CH372044A - Verfahren zum katalytischen Hydrieren von Benzol - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum katalytischen Hydrieren von Benzol
Die katalytische Hydrierung von Benzol zu Cyclohexan wird im   allgemeinen    mit Hydrierkatalysatoren, meistens mit einem Nickelkatalysator, durchgeführt, wobei in der Dampfphase oder in der   Flüssigkeits-    phase gearbeitet werden: kann. Beim Aufrechterhalten einer   Elüssigkeitsphase    lässt sich die Wärme mit Leichtigkeit abführen, was für den Katalysator überaus wichtig ist, weil dieser seine Aktivität schnell verliert, wenn die Abführung der Wärme zu gering wird.

   Nicht nur ist dies   wichtig,    wenn der Katalysator, beispielsweise als poriger Katalysator, in dem   Reaktionsraum    eingeschlossen ist, sondern auch wenn der Katalysator in Pulverform, wie beispielsweise Raneynickel oder auf einem Träger, wie beispielsweise Diatomeenerde oder Silika, angewandt wird. Bei   Verwendung    eines pulverförmigen Katalysators wird durch Aufrechterhaltung einer Flüssigkeitsphase zugleich der Transport des Katalysators durch den Reaktionsraum, beispielsweise durch Reaktionsgefässe in Nacheinanderschaltung, in Form einer Suspension möglich.



   Es wurde nun gefunden,   dass    beim katalytischen Hydrieren von Benzol zu Cyclohexan gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Hydrierung in Gegenwart von Cyclohexanol   durchgeführt    wird.



   Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit der Reinigung von Cyclohexanol kombiniert werden, da durch die Behandlung mit Wasserstoff gleichzeitig im Cyclohexanol vorhandene Verunreinigungen reduziert werden.



   Überdies wurde gefunden, dass sich die Wärme mit Leichtigkeit abführen lässt, wenn bei diesem Hydrierverfahren von Benzol der Katalysator im Kontakt mit flüssigem Cyclohexanol steht.



   Die Hydrierung von Benzol zu Cyclohexan verläuft bei Temperaturen von 150 bis 2500 C nahezu mengenmässig. Bei niedrigeren Temperaturen unterhalb   150"C    verläuft die Hydrierung langsam, weswegen diese niedrigeren Temperaturen nur geringes Interesse bieten. Höhere Temperaturen oberhalb 2500 C vermeidet man vorzugsweise wegen der Möglichkeit der Zersetzung und Bildung unerwünschter Nebenprodukte.



   Das erfindungsgemässe Verfahren hat den besonderen Vorzug, dass der Druck niedrig sein kann, nicht nur bei der Hydrierung in der Dampfphase, sondern auch wenn man eine Flüssigkeitsphase aufrechtzuerhalten wünscht, weil es nicht nötig ist, durch Anwendung eines hohen Druckes einen Teil des Benzols   oder des aus dem Benzol gebildeten ! Cyclohexans    flüssig zu halten. Man kann den Druck unterhalb 100 at halten; vorzugsweise wendet man einen von 20, 30 oder 50 at an. Das Arbeiten in der Dampfphase kann bei atmosphärischem Druck oder bei einem geringen Druck von 2 bis 10 at erfolgen.



   Das Hydriergas braucht nicht reiner Wasserstoff zu sein, es kann auch inerte Gase enthalten, beispielsweise Stickstoff.



   Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Vorteil,   dass    unreines Cyclohexanol bei der Hydrierung von Benzol angewendet werden kann, worauf aus den Reaktionsprodukten Cyclohexan und reines Cyclohexanol   ausgeschieden    werden können. Es erübrigt sich daher, das Cyclohexanol gesondert zu reinigen.



  Dies ist insbesondere wichtig, wenn beabsichtigt ist, das Cyclohexanol nachträglich, z. B. zu Cyclohexanon zu oxydieren, wobei bereits geringe in dem Cyclohexanol vorhandene Mengen Verunreinigungen die Oxydation in sehr ungünstigem Sinne beeinflussen.



  Insbesondere, wenn man das Cyclohexanol durch Oxydation von Cyclohexan, beispielsweise mit Luft, erhalten hat, ist für dessen Weiterverarbeitung zu Cyclohexanon das Unschädlichmachen der Verunreinigungen notwendig, was gemäss der Erfindung in einfacher Weise möglich ist.  



   Die zu verwendende Menge Cyclohexanol kann bedeutend variiert werden. Vorzugsweise wendet man Mengen in Höhe von 0,1 bis 1 Mol Cyclohexanol pro Mol Benzol an, wobei man anstandslos entweder mit einem festen porigen Katalysator oder aber mit   Raneynickel    zu arbeiten vermag, wobei der Katalysator in Form einer Suspension in Cyclohexanol kontinuierlich durch den Reaktionsraum geleitet werden kann. Hierbei kann die übliche Menge Katalysator angewandt werden, nämlich bezogen auf das Benzol 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Katalysator.



