RU2402520C1 - Способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона - Google Patents
Способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2402520C1 RU2402520C1 RU2009120324/04A RU2009120324A RU2402520C1 RU 2402520 C1 RU2402520 C1 RU 2402520C1 RU 2009120324/04 A RU2009120324/04 A RU 2009120324/04A RU 2009120324 A RU2009120324 A RU 2009120324A RU 2402520 C1 RU2402520 C1 RU 2402520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cyclohexane
- oxidation
- decomposition
- catalyst
- mol
- Prior art date
Links
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 12
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 103
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 75
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 48
- FGGJBCRKSVGDPO-UHFFFAOYSA-N hydroperoxycyclohexane Chemical group OOC1CCCCC1 FGGJBCRKSVGDPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 22
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 21
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 abstract description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 27
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- -1 transition metal salts Chemical class 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002815 homogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения смеси циклогексанола и циклогексанона, которые являются полупродуктами в производстве полиамидов найлона-6 и найлона-6,6. Способ осуществляют при повышенной температуре и повышенном давлении, и он включает в себя ряд последовательных циклов: окисление циклогексана - разложение циклогексилгидропероксида, окисление циклогексана и разложение циклогексилгидропероксида осуществляют в отдельных последовательно соединенных друг с другом реакторах без промежуточного отделения водной фазы, причем в каждом отдельном цикле окисление циклогексана осуществляют воздухом или кислородсодержащим газом в жидкой фазе в отсутствие катализатора до конверсии циклогексана, не превышающей 1,5 моль.%, а разложение образующегося в ходе окисления циклогексана циклогексилгидропероксида осуществляют на гетерогенном катализаторе в отдельном реакторе до конверсии не менее 90 моль.%. Способ позволяет увеличить суммарную селективность превращения циклогексана в циклогексанон и циклогексанол, а также значительно сократить образование побочных продуктов. 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к способу получения смеси циклогексанола и циклогексанона, которые являются полупродуктами в производстве полиамидов найлона-6 и найлона-6,6.
Наиболее распространенным способом их получения является окисление циклогексана кислородом воздуха. Окисление циклогексана, осуществляемое таким образом, приводит к получению оксидата - смеси, содержащей кетон - циклогексанон (К), спирт - циклогексанол (А) и циклогексилгидропероксид (СННР) в циклогексане. Конечный продукт, смесь кетона и спирта, выделяемый из оксидата, обычно называют КА-маслом.
Описаны различные способы получения смеси циклогексанона и циклогексанола. Наиболее распространенным является окисление циклогексана кислородом воздуха. Таким образом получают более 60% мирового производства циклогексанона. Наиболее известна технология окисления циклогексана в присутствии гомогенного катализатора - растворимых солей кобальта (US 3957876, US 4587363, DE 3733782). Недостатком этого способа получения циклогексанона и циклогексанола является низкая конверсия циклогексана (4-6 моль.%) и относительно невысокая селективность превращения циклогексана в КА-масло (75-85 моль.%).
Известен двухстадийный способ получения циклогексанола и циклогексанона через промежуточное образование циклогексилгидропероксида. На первой стадии процесс окисления циклогексана осуществляют аналогично вышеописанному способу, но без добавления в реакционную смесь растворимых солей кобальта. Для увеличения выхода СННР в реакционную смесь добавляют производные фенола (RU 2116290), пирофосфат Na или K (СА 1262359) или эфир фосфорной кислоты (US 4675450).
На второй стадии СННР превращают в КА-масло с использованием как гетерогенных катализаторов (ЕР 659726, US 4503257, US 5004837, JP 63277640, US 4499305), так и растворимых в реакционной смеси солей переходных металлов (US 4257950, US 4508923, US 4704476, US 5206441, US 4482746, US 4918238, CA 1294984, US 4877903, EP 92876, US 4238415). Для уменьшения образования побочных продуктов процесс разложения СННР осуществляют, как правило, на 20-40°C ниже, чем процесс окисления циклогексана.
