CS276482B6 - Způsob získáváni cyklohexanónu vysoké čistoty - Google Patents

Abstract

Způsob získávání cyklohexanónu z produktů oxidace cyklohexanu nebo/a z produktů dehydrogenace cyklohexanolu kontinuální destilaci spočívá v tomA že se do předchozích kolon a do odvodňovaci kolony přivádí alkalický katalyzátor v množství 5 až 500 ppm vztaženo na vyčištěný cyklohexanon. Postup má význam především pro získáváni cyklohexanónu s čistotou vyšší než 99,9 % hmot., který je potřebný pro výrobu kaprolaktamu.

Description

Předložený vynález se týká způsobu získáváni cyklohexanonu vysoké čistoty z produktů oxidace cyklohaxanu nebo/a z produktů dehydrogenace cyklohexanolu.

Předmětem tohoto vynálezu je způsob získáváni cyklohexanonu o vysoké čistotě z produktů oxidace cyklohaxanu nabo/a z produktů dehydrogenace cyklohexanolu. Při procesu oxidace cyklohexanu vzdušným kyslíkem vzniká vedle žádaného produktu, tj. cyklohexanonu a cyklohexanolu, řada dalšich vedlejších produktů, jako jsou uhlovodíky, ketony, alkoholy, aldehydy, estery a organické kyseliny. U všech známých metod čištění cyklohexanonu se ze získané směsi odstraňuji předsvšim estery a kyseliny působením vodného roztoku hydroxidu sodného nebo uhličitanu sodného.

V průběhu této operace sa kyseliny neutralizuji a estery se zmýdelňuji, avšak nečistoty zůstávají nedotčeny. Bejich množství ještě vzroste, jestliže se cyklohexanol získaný oxidací cyklohexanu, po oddálení od ostatních produktů oxidace a po čištění, dehydrogenuje na cyklohexanon, a produkt dehydrogenace se odděli a čisti destilací společně s produktem oxidace cyklohexanu. Získávání cyklohexanonu vysoké čistoty z této smšsi destilaci představuje obtižný problém, vzhledem k tomu,’ že v rektifikačním systému se hromadí sloučeniny tvořící s cyklohexanonem azeotropní směs, jakož i sloučeniny, které mají podobnou teplotu varu jako cyklohexanon.

Výsledkem hromaděni nečistot v rektifikačním systému jsou změny dalšich sloučenin, což má za následek změnu vlastnosti nečistot; také patrná může být i nepřítomnost nečistot v první fázi rektlfikace. To se týká hlavně nečistot, které máji teplotu varu nižší než cyklohexanon, a které navzdory vysokému refluxnimu poměru v předchozích kolonách opouštějí tyto kolony nikoli pouze ve formě destilátu, ale také v destilačním zbytku, tj. produktu, který se odebírá ze dna kolony.

Společně s deetilačnim zbytkem přecházejí tyto nečistoty do kolon, kde se destiluje cyklohexanon a způsobuji jeho znečištěni.

Známé způsoby oddělování cyklohexanonu z produktů oxidace cyklohexanu podle amerických patentových spisů č. 2 931 834 a 3 946 076 spočívající v oddělení nizkovroucích nečistot, potom v oddělení cyklohexanonu a nakonec v odděleni cyklohexanolu, za vzniku vysoce vroucího zbytku, nezajištuji získáni cyklohexanonu a čistotou vyšší než 99,9 % hmot. Takováto čistota je pro současné požadavky na čistotu cyklohexanonu pro účely výroby kaprolaktamu nedostačující. Požadovaná čistota činí 99,95 % hmot, nebo výše. Cyklohexanon takovéto čistoty lze ziskat metodou podle předloženého vynálezu.

Překvapivě bylo nyní zjištěno, že přidáni malých množství alkalických sloučenin do rektifikačního systému, ve kterém se čisti produkty oxidace cyklohexanu a produkty dehydrogsnace cyklohexanolu, působí jako katalyzátory reakci pro přeměnu sloučenin, které znesnadňují oddělení od cyklohexanonu rektifikací, na sloučeniny, které se touto cestou dají snadno oddělit. .

