PL188467B1 - Sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanonu i cykloheksanolu - Google Patents

Abstract

1. Sposób usuwnrda zameczysz.czeń a miesyknin cykloheksanolu i cyklnhnksanonu w procesie destylacji, w którym oddziela się zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksaoook, wyodrębnia cykloheksanon, wydziela cykloheksanol z pozostawieniem produktów wysokowrzących a wydzielony cykloheksanol po odwodornienik zawraca się do destylacji, znamienny tym, że cykloheksanol kierowany do odwodomiboia odbiera się jako strumień boczny z kolumny (4) pracującej pod ciśnieniem 1.33-13.3 kPa, natomiast destylat z tej kolumny kieruje się do kolumny destylacyjnej (2) pracującej pod ciśnieniem 13.3-133.3 kPa, zaś ciecz wyczerpaną z kolumny (2) odprowadza się na zewnątrz układu destylacyjnego a destylat z tej kolumny kieruje się do układu destylacji, w którym oczyszcza się cykloheksanon i cykloheksanol.

Description

Produkt odwodomiania cykloheksanolu, po ewentualnym destylacyjnym usunięciu zanieczyszczeń niskowrzących w odrębnej kolumnie, wprowadza się do kolumny, do której kieruje się również mieszaninę z procesu utleniania cykloheksanu. Z mieszaniny tej odbierany jest przedgon zawierający związki niżej wrzące od cykloheksanonu, głównie n-pentanol. W następnej kolumnie rektyfikacyjnej cykloheksanon oddzielany jest od cykloheksanolu i zanieczyszczeń wyżej wrzących od cykloheksanonu. Cykloheksanol oddzielony od zanieczyszczeń wyżej wrzących od niego tzw. pogonu kierowany jest do odwodomiania. Wraz z cykloheksanolem oddestylowywuje cześć zanieczyszczeń o temperaturze wrzenia wyższej od temperatury wrzenia cykloheksanonu. Wśród nich jest kilkanaście związków tworzących azeotropy i zeotropy styczne z cykloheksanolem.

W czasie odwodomiania cykloheksanolu większość zanieczyszczeń w nim zawartych nie ulega przemianom. Nagromadzają się one w strumieniach krążących pomiędzy układami destylacji i odwodomiania cykloheksanolu. Stężenie ich rośnie do chwili osiągnięcia wartości stacjonarnej wynoszącej łącznie około 16% wagowych. W stanie stacjonarnym ilość zanieczyszczeń wprowadzanych do obiegu równa jest ich ilości wyprowadzanych z obiegu. Zanieczyszczenia wprowadzane są do obiegu głównie ze strumieniem produktu z procesu utleniania cykloheksanu a największa ich ilość odprowadzana jest w strumieniu pogonu.

188 467

Głównymi zanieczyszczeniami cykloheksanolu kierowanego do odwodorniania są eter huty-locykloheksylowy i pentylocykloheksan. Po dwóch tygodniach ciągłej pracy układu rektyfikacji i odwodorniania cykloheksanolu łączne stężenie tych obu zanieczyszczeń w cykloheksanolu wzrasta od początkowego stężenia 0.08% do ponad 12% wagowych. W czasie nagromadzania się zanieczyszczeń w obiegu następuje pogorszenie jakości cykloheksanonu, spadek wydajności procesu odwodorniania cykloheksanolu i wzrost zużycia energii. Usuwanie zanieczyszczeń nagromadzających się w obiegu prowadzi się metodą ciągłą lub periodyczną.

W japońskim opisie patentowym nr 3965685 przedstawiono ciągły sposób oczyszczania cykloheksanolu kierowanego do odwodorniania. Według tego sposobu cykloheksanol ekstrahowany jest wodą a następnie reekstrahowany z wody cykloheksanem. W procesie tym zużywa się duże ilości rozpuszczalników oraz duże ilości energii na ich odzyskanie.

W opisie patentowym EP 450498 Al zanieczyszczenia usuwane są również w sposób ciągły poprzez zastosowanie dodatkowej kolumny destylacyjnej pracującej pod ciśnieniem 80-133.3 kPa, do której kierowana jest część strumienia pozostałości z kolumny służącej do wydzielania cykloheksanonu. W kolumnie tej związki nagromadzające się usuwane są z pozostałością, natomiast destylat kierowany jest do odwodorniania. Rozwiązanie to pozwala utrzymywać stężenie trzech głównych zanieczyszczeń: eteru butylocykloheksylowego, pentylocykjoheksanu i octanu cykloheksylu w obiegu w zakresie 2-3% wagowych. Suma wszystkich zanieczyszczeń krążących w obiegu przy stosowaniu opisanego sposobu dochodzi do 5%.

