Способ получения циклогексанона с многократной постдистилляцией
Номер патента: 16277
Опубликовано: 30.03.2012
Авторы: Партон Руди Франсуа Мария Йозеф, Дортмонт Ван Годефридус Мария, Тинге Йохан Томас, Хорсельс Марлен
Формула / Реферат
1. Способ непрерывного получения циклогексанона из фенола с использованием катализатора, содержащего по меньшей мере один каталитически активный металл, выбранный из платины и палладия, содержащий следующие стадии:
a) гидрирование фенола для создания потока продукта, содержащего циклогексанон и непрореагировавший фенол;
b) разделение по меньшей мере части потока продукта или по меньшей мере части потока продукта, из которого были удалены один или большее число компонентов с более низкой точкой кипения, чем у циклогексанона, на первую фракцию, содержащую циклогексанон, и на вторую фракцию, содержащую фенол и циклогексанол, с использованием дистилляции;
c) разделение второй фракции на третью фракцию, богатую по циклогексанолу, и четвёртую фракцию, богатую по фенолу, с использованием дистилляции;
d) выполнение дополнительной стадии дистилляции по меньшей мере части четвёртой фракции, формируя таким образом пятую фракцию и шестую фракцию, причём пятая фракция обогащена по фенолу по сравнению с шестой фракцией, где шестая фракция содержит побочные продукты с более высокой точкой кипения, чем фенол, и фенол; и
где способ характеризуется дополнительной стадией:
e) непрерывное или периодическое разделение по меньшей мере части шестой фракции дополнительной стадией дистилляции, формируя таким образом седьмую фракцию и восьмую фракцию, причём седьмая фракция обогащена по фенолу по сравнению с восьмой фракцией и восьмая фракция содержит побочные продукты, с более высокой точкой кипения, чем фенол.
2. Способ по п.1, в котором по меньшей мере часть пятой фракции, по меньшей мере часть седьмой лёгкой фракции, содержащей фенол, или по меньшей мере часть и указанной пятой фракции, и указанной седьмой лёгкой фракции непрерывно или периодически возвращают на стадию a).
3. Способ по любому из пп.1, 2, в котором по меньшей мере часть седьмой фракции возвращают на стадию e).
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере часть пятой фракции, по меньшей мере часть седьмой лёгкой фракции, содержащей фенол, или по меньшей мере часть и указанной пятой фракции, и указанной седьмой лёгкой фракции непрерывно или периодически вводят во второй процесс, отличающийся от процесса получения циклогексанона из фенола.
5. Способ по п.4, в котором второй процесс является процессом получения фенолформальдегидной смолы.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере часть третьей фракции непрерывно или периодически вводят во второй процесс, отличающийся от процесса получения циклогексанона из фенола.
7. Способ по п.6, в котором второй процесс является процессом окисления циклогексана, в котором циклогексанол и/или циклогексанон получают из циклогексана.
8. Способ по п.6, в котором второй процесс является процессом дегидрирования циклогексанола, включающим использование реактора конверсии циклогексанола, в котором циклогексанол, по меньшей мере, частично превращается в циклогексанон, затем во втором процессе циклогексанон отделяют от остаточного циклогексанола и перерабатывают побочные продукты, полученные в первом процессе.
9. Способ по п. 6, в котором второй процесс является процессом получения адипиновой кислоты, в котором циклогексанол превращают в адипиновую кислоту.
10. Химическая установка для осуществления способа по любому из пп.1-9, включающая
секцию (1) реакции гидрирования фенола;
расположенные выше по потоку от секциии (1) реакции гидрирования фенола множество секций дистилляции, необязательно включающих секцию (2) преддистилляции и включающих секции (3), (4), (5), (7) соответственно для разделения потока продукта секции (1) реакции гидрирования фенола на первую фракцию ("циклогексанон") и вторую фракцию (c), для разделения указанной второй фракции на третью фракцию (d) и четвёртую фракцию (e), для разделения указанной четвёртой фракции на пятую фракцию (g) и шестую фракцию (f) и для разделения указанной шестой фракции на седьмую фракцию (i, i') и восьмую фракцию (j).
11. Химическая установка по п.10, в которой установка ниже по потоку от секции (1) содержит секцию (2) преддистилляции для удаления одного или большего числа лёгких компонентов из потока продукта, выходящего из секции (1), и дополнительно содержит линию для превращения по меньшей мере части циклогексанола в третьей фракции в циклогексанон и подачи получающегося потока в секцию (2) преддистилляции и необязательно также содержит линию рецикла для возвращения по меньшей мере части пятой фракции в секцию (1) гидрирования.
12. Химическая установка по любому из пп.10, 11, включающая линию рецикла для возврата по меньшей мере части лёгкой фракции, образующейся в секции (7) дистилляции для формирования седьмой и восьмой фракций, в секцию (5) дистилляции для формирования пятой и шестой фракций.
13. Химическая установка по любому из пп.10-12, в которой секция (7) дистилляции для формирования седьмой и восьмой фракций включает плёночный испаритель.
14. Химическая установка по любому из пп.10-13, содержащая трубопровод для подачи по меньшей мере одной фракции или её части, выбранной из группы лёгких фракций по меньшей мере от одной из секций постдистилляции (4), (5) и (7), в другую установку, отличающуюся от установки процесса получения циклогексанона из фенола, в частности установку, выбранную из установок дегидрирования циклогексанола, установок получения адипиновой кислоты, установок окисления циклогексана и установок для получения фенолформальдегидной смолы.
