Способ получения циклогексанола и циклогексанона

Способ получения циклогексанола и циклогексанона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И,С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1979323 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 07.08. 80 (21)2998576/23-04 (Р М К 1 3 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

C 07 С 49/403

С 07 С 45/33

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 071282. Бюллетень Йо 45 (33) УДК 547. 594. 3..07(088.8) Дата опубликовання описания 071282 (72) Авторы изобретения

Л.И.Черномордик, В.С.Рыжков, H.È.Ðóìÿíöåâà, A.Ñ .Бадриан, И.Я.Городецкий и A.À.Âàîêí (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОЛА И ЦИКЛОГЕКСАНОНА

30

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения циклогексанола и циклогексанона путем окисления циклогексана кислородом 5 воздуха в жидкой фазе, и является одной из стадий производства капролактама.

Известен способ получения цкклОгексанола и циклогексанона окислением циклогексана кислородом воздуха в жидкой фазе при температуре 145150оС, давлении 10-20 ата, при котором для съема тепла реакции в реактор подают паровой конденсат, а получившийся пар отделяют от конденсата и используют для подогрева исходного циклогексана, при этом реакционные газы охлаждают, отделяют от сконденсировавшихся органических. веществ, очищают от остатков органических соединений путем абсорбции их охлажденным абсорбентом и выбрасывают в атмосферу (1).

Недостатками известного способа является отсутствие утилизации энергии реакционных газов и необходимость. дополнительных затрат на охлаждение абсорбента, возвращаемого на.абсорб цию.

Наиболее близким решением:постав. ленной технической задачи является способ получения циклогексанола и циклогексаноиа окислением циклогексана кислородом воздуха в жидкой фа" эе при температуре 148-160 С, давлении 8-16 ата, при котором пары органических веществ, получившиеся за счет тепла реакции, отводят с реакционными газами, а тепловую энергию этих паров и реакционных газов используют для подогрева исходного циклогексана, при этом реакционные газы отделяют от сконденсировавшейся органической фазы, очищают от остатков органических веществ путем абсорбции при 10-40 С охлажденным абсорбентом и выбрасывают s атмосферу С23Недостатками известного способа является неполная утилизация энергии реакционных газов и необходимость до" полнительных энергетических затрат иа охлаждение абсорбента, возвращаемого на абсорбцию.

Целью изобретения является сииже. ние энергетических затрат путем получения дополнительной электроэнергии и холода.

Это достигается тем, что полуние циклогексанола и циклогексаиоиа

979323

/ проводят путем.жидкофазного окислениФ ловую энергию для подогрева исходного циклогексана и отделяют от сконденсировавшейся органики, после чего реакционные газы очищают от оставшихся, органических веществ в абсорбере 3, расширяют и охлаждают в детандере 4, приводящим в движение электрогенератор 5, расширяют и нагревают в эжекторе б путем смешения с газами, нагревшимися в холодильнике 7 за счет

35 охлаждения абсорбента, возвращаемого в абсорбер 3. После холодильника 7 нагревшиеся газы частично эжектируют в эжекторе 6, а частично сбрасывают в атмосферу. 45

Нагрев газов перед холодильником

7 вызван тем, что реакционные газы при расширении только в детандере 4 охлаждаются до температуры (-)70 (-)80 С, в то время как температура . 5О кристаллизации некоторых .веществ, содержащихся в абсорбенте, значитель-, но выше. Например, у циклогексана она равна +6,5 С, у циклогексанола

+23,9 С. Использование холода на таком низком температурном уровне приводит к нарушению отработанной технологии процесса получения циклогексанола и циклогексанона окислением циклогексана кислородом воздуха.

Температура газа перед холодильником

7 в данном способе обеспечивается

60 такой же, как и температура испарения жидкого аммиака в аммиачных испарйтелях, где охлаждается абсорбент по известному способу. Применение

65 циклогексана кислородом воздуха при температуре 150-160 С и давлении 816 ата, использования тепловой энер: гии реакционных газов для подогрева исходного циклогексана, выделения из них органических веществ путем ,конденсации и абсорбцией реакционных газов при 10-40 С с последующим сбросом их в атмосферу, а отличительной особенностью является то, что газы ф после абсорбции сначала расширяют до давления 1,5-3,5 ата и охлаждают до температуры (-) 45 - (-) 75O С, затем расширяют до 1,05-1 3 ата и нагревают до (-)3 — 0 С путем эжектирования, 5 после чего газы нагревают до 10-15 С эа счет охлаждения абсорбента, возвращаемого на абсорбцию, прн этом эжектированию подвергают 70-.80% нагретого газа, а оставшуюся часть выводят из процесса.