Sposób będący przedmiotem niniejszego wynalazku pozwala na uzyskiwanie cykloheksanolu o znacznie niższej zawartości zanieczyszczeń krążących w obiegu.

Według wynalazku, sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszaniny cykloheksanolu i cykloheksanonu w procesie destylacji, w którym oddziela się zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksanonu, wyodrębnia cykloheksanon, wydziela cykloheksanol z pozostawieniem produktów wysokowrzących a wydzielony cykloheksanol po odwodomieniu zawraca się do destylacji polega na tym, że cykloheksanol kierowany do odwodorniania odbiera się jako strumień boczny z kolumny 4 pracującej pod ciśnieniem 1.33-13.3 kPa korzystnie z miejsca, powyżej którego liczba półek teoretycznych stanowi 10-40% całkowitej liczby półek teoretycznych w kolumnie, zaś destylat z tej kolumny kieruje się do kolumny 2 pracującej pod ciśnieniem 13.3-133.3 kPa, przy czym ciecz wyczerpaną z kolumny 2 odprowadza się na zewnątrz układu destylacyjnego a destylat z tej kolumny kieruje się do układu destylacji, w którym oczyszcza się cykloheksanon i cykloheksanol.

Korzystnie jest dodatkowo do kolumny 2 kierować część strumienia po odwodomieniu cykloheksanolu, bezpośrednio lub po usunięciu z niego węglowodorów C6 i wody, przy czym stosunek masy tego strumienia do masy strumienia destylatu z kolumny 4 wynosi korzystnie 1-10. Prowadząc proces usuwania zanieczyszczeń nagromadzających się w obiegu zgodnie z wynalazkiem korzystnie jest zawracać do kolumny 2, częściowo lub w całości, pozostałość wysokowrzącą oddzieloną od cykloheksanolu w kolumnie 4.

Przedstawiony sposób pozwala utrzymywać stężenie związków nagromadzających się w układzie w zakresie 1.5-3%, zależnie od stosowanych parametrów pracy instalacji destylacji. W wyniku uzyskuje się też cykloheksanon o wyższej jakości oraz wzrost wydajności układu odwodorniania cykloheksanolu. Ponadto stężenie cykloheksanonu w cykloheksanolu kierowanym do odwodorniania wynosi 2-3% podczas gdy bez stosowania sposobu według wynalazku wynosiło ono 5-10%.

Sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanolu i cykloheksanonu według wynalazku został przedstawiony w przykładach 1-3 i zrealizowany w instalacji przedstawionej schematycznie na rysunku.

Przykład 1

Produkt utleniania cykloheksanu w ilości 100 kg/h zawierający 96.5% cykloheksanonu i cykloheksanolu łącznie kierowano do kolumny 1 pracującej pod ciśnieniem atmosferycznym i przy stosunku orosienia do destylatu 120:1.

Z kolumny 1 odbierano 2.1 kg/h destylatu zawierającego głównie zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksanonu. Ciecz wyczerpaną z kolumny 1 w ilości 207.3 kg/h kierowano do

188 467 kolumny 3 pracującej pod cinieniem 6.67 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 4:1. W kolumnie 3 odbierano jako destylat 93.1 kg/h cykloheksanonu. Pozostałość kubową kierowano do kolumny 4 pracującej pod ciśnieniem 4 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 1:1, w której oddzielano cykloheksanol od zanieczyszczeń wysokowrzących. Cykloheksanol w ilości 100.4 kg/h, odbierany z tej kolumny jako strumień boczny, kierowano do odwodorniania 5 a ciekły produkt tej reakcji zawracano do kolumny 1. Destylat z kolumny 4 w ilości 11.2 kg/h kierowano do kolumny 2 pracującej pod ciśnieniem 26.7 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 2:1. Destylat z kolumny 2 kierowano do kolumny 3 a ciecz wyczerpaną z tej kolumny w ilości 0.12 kg/h odprowadzano na zewnątrz układu destylacji.

W czasie pracy instalacji destylacji i odwodorniania cykloheksanolu, przy podanych parametrach, stężenie zanieczyszczeń nagromadzających się w strumieniu cykloheksanolu kierowanego do odwodorniania utrzymywało się na poziomie 3% wagowych.