Известен способ получения спиртов и кетонов (US 5859301, B01J 23/34, C07C 29/132, 12.01.1999), который включает стадию окисления соответствующего алкана и/или алкена с образованием реакционной смеси, содержащей алкилгидропероксид, стадию обработки реакционной смеси водным щелочным раствором и стадию разложения алкилгидропероксида в присутствии гетерогенного катализатора, активный компонент которого представляет собой оксид металла, выбранный из ряда Mn, Fe, Co, Ni и Cu, а носитель состоит из материала, устойчивого к воздействию щелочной водной фазы. Дополнительная стадия обработки реакционной смеси щелочным раствором значительно усложняет аппаратурное оформление процесса. Оптимальные условия окисления циклогексана и разложения СННР различаются. Обычно разложение ведут при более низкой температуре, что сопровождается необходимостью понижения давления. Согласно US 5859301 селективность превращения СННР в КА-масло близка к 100%, очевидно, что суммарная селективность процесса будет определяться селективностью превращения циклогексана в СННР. При такой организации процесса и конверсии циклогексана в диапазоне от 3- 6 моль.% суммарная селективность процесса не может быть выше 80-85 моль.%.
В качестве прототипа нами выбран способ получения циклогексанола и циклогексанона, описанный в патенте US 6703529, C07C 35/08, 9.03.04. Способ включает в себя: 1) окисление циклогексана с образованием парогазовых отходов процесса окисления циклогексана и жидкого оксидата, включающего основные продукты окисления циклогексанон, циклогексанол и циклогексилгидропереоксид в циклогексане; 2) контактирование парогазовых отходов процесса окисления циклогексана с водой, 3) смешение жидких потоков, образующихся на стадии 1 и 2, и разделение смеси на водную и органическую фазы; 4) разложение циклогексилгидропероксида в органической фазе, поступающей со стадии 3 с образованием циклогексанона и циклогексанола; 5) дистилляция циклогексана от продуктов его окисления и возврат циклогексана на стадию 1; 6) выделение и очистка циклогексанона и циклогексанола; 7) нелетучий органический остаток, образующийся на стадии 6, количество которого достигает 20% от количества образующихся кетона и спирта, подвергается обработке разбавленным кислотным раствором для гидролиза продуктов и обработке раствором электролита для экстракции Cr в водный слой.
Основным недостатком прототипа (US 6703529) является образование в ходе окисления циклогексана большого количества побочных продуктов, в том числе и органических кислот, которые при взаимодействии со стенками оборудования приводят к извлечению хрома из высоколегированных сталей. Накопление хрома в нелетучем органическом остатке приводит к необходимости извлечения хрома перед использованием этого нелетучего остатка и соответственно к существенному усложнению технологии получения циклогексанона и циклогексанола.
Изобретение решает задачу повышения эффективности процесса окисления циклогексана.
Предложен способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона при повышенной температуре и повышенном давлении, характеризующийся тем, что процесс включает в себя ряд последовательных циклов: окисление циклогексана - разложение циклогексилгидропероксида СННР, в которых окисление циклогексана и разложение циклогексилгидропероксида СННР осуществляют в отдельных последовательно соединенных друг с другом реакторах без промежуточного отделения водной фазы, причем в каждом отдельном цикле окисление циклогексана осуществляют воздухом или кислородсодержащим газом в жидкой фазе в отсутствие катализатора до конверсии циклогексана, не превышающей 1.5 моль.%, а разложение образующегося в ходе окисления циклогексана циклогексилгидропероксида осуществляют на гетерогенном катализаторе в отдельном реакторе до конверсии не менее 90 моль.%.
Температура и давление процесса окисления циклогексана и процесса разложения циклогексилгидропероксида СННР близки и составляют, соответственно, 160-180°C и 7-9 атм.
Количество последовательных циклов: окисление циклогексана - разложение циклогексилгидропероксида СННР должно быть не менее 2-х.
Конверсия циклогексана в каждом отдельном цикле на стадии окисления должна быть не более 0.5 моль.%.
Конверсия циклогексилгидропероксида СННР в каждом отдельном цикле на стадии разложения должна быть не менее 99 моль.%.
В качестве катализатора разложения циклогексилгидропероксида используют катализатор, содержащий в качестве активного компонента один из элементов, либо любую комбинацию элементов, выбранных из группы: Co, Fe, Cu, Ni, Mn, Cr, Re, Os, Ru, Au, Pt, Pd, нанесенные на носитель, предпочтительно, катализатор, содержащий в качестве активного компонента золото Au, нанесенное на носитель.. В качестве носителя гетерогенного катализатора разложения используют SiO2, Al2O3, TiO2, MgO, углерод, либо любую их комбинацию. Катализатор разложения используют в виде гранул и/или в виде моноблока, и/или в виде тканевых материалов.
