BE703814A - - Google Patents

Description

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  BREVET BELGE "Production d'un mélange renfermant du cyclo- hexanol et de la cyclohexanone" 

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La présente invention se rapporte à un procédé pour la production de mélanges renfermant du cyclohexanol et de la cyclohexanone. 



   On sait qu'on peut   oxyder, à   température élevée, sous pression et en présence de catalyseurs, le cyclohexane pour obtenir du cyclohexanol et de la cyclohexanone. Il est en- core connu par le brevet français n  1 179 392 et le brevet belge n  591 610 de mener en circuit les gaz résiduaires qui se forment lors de l'oxydation de cyclohexane avec des gaz renfermant de l'oxygène,   c'est-à-dire   de les ramener dans la chambre d'oxydation avec au gaz renfermant de l'oxygène frais. 



   Or on a trouvé qu'on peut obtenir, lors de la pro- duction de mélanges renfermant du cyclohexanol et de la cyclo- hexanone par oxydation continue de cyclohexane avec des gaz renfermant de l'oxygène moléculaire, à des températures com- prises entre environ 130 et environ 180 C et sous des pressions      allant d'environ 10 à 30 atm. effect., et recyclage d'une partie des gaz résiduaires saturés avec le mélange réactionnel à un degré correspondant à la tension de vapeur respective, des ren-   dements   plus élevés en cyclohexanol et en cyclohexanone que suivant les procédés connus jusqu'à ce jour, en maintenant dans le gaz résiduaire recyclé une teneur en oxygène libre comprise entre 0,2 et   3,0,   de préférence entre 0,5 et   2,0 %   en volume. 



   Du point de vue des substances de départ, des con- ditions de la réaction et du recyclage des gaz résiduaires, le présent procédé ne diffère pas d'autres procédés connus. On peut donc l'adopter pour l'oxydation de cyclohexane habituel- lement mis en oeuvre en tant que cyclohexane industriel, c'est- 

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 à-dire d'une teneur admissible en benzène allant dusqu'à 0,5% en poids. Il va de soi qu'on peut aussi utiliser du cyclo- hexane très pur. 



   Conviennent comme mélanges gazeux à effet oxydant des gaz renfermant de l'oxygène libre, mais par ailleurs inertes, de préférence l'air. On peut toutefois aussi mettre en oeuvre des gaz plus riches ou plus pauvres en oxygène que l'air, par exemple ceux renfermant jusqu'à 30 % en volume ou seulement jusqu'à   10 %   en volume d'oxygène. 



   On effectue l'oxydation du cyclohexane en faisant passer, en présence de catalyseurs d'oxydation habituels, par exemple jusqu'à 10 ppm de naphténate de cobalt ou d'autres sels solubles de cobalt, le gaz renfermant de l'oxygène sous forme finement divisée à travers le cyclohexane, à une tempé- rature comprise entre environ 130 et environ   180 C,   de préfé- rence entre environ 130 et environ 150 C, et sous une pression allant d'environ 10 à 30 atm. effect., de préférence d'environ 10 à 20 atm. effect. On peut aussi oxyder en l'absence d'un catalyseur quelconque. On règle la quantité de gaz oxydant et la durée de séjour de manière telle qu'environ 1 à 5% du cy- clohexane, notamment environ 1 à 3 %, sont transformés par oxydation en une seule phase.

   Alors que, suivant les procédés connus, on veille à ce que l'oxygène est entièrement consommé lors de son passage à travers le cyclohexane , on règle selon le présent procédé la quantité d'oxygène et la durée de séjour avantageusement de manière que le gaz résiduaire renferme encore 0,2 à 3,0   %   en volume d'oxygène libre. Les gaz rési- duaires sont, en partie, amenés à la chambre d'oxydation à l'aide d'une soufflante, avec des gaz renfermant de l'oxygène frais.

   On peut aussi réaliser l'oxydation du cyclohexane dans des conditions selon lesquelles l'oxygène est totalement   consommé     @   

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 lors de son passage à travers 'le cyclohexane, et introduire dans le gaz mené en circuit, de préférence peu après sa sortie de la chambre d'oxydation, la quantité d'oxygène nécessaire conformément à la présente invention. Les gaz résiduaires entraînent, dans la mesure correspondant à la tension de va- peur respective, les constituants du mélange réactionnel, notamment le cyclohexane, le cyclohexanol, la cyclohexanone et l'eau, mais également des produits secondaires éventuels. 



