановление в одном реакторе двух разнородных катализаторов проводится в различных режимах, 25 что значительно увеличивает время восстановления, не обеспечивает оптимальных условий формирования катализатора и усложняет технологию процесса.
Цель изобретения состоит в упрощении
30 технологии процесса.
689117
I
r5 г
СО о - ш »
Ю
v о (cS
К Й
Относительная активность катализатора, (A) y, col
OJ
2» полученная экспериментальным путем рассчитанная по формуле*
С4
Ю
_#_ о
100
100
100
100
100
42
100
100
37
83
100
32
78
100
1
3
6
8
10
39
61
72
100
19
28
37
46
64
73
82
91
100
Поставленная цель достигается способом получения циклогексана путем гидрирования бензола при нагревании и под давлением в присутствии многозонного никельсодержащего катализатора при возрастании активности катализатора в зонах по ходу сырья и относительной активности катализатора в каждой зоне, соответствующей формуле
А = 90 — + 10, )7 где А — относительная средняя активность катализатора в зоне, а/в,.
N — номер зоны; и — число зон, равное 2 — 10.
Отличие способа состоит в использовании катализатора с переменной активностью по зонам, которая возрастает в каждой последующей зоне по ходу сырья по вышеприведенной формуле.
Проведение процесса гидрирования бензола в циклогексан на частицах катализатора с переменной активностью позволяет осуществлять гидрирование бензола таким образом, что тепло реакции распределяется по всему слою катализатора равномерно.
Это предохраняет частицы катализатора от локальных перегревов и разрушений, что значительно увеличивает продолжительность работы контакта. 3а счет исключения побочных реакций, протекающих при перегревах, получают циклогексан высокой степени чистоты. Степень превращения бензола составляет более 0,999. Чем больше количество зон с частицами катализатора переменной активности, тем селективнее протекает процесс.
Пример 1. Водород и бензол в молярном соотношении 8:1 подают в два последовательно соединенных реактора, работающих под давлением 30 атм, при температу 200 С и нагрузке по бензолу 0,5 ч- . В каждый реактор загружают по 50 см никелевого контакта, причем в первый реактор загружают катализатор, средняя активность которого в два раза меньше активности катализатора, загруженного во второй реактор (см. таблицу). При использовании частиц катализатора с возрастающей активностью при нагрузке по бензолу
0,5 ч- в условиях изобретения получают гидрогенизат, содержащий 99,92 /, циклогексана.
Пример 2. Водород и бензол в молярном соотношении 8: 1 подают в три последовательно соединенных реактора, работающих под давлением
30 атм, при температуре 200 С и нагрузке по бензолу 05 ч — . В каждый реактор загружают по 33 см никелевого контакта, причем в первый реактор загружают катализатор, средняя активность которого в
2,4 раза, во втором реакторе — в 1,3 раза меньше активности катализатора, загру15
65 женного в третий реактор (см, таблицу).
При использовании частиц катализатора с возрастающей активностью при нагрузке по бензолу 0 5 ч — в условиях изобретения получают гидрогенизат, содержащий 99,93 а/в циклогексана.
Пример 3. Водород и бензол в молярном соотношении 8:1 подают в четыре последовательно соединенных реактора, работающих под давлением 30 атм, при температуре 200 С и нагрузке по бензолу
Относительная активность рассчитана по
Ж формуле А = 90 — —,10, y„с учетом погрешности, Д равной 5
05 ч — . В каждый реактор загружают по
25 смз никелевого контакта, причем в первый реактор загружают катализатор, средняя активность которого в 2,7 раза, во втором реакторе — в 1,5 раза и в третьем реакторе — в 1,2 раза меньше активности катализатора, загруженного в четвертый реактор (см. таблицу). При использовании частиц катализатора с возрастающей активностью при нагрузке по бензолу 0 5 ч — в условиях изобретения получают гидрогенизат, содержащий 99,94а/а циклогексана.
Пример 4. Водород и бензол в молярном соотношении 8:1 подают в реактор, ра689117
Составитель Г. Гуляева
Редактор Е. Месропова Текред И. Заболотнова
Заказ 2704/7 Изд. ЛЪ 593 Тираж 497 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 5К-35, Раушская иаб., д, 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 ботающий под давлением 30 атм, при температуре 200 С и нагрузке по бензолу
0,5 ч — . В реактор загружают в 10 зон
100 см никелевого контакта, дезактивированного сернистыми соединениями. В каж- 5 дую зону загружают по 10 см катализатора, причем в первую зону загружают катализатор, средняя активность которого в
5 раз, во вторую — в 3,3 раза, в третью— в 2,6 раза, четвертую — в 2,2 раза, в пятую — в 2 раза, в шестую — в 1,65 раза, в седьмую — в 1,4 раза, в восьмую — в
1,25 раза, в девятую — в 1,1 раза меньше активности катализатора, загруженного в десятую зону (см. таблицу). При использо- 15 вании частиц катализатора с возрастающей активностью в условиях изобретения получают гидрогенизат, содержащий 99,98 /, циклогексана.
В таблице приведены данные по относительной активности катализатора для примеров 1 — 4, полученные экспериментальным путем и рассчитанные по приведенной формуле.
Полезность способа состоит в том, что при применении частиц катализатора пере- 25 менной активности никаких побочных продуктов не образуется и чистота получаемого циклогексана зависит только от чистоты исходного бензола.
Формула изобретения
Способ получения циклогексана путем гидрирования бензола при нагревании и под давлением в присутствии многозонного никельсодержащего катализатора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, последний проводят прп возрастании активности катализатора в зонах по ходу сырья и относительной активности катализатора в каждой зоне, соответствующей формуле
А=90 — + 10, и где А — относительная средняя активность катализатора в зоне, %,.
N — номер зоны;
rz — число зон, равное 2 — 10.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Великобритании № 1144495, кл. С 07С 5/10, опублик. 1969.
2. Патент США № 3428697, кл. С 07С
5/10, опублик. 1969.
3. Авторское свидетельство СССР № 319206, кл. С 07С 5/10, 1968 (прототип),