Для того чтобы повысить эффективность превращения циклогексана в КА-масло и соответственно снизить образование нелетучего остатка, мы предлагаем процесс получения оксидата (смесь циклогексанона и циклогексанола в циклогексане) разбить на несколько последовательных циклов: «окисление циклогексана - разложение СННР» - «окисление циклогексана - разложение СННР» - «окисление циклогексана - разложение СННР» и т.д. без промежуточного отвода водной фазы.
На чертеже представлена схема получения оксидата: 1 - реактор окисления циклогексана, 2 - реактор разложения СННР. Здесь каждый отдельный цикл представляет собой последовательность стадий «окисление-разложение», которые повторяются несколько раз. Чем больше таких циклов, тем выше эффективность процесса, тем меньше образуется нелетучих побочных продуктов.
Окисление циклогексана на первой и последующих стадиях осуществляют без введения в реакционную смесь каких-либо добавок и катализатора, причем конверсия циклогексана на отдельной стадии окисления не должна превышать 0.5 моль.%. Реакционная смесь со стадии окисления без предварительного охлаждения поступает в циклогексилгидропероксид СННР. Катализатор разложения должен обеспечивать как можно более полное превращение СННР при селективности не ниже 98 моль.%. Конверсия СННР в циклогексанол и циклогексанон на гетерогенном катализаторе должна быть не менее 90 моль.%, предпочтительнее выше 99 моль.%. Далее реакционная смесь поступает в следующий реактор окисления циклогексана, где происходит дополнительное превращение циклогексана в СННР. Затем реакционная смесь, содержащая СННР и КА-масло в циклогексане, направляется в очередной реактор разложения СННР, в котором происходит превращение СННР в кетон и спирт.
Комбинация трех последовательных циклов «окисление-разложение» позволяет обеспечить суммарную селективность превращения СННР в КА-масло 92-94% при конверсии циклогексана не менее 3 моль.%. Увеличение числа последовательных циклов «окисление циклогексана - разложение СННР» позволяет увеличить селективность превращения циклогексана в кетон и спирт до ~97 моль.% при конверсии циклогексана не менее 3 моль.%, либо при увеличении конверсии циклогексана до 5 моль.% сохранить селективность на уровне 91-93 моль.%.
Способ получения циклогексанона и циклогексанола согласно настоящему изобретению состоит из ряда последовательных циклов «окисление циклогексана - разложение СННР» без промежуточного разделения реакционной смеси на водную и органическую фазу и отвода водной фазы.
Процесс жидкофазного некаталитического окисления циклогексана осуществляется в любом из известных реакторов (колонном, емкостном, горизонтальном) при температуре 130-200°C и давлении 4-15 атм воздухом либо любым кислородсодержащим газом. Предпочтительно окисление вести при температуре 160-180°C и давлении 7-10 атм воздухом. Для предотвращения разложения СННР поверхность реактора должна быть изготовлена из инертного материала, либо пассирована любым известным способом, например Na4P2O7. Важно, чтобы конверсия циклогексана на любой отдельно взятой стадии окисления не превышала 1.5 моль.%, предпочтительно, не более 0.5 моль.%. Время пребывания реакционной смеси в реакторе окисления составляет 10-120 мин, предпочтительно, 15-30 мин. По мере увеличения числа циклов «окисление-разложение» время пребывания реакционной смеси в каждом отдельно взятом реакторе окисления уменьшается.
После реактора окисления (1) реакционная смесь поступает в реактор разложения циклогексилгидропероксида СННР (2). Для разложения СННР могут быть использованы реакторы различной конструкции, но предпочтительнее процесс разложения вести в проточном реакторе. Условия реакции разложения следующие: температура 130-200°C, давление 4-15 атм, время контакта реакционной смеси с катализатором 0.3-3 мин. В качестве катализатора можно использовать катализатор, обеспечивающий при условиях окисления циклогексана селективность превращения СННР в КА-масло не ниже 95 моль.% при полной конверсии СННР. В качестве катализатора можно использовать катализатор, активным компонентом которого является один из элементов, либо комбинация элементов, взятых из группы Co, Fe, Cu, Ni, Mn, Cr, Re, Os, Ru, Au, Pt, Pd. Носитель катализатора должен быть устойчив к воздействию реакционной среды. SiO2, Al2O3, TiO2, MgO, углерод, либо любая их комбинация может быть использована в качестве носителя катализатора. Катализатор в реактор разложения СННР загружается в виде гранул и/или в виде моноблока, и/или в виде тканых материалов.