На чертеже изображена схема.осуществления предлагаемого способа.

Технологическая схема состоит из реактора 1, скруббера 2, абсорбера 3, детандера 4, электрогенератора 5, эжектора б, холодильника 7. Реакционные газы из реактора 1 вместе q парами органических веществ, получившимися эа счет тепла реакции, направляют в скруббер 2, где используют их тепэжектирования для нагрева газов позволяет провести утилизацию энергии реакционных газов более просто и надежно, а достигнутые температуры потоков дают возможность использовать для изготовления деталей холодильника и детандера дешевые и легкообрабатываемые углеродистые стали.

Рабочей средой в эжекторе являются .газы, выходящие из детандера. Эти газы в эжекторе расширяются от 1,53,5 до 1,05-1,3 ата, эжектируют газы, нагревшиеся в холодильнике за счет охЛаждения абсорбента.

Нагрев газов, выходящих из детандера при (- ) 45 — (- ) 75 С, происходит в эжекторе за счет их смешения с гаI зами, нагревшимися в холодильнике до

10-15 С за счет охлаждения абсорбента.

П. р и м е р 1. Циклогексан в количестве 341,0 т/ч при давлении 9 ата и гемпературе 140 С подают в реактор 1, где происходит реакция окисления циклогексана. Реакционную смесь в количестве 182,8 т/ч, имеющую следующий состав, вес.В: циклогексан 94,6, циклогексанон и циклогексанол 3,8, кислоты 0,7, эфиры 0,3, направляют на нейтрализацию кислот и омыпение эфиров. Реакционные газы вместе с парами циклогексанона, образовавшимися за счет тепла реакции окисления (общее количество 158,9 т/ч, имеют следующий состав, вес.Ъ: циклогексан

88,6, азот 8,0. вода 1,4, циклогексанон и циклогексанол 1,3) при давлении

9 ата и температуре 140 С направляют в скруббер 2, где реакционные газы охлаждают, а пары циклогексана конденсируют, используя тепловую энергию для подогрева циклогексана, подаваемого в реактор 1. Затем реакционные газы вместе с оставшимся в них циклогексаном в количестве 14,92 т/ч при

50ОС направляют в абсорбер 3 для очистки от циклогексана. После абсорбции реакционные газы, имеющие следующий состав, вес.Ъ:,кислород

2,0, окись углерода 2,5, двуокись углерода 1,5, следы циклогексана, остальное - азот в количестве 12,9 т/ч (10000 имз/ч) при давлении 9 ата и температуре 10 С, расширяют и охлаждают в детандере 4 до давления 1,5 ата и температуры — 45 С, расширяют до давления 1,05 ата и нагревают до температуры — 3 С в эжекторе б, нагревают до те ературы 10ОС в холодильнике 7 за счет охлаждения абсорбента (количество,абсорбента 84,5 т/ч, имеет с.ледукнций,состав, вес.Ъ: циклогексан 25,0, циклогексанон .14,6, циклогексанол 57,6), возвращаемого на абсорбцию, при этом 73% нагретого газа эжектируют, а остальное очищают и используют известными методами.

979323

Мощность электрогенератора состав- щее количество 158,9 т/ч, имеют слеляет 160 кВт, выработка холода в холо- дующий состав, вес.%: циклогексан 88,6, дильнике 0,16 Гкал/ч. азот 8,0, вода 1,4 циклогексанон и

Пример 2. Циклогексан в. ко- циклогексанол 1,3) при давлении ,личестве 341,0 т/ч при давлении 25 ата и температуре 200 С направля17 ата и температуре 170 С подают в 5 ют в скруббер 2, где реакционные реактор 1, где происходит реакция газы охлаждают, а пары циклогексана окисления циклогексана.. Реакционную конденсируют, используя тепловую смесь в количестве 182,8 т/ч, имею- энергию для подогрева циклогексана, щую следукщий состав, вес.%: цикло- подаваемого в реактор 1. Затем реакгексан 94,6, циклогексанон и цикло- 10 ционные газы вместе с оставшимся .в гексанол 3,8, кислоты 0,7, эфиры 0,3, них циклогексаном в количестве направляют на нейтрализацию кислот и !14,92 т/ч при температуре 50 С напомыление эфиров. Реакционные газы равляют в абсорбер 3 для очистки от вместе с парами циклогексана, обра- циклогексана. После абсорбции реакзовавшимися за счет тепла реакции !5 ционные газы, имеющие следующий сос.окисления, (общее количество тав, вес.%: кислород 2,0, окись угле158,9 т/ч, имеют следующий состав, рода 2,5, двуокись углерода 1,5,слевес.%: циклогексан 88,6; азот 8,0; ды циклогексана, остальное азот, в вода 1,4; циклогексанон и циклогекса- количестве 12,9 т/ч (10000 нм /ч).при нол 1, 3) при давлении 17 ата и темпе- 20 давлении 25 ата и температуре 40 С ратуре 170ОС направляют в скруббер . расширяют и охлаждают в детандере 4

