Способ получения циклогексанона и циклогексанола

(54) СПО И ЦИКЛОГ (57) Изо ких спир КЛО ГЕ КСАНОНА Б ПОЛУЧЕНИЯ СА ИОЛА етение касае в и кетонов,циклогексано ся личе стиогекчасти цик лучен Приме рсана проводят н зоб тение относитс к усовершен е вован ому способу а и циклоге получения цикло санола,являющих синтезах капрокислоты, и могексан в чет щем п +14),рехсекцион олеэный объ ся полуп лактама жет най промьпплЦель дуктами вадипиновой при давле ре 155-16 ывно пода применениности. химическои перат непре сана,та ко 1300 н содержащебальта, им /ч воздух конельнос ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМ,Ф СВРЩЕТЕЛЬСТВ(71) Ровенское производственнообъединение "Азот" им, 50-летияи Государственный научно-исслетельский и проектный институтной промышленности и продуктовнического синтеза(56) Патент Англии У 1172655,кл. С 2 С, опублик. 1970.Авторское свидетельство СССРУ 675759, кл. С 07 С 49/403,оп1977. изобретения - повышение выхных продуктов и производи- и установки..801641804 А 1 санола - промьппленных полупродуктов для синтеза капролактама и адипиновой кислоты. Цель изобретения - повышение выхода целевых веществ и повышение производительности установки. Для этого ведут окисление пиклогексана 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 (ст пенчатой) циклогексана с температурой 100-)20 С в количестве 70-1003 от количества подачи в первую секцию Время пребывания реакционной массы постепенно снижается от секции к секции согласно уравнению ь/(и+2)(С /и) С /(п) 10 /(и)с /2 = С+О 1 С, где Я - время пребывания реакционной массы в ка из секций; и - число секций; С - тоянная величина, рассчитываемая параметрам режима. В этом случае выход целевых веществ повьппается на 1,5-37, а производительность - в 1,5 - 1,7 раза2 табл,Окисление циклог прерывным способом ном реакторе, имеюем 71 м(24 +17+16+ ии 8,5 кг/сми тем оС. В первую секцию т 108 м/ч циклогек о 10 мас.Е нафтена- Фз скруббера и а, в последующие= 3,95 мин.В соответствии с приведенной формулойЛ. Л ифигг(п = в/(И== -2 = С 1Ф 3 95где С. - -- - "-"в -- 1 982 21 Ф секции - соответственно 11, 38 и 59 м/ч циклогексана и 1300, 1600 и 2200 нм 9 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 вь = 160 м/ч (при 20 С),вйи 4.Время пребывания оксидата вычисляют по формуле л Чи 0 93Вьо/где Ч - объем соответствующей секЪ,1 ции, м ;0,93 - коэффициент, учитывающийгазосодержание органического слоя гои- плотности циклогексана при20 оС (0,778 кг/дм ) и160 С (0,630 кг/дм )Ьых - количество органическогослоя на выходе из и-й секции, которое вычисляют поформуле4(определяется температурой, давлением и нагрузкой по воздуху; при 160 С и 8,5 атм на 1000 нм/ч воздуха уносится 8 м в/ч циклогексана)ся ,98 (и) = 5,94 мин;с 1,98и = 7,92 мин; 1 1,98 д (и+2) = 11,88 мин. Значение нагрузки по органическому слою ца выходе из каждой секции определяют по приведенной формуле: Чп 0 93л л,го,1 оаВ сОответствии с приведенной формулойроро,= 121 м /ч 1 г Вых=3 . ч= 98 м Ъч; .3 Вь,= 97 м /ч.Подача циклогексана в первую секцию и дополнительная подача во 2 " 4секции вычисляются по формулам:,во,вьЮ +носВВ г ЗВьр+Эноскосее,ВОЬЫК КОС+НОС+иос ЬхоВуоф ф+ 3 нос +коеВВОЗ, ВХОВ 1 оЯ ЬСоответствующие значения потоков25 циклогекчана, уносимых с отходящимигазами Днрс), определяют расчетнос использованием упругости паров циклогексана при заданной температуре,значений давления и скорости подачи30 воздуха1С утетом этих значений (3 ус "фф 11 р 3.