Предпочтительнее для разложения СННР использовать золотой катализатор, например, Au/Al2O3, либо Au/SiO2 (в частности, Au/silicalite - SiO2 - силикалит со структурой MFI). В этом случае реакционная смесь не требует ни охлаждения, ни нагревания. На золотых катализаторах процесс разложения предпочтительнее вести при температуре 160-180°C, давлении 7-10 атм и времени контакта 0.6-1.2 мин. Конверсия СННР должна быть не менее 90 моль.%, предпочтительнее выше 99 моль.%.
Для того чтобы обеспечить превращение циклогексана в КА-масло ~3 моль.% с селективностью по целевым продуктам не ниже 92 моль.%, необходимо не менее трех последовательных циклов «окисление циклогексана - разложение СННР». Для увеличения селективности превращения циклогексана в кетон и спирт до 96-97 моль.% необходимо не менее 8-10 циклов «окисление циклогексана-разложение СННР».
Сравнение с прототипом (US 6703529) показывает, что за счет увеличения числа циклов «окисление - разложение», мы существенно выигрываем в суммарной селективности превращения циклогексана в циклогексанон и циклогексанол. Значительное сокращение образования побочных продуктов приведет к сокращению потребления исходного циклогексана, к многократному сокращению количества образующихся кислот, а следовательно, и нелетучего остатка, содержащего Cr. При этом не только сокращаются затраты на извлечение Cr, но и увеличивается срок службы оборудования.
Выделение КА-масла из оксидата осуществляется известными методами (М.С.Фурман, А.С.Бадриан, А.М.Гольдман и др. Производство циклогексанона и адипиновой кислоты окислением циклогексана, Москва, Химия, 1967, 240 стр.; US 6703529).
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и чертежом.
Пример 1
Процесс получения смеси циклогексанола и циклогексанона в циклогексане осуществляют путем последовательного чередования стадии окисления циклогексана и стадии разложения циклогексилгидропероксида при температуре 170°C и давлении 8 атм, используя три последовательных цикла «окисление-разложение». Окисление ведут в емкостном реакторе с мешалкой, разложение в проточном реакторе. Суммарное время пребывания реакционной смеси в трех последовательно соединенных реакторах окисления циклогексана составляет 15 мин. На каждый моль поданного в реактор циклогексана подают 0.1 моль воздуха. Время контакта реакционной смеси с катализатором в каждом из реакторов разложения составляет 1 мин. В качестве катализатора разложения циклогексилгидропероксида используют 1.5 мас.% Au/SiO2, SiO2 - силикалит со структурой MFI. Состав реакционной смеси определяют на выходе из последнего реактора разложения. В таблице 1 представлены результаты. Видно, что три последовательных цикла «окисление-разложение» обеспечивают конверсию циклогексана 3 моль.%, при селективности превращения циклогексана в кетон и спирт - 94 моль.%. Циклогексилгидропероксид в продуктах реакции не обнаружен.
Примеры 2-3
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в процессе варьируют количество последовательных циклов «окисление-разложение». Результаты представлены в таблице 1. Из сопоставления примеров 1-3 видно, что увеличение числа последовательных циклов «окисление - разложение» приводит к росту селективности превращения циклогексана в циклогексанон и циклогексанол.
| Таблица 1 | ||||
| Влияние количества циклов «окисление-разложение» на селективность превращения циклогексана в циклогексанол и циклогексанон | ||||
| Пример № | Количество циклов «окисление-разложение» | Общая конверсия циклогексан | Суммарная селективность превращения циклогексана в | |
| кетон и спирт | побочные продукты | |||
| 1 | 3 | 3.0 | 94 | 6 |
| 2 | 6 | 3.1 | 96 | 4 |
| 3 | 10 | 3.2 | 97 | 3 |
Примеры 4-5
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 3, за исключением того, что варьируют суммарное время пребывания реакционной смеси в реакторах окисления. Результаты представлены в таблице 2. Видно, что с увеличением времени пребывания реакционной смеси в реакторах окисления селективность превращения циклогексана в кетон и спирт падает.