Текст
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОНА С МНОГОКРАТНОЙ ПОСТДИСТИЛЛЯЦИЕЙ Настоящее изобретение относится к способу непрерывного получения циклогексанона из фенола с использованием катализатора, содержащего по меньшей мере один каталитически активный металл, выбранный из платины и палладия, включающему гидрирование фенола для создания потока продукта, содержащего циклогексанон и непрореагировавший фенол; разделение по меньшей мере части потока продукта или по меньшей мере части потока продукта, из которого были удалены один или большее число компонентов с более низкой точкой кипения, чем у циклогексанона, на первую фракцию, содержащую циклогексанон, и на вторую фракцию,содержащую фенол и циклогексанол, с использованием дистилляции; разделение второй фракции на третью фракцию, богатую по циклогексанолу, и четвртую фракцию, богатую по фенолу,с использованием дистилляции; выполнение дополнительной стадии дистилляции, по меньшей мере части четвртой фракции, формируя таким образом пятую фракцию и шестую фракцию,причм пятая фракция обогащена по фенолу по сравнению с шестой фракцией, и на которой шестая фракция содержит побочные продукты с более высокой точкой кипения, чем фенол, и фенол; непрерывное или периодическое разделение по меньшей мере части шестой фракции в дополнительной стадии дистилляции, формируя таким образом седьмую фракцию и восьмую фракцию, причм седьмая фракция обогащена по фенолу по сравнению с восьмой фракцией и восьмая фракция содержит побочные продукты с более высокой точкой кипения, чем фенол. Дортмонт Ван Годефридус Мария,Хорсельс Марлен (NL), Партон Руди Франсуа Мария Йозеф (BE), Тинге Йохан Томас (NL) Воробьева Е.В. (RU)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. (NL) 016277 Изобретение относится к способу получения циклогексанона из фенола и установке, подходящей для осуществления способа согласно изобретению. Циклогексанон может использоваться как промышленный растворитель или как активатор в реакциях окисления. Он также может использоваться как промежуточное соединение, среди прочего в производстве адипиновой кислоты, циклогексаноновых смол, капролактама, нейлона 6 или нейлона 6,6. Циклогексанон традиционно получают из фенола каталитическим гидрированием в реакторе гидрирования фенола, например, с использованием платинового или палладиевого катализатора. Реакция может быть проведена в жидкой фазе или паровой фазе [Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalDodgson и др. "A low Cost Phenol to Cyclohexanone Process (Дешвый фенол для процесса получения циклогексанона", ChemistryIndustry, 18, December 1989, р. 830-833 или M.T. Musser "Cyclohexanol andhttp://www.mrw.interscience.wiley.com/emrw/9783527306732/search/firstpage]. При получении циклогексанона из фенола обычно образуется циклогексанол (который можно считать промежуточным продуктом, пригодным для дальнейшего превращения в циклогексанон) и различные нежелательные побочные продукты. Циклогексанон обычно выделятся дистилляцией в виде продукта, богатого по циклогексанону(обычно 90 мас.%) или в виде, по существу, чистого продукта (99 мас.%). При дистилляции жидкость разделяют по меньшей мере на две фракции. Сравнивая две фракции, одна может быть названа "лгкой" фракцией, другая - "тяжлой" фракцией. В частности, когда в описании делается ссылка на "лгкую" фракцию или "тяжлую" фракцию относительно разделения дистилляцией, эти термины использованы в описании друг относительно друга на определнной стадии дистилляции, чтобы различать фракцию с более низкой точкой кипения (лгкая фракция) от фракции с более высокой точкой кипения (тяжлая фракция). Таким образом, определнное соединение может быть "тяжлым" соединением (находящимся главным образом в тяжлой фракции) на первой стадии дистилляции и "лгким" соединением (находящимся главным образом в лгкой фракции) на второй стадии дистилляции. Как общеизвестно, разделение смеси на тяжлую фракцию и лгкую фракцию никогда не является абсолютным. Обычный процесс получения и выделения циклогексанона из фенола в качестве исходного материала схематично представлен на фиг. 1. Циклогексанон получают в секции (1) реакции гидрирования. Эта секция реакции, в частности,включает реактор гидрирования (в который во время использования подают водород и фенол) и может включать дополнительное оборудование. См., например, фиг. 1 в Musser или в US 3305586. Гидрирование может проходить или как парофазный процесс, или как жидкофазный процесс. Циклогексанон, (непрореагировавший) фенол и побочные продукты, такие как циклогексанол,обычно извлекаются из потока, выходящего из секции реакции с использованием нескольких секций дистилляции. Секция дистилляции, в соответствии с использованием в описании, является установкой,включающей одну дистилляционную колонну или некоторое количество дистилляционных колонн, соединнных параллельно, каждая с одинаковым функциональным назначением. Кроме того, эта секция может включать другие обычные части дистилляционных установок. В необязательной первой секции (2) дистилляции (секция преддистилляции, т.е. первая часть секции дистилляции, расположенная выше по потоку от секции дистилляции, в которой извлекается циклогексанон) лгкие компоненты, например бензол, циклогексан, вода, удаляются из продуктов реакции,которые входят в секцию (2) дистилляции по трубопроводам a и h, тогда как циклогексанон, остаточный фенол, циклогексанол и другие побочные продукты выходят из секции преддистилляции как донная фракция по трубопроводу b. Эта донная фракция ректифицируется во второй секции (3) дистилляции (основная секция дистилляции, т.