2, где реакционные газы охлаждают, до давления 3,5 ата и температуры - о а пары циклогексана конденсируют, 75 С, расширяют .до давления 1,3 ата используя тепловую энергию для подо- и нагревают до температуры 0 С в грева циклогексана, подаваемого в ре- 25 эжекторе б, нагревают до температуры актор 1. Затем реакционные газы вмес- 15 С в холодильнике 7 за счет охлажте с оставшимся в них циклогексаном дения абсорбента (количество абсорв количестве 14,92 т/ч при 50ОC нап- бента 84,5 т/ч, имеет следующий сосравляют в абсорбер 3 для очистки от тав, вес.%: циклогексан 25,0 циклоциклогексана. После абсорбции реакци- ЗО гексанон 14,6, циклогексанол 57,6), онные газы, имеющие следующий состав, возвращаемого на абсорбцию, при этом . вес.%: кислород 2,0, окись угдерода 79% нагретого газа эжектируют, а ос»

2,5, двуокись:углерода 1,5; следы тальную часть очищают и используют циклогексана, остальное азот, в ко- известными методами. личестве 12,9 т/ч (10000 нм /ч) при 1 Мощность электрогенератора сосдавлении 17 ата,и температуре 25ОC тавляет 400 кВт, выработка холода в расширяют и охлаждают в детандере 4 холодильнике 0,28 Гкал/ч. до давления 2,5 ата и температуры Формула изобретения

60 С расширяют до давления 1,175 ата

1 Способ получения циклогексанола и и нагревают до температуры 1,5 С в

4р циклогексанона жидкофазным окислением циклогексана кислородом воздуха при эжекторе б, нагревают до 12,5ОС в холодильнике 7 за счет охлаждения абсорбента (количество абсорбента температуре 0- и давлении имеет следующий состав, 16 ата, утилизацией .энергии реакцион.вес.%: циклогексан 25,0, циклогексаабсорбцией реакнон 14,6, циклогексанол 57,6), воз- 45 нических веществ и абсор цией реак10-40ОС о т л и, вращаемого на абсорбцию, при этом 76% ционных газов при -, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью нагретого газа эжектируют, а остальснижения энергетических затрат, газы ную часть очищают и используют изпосле абсорбции сначала расширяют, вестными методами. до давления 1,5-3,5 ата и охлаждают

Мощность электрогенератора состав- 5О до (-.)45 — (- )75 С валяет 270 кВт, выработка холода в ходо температуры — — - затем расширяют до 1,05-1,3 ата и налодильнике О, 23 Гкал/ч. гревают до (- )3 — 0 С путем эжектироПример 3. Циклогексан в вания, после чег о газы нагревают до количестве 341,0 т/ч при давлении 10- 15 C за счет охлаждения абсорбен25 ата и температуре 200 С подают в та, возвращаемого на абсорбцию, пр о 55 и реактор 1, где происходит реакция этом эжектирования подвергаю т 70-80%. оКисления циклогексана. Реакционную нагретого газа, а оставшуюся часть смесь в количестве 182,8 т/ч, имеющую выводят из процесса. следующий состав, вес.%: циклогексан Источники информации, 94,бу циклогексанон и циклогексанол © принятые во внимание при экспертизе

3 0,7; эфиры 0,3, направ- 1. Вадриан А.С. Получение капроУ I Ф В я" 1977 с. 59. ляют на нейтрализацию кислот и,омы- лактама. М., Химия ление эфиров. Реакционные газы вместе 2. Вадриан A,Ñ. у

С Пол чение капро"

"Хими " 1977, с. 61 с парами циклогексана, образующимися лактама. М., Химия за счет тепла реакции окисления (об- 65 (прототип).

979323

Составитель A.Aðòåìîâ

Редактор П.Горькова Техред М.Коштура Корректор У. Пономаре нк о

Заказ 9528/30 Тираж 445 ПОдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород;. Ул.Проектная, 4