   Für die Aufrechterhaltung der   Flüssigkeftsphase    wendet man vorzugsweise keine Mengen an, die weniger als 0,1 Mol Cyclohexanol pro Mol Benzol enthalten.



   Das Zusetzen von Cyclohexanol kann in verschiedener Weise erfolgen. Das Benzol und das Cyclohexanol können in Dampfform oder als Flüssigkeit zusammen oder einzeln gleichzeitig in den Hydrierraum eingeleitet werden. Verwendet man z. B. einen Katalysator in Pulverform, der kontinuierlich durch den Hydrierraum geleitet wird, so kann der Katalysator in Form einer Suspension in Benzol oder in der einer Suspension in Cyclohexanol oder aber suspendiert in einem Gemisch aus Benzol und Cyclohexanol in den Hydrierraum eingeleitet werden.



   Die in dem Reaktionsgemisch vorhandenen Dämpfe werden nach der Hydrierung z. B. kondensiert, und anschliessend können die flüssigen Produkte in üblicher Weise durch Destillation in Fraktionen getrennt werden, wobei man neben Cyclohexan gereinigtes Cyclohexanol erhält.



   Beispiel 1
Die Hydrierung von Benzol wird in einem Reak  tionsraumqdurchgeführt,    der sich zusammensetzt aus 10 senkrechten Rohren, je mit einer Länge von 5 m und einem Durchmesser von 7,5 cm in Nacheinanderschaltung. Die Rohre sind zum Regeln der Temperatur mit einem Mantel ausgestattet, mittels dessen man die Temperatur in den Rohren auf 1800 C hält. Der Druck wird auf 32 at gehalten.



   Pro Stunde werden 30 kg Benzol und 20 kg Cyclohexanol sowie auch 1 kg Raneykatalysator, der in dem Cyclohexanol suspendiert ist, in den Reaktionsraum eingeleitet. Weiterhin wird ein Hydriergas in den Reaktionsraum eingeleitet, das aus 85   Vor. 6/0    Wasserstoff und   15 Vol. 0/0 Stickstoff    besteht, und zwar in einer Menge von 3,65 Mol Wasserstoff pro Mol Benzol. Das Absetzen der Katalysatorteilchen der Suspension wird dadurch verhütet, dass man einen Teil der Gase umlaufsweise in den Reaktionsraum zurückleitet.



   Das Cyclohexanol, welches man verwendet, wurde durch Oxydation von Cyclohexan mit Luft nebst an  schliessender    Ausscheidung des rohen Cyclohexanols aus dem   cyclohexanol-und    cyclohexanonhaltigen Reaktionsprodukt gewonnen. Dieses Cyclohexanol enthält etwa 1   Gew. 01o durch    Destillation nur schwer entfernbarer Verunreinigungen, die der Dehydrierung von Cyclohexanol zu Cyclohexanon hinderlich sind.



   Das aus dem Reaktionsraum austretende Reak  tionsprodukt    wird gekühlt und das flüssige Produkt nach Filtrierung anschliessend einer Destillationsvorrichtung zugeleitet zwecks Abtrennung von Cyclohexan und Cyclohexanol. Pro Stunde werden 32 kg Cyclohexan und 20 kg reines Cyclohexanol erhalten, somit annähernd die theoretisch erzielbaren Mengen.



  Das erhaltene Cyclohexanol kann ohne Schwierigkeiten zu Cyclohexanon verarbeitet werden.



   Beispiel 2
Unter im übrigen gleichen Verhältnissen wie im Beispiel 1 wird in der in diesem Beispiel beschriebenen   Hydriervorrichtung    Benzol bei einer Temperatur von   1859    C hydriert, wobei in den Reaktionsraum stündlich 40 kg Benzol eingeleitet werden und auch 10 kg unreines Cyclohexanol, dessen Herkunft die gleiche ist wie im Beispiel 1 und worin 1 kg Raneynickel suspendiert ist.



   Pro Stunde werden 42 kg Cyclohexan und 10 kg reines Cyclohexanol aus den Reaktionsprodukten abgetrennt.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum katalytischen Hydrieren von Benzol zu Cyclohexan, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrierung in Gegenwart von Cyclohexanol durchgeführt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator im Kontakt mit flüssigem Cyclohexanol steht.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Cyclohexanol suspendierter Nickelkatalysator angewandt wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man in ein Hydriergefäss Benzol und Cyclohexanol gleichzeitig einleitet.