нос г = 111 - кос -юсф20 м/ч) получаем значения 2 ьхо 1== 53 м/ч.35Значения ву составляют соответственно 97; 98; 1 21 и 1 60 м /ч. ПриЭпроведении окисления в приведенныхусловиях оксидат на выходе из четвертой секции содержит 0,090 моль/лциклогексанона; 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 суммеполезных продуктов в пересчете нациклогексанон 5,1 т/ч.Условия проведения эксперимента.по примерам 1-9 представлены втабл.1,Результаты экспериментов по примерам 1-9 приведены в табл.2.Увеличение подачи дополнительногоколичества циклогексана во 2-4 сту 55пени выше 100% от подачи в первуюсекцию 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 в1,5-1,7 раза, что приводит к экономии спецстали при изготовлении реак- тора. 35 г Подача циклогексана в секцию,и /ч,Подача воздуха в секцию, нм /ч 105 -3 Пример Номера секций 5 б 1 2 1 2 3 4 3 38 25 3221 75 20 8 20 18 11 11 11 7 25 11 9 д 2 108108 108 70 250 108 107 121 1322,2 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 1,4 0,9 1,3 1 1,32 . 1,33 1,3 4 0,8 5 3,0 б 1,3 7 1,0 .8 1,0 9 0,9 22 1,5 1,9 Отношение количества дополнительно поданного циклогексана к подаче в первуюсекцию,.+ф Температура дополнительно поданного циклогексана,ф С. 5 ;164 ше нормируемых правилами безопасно го 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 2-2,5 Х.П р и м е р 7. Сравнительный,проведенный в условиях известного спо. соба.П р и м е р 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,П р и м е р 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 циклогексанонаи циклогексанола путем жидкофазного 5окисления циклогексана кислородсодержащим газом в непрерывном режиме вприсутствии катализатора нафтенатакобальта при давлении 7-25 кг/см итемпературе 140-200 С в многосекционном реакторе с дополнительной с упенчатой подачей циклогексана, имеющего температуру ниже температуры в реакторе, в.секции, начиная с второй,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью 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 секциюи с временем пребывания реакционноймассы, постепенно снижающимся от секции к секции согласно уравнению 25уАи+2ии иу= С+О 1 С2 ф ф30,где Ф - время пребывания реакционноймассы в каждой из секций;и - число секций;С - постоянная величина,рассчитываемаяпо параметрамрежима.Т аблица 1/ Продолжение табл. Пример Количество органическ 1 эго слоя, выходящегОиз секции, мЗ / ч Относиодача циклогексанав секцию, м /ч3 Т, оС Р,кг//смф тельная величина отока,Номер секций 2, 1 3 120 97100, 97120 97120 63120,.22590 9760,.9120;103120 125 8,5 8,5 8,5 7,5 25 ,8,5 8,5 8,5 8,5 42 50 1Приме Продолжение табл. 1 1 Т Количество органичес;кого слоя, выходящегоиз секции, м ч Время пребывания в секции, мин 11 4,0 4,5 4,3 6,3 1 7 4,9 6,5 4,5 3,0 415 Зф 4 180 161 200 Таблицаг иэ реактора Кислоты ЭФиры ПриВыходконечКоиСоствв продуктов на выходе окисления, моль/лверсия цикло- гексамер ныхпродуктовэ 7 ь Гидропероксцц цикпо- гексипа цикло- Никло"гекса- гексена на выходеиэ реактораэХ нон иол 4,0 89,5 4,1 89,0 4,1 89,4 41 89 эо 4 эо 90 эо 4,0 87,0 4 эо 86 э 5 4,0 90,5 4,1 90,5 О, 025о,огз 0,025 0,027 0,022 О,О 28 о,озо 0,020 о,ого Производительность приведена х объему четырехсекционного реактора. 594149321003467356 160 140 147100 335 129