Podle předloženého vynálezu se alkalický katalyzátor přidává v množství 5 až 500 ppm, vztaženo na čištěný cyklohexanon, do předchozích kolon a do odvodňovací kolony nebo do jedné z předchozích kolon, Be vhodné přidávat katalyzátor do stripovaci části odvodňovací kolony a do kolony, do které se přivádí produkt dehydrogenace cyklohexanolu.

Alkalické katalyzátory se mohou používat ve formě vodných roztoků nebo ve formě roztoků v organických rozpouštědlech, dále ve formě pevných látek nebo ve formě suspenzi. V případě roztoků je vhodné používat roztoky hydroxidů, uhličitanů nebo hydrogenuhličitanů alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin. V případě pevných katalyzátorů je vhodné používat alkalické ionlly a také oxidy kovů náležejících do II, III. A, V. B až VIII. B skupiny periodického systému prvků.

Takovéto katalyzátory se umísti do předchozích kolon v místech ležících pod místy, kde se do příslušných kolon přivádějí suroviny nebo do oddělených nádob, přes které se přečerpává destilační zbytek z předchozích kolon.

GS 276 482 B6

Katalyzátory umísťované do kolon (jejich spodních části) jsou slisovány do balíčků nebo jsou ve slisované formě v kovových obalech a umísťují se do stripovacích části předchozích kolon. Katalyzátory lze aplikovat také formou suspenzí. Množství katalyzátoru závisí na jeho druhu, místě aplikace, teplotě a době setrvání v systému. Také se ukázalo, ža při aplikaci katalyzátorů jak pevných, tak i kapalných probíhá přeměna sloučenin znesnadňujících oddělování od cyklohexanonu destilační cestou na sloučeniny usnadňující oddělováni touto cestou zvláště ve vysokém stupni, jestliže směs, která je ve styku s katalyzátorem, obsahuje pouze takové množství vody, které se v ní může rozpustit při teplotě vyšší než 100 °C, takže při takové teplotě vznikne jednofázová směs.

Způsob, který je předmětem předloženého vynálezu umožňuje dosáhnout získání cyklohexanonu o čistotě alespoň 99,95 % hmot. Již při použití pěti kolon v rektifikačním systému. Takovéto vysoké čistoty nelze dosáhnout samotnou rektifikaci v systému pěti kolon, dokonce ani při vysokém refluxním poměru.

Způsob, který js předmětem vynálezu umožňuje značné úspory investičních a provozních nákladů a také energetické úspory.

Způsob oddělování cyklohexanonu z produktů oxidace cyklohexanu a dehydrogenase cyklohexanolu destilaci je blíže vysvětlen na destilaěnim systému sestávajícím z pěti kolon, který je znázorněn na připojeném výkresu, a na příkladech shrnutých v tabulkách 1 a 2.

Přikladl

Produkt oxidace cyklohexanu po neutralizaci kyselin a zmýdelněni esterů v množství 14 779 kg/h, obsahující 24,2 % cyklohexanonu, 48 % cyklohexanolu, 22 % nízkovroucích sloučenin, 0,8 % vysoce vroucích sloučenin a 5 % vody se vede do odvodňovaci kolony 1. pracující za atmosférického tlaku. Destilační zbytek z odvodňovaci kolony JL v množství 10 934 kg/h sa vede do kolony 3. Produkt dehydrogenace cyklohexanolu v množství 9 870 kg/h, obsahující 75 % cyklohexanonu, 22,2 % cyklohexanolu, 1 % nízkovroucích sloučenin (hlavně cyklohexenu); 1,5 % vysocevroucích sloučenin a 0,3 % vody sa předběžně čistí od nečistot, které mají teplotu varu nižší než cyklohexanon, v koloně 2. Destilační zbytek z kolony 2 v množství 9 7S7 kg/h se vede do kolony 3. V koloně 3, která pracuje za atmosférického tlaku a při refluxním poměru 160:1 se ve formě destilátu získávají alkoholy v množství 240 kg/h. Destilační zbytek z kolony 3 v množství 20 461 kg/h se vede do kolony 4, která pracuje za tlaku 6 666 Pa při refluxním poměru 6,5:1. V koloně 4 se destiluje cyklchexanon v množství 10 000 kg/h. Destilační zbytek z kolony 4 v množství 10 461 kg/h se vede do kolony 5, která pracuje pod tlakem 6 666 Pa a při refluxním poměru 1:1. V koloně 5 se destiluje cyklohexanol v množství 10 100 kg/h, který po dehydrogenaci na cyklohexanon, se vrací do kolony 2. Destilačnim zbytkem z kolony 5 jsou vysocsvrouci nečistoty.

