Способ получения циклогексанола и циклогексанона

О П И,С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 07, 08, 80 (21) 2998576/23-04 Р 1 М К 1 3 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -С 07 С 49/403С 07 С 45/33 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 071282(71) Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОЛА И ЦИКЛОГЕКСАНОНА 25 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 цкклО- гексанола и циклогексанона окислением циклогексана кислородом воздуха в жидкой фазе при температуре 145- 150 оС, 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 охлажден" ным абсорбентом и выбрасывают в атмосферу 11. 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 циклогексанона окислением циклогек" сана 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 цик" логексана, при этом реакционные газы отделяют от сконденсировавшейся органической фазы, очищают от остатков органических веществ путем абсорбции при 10-40 фС охлажденным абсорбентом и выбрасывают в атмосферу 12 3.Недостатками известного способа является неполная утилизация энергии реакционных газов и необходимость до" полнительных энергетических затрат на охлаждение абсорбента, возвращаемого на абсорбцию.Целью изобретения является снижен ние энергетических затрат путем полу" чения дополнительной электроэнергии и холода.Это достигается тем, что полуние циклогексанола и циклогексаиона/проводят путем.жидкофазного окислениФ циклогексана кислородом воздуха притемпературе 150-160 С и давлении 8"16 ата, использования тепловой энер: гии реакционных газов для подогреваисходного циклогексана, выделенияиз них органических веществ путем,конденсации и абсорбцией реакционныхгазов при 10-40 С с последующим сбросом их в атмосферу, а отличительнойособенностью является то, что газы 0после абсорбции сначала расширяют додавления 1,5-3,5 ата и охлаждают дотемпературы (-)45 - (-)75 С, затемрасширяют до 1,05-1,3 ата и нагревают до (-)3 - 0 С путем эжектирования, 15после чего газы нагревают до 10-15 Сэа счет охлаждения абсорбента, возвращаемого на абсорбцию, прн этомэжектированию подвергают 70-.80 нагретого газа, а оставшуюся часть выводят из процесса,На чертеже изображена схема.осуществленияпредлагаемого способа.Технологическая схема состоит изреактора 1, скруббера 2, абсорбера 3,детандера 4, электрогенератора 5,эжектора б, холодильника 7 Реакционные газы из реактора 1 вместе с парами органических веществ, получившимися эа счет тепла реакции, направляютв скруббер 2, где используют их теп- З 0 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 вдвижение электрогенератор 5, расширяют и нагревают в эжекторе б путем смешения с газами, нагревшимися в холодильнике 7 за счет охлаждения абсорбента, возвращаемого в абсорбер 3. После холодильника 7,нагревшиеся газы частично эжектируют в эжекторе 6, а частично сбрасываютв атмосферу. 45Нагрев газов перед холодильником7 вызван тем, что реакционные газыпри расширении только в детандере 4охлаждаются до температуры (-)70(-)80 С, в то время как температура . 5 Окристаллизации некоторых веществ,содержащихся в абсорбенте, значитель-,но выше. Например, у циклогексанаона равна +6,5 С, у циклогексанола+23,9 фС. Использование холода на таком низком температурном уровне приводит к нарушению отработанной технологии процесса получения циклогексанола и циклогексанона окислениемциклогексана кислородом воздуха,Температура газа перед холодильником7 в данном способе обеспечивается такой же, как и температура испаренияжидкого аммиака в аммиачных испарйтелях, где охлаждается абсорбентпо известному способу. Применение эжектирования для нагрева газов позволяет провести утилизацию энергии реакционных газов более просто и надежно, а достигнутые температуры потоков даютвозможность 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 1,5- 3,5 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 га 1зами, нагревшимися в холодильнике до 10-15 фС 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 фС 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 ОС 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 5 ООС 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 нм з/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 температуры 10 ОС 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,,личестве 341,0 т/ч при давлении 25 ата и температуре 200 ОС направля 17 ата и температуре 170 фС подают в 5 ют в скруббер 2, где реакционныереактор 1, где происходит реакция газы охлаждают, а пары циклогексанаокисления циклогексана Реакционную конденсируют, используя тепловуюсмесь в количестве 182,8 т/ч, имею- энергию для подогрева циклогексана,щую следукщий состав, вес.