е. в которой извлекается циклогексанон). Здесь циклогексанон извлекается из технологического потока как лгкая фракция. Тяжлая фракция секции (3) дистилляции содержит остаточный фенол, циклогексанол, различные побочные продукты и обычно вс ещ некоторое количество циклогексанона. Эта тяжлая фракция удаляется из секции (3) дистилляции по трубопроводу c. Подходящие условия дистилляции известны в современном уровне техники, см., например, US 2829166 или US 3076810. Из этой тяжлой фракции обычно извлекаются ценные компоненты: остаточный фенол, циклогексанол и циклогексанон. Циклогексанол обычно извлекается из этой тяжлой фракции на выходе основной дистилляции в качестве лгкой фракции в (первой) секции (4) постдистилляции (постдистилляция означает ниже по потоку от основной дистилляции, где извлекается циклогексанон). Эта лгкая фракция, которая также содержит некоторое количество циклогексанона, является потоком, богатым по циклогексанолу, обычно содержащим по меньшей мере 70 мас.%, циклогексанола, в частности по меньшей мере 80 мас.% циклогексанола. Эту лгкую фракцию затем направляют в секцию (6) дегидрирования циклогексанола по трубопроводу d (см., например, Musser, параграф 3.5). В секции (6) дегидрирования циклогексанола циклогексанол частично дегидрируется для получения циклогексанона. Как правило, секция (6) включает ре-1 016277 актор дегидрирования и обычно дополнительно испаритель для испарения поступающего в реактор сырья и холодильник для конденсации выходящего потока продуктов реакции. Поток, обогащенный по циклогексанону, выходящий из секции (6), затем податся в секцию (2) преддистилляции по трубопроводу h. Фенол является частью донной фракции первой постдистилляции. Эта донная фракция податся в дополнительную секцию (5) постдистилляции по трубопроводу e, в которой извлекаются оставшиеся ценные компоненты, главным образом фенол и обычно некоторое количество циклогексанона и некоторое количество циклогексанола, в качестве лгкой фракции и возвращается в секцию гидрирования фенола по трубопроводу g. Донная фракция последней постдистилляции обычно удаляется по трубопроводу f, например сжигается или используется для производства пара в котельной. Альтернативно, донная фракция может использоваться как дешвый материал для остаточного продукта, например смолы, асфальта, гуталина или подобных применений. Изобретатели выяснили, что в описанном выше процессе серьзное загрязнение тяжлыми остатками происходит в секции (5) постдистилляции. Потребление энергии в секции (5) установки постдистилляции (для заданной производительности по циклогексанону) увеличивается во времени, и эффективность разделения снижается в секции (5) постдистилляции во времени. Поэтому установку необходимо часто останавливать (четыре раза в год, каждый раз в течение 2-4 дней) для очистки секции (5) постдистилляции. Это приводит к значительной потере производительности. Целью изобретения является создание способа получения циклогексанона, в котором один или более вышеупомянутых недостатков преодолены или, по меньшей мере, смягчены. Изобретатели установили, что можно увеличить производительность, снизить потребление энергии и/или уменьшить загрязнение в процессе превращения фенола в циклогексанон гидрированием введением дополнительной стадии разделения. Соответственно, настоящее изобретение относится к способу непрерывного получения циклогексанона из фенола с использованием катализатора, содержащего по меньшей мере один каталитически активный металл, выбранный из платины и палладия, включающему стадии:a) гидрирования фенола для получения потока продукта, содержащего циклогексанон и непрореагировавший фенол;b) разделения по меньшей мере части потока продукта или по меньшей мере части потока продукта,из которого были удалены один или большее число компонентов с более низкой точкой кипения, чем у циклогексанона, на первую фракцию, содержащую циклогексанон, и на вторую фракцию, содержащую фенол, циклогексанол, с использованием дистилляции;c) разделения второй фракции на третью фракцию, богатую по циклогексанолу, и четвртую фракцию, богатую по фенолу, с использованием дистилляции;d) выполнения дополнительной стадии дистилляции по меньшей мере части четвртой фракции,формируя таким образом пятую фракцию и шестую фракцию, где пятая фракция обогащена по фенолу по сравнению с шестой фракцией и где шестая фракция содержит побочные продукты с более высокой точкой кипения, чем фенол, и фенол; и характеризуется следующей дополнительной стадией:e) непрерывным или периодическим разделением по меньшей мере части шестой фракции для дополнительной стадии дистилляции, формируя таким образом седьмую фракцию и восьмую фракцию, где седьмая фракция обогащена по фенолу по сравнению с восьмой фракцией и восьмая фракция содержит побочные продукты, с более высокой точкой кипения, чем фенол. Изобретение дополнительно относится к химической установке, подходящей для осуществления способа изобретения, установка (см. фиг. 2A, 2B, 3A и 3B) включает секцию (1) реакции гидрирования фенола; на выходе секции (1) реакции гидрирования фенола множество секций дистилляции, необязательно включающих секцию (2) преддистилляции для удаления одного или большего числа лгких компонентов из потока продукта секции гидрирования и содержащих секции (3), (4), (5), (7) соответственно для разделения потока продукта секции (1) реакции гидрирования фенола на первую фракцию (выводимую из секции (3) по трубопроводу "циклогексанон") и вторую фракцию (подаваемую в секцию (4) по трубопроводу c), для разделения указанной второй фракции на третью фракцию (выводимую из секции (4) по трубопроводу d) и четвртую фракцию (подаваемую в секцию (5) по трубопроводу e), для разделения указанной четвртой фракции на пятую фракцию (выводимую из секции (5) по трубопроводу g) и шестую фракцию (подаваемую в секцию (7) по трубопроводу f) и для разделения указанной шестой фракции на седьмую фракцию (выводимую из секции (7) по трубопроводу i (фиг. 2B и 3A) или i' (фиг. 2B и 3B и восьмую фракцию (выводимую из секции 7 по трубопроводу j, обычно выход установки). Обычно установка включает обводную линию (включающую трубопровод d, секцию (6) дегидрирования и трубопровод h) для превращения по меньшей мере части циклогексанола в указанной третьей фракции из секции (4) дистилляции в циклогексанон и подачи получающегося потока в секцию (2) дистилляции. Кроме того, установка обычно включает линию рецикла (включающую трубопровод g) для возвращения по меньшей мере части указанной пятой фракции в секцию 1 гидрирования.-2 016277 Предпочтительно установка также включает линию рецикла для возвращения по меньшей мере части указанной седьмой фракции i из секции (7) дистилляции в секцию (1) гидрирования (фиг. 2A и 3A) или линию рецикла для возвращения по меньшей мере части указанной седьмой фракции i' на постдистилляцию (5) (фиг. 2B и 3B). Фиг. 1 схематично представляет обычную установку для получения циклогексанона из фенола. Фиг. 2A схематично представляет установку согласно изобретению, в которой находятся (a) линия(и) рецикла для возврата пятой и/или седьмой фракций в секцию (1) гидрирования. Фиг. 2B схематично представляет установку согласно изобретению, в которой находятся линия рецикла для возврата седьмой фракции в секцию (5) дистилляции и линия рецикла для возврата пятой фракции в секцию 1 гидрирования. Фиг. 3A схематично представляет установку согласно изобретению, в которой находится трубопровод для направления седьмой и/или пятой фракций или части любой из этих фракций в секцию (1) гидрирования и/или в установку для осуществления другого процесса. Фиг. 3B схематично представляет установку согласно изобретению, в которой находится линия рецикла для возврата седьмой фракции или е части в секцию (5) дистилляции и/или для возврата седьмой фракции в установку для выполнения другого процесса и в которой также находится трубопровод для подачи пятой фракции или е части в секцию (1) гидрирования и/или в установку для выполнения другого процесса. Специалисту в данной области техники будет понятно, что осуществления, представленные в виде примеров на фиг. 2A, 2B, 3A и 3B, рассмотренных в описании более подробно далее, или их части, могут быть объединены для создания альтернативных осуществлений изобретения. Нужно отметить, что на этих чертежах потоки подачи к пронумерованным секциям представлены как отдельные потоки, но для специалиста в данной области техники будет очевидно, что потоки, подаваемые в секцию, могут быть объединены до вхождения в секцию или могут входить в секцию отдельно. Например, потоки, подаваемые в секцию, могут быть введены в колонну дистилляции секции на различных уровнях колонны. В способе изобретения увеличена производительность (за счт снижения простоя и загрязнения) и снижены потери энергии (из-за загрязнения). В частности, изобретатели установили, что установка, например, как схематично показано на фиг. 2A, 2B, 3A и 3B, на которой осуществляется способ изобретения, больше не должна останавливаться для очистки секции дистилляции, в частности секции (5), как показано на чертежах, или, по меньшей мере, не так часто. Это достигнуто дополнительной стадией постдистилляции (секция (7) дистилляции). Также может быть увеличена эффективность разделения. За счт дополнительной стадии постдистилляции f), стадии постдистилляции e) (см. секцию (5) на чертежах) требуется меньше подводимой энергии. Поскольку относительно больше фенола будет присутствовать в нижней части секции (5), температура и время нахождения жидкости в нижней части колонны постдистилляции (5) будут значительно снижены и, следовательно, количество получаемых здесь тяжлых остатков значительно ниже. Соответственно, существенно снижается загрязнение секции (5). В способе согласно изобретению донная фракция секции (5) постдистилляции податся в дополнительную секцию (7) постдистилляции по трубопроводу f в которой остающиеся ценные компоненты,главным образом фенол и обычно некоторое количество циклогексанона и циклогексанола, могут быть извлечены в виде лгкой фракции и - если желательно - возвращены в секцию (1) гидрирования фенола по трубопроводу i (фиг. 2A и 3A) или в секцию (5) постдистилляции по трубопроводу i' (фиг. 2B и 3B). Донная фракция последней секции (7) постдистилляции обычно удаляется по трубопроводу j, например сжигается или используется для производства пара в котельной. Альтернативно, донная фракция может использоваться как дешвый материал в остаточных продуктах, например смоле, асфальте, гуталине или подобных продуктах. Из-за только частичного удаления фенола в секции (5) постдистилляции, снижаются кубовая температура и время пребывания жидкости в секции (5) постдистилляции при выполнении стадии e), что приводит к уменьшению образования тяжлого остатка и поэтому меньшему загрязнению секции (5) постдистилляции. Согласно настоящему изобретению загрязнение секции (5) постдистилляции может даже быть уменьшено до такой степени, что е не нужно будет очищать в течение несколько лет. Отмечено, что секцию (7) постдистилляции, в которой выполняется стадия f), нужно будет очищать время от времени,например два раза в год или реже, но во время такой очистки секции (7) постдистилляции установка может функционировать обычным образом, т.