CS263587B1 - Zariadenie na získavanie zmesi cyklohexanolu a cyklohexanonu - Google Patents

Abstract

Očelom je riešenie oxidačného reaktora na získavanie zmesi cyklohexanolu a cyktohexanonu so zvýšenou selektivitou. Uvedeného účelu sa dosiahne zlepšenými hydrodynamickými podmienkami v oxidačnom reaktore vplyvom výhodné umiestnených usměrňovačích prepážok pozdlž dispergátorov plynu do cyklohexánu.

Description

' Predmetom vynálezu je zariadenie na získáváme zmesi cyklohexanolu a cyklohexanonu posobením plynov s obsahom kyslíka, na cyklohexán v kvapalnej fáze.

Oxidácia cyklohexánu sa najčastejšie uskutočňuje vzduchom, pri teplotách 140 až 170 °C a tlaku 0,8 až 1,2 MPa, za katalytického účinku kovových katalyzátorov, najmá kobaltu, chrómu, niklu a železa.

Proces je charakterizovaný tiež tým, že okrem žiadaných produktov, ktorými sú cyklohexanol a cyklohexanón, vzniká aj značné množstvo vedfajších produktov. Sú to najma mono- a dikarboxylové kyseliny C4 až Ce, hydroxykyseliny, aldehydické a ketonické zlúčeniny Ci až C6, alkoholy, estery příslušných kyselin, kondenzačně produkty cyklohexanonu, uhlovodíky a iné organické zlúčeniny.

Pri dosiahnutí kritickej koncentrácie niektorých nežiadúcich zlúčenín, najma kyseliny hydroxykaprónovej a adipovej, prebiehajú polyesterifikačné, polykondenzačné, polymerizačné a polyéterifikačné reakcie, pričom vznikajú vysokomolekulárne živičnaté zlúčeniny, ktoré sú v reakčnej zmesi nerozpustné. Tieto sú příčinou zanášania nedostatečné intenzívně miešaných zón a úzkých profilov zariadení uzla oxidácie, najmá však oxidačného reaktora.

Selektivita tejto reakcie je ovplyvňovaná najmá reakčnou teplotou, reakčným časom, koncentráciou, druhom a spósobom dávkovania katalyzátora, pomerom dávkovaných množstiev čerstvého a recyklovaného cyklohexánu a kyslíka, sposobom dávkovania vzduchu a cyklohexánu do reaktora a dalším.

S cielom dosiahnút čo najvyšších hodnot selektivity boli vyvinuté rózne spósoby oxidácie cyklohexánu.

Publikovaný je viaestupňový proces oxidácie, pri ktorom sa zvýšenie selektivity dosiahne dávkováním určitého množstva cyklohexánu do každého reakčného stupňa. Cyklohexán a plyn s obsahom kyslíka sa pridávajú do každého stupňa v konštantnom objemovom pomere, pričom přidávané množstvo cyklohexánu je úměrné uvolněnému teplu (ZSSR pat. č. 503 843).

Analogický je postup, ktorý je chráněný ZSSR patentom č. 675 759, v ktorom sa zmes cyklohexanolu a cyklohexanonu získává ták, že 5 až 20 % z množstva cyklohexánu dávkovaného do prvého stupňa sa nastrekuje do druhého a tretieho stupňa reaktora, pričom teplota v každom stupni je konstantně, alebo má v smere prúdenia reakčnej zmesi klesajúcu tendencím Využitím tohto postupu sa dosiahne zníženie tvorby organických mono- a dikarboxylových kyselin, a tým aj celkového množstva vedtajších produktov.

Známy je tiež postup oxidácie cyklohexánu, ktorý sa vyznačuje tým, že do každého reakčného stupňa sa privádza plyn s obsahom kyslíka v takom množstve, aby kyslík úplné zreagoval, alebo odchádzal v koncentrácii najviac 2 % objemových (belgický patent č. 827 835).

Zvýšenie selektivity oxidácie cyklohexánu je tiež možno dosiahnút zv&čšením objemu reaktora alebo znížením zaťaženia při nezmenenom objeme, alebo tiež účinnej výšky reakčnej zmesi (polský patent č. 241914). Priebeh oxidácie cyklohexánu ovplyvňuje významným spósobom tiež konštrukcia reaktora.

Pre dosiahnutie žiadanej selektivity procesu boli navrhnuté rózne typy vertikálnych, resp. horizontálnych reaktorov, s róznou konštrukciou vnútra reaktora ako aj dispergátorov plynu do cyklohexánu. Všetko úsilie smeruje k zabezpečeniu teplotnej a koncentračnej homogenity reakčnej zmesi a tým aj vysokej selektivity.

Sú to najma reaktory charakterizované v pofskom pat. č. 64 449 a č. 241111.

Vysoký stupeň využitia kyslíka z oxidačného plynu a ďalšieho zlepšenia selektivity procesu oxidácie cyklohexánu možno dosiahnúť v reaktore podlá polského patentu č. 136 028, kde sa intenzívneho miešania reakčnej zmesi dosahuje systémom výhodné rozmiestnaných rozdělovačích prepážok a podlá polohy prepážok na ramene rozdělovače vzduchu, tiež rozdielnou vzdialenosfou a rozdielným priemerom otvorov od vertikálnej osi dispergačného ramena.