| Таблица 2 | ||||
| Влияние суммарного времени пребывания в реакторах окисления на селективность превращения циклогексана в кетон и спирт | ||||
| Пример № | Суммарное время пребывания реакционной смеси в реакторах окисления | Общая конверсия циклогексана | Селективность превращения циклогексана в | |
| кетон и спирт | побочные продукты | |||
| 4 | 30 | 5 | 93 | 7 |
| 5 | 50 | 10 | 83 | 17 |
Пример 6
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор 2.0% Au/Al2O3.
Пример 7
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор 0.8% Cu/SiO2 (SiO2 - силикалит со структурой MFI).
Пример 8
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор 1.9% Ru/SiO2 (SiO2 - силикалит со структурой MFI).
Пример 9
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор (1.7% Au+1.0% Cu)/SiO2 (SiO2 - силикалит со структурой MFI).
Пример 10
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор 0.7% Fe2O3/SiO2 (SiO2 - силикалит со структурой MFI) и время контакта реакционной смеси с катализатором в каждом из реакторов разложения составляло 10 мин.
Пример 11,
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор (1.5% Au+0.7% Fe2O3)/SiO2 (SiO2 - силикалит со структурой MFI).
Пример 12
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор 0.4% Pd/SiO2 (SiO2 - силикалит со структурой MFI).
Пример 13
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор (2.5% Au+0.4% Pd)/SiO2 (SiO2 - силикалит со структурой MFI).
Пример 14
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор 0.6% Au/SiO2 (SiO2 - стекловолокно в виде волокон).
Пример 15
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор 1.6% Au/(SiO2+TiO2) (SiO2+TiO2 - титано-силикат со структурой MFI).
Пример 16
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве катализатора используют катализатор 1.1% Au/(SiO2) (SiO2 - силикалит формованный виде гранул диаметром ~1.5 мм, в качестве связующего использован SiO2).
Сравнительный пример 17
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что из последовательной цепочки превращений убирают реактор разложения циклогексилгидропероксида. В этом случае при конверсии циклогексана 2.9 моль.% на выходе из последнего реактора окисления получают селективность превращения циклогексана в кетон и спирт - 41 моль.%, в циклогексилгидропереоксид - 45 моль.%, в побочные продукты - 14 моль.%. Видно, что в этом случае в реакционной смеси значительно возрастает доля циклогексилгидропероксида и побочных продуктов.
Сравнительный пример 18
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 6, за исключением того, что реакционную смесь, вышедшую из последнего реактора окисления, помещают в отдельную емкость и выдерживают при температуре 170°C в инертной атмосфере до полного разложения циклогексилгидропероксида. В результате при конверсии циклогексана 3.1 моль.% селективность превращения циклогексана в кетон и спирт составляет 73 моль.%, остальное побочные продукты. Видно, что термическое разложение циклогексилгидропероксида сопровождается существенным увеличением доли побочных продуктов.
Сравнительный пример 19
Окисление циклогексана осуществляют аналогично примеру 6, за исключением того, что реакционную смесь, вышедшую из последнего реактора окисления, пропускают при температуре 170°C через три последовательно соединенных проточных реактора с катализатором (1.5 мас.% Au/SiO2, SiO2 - силикалит со структурой MFI), аналогичным реакторам разложения в примере 1 (время контакта реакционной смеси с катализатором в каждом реакторе составляет 1 мин). В результате на выходе при конверсии циклогексана 3.2 моль.% селективность его превращения в кетон и спирт составляет 87 моль.%, остальное побочные продукты.