Ъ: цикло- подаваемого в реактор 1. Затем реакгексан 94,6, циклогексанон и цикло ционные газы вместе с оставшимся .вгексанол 3,8, кислоты 0,7, эфиры 0,3, них циклогексаном в количественаправляют на нейтрализацию кислот и 14,92 т/ч при температуре 50 С напомыление эфиров, Реакционные газы равляют в абсорбер 3 для очистки отвместе с парами циклогексана, обра- циклогексана. После абсорбции реакзовавшимися за счет тепла реакции 5 ционные газы, имеющие следующий сос.окисления, (общее количество тав, вес.Ъ: кислород 2,0, окись угле 158,9 т/ч, имеют следующий состав, рода 2,5, двуокись углерода 1,5,слевес.Ъ: циклогексан 88,6; азот 8,0; ды циклогексана, остальное азот, ввода 1, 4; циклогексанон и циклогекса- . количестве 12,9 т/ч (10000 ими/ч). принол 1,3) при давлении 17 ата и темпе давлении 25 ата и температуре 40 ОСратуре 170 ОС направляют в скруббер расширяют и охлаждают в детандере 42, где реакционные газы охлаждают, до давления 3,5 ата и температуры -оа пары циклогексана конденсируют, 75 С, расширяют до давления 1,3 атаиспользуя тепловую энергию для подо- и нагревают до температуры 0 С вгрева циклогексана, подаваемого в ре эжекторе б, нагревают до температурыактор 1, Затем реакционные газы вмес С в холодильнике 7 за счет охлажте с оставшимся в них циклогексаном дения абсорбента (количество абсорв количестве 14,92 т/ч при 50 ОС нап- бента 84,5 т/ч, имеет следующий сосравляют в абсорбер 3 для очистки от тав, вес.Ъ: циклогексан 25,0 циклоцйклогексана. После абсорбции реакци- З 0 гексанон 14,6, циклогексанол 57,6),онные газы, имеющие следующий состав, возвращаемого на абсорбцию, при этом .вес.Ъ: кислород 2,0, окись угдерода 79 нагретого газа эжектируют, а ос2,5, двуокись углерода 1,5; следы тальнуючасть очищают и используютциклогексана, остальное азот, в ко- известными методами.личестве 12,9 т/ч (10000 нм ф/ч) приМощность электрогенератора сосдавлении 17 ата,и температуре 25 ОС тавляет 400 кВт, выработка холода врасширяют и охлаждают в детандере 4 холодильнике 0,28 Гкал/ч.до давления 2,5 ата и температуры Формула изобретения60 С расширяют до давления 1,175 атаСпособ получения циклогексанола ии нагревают до температуры 1,5 С в40 циклогексанона жидкофазным окислениемциклогексана кислородом воздуха приэжекторе б, нагревают до 12,5 ОС вхолодильнике 7 за счетохлажденияабсорбента (количество абсорбентатемпературе 0- и давленииимеет следующий состав,16 ата, утилизацией энергии реакцион,вес.%: циклогексан 25,0, циклогексаабсорбцией реакнон 14,6, циклогексанол 57,6), воз нических веществ и абсор цией реак 10-40 фС о т л и, вращаемого на абсорбцию, при этом 76 ционных газов при - , о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюнагретого газа эжектируют, а остальснижения энергетических затрат, газыную часть очищают и используют изпосле абсорбции сначала расширяют,вестными методами.до давления 1,5-3,5 ата и охлаждаютМощность электрогенератора состав до)45 ( )75 Сляет 270 кВт, выработка холода в ходо температуры -- - , затем расширяют до 1,05-1,3 ата и налодильнике 0,23 Гкал/ч,гревают до (- )3 - ООС путем эжектироП р и м е р 3. Циклогексан в вания, после чего газы нагревают доколичестве 341,0 т/ч при давлении 10- 15 фС за счет охлаждения абсорбен 25 ата и температуре 200 С подают в та, возвращаемого на абсорбцию, про 55иреактор 1, где происходит реакция этом эжектирования подвергаю т 70-80.оКисления циклогексана. Реакционную нагретого газа, а оставшуюся частьсмесь в количестве 182,8 т/ч, имеющую выводят из процесса.следующий состав, вес.Ъ: циклогексан Источники информации,94,6 циклогексанон и циклогексанол фф принятые во внимание при экспертизе3 8 кислоты 0,7; эфиры 0,3, направ, Бадриан А.С. Получение капрою й Фф яф 1977 с. 59.ляют на нейтрализацию кислот и,оьн- лактама. М Химияление эфиров. Реакционные газы вместе 2. Бадриан А.С. уС Пол чение капро"фХими " 1977, с, 61с парами циклогексана, образующимися лактама. М., Химияза счет тепла реакции окисления (об- И (прототип)./.30ВНИИПИ Гопо делам113035. М ПОдписноекомитета СССРи открытийаушская наб., д.4/5