е. без стадии f). Таким образом, установка не должна останавливаться. Соответственно, часть времени установка по производству циклогексанона, включающая стадии a), c), d), e) и необязательно стадию b), может функционировать, тогда как стадия f) исключена (и секция, в которой выполняется стадия f) соответственно может быть очищена). Хотя согласно изобретению секция (7) постдистилляции, стадия f) не обязательно используется непрерывно для извлечения фенола, секция (7) постдистилляции обычно работает для извлечения фенола по меньшей мере 90 % времени, более предпочтительно по меньшей мере 95% времени.-3 016277 Соответственно, процесс изобретения может выполняться непрерывно, без необходимости остановки установки для очистки секции (5) постдистилляции. Таким образом, число остановок может быть ограничено остановками, требуемыми, например, правительственными инструкциями и/или для регулярного обслуживания установки и/или для замены катализатора, обычно всего один раз каждые 4 года. Таким образом, настоящее изобретение позволяет непрерывно получать циклогексанон в течение длительного времени, по сравнению с обычным методом, как описано выше. Сниженное загрязнение за счт осуществления дополнительной стадии постдистилляции f) улучшает эффективность использования энергии и эффективность разделения в производстве циклогексанона. Кроме того, исключаются дополнительные остановки установки для очистки, что приводит к значительному увеличению производительности. Когда в описании упоминается поток, продукт или другая композиция "богатый" или "обогащенный по" определнному компоненту, обычно это означает, что этот компонент является основным компонентом и, в частности, что концентрация компонента более 50 мас.%. Однако этот более низкий предел может быть различным для определнных потоков и компонентов. Обычно первая фракция богата по циклогексанону и обогащена по циклогексанону по сравнению с потоком продукта. Предпочтительно первая фракция содержит по меньшей мере 99 мас.% циклогексанона, более предпочтительно по меньшей мере 99,8 мас.% циклогексанона. Третья фракция, богатая по циклогексанолу, может быть, в частности, лгкой фракцией стадии дистилляции, на которой формируется третья фракция, тогда как четвртая фракция может быть, в частности, тяжлой фракцией. Третья фракция предпочтительно содержит по меньшей мере 70 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% циклогексанола. Четвртая фракция предпочтительно содержит по меньшей мере 65 мас.% фенола. Пятая фракция с более высоким содержанием фенола, чем четвртая фракция, будет, в частности,лгкой фракцией стадии дистилляции, на которой отгоняется четвртая фракция, тогда как шестая фракция будет, в частности, тяжлой фракцией. Содержание фенола в шестой фракции ниже, чем в четвртой фракции. Концентрация фенола в шестой фракции предпочтительно составляет по меньшей мере 20 мас.% и более предпочтительно по меньшей мере 25 мас.% фенола. Относительно высокая концентрация фенола в шестой фракции выгодна, потому что повышенная концентрация фенола снижает точку кипения шестой фракции и образование полимерных побочных продуктов (которые значительно способствуют загрязнению) уменьшается. Седьмая фракция может, в частности, быть лгкой фракцией стадии дистилляции, на которой образуется седьмая фракция, тогда как восьмая фракция может, в частности, быть тяжлой фракцией. Седьмая фракция предпочтительно содержит по меньшей мере 40 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.% фенола. Восьмая фракция, обычно небольшая фракция, предпочтительно содержит менее 25 мас.% фенола и более предпочтительно менее 20 мас.% фенола. Стадия b) может также упоминаться как стадия преддистилляции, стадия c) как основная стадия дистилляции (поскольку циклогексанон извлекается на этой стадии). Стадии d), e) и f) также могут упоминаться как первая, вторая и третья стадии постдистилляции соответственно. Одна или более фракций стадий постдистилляции, которые обогащены по фенолу, могут быть полностью или частично возвращены, в частности, на стадию гидрирования a) или после стадии f) на стадиюe) (из третьей секции (7) постдистилляции во вторую секцию (5) постдистилляции на чертежах, представляя осуществления согласно изобретению). Также можно направить такую фракцию или е часть и/или пятую фракцию или е часть на второй процесс, отличающийся от процесса получения циклогексанона из фенола, как будет описано более подробно далее. Гидрирование фенола в принципе может быть выполнено любым путм в паровой или жидкой фазе,например на основе любой технологии, описанной или упомянутой в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (Энциклопедия химической технологии), например, 3rd Edition, Vol. 7 (1979), p. 410-416;Dodgson и др. "A low Cost Phenol to Cyclohexanone Process (Дешвый фенол для процесса получения циклогексанона", ChemistryIndustry, 18, December 1989, р. 830-833; GB 890095; Hancil and Beranek Chem.