  Les proportions entre le gaz résiduaire et les gaz introduits, renfermant de l'oxygène frais, sont réglées de manière qu'il s'établibse immédiatement avant qu'ait lieu le mélange des gaz recyclés avec les gaz frais d'oxydation, une teneur en oxygène comprise entre 5 et 15% en volume. Lorsqu'on utilise comme gaz renfermant de l'oxygène, de l'oxygène pur, on est obligé d'amener, pendant la mise en marche du circuit de gaz, une quantité appropriée d'un gaz inerte, de préférence d'azote, pour que le circuit de gaz puisse démarrer. 



   Etant donné qu'on doit éviter un enrichissement des gaz inertes dans le circuit, on soutire en même temps une partie des gaz résiduaires et on les détend sans manquer de récupé- rer de manière habituelle le cyclohexane entraîné par le gaz résiduaire, par exemple par refroidissement ou condensation, ou par élimination par lavage au moyen de solvants appropriés. 



  La quantité de gaz soutirée du circuit dépend du niveau d'oxy- gène ou de gaz inerte qu'on désire maintenir dans le mélange formé à partir des gaz résiduaires et des gaz renfermant de l'oxygène fraîchement amenés, immédiatement avant l'entrée dans la chambre de réaction. On peut la calculer, en géné- ral, d'après la règle des mélanges, si l'on part de ce que la teneur en oxygène dans le mélange à base du gaz recyclé et du gaz frais d'oxydation s'élève à environ 5 - 15 % en volume. 

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   On peut effectuer l'oxydation en une ou plusieurs phases et prévoir pour chaque circuit un recyclage des gaz résiduaires; on peut toutefois aussi amener à une phase pré- alable de l'oxydation, les gaz   résiduaires   provenant d'une phase ultérieure simultanément avec le gaz renfermant de l'oxygène libre. Le post-traitement du mélange d'oxydation est effectué de manière en soi connue, par exemple par distil- lation, le cas échéant après lavage des mélanges d'oxvdation, à l'eau ou aux lessives alcalines diluées. 



   EXEMPLE 
Dans un récipient de réaction d'une capacité de 300   1,   on introduit par heure 420 kg de cyclohexane et 15 m3 N d'air. On maintient dans ce récipient une pression de 20 atm. effect. et une température de 145 C. Simultanément avec le cyclohexane, on fait arriver 3 ppm de cobalt sous forme de naphténate, comme catalyseur d'oxydation. La teneur en oxy- gène des gaz résiduaires s'élève à   3,5 %   en volume. Le gaz résiduaire est recyclé dans le récipient de réaction simultané- ment avec de l'air frais dans un rapport volumique de 2,5/1. 



  On détend Une quantité de gaz résiduaire correspondant à la quantité d'air frais amenée, et on récupère le cyclohexane entrainé par refroidissement et condensation. Avant le post-traitement du mélange réactionnel soutiré en continu, on détermine par chromatographie en phase gazeuse la teneur en cyclohexanol et en cyclohexanone. On trouve qu'avec un taux de conversion de 3 % du cyclohexane, on obtient le cyclohexanol et la cyclohexanone avec un rendement de 78%. 



   Lorsqu'à titre de comparaison, on effectue, l'oxydation de manière que le gaz résiduaire ne renferme pas d'oxygène et pour le reste dans les conditions de l'exemple cité, le rendement en cyclohexanone et en cyclohexanol n'est que de   75,5%   pour un même taux de conversion. On obtient 

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 environ ce même rendemant inférieur, pour un même taux de conversion, lorsqu'on réalise l'oxydation dans des condi- tions telles que les gaz résiduaires obtenus, bien que renfermant   0,3 %   en volume d'oxygène, ne sont pas recyclés en partie comme dans l'exemple, mais immédiatement soumis au post-traitement.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour la production de mélanges renfermant du cyclohexanol et de la cyclohexanone, par oxydation continue de cyclohexane avec des gaz renfermant de l'oxygène molécu- laire, à des températures comprises entre 130 et 180 C et sous des pressions allant de 10 à 30 atm. effect., et re'- cyclage d'une partie des gaz résiduaires saturés avec le mélange réactionnel à un degré correspondant à la tension de vapeur respective, caractérisé en ce qu'on maintient dans le gaz résiduaire recyclé une teneur en oxygène libre comprise entre 0,2 et 3,0, de préférence entre 0,5 et 2,0 % en volume.