S cielom zabránit spatnému miešaniu reakčnej zmesi a prieniku plynnej fázy z komory do predchádzajúcej komory, je podta polského pat. č. 94 062 navrhnutá tá přídavná přepážka, ktorá je upevněná na přepadová přepážku, pričom modifikácia vyššie uvedeného reaktora má upravenú přídavná přepážku tak, aby vzdialenosť medzi přídavnou přepážkou a> stěnou plášťa reaktora bola 1 až 400 mm, s výhodou 10 až 100 mm. (PoTský patent č. 134 291.)

Dlhodobým chodom oxidačného reaktora o výkone 10 t/h cyklohexanonu, v ktorom sa niektoré z uvedených poznatkoví uplatnili, nedošlo k výraznejšiemu zníženiu tvorby živičnatých zlúčenín.

Modelovými skúškami v laboratórnych podmienkach boli za rovnakých podmienok porovnávané hydrodynamické účinky niektorých známých úprav oxidačného reaktora. V priebehu experimentovania bolo zistené, že podstatné účinnějším spósobom, ako už bolo uvedené, je možné riešiť hydrodynamické poměry v jednotlivých komorách, a to- vhodné umiestnenými pozdížnymi přepážkami, ktoré sú aj z konštrukčného hladiska riešené požadovaným spósobom.

Predmetom tohto vynálezu je oxidačný reaktor pre získáváme zmesi cyklohexanolu a cyklohexanonu pósobením plynov s obsahom kyslíka na cyklohexán v kvapalnej fáze, ktorý je zložený z horizontálně umiestneného cylindrického plášťa, vo vnútri rozděleného na sériu komór dvojicami

263387 prepážok, s horizontálně orientovanými dispergátormi plynu do kvapaliny, pričom pozdlž dispergátorov plynu sú aspoň v jednej komoře umiestnené usmerňovacie přepážky. Dížka usměrňovačích prepážok je 50 až 100 % dlžky komory, s výhodou 100 %, pričom můžu byť rovné alebo v spodnej časti zahnuté smerom k středu dispergátorov. Pre zakrivenie platí, že koniec zakrivenej plochy siaha maximálně do polovice vzájomnej osovej vzdialenosti krajného a sousedného ramena dispergátora a minimálně na začiatok jeho krajného ramena, pričom poměr vzdialenosti dolnej hrany zakrivenej usmerňovacej přepážky oid okraja dispergátora ku jej vzdialenosti od plášťa reaktora je 0,1 až 2, s výhodou 1. Výška usmerňovacej přepážky je najvýhodnejšie 30 až 80 % výšky prepadovej přepážky, pričom jej maximálně výška je danná výškou prepadovej přepážky.

Horizontálna vzdialenosť usměrňovačích prepážok od okraja dispergátora je v rozsáhu 0,5 d až 5 d, s výhodou 1,5 d, kde d je priemer ramena dispergátora.

Výhodou takto konštruovanej vestavby oxidačného reaktora je odstránenie menej intenzívně miešaných miest, zvýšením ejekčného efektu v priestore komory, čím sa dosiahne zníženie zanášania komor oxidačného reaktora a tým predlženie fondu pracovnej doby, ako aj k zlepšenie selektivity procesu oxidácie cyklohexánu.

'Princip vynálezu je uvedený v příklade na obrázku ako priečny rez reaktora.

Najdoležitejšie časti reaktora, ktoré úzko súvisia s predmetom tejto přihlášky vynálezu sú cylindrický plášť 5, ktorý je rozdělený na niekolko samostatných komůr přepadovými přepážkami 2. Vzduch sa vedie do pozdlžneho dispergátora 1, ktorý je tvořený vhodné voleným počtom ramien pozdlžného dispergátora 4. Pozdížne usmerňovacie přepážky 3 sú na obrázku znázorněné výraznejšie.

Claims (2)

1. Zariadenie na získavanie zmesi cyklohexanoiu a cyklohexanonu působením ply.nov s obsahom kyslíka na cykiohexán v kvapalnej fáze, ktorý je zložený z horizontálně umiestneného cylindrického plášťa, vo vnútri rozděleného na sériu komůr dvojicami prepážok, s horizontálně orientovanými dispergátormi plynu do kvapaliny vyznačujúci sa tým, že pozdlž dispergátorov (1) plynu sú aspoň v jednej komoře umiestnené usmerňovacie přepážky (3) o dížke 50 až 100 % idížky komory s výhodou 100%, ktoré sú rovné alebo v spodnej časti zahnuté smerom k středu dispergátorov, pričom koniec zakrivenej plochy sahá maximálně do

   VYNÁLEZU polovice vzájomnej osovej vzdialenosti krajného a susedného ramena dispergátora (4), minimálně na začiatok jeho krajného· ramena a poměr vzdialenosti dolnej hrany zakrivenej usmerňovacej přepážky od okraja dispergátora ku jej vzdálenosti od plášťa reaktora je 0,1 až 2 s výhodou 1, pričom maximálna výška usmerňovacej přepážky je daná výškou prepadovej přepážky (2), s výhodou 30 až 80 % jej výšky a horizontálna vzdialenosť usměrňovačích prepážok od okraja dispergátora je v rozsahu 0,5 d až 5 d, s výhodou 1,5 d, kde d je priemer ramena dispergátora.