Claims (9)
1. Способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона при повышенной температуре и повышенном давлении, характеризующийся тем, что процесс включает в себя ряд последовательных циклов: окисление циклогексана - разложение циклогексилгидропероксида, в которых окисление циклогексана и разложение циклогексилгидропероксида осуществляют в отдельных последовательно соединенных друг с другом реакторах без промежуточного отделения водной фазы, причем в каждом отдельном цикле окисление циклогексана осуществляют воздухом или кислородсодержащим газом в жидкой фазе в отсутствие катализатора до конверсии циклогексана, не превышающей 1,5 мол.%, а разложение образующегося в ходе окисления циклогексана циклогексилгидропероксида осуществляют на гетерогенном катализаторе в отдельном реакторе до конверсии не менее 90 мол.%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура и давление процесса окисления циклогексана и процесса разложения циклогексилгидропероксида близки и составляют соответственно 160-180°С и 7-9 атм.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество последовательных циклов: окисление циклогексана - разложение циклогексилгидропероксида должно быть не менее 2-х.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что конверсия циклогексана в каждом отдельном цикле на стадии окисления должна быть не более 0,5 мол.%.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что конверсия циклогексилгидропероксида в каждом отдельном цикле на стадии разложения должна быть не менее 99 мол.%.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора разложения циклогексилгидропероксида используют катализатор, содержащий в качестве активного компонента один из элементов, либо любую комбинацию элементов, выбранных из группы: Со, Fe, Cu, Ni, Mn, Cr, Re, Os, Ru, Au, Pt, Pd, нанесенных на носитель.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве носителя гетерогенного катализатора разложения используют SiO2, Аl2О3, ТiO2, MgO, углерод, либо любую их комбинацию.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве катализатора разложения используют предпочтительно катализатор, содержащий в качестве активного компонента золото Au, нанесенное на носитель.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что катализатор разложения используют в виде гранул, и/или в виде моноблока, и/или в виде тканевых материалов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009120324/04A RU2402520C1 (ru) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | Способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009120324/04A RU2402520C1 (ru) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | Способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2402520C1 true RU2402520C1 (ru) | 2010-10-27 |
Family
ID=44042250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009120324/04A RU2402520C1 (ru) | 2009-05-28 | 2009-05-28 | Способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2402520C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114085134A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-02-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种环己烷氧化制环己酮的方法 |
-
2009
- 2009-05-28 RU RU2009120324/04A patent/RU2402520C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114085134A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-02-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种环己烷氧化制环己酮的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5425082B2 (ja) | 液相水素化によるイソプロパノールの製造方法 | |
| EP2401248B1 (en) | Process for producing phenol | |
| JP5486010B2 (ja) | フェノールの製造方法 | |
| JP4695810B2 (ja) | フェノールの製造において使用されるクメンを製造する方法 | |
| EP0004105B1 (en) | Process for preparing cycloalkanols and cycloalkanones | |
| KR20080085062A (ko) | 알킬벤젠의 선택적 산화 | |
| US7799958B2 (en) | Process for the production of iso-propanol by liquid phase hydrogenation | |
| SK10192000A3 (sk) | Spôsob hydrogenácie acetónu | |
| CS277195B6 (en) | Cyclohexanol and/or cyclohexanone production method | |
| KR20060015464A (ko) | 히드로퍼옥시드 함유 산화 혼합물의 분해 방법 | |
| WO2001070714A1 (fr) | Procede de production d'un oxyde de propylene | |
| RU2402520C1 (ru) | Способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона | |
| KR20140032937A (ko) | 탄화수소 화합물의 산화 촉매, 및 그것을 이용한 탄화수소 화합물의 산화물의 제조 방법 및 제조 장치 | |
| CN104470878B (zh) | 苯酚的制备方法 | |
| CN114436757B (zh) | 一种处理α,α-二甲基苄醇氢解产物的方法、系统与应用 | |
| CN112939765A (zh) | 一种由环己烷联产己二酸和环己酮肟的方法 | |
| JPS6017783B2 (ja) | ｍ−ジイソプロピルベンゼンの酸化方法 | |
| JP3492052B2 (ja) | ジヒドロキシベンゼン及びジイソプロピルベンゼンジカルビノールの製造方法 | |
| WO2006087943A1 (ja) | フェノール類の精製方法 | |
| WO2005030683A1 (ja) | クメンの製造方法およびその製造方法を含むプロピレンオキサイドの製造方法 | |
| CN102177121A (zh) | 生产苯酚的方法 | |
| RU2409548C1 (ru) | Способ получения смеси циклогексанола и циклогексанона | |
| US8003827B2 (en) | Method for producing phenol and acetone | |
| US2454804A (en) | Manufacture of tetralol | |
| RU2809251C2 (ru) | Способ получения кумола |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190529 |