Przykład 2

Produkt utleniania cykloheksanu w ilości 100 kg/h zawierający 96.5% cykloheksanonu i cykloheksanolu łącznie kierowano do kolumny 1 pracującej pod ciśnieniem atmosferycznym i przy stosunku orosienia do destylatu 120:1.

Z kolumny 1 odbierano 2.2 kg/h destylatu zawierającego głównie zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksanonu. Ciecz wyczerpaną z kolumny 1 w ilości 207.3 kg/h kierowano do kolumny 3 pracującej pod ciśnieniem 6.67 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 4:1. W kolumnie tej odbierano jako destylat 93.1 kg/h cykloheksanonu.

Pozostałość kubową kierowano do kolumny 4 pracującej pod ciśnieniem 4 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 1:1, w której oddzielano cykloheksanol od zanieczyszczeń wysokowrzących. Cykloheksanol w ilości 100.4 kg/h, odbierany z tej kolumny jako strumień boczny, kierowano do odwodorniania 5. Destylat z kolumny 4 w ilości 11.2 kg/h kierowano do kolumny 2.

Produkt odwodorniania cykloheksanolu w ilości 10 kg/h kierowano do kolumny 2 pracującej pod ciśnieniem 26.7 kPa i przy stosunku orosienia do destylatu 2:1. Pozostałą ilość produktu odwodorniania cykloheksanolu to jest 88.4 kg/h kierowano do kolumny 1. Do kolumny 2 zawracano również w całości strumień pozostałości z kolumny 4. Destylat z kolumny 2 kierowano do kolumny 3 a ciecz wyczerpaną z tej kolumny w ilości 2.7 kg/h odprowadzano na zewnątrz układu destylacji. W czasie pracy instalacji destylacji i odwodorniania cykloheksanolu, przy podanych parametrach, stężenie zanieczyszczeń nagromadzających się w strumieniu cykloheksanolu kierowanego do odwodorniania utrzymywało się na poziomie 2% wagowych.

Przykład 3

Proces destylacji prowadzono jak w przykładzie 2 lecz zwiększono ciśnienie w kolumnie 2 do 1.013 kPa. W wyniku tej zmiany stężenie stacjonarne zanieczyszczeń nagromadzających się w strumieniu cykloheksanolu kierowanym do odwodorniania osiągnęło wartość 1.5% wagowego.

Claims (4)

1. Sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanolu i cykloheksanonu w procesie destylacji, w którym oddziela się zanieczyszczenia niżej wrzące od cykloheksanonu, Wyodrębnia cykloheksanon, wydziela cykloheksanol z pozostawieniem produktów wysoko wrzących a wydzielony cykloheksanol po odwodomieniu zawraca się do destylacji, znamienny tym, że cykloheksanol kierowany do odwodomiania odbiera się jako strumień boczny z kolumny (4) pracującej pod ciśnieniem 1.33-13.3 kPa, natomiast destylat z tej kolumny kieruje się do kolumny destylacyjnej (2) pracującej pod ciśnieniem 13.3-133.3 kPa, zaś ciecz wyczerpaną z kolumny (2) odprowadza się na zewnątrz układu destylacyjnego a destylat z tej kolumny kieruje się do układu destylacji, w którym oczyszcza się cykloheksanon i cykloheksanol.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień boczny z kolumny (4) odbiera się z miejsca, powyżej którego liczba półek teoretycznych stanowi 10-40% całkowitej liczby półek teoretycznych w tej kolumnie.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do kolumny (2) kieruje się część strumienia po odwodomieniu cykloheksanolu, po ewentualnym usunięciu z niego węglowodorów C6 i wody, przy czym stosunek masy tego strumienia do masy strumienia destylatu z kolumny (4) wynosi korzystnie 1-10.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pozostałość wysokowrzącą oddzieloną od cykloheksanolu w kolumnie (4) częściowo lub w całości zawraca się do kolumny (2).

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania zanieczyszczeń z mieszanin cykloheksanonu i cykloheksanolu otrzymywanych w procesie utleniania cykloheksanu, jak też w procesie odwodomiania cykloheksanolu do cykloheksanonu.

Mieszaniny z instalacji produkcyjnej oprócz cykloheksanonu i cykloheksanolu zawierają zanieczyszczenia zarówno niżej wrzące jak i wyżej wrzące od cykloheksanonu. Cykloheksanol i cykloheksanon wydziela się z tych mieszanin i oczyszcza na drodze rektyfikacji znanymi sposobami.