’ Použitím katalyzátorů tak, jak jsou uvedeny v tabulce 1 a 2, je možné získat cyklohexanon o čistotě, ktorá je uvedena v těchto tabulkách.

T a b u 1 k a 1

Příklady ilustrující použití vodných roztoků katalyzátorů nebo roztoků katalyzátorů v organických rozpouštědlech katalyzátor rozpouštědlo množství katalyzátoru(ppm) čistota cyklo(vztaženo na 100% kataly- hexanonu zátor) (% hmot.) číslo kolony 12 3 hydroxid sodný voda

99,90

99,95

3	katalyzátor	rozpouštědlo	CS 276 482 B6
množství katalyzátoru (ppm) vztaženo	čistota cyklohexanonu (% hmot.)
na 1	100% katalyzátor) • . číslo kolony
2	3
3	hydroxid sodný	voda	10	20	30	99,95
4	hydroxid sodný	voda		60		99,97
5	hydroxid sodný	voda			100-	99,95
6	hydroxid sodný	voda			40 .	99,95
7	hydroxid sodný	ethanol	30			99,95
8	hydroxid sodný	ethanol	10	20		. 99,95
9	uhličitan sodný	voda	30	50	70	99,95
10	uhličitan sodný	voda			200	99,96
11	uhličitan sodný	voda		150		99,97
12	uhličitan sodný	cyklohexanol		150		99,97
13	uhličitan sodný	voda		500		99,98

	katalyzátor	Tabulka 2 místo umístění katalyzátoru	Čistota cyklohexanonu hmot.)
1	silnš bázický ionit	stripovací část kolon JL» 2, 3	99,97
2	silně bázický ionit	stripovací část kolon 2, 3	99,96
3	silnš bázický ionit	stripovací část kolony 3	99,95
4	oxid hlinitý	stripovací část kolon 2, 3	99,95
5	oxid vápenatý	stripovací část kolon 2, 3	99,95
6	oxid vápenatý	v zařízení, které Je umístěno v cestě dsstilačniho zbytku z kolon 2, 3	99,95
7	oxid chromový	v zařízení, které Je umístěno v cestě destílačního zbytku z kolon 2, 3	99,95

Obr. I znázorňuje provedení způsobu, který je popsán v příkladu za použití pěti kolon, která jsou označeny čísly l·, 2, 3, 4 a 5. šipka vystupující z kolony JL označuje vystupující cyklohexan a vodu, šipka z kolony 2 vystupující cyklohexen a vodu, šipka vystupující z kolony 3 označuje vystupující alkoholy a šipka vystupující z kolony 4 označuje vystupující cyklohexanon.

Claims (6)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob získávání cyklohsxanonú vysoké čistoty z produktů oxidace cyklohexanu nebo/a z produktů dehydrogenace cyklohexanolu destilací, vyznačující se tím, že se oddestilovávání sloučenin a teplotou varu nižší než je teplota varu cyklohexanonu provádí v přítomnosti alkalického katalyzátoru, který se přivádí do předchozích kolon a odvodňo-

CS 276 482 B6 vací kolony nobo do jedné z předchozích kolon v množství 5 až 500 ppm vztažena na vyčištěný cyklohexanon.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se katalyzátor přivádí do stripovací části předchozí kolony, do které se zavádí produkt oxidace cyklohexanu nebo produkt dahydrogenace cyklohexanolu.

3, Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se jako katalyzátory používají vodné roztoky nebo roztoky v organických rozpouštědlech hydroxidů, uhličitanů nebo hydrogenuhličitanů alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin.

4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se jako katalyzátory používají pevné katalyzátory, alkalické ionity podobného druhu nebo/a oxidy kovů náležející do skupiny II, IIIA, VB až VIIIB periodického systému prvků*

5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se pevné katalyzátory přivádějí jako část výplně rektifikačních kolon nebo se umistují do zařízeni, kterým protéká čištěná směs.

6. Způsob podle bodu 4, vyznačující se tím, že pevné katalyzátory se používají ve formě suspenze.