Способ получения циклогексана

Соки Сееегссхих Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07,11.80(088,8) ло делам изобретений и от:л:лти;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,(11 реактор гидрирования первой стадии рекомендуется охлаждать путем рециркуляции циклогексана в количестве 2:1 - 10:1 к исходному сырю.В способе 12 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 присутствии никельхромового катализатора, гдескорость реакции в начальный период снижается за счет разбавления катализаторамедномагниевым по двум зонам в 5 и 25 раза. В. третьей зоне катализатор це разбавлен. Известный способ позволяет осу,ществлять процесс с уменьшением количества тепла, выделяющегося в начальныхслоях катализатора 3,р Однако таким способом нс обеспечивается равномерный отвод тепла от самой таблетки катализатора, что приводит к образованию побочных реакций, дополнительных дефектов в структуре таблетки и раз 15 рушению начального слоя катализатора.При указанном разбавленип не обеспечивается равномерное пер емешив ание двухсходных по внешнему виду катализаторов,это приводит также к локальным перегре 20 вам в слоях катализатора и нарушает равномерное распределение тепла по высотереактора. Кроме того, восстановление в одном реакторе двух разнородных катализаторов проводится в различных режимах,23 что значительно увеличивает время восстановления, не обеспечивает оптимальныхусловий формирования катализатора и усложняет технологию процесса.Цель изобретения состоит в упрощении39 технологии процесса.10 сб гчСб ошг Ю оо с 2 оК Относительная активность катализатора,рассчитанная по фор- мулеф Ож Ю Я о х 1 2 200 100 50 100 55 100 240 130 100 40 70 100 42 75 100 3 4 270 160 120 100 37 60 83 100 32 55 78 100 4 10 1 2 3 4 6 7 8 9 10 500 330 260 220 200 165 140 125 110 10 20 30 39 45 50 61 72 80 90 100 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 Поставленная цель достигается способом получения циклогексана путем гидрирования бензола при нагревании и под давлением в присутствии многозонного никель- содержащего катализатора при возрастании активности катализатора в зонах по ходу сырья и относительной активности катализатора в каждой зоне, соответствующей формулеА = 90 - + 10,Л где А - относительная средняя активностькатализатора в зоне, %;Ж - 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. За 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 переменнойактивности, тем селективнее протекает процесс,П р и м е р 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.П р и м е р 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 0,5 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, загру 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 женного в третий реактор (см, таблицу), При использовании частиц катализатора с возрастающей активностью при нагрузке по бензолу 0,5 ч вв условиях изобретения получают гидрогенизат, содержащий 99,93% 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 ф Относительная активность рассчитана поЮформуле А = 90 - + 10, %, с учетом погрешности,Дравной5% 0,5 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 99,94% циклогексана.П р и м е р 4. Водород и бензол в молярном соотношении 8:1 подают в реактор, ра689117 Составитель Г, ГуляеваРедактор Е, Месропова Теред И Забозотнова Заказ 2704/7 Изд, Ла 593 Тираж 497 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д, 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 ботающий под давлением 30 атм, при температуре 200 С и нагрузке по бензолу0,5 ч - . В реактор загружают в 10 зон100 см никелевого контакта, дезактивированного сернистыми соединениями, В каждую зону загружают по 10 см катализатора, причем в первую зону загружают катализатор, средняя активность которого в5 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 - в1,25 раза, в девятую - в 1,1 раза меньшеактивности катализатора, загруженного вдесятую зону (см. таблицу). При использовании частиц катализатора с возрастающей активностью в условиях изобретенияполучают гидрогенизат, содержащий 99,98%циклогексана.В таблице приведены данные по относительной активности катализатора для примеров 1 - 4, полученные экспериментальным путем и рассчитанные по приведеннойформуле,Полезность способа состоит в том, чтопри применении частиц катализатора переменной активности никаких побочных продуктов не образуется и чистота получаемого циклогексана зависит только от чистотыисходного бензола,Формула изобретенияСпособ получения циклогексана путем гидрирования бензола при нагревании и под давлением в присутствии многозонного никельсодержащего катализатора, о т л ич а ю щ и й с я 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 формулеА=90 - +10,72 где А - относительная средняя активностькатализатора в зоне, /,;Лг - номер зоны;гг - число зон, равное 2 - 10.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании1144495,кл. С ОС 5/10, опублик. 1969.2. Патент США3428697, кл. С 07 С5/10, опублик. 1969.3. Авторское свидетельство СССР319206, кл, С 07 С 5/10, 1968 (прототип),