(в Ullmans's, см. выше); US 2829166 или US 3076810. Секция реакции гидрирования может включить внутренний поток рецикла для возврата части потока, выходящего из реактора, в котором имеет место гидрирование. Поток продукта, выходящий из секции реакции гидрирования, обычно содержит циклогексанон, циклогексанол, фенол и побочные продукты. По существу, стадии дистилляции (преддистилляция, основная дистилляция и постдистилляция) могут быть осуществлены способом известного уровня техники. Подходящие условия дистилляции могут быть определены специалистом в данной области техники обычным путм на основе общеизвестных сведений и необязательно с некоторым обычным опробованием. В частности, специалист в данной области техники может обратиться к данным известного уровня техники, процитированным в описании. Для стадии f), соответственно секции (7), может использоваться обычная дистилляционная колонна, например дистилляционная колонна, описанная в известном уровне техники для предыдущих стадий постдистилляции. Также можно использовать более простую установку дистилляции, такую как плноч-4 016277 ный испаритель, в частности проточный плночный испаритель. Плночный испаритель демонстрирует достаточную эффективность разделения для соответственного выполнения стадии f) и особенно выгоден тем, что снижает капитальные вложения, и его простая конструкция позволяет производить его более быструю очистку. Как указано выше, процесс изобретения включает синтез циклогексанона и несколько стадий дистилляции, среди прочего, для извлечения циклогексанона. Как показано на фиг. 2A и 2B, стадия гидрирования a), необязательная стадия преддистилляции b),стадия основной дистилляции c) и стадии постдистилляции d) и e) могут быть выполнены, как в основном описано выше, при обсуждении фиг. 1. В соответствии с осуществлениями изобретения, как схематично представлено на фиг. 2A и 2B, трубопровод f более не используется как вывод процесса (присутствующий в осуществлении согласно фиг. 1), но устроен для вывода нижней фракции из секции (5) постдистилляции в секцию (7) постдистилляции. Трубопровод i установлен для возврата лгкой фракции секции (7) постдистилляции в секцию гидрирования (1) фиг. 2A), тогда как трубопровод i' используется для возврата лгкой фракции секции (7) постдистилляции в секцию (5) постдистилляции (фиг. 2 В). Выход j предусмотрен для выгрузки тяжлой фракции из секции (7) постдистилляции. Однако также можно предусмотреть, чтобы трубопровод j использовался для вывода тяжлой фракции из секции (7) постдистилляции в ещ одну дополнительную секцию постдистилляции (не показана). На фиг. 3A трубопровод i разделн на трубопровод i1, установленный для возврата по меньшей мере части лгкой фракции из секции (7) постдистилляции в секцию (1) гидрирования, и трубопровод i2,установленный для подачи лгкой фракции или е части в установку для выполнения второго процесса. Также возможно устранить трубопровод i1. Необязательно трубопровод g (для лгкой фракции из секции(5) постдистилляции) разделн на трубопроводы g1 для возврата указанной лгкой фракции или е части в секцию гидрирования (1) и g2 для подачи указанной лгкой фракции или е части во второй процесс,отличающийся от процесса получения циклогексанона из фенола. Фиг. 3B схематично представляет установку, в которой имеется линия рецикла i1' от секции (7) постдистилляции до секции (5) постдистилляции и в которой трубопровод i2' присутствует для подачи лгкой фракции из секции (7) постдистилляции или е части во второй процесс, отличающийся от процесса получения циклогексанона из фенола. В качестве второго процесса в принципе может использоваться любой процесс, в котором может быть использована такая фракция. В частности, подходящие вторые процессы включают процессы производства фенолформальдегидной смолы. Соответственно, трубопроводы i2 и i2' и/или трубопровод g1 могут, в частности, проходить до установки получения фенолформальдегидной смолы. Альтернативно или дополнительно, трубопроводы d и/или h могут быть установлены для полной или частичной подачи лгкой фракции из секции (4) постдистилляции, лгкой фракции из секции (5) постдистилляции, соответственно потока продукта из секции (6) в другой процесс. В частности, может использоваться любой другой такой процесс, в котором циклогексанол является подходящим реагентом для получения целевого вещества, в котором циклогексанол является подходящим растворителем или в котором циклогексанол является целевым веществом. Такой другой процесс может, в частности, быть выбран из группы процессов окисления циклогексана, процессов дегидрирования циклогексанола и процессов получения адипиновой кислоты. Изобретение теперь будет проиллюстрировано следующими примерами. Примеры Сравнительный эксперимент выполняют на обычной установке, в которой циклогексанон получается гидрированием фенола, как схематично изображено на фиг. 1. Для удобства сравнения с примерами согласно изобретению фактические характеристики установки приведены к годовой производительности установки 100000 метрических тонн практически чистого циклогексанона. Для примеров согласно изобретению представлены результаты, которые получены моделированием установки производительностью 100000 метрических тонн в год, модифицированной согласно изобретению, как описано ниже. Основной узел секции 5 постдистилляции (в сравнительном эксперименте и в примерах) является дистилляционной колонной диаметром 1 м и высотой 15 м. Пары, выходящие из верхней части колонны, конденсируются в холодильнике. Часть полученной жидкости податся в верхнюю часть этой колонны в качестве флегмы, и другую часть потока g подают в секцию (1) гидрирования фенола. Необходимая энергия для процесса дистилляции в колонну податся непрямым нагревом посредством пара. Поток f,содержащий среди других побочных продуктов фенол, циклогексанон и циклогексанол, удаляется из процесса из нижней части дистилляционной колонны секции (5) постдистилляции. В примере I (согласно изобретению) дополнительная секция (7) постдистилляции добавлена к части очистки циклогексанона установки (как показано на фиг. 2A). В этом случае нижний поток f секции (5) постдистилляции не удаляется из процесса, но используется как подача секции (7) постдистилляции. Основной узел секции (7) постдистилляции является дистилляционной колонной диаметром 0,7 м и высотой 15 м. Пары, выходящие из верхней части колонны, конденсируются в холодильнике. Часть полученной жидкости податся в верхнюю часть этой колонны в качестве флегмы, и другую часть потока i подают в секцию (1) гидрирования фенола. Необходимая энергия для процесса дистилляции в колонну по-5 016277 датся непрямым нагревом посредством пара. Поток j, содержащий среди других побочных продуктов фенол, циклогексанон и циклогексанол, удаляется из процесса из нижней части дистилляционной колонны секции (7) постдистилляции. Пример II (согласно изобретению) отличается от примера I тем, что дополнительная секция (7) постдистилляции включает проточный плночный испаритель вместо дистилляционной колонны. Схема установка примера II представлена на фиг. 2B. В этом случае нижний поток f секции (5) постдистилляции используется как подача секции (7) постдистилляции. Основной узел секции (7) постдистилляции теперь является проточным плночным испарителем диаметром 0,5 м и высотой 5,4 м. Сырь f вводится в верхнюю часть испарителя. Пары, выходящие из верхней части проточного плночного испарителя,поток i, подаются в секцию (5) постдистилляции. Необходимая энергия для проточного плночного испарителя секции (7) постдистилляции вводится непрямым нагревом посредством пара. Тяжлый поток j,выходящий из плночного испарителя секции (7) постдистилляции, содержит среди других побочных продуктов фенол, циклогексанон и циклогексанол. Сравнительный эксперимент Установка получения циклогексанона, состоящая из секции гидрирования фенола, секции извлечения/очистки и секции конверсии циклогексанола, как описано ранее и представлено на фиг. 1, непосредственно после очистки всей установки, включая нижнюю секцию и ребойлер дистилляционной колонны в секции (5), теоретически может работать (если производительность, достигнутая сразу после очистки,могла бы поддерживаться без остановок) с годовой производительностью 100000 метрических тонн практически чистого циклогексанона. Условия дистилляции в секции (5) постдистилляции следующие: флегмовое число: 1,3; теплопроизводительность ребойлера: 0,40 МВт. При этих условиях наблюдаются следующие характеристики дистилляционной колонны секции (5) постдистилляции спустя одну неделю после запуска. Однако из-за загрязнения нижней секции основания сетчатых фильтров в насосах и ребойлера дистилляционной колонны в секции (5) постдистилляции эффективность разделения и энергоотдача ухудшаются во времени. Для поддержания эффективной работы установки е нужно останавливать каждые 3 месяца сроком на 2-4 дня для удаления загрязнения в дистилляционной колонне секции (5) постдистилляции. Как следствие загрязнения и остановок для очистки потери в фактической ежегодной производительности установки получения циклогексанона могут быть рассчитаны равными более 3600 метрических тонн/год. Пример I. Установка получения циклогексанона состоит из секции гидрирования фенола, секции извлечения/очистки и секции конверсии циклогексанола, как описано ранее и как показано на фиг. 2A, непосредственно после запуска чистой установки, теоретически может работать с годовой производительностью 100000 метрических тонн практически чистого циклогексанона. Условия дистилляции в секции (5) постдистилляции следующие: флегмовое число: 1,14; мощность ребойлера: 0,30 МВт. Условия дистилляции в секции (7) постдистилляции следующие: флегмовое число: 2,1; мощность ребойлера: 0,11 МВт. При этих условиях наблюдаются следующие характеристики дистилляционных колонн секций постдистилляции (5) и (7). За период в 4 года установка получения циклогексанона, вся установка, включая секцию (5) постдистилляции, могла работать с полной производительностью без остановки всей установки для очистки, но только с немногими (дважды в год) короткими очистками секции (7) постдистилляции. Однако во время этих периодов очистки секции (7) постдистилляции производство практически чистого циклогек-6 016277 санона могло быть продолжено с полной производительностью, потому что другие части установки получения циклогексанона могли остаться работающими, как описано в сравнительном эксперименте. Поэтому прирост производительности составляет около 3600 метрических тонн/год, по сравнению с обычным способом, как описано в сравнительном эксперименте. Пример II. Установка получения циклогексанона состоит из секции гидрирования фенола, секции извлечения/очистки и секции конверсии циклогексанола, как описано ранее и как показано на фиг. 2B, непосредственно после запуска чистой установки, теоретически может работать с годовой производительностью 100000 метрических тонн циклогексанона в качестве конечного продукта. Условия дистилляции в секции (5) постдистилляции следующие: флегмовое число: 1,3; мощность ребойлера: 0,35 МВт. Условия дистилляции в секции (7) постдистилляции следующие: мощность ребойлера: 0,05 МВт. При этих условиях наблюдаются следующие характеристики дистилляционных колонн секций постдистилляции (5) и (7). За 4 года установка получения циклогексанона, вся установка, включая секцию (5) постдистилляции, могла работать с полной производительностью без остановки всей установки для очистки, но только с немногими (дважды в год) короткими очистками секции (7) постдистилляции. Однако во время этих периодов очистки секции (7) постдистилляции производство циклогексанона могло быть продолжено с полной производительностью, потому что другие части установки получения циклогексанона могли остаться работающими, как описано в сравнительном эксперименте. Поэтому прирост производительности составляет около 3600 метрических тонн в год, по сравнению с обычным способом, как описано в сравнительном эксперименте. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ непрерывного получения циклогексанона из фенола с использованием катализатора, содержащего по меньшей мере один каталитически активный металл, выбранный из платины и палладия,содержащий следующие стадии:a) гидрирование фенола для создания потока продукта, содержащего циклогексанон и непрореагировавший фенол;b) разделение по меньшей мере части потока продукта или по меньшей мере части потока продукта,из которого были удалены один или большее число компонентов с более низкой точкой кипения, чем у циклогексанона, на первую фракцию, содержащую циклогексанон, и на вторую фракцию, содержащую фенол и циклогексанол, с использованием дистилляции;c) разделение второй фракции на третью фракцию, богатую по циклогексанолу, и четвртую фракцию, богатую по фенолу, с использованием дистилляции;d) выполнение дополнительной стадии дистилляции по меньшей мере части четвртой фракции,формируя таким образом пятую фракцию и шестую фракцию, причм пятая фракция обогащена по фенолу по сравнению с шестой фракцией, где шестая фракция содержит побочные продукты с более высокой точкой кипения, чем фенол, и фенол; и где способ характеризуется дополнительной стадией:e) непрерывное или периодическое разделение по меньшей мере части шестой фракции дополнительной стадией дистилляции, формируя таким образом седьмую фракцию и восьмую фракцию, причм седьмая фракция обогащена по фенолу по сравнению с восьмой фракцией и восьмая фракция содержит побочные продукты, с более высокой точкой кипения, чем фенол. 2. Способ по п.1, в котором по меньшей мере часть пятой фракции, по меньшей мере часть седьмой лгкой фракции, содержащей фенол, или по меньшей мере часть и указанной пятой фракции, и указанной седьмой лгкой фракции непрерывно или периодически возвращают на стадию a). 3. Способ по любому из пп.1, 2, в котором по меньшей мере часть седьмой фракции возвращают на стадию e). 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере часть пятой фракции, по меньшей мере часть седьмой лгкой фракции, содержащей фенол, или по меньшей мере часть и указанной пятой фракции, и указанной седьмой лгкой фракции непрерывно или периодически вводят во второй процесс, отличающийся от процесса получения циклогексанона из фенола.-7 016277 5. Способ по п.4, в котором второй процесс является процессом получения фенолформальдегидной смолы. 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере часть третьей фракции непрерывно или периодически вводят во второй процесс, отличающийся от процесса получения циклогексанона из фенола. 7. Способ по п.6, в котором второй процесс является процессом окисления циклогексана, в котором циклогексанол и/или циклогексанон получают из циклогексана. 8. Способ по п.6, в котором второй процесс является процессом дегидрирования циклогексанола,включающим использование реактора конверсии циклогексанола, в котором циклогексанол, по меньшей мере, частично превращается в циклогексанон, затем во втором процессе циклогексанон отделяют от остаточного циклогексанола и перерабатывают побочные продукты, полученные в первом процессе. 9. Способ по п. 6, в котором второй процесс является процессом получения адипиновой кислоты, в котором циклогексанол превращают в адипиновую кислоту. 10. Химическая установка для осуществления способа по любому из пп.1-9, включающая секцию (1) реакции гидрирования фенола; расположенные выше по потоку от секциии (1) реакции гидрирования фенола множество секций дистилляции, необязательно включающих секцию (2) преддистилляции и включающих секции (3), (4),(5), (7) соответственно для разделения потока продукта секции (1) реакции гидрирования фенола на первую фракцию ("циклогексанон") и вторую фракцию (c), для разделения указанной второй фракции на третью фракцию (d) и четвртую фракцию (e), для разделения указанной четвртой фракции на пятую фракцию (g) и шестую фракцию (f) и для разделения указанной шестой фракции на седьмую фракцию (i,i') и восьмую фракцию (j). 11. Химическая установка по п.10, в которой установка ниже по потоку от секции (1) содержит секцию (2) преддистилляции для удаления одного или большего числа лгких компонентов из потока продукта, выходящего из секции (1), и дополнительно содержит линию для превращения по меньшей мере части циклогексанола в третьей фракции в циклогексанон и подачи получающегося потока в секцию (2) преддистилляции и необязательно также содержит линию рецикла для возвращения по меньшей мере части пятой фракции в секцию (1) гидрирования. 12. Химическая установка по любому из пп.10, 11, включающая линию рецикла для возврата по меньшей мере части лгкой фракции, образующейся в секции (7) дистилляции для формирования седьмой и восьмой фракций, в секцию (5) дистилляции для формирования пятой и шестой фракций. 13. Химическая установка по любому из пп.10-12, в которой секция (7) дистилляции для формирования седьмой и восьмой фракций включает плночный испаритель. 14. Химическая установка по любому из пп.10-13, содержащая трубопровод для подачи по меньшей мере одной фракции или е части, выбранной из группы лгких фракций по меньшей мере от одной из секций постдистилляции (4), (5) и (7), в другую установку, отличающуюся от установки процесса получения циклогексанона из фенола, в частности установку, выбранную из установок дегидрирования циклогексанола, установок получения адипиновой кислоты, установок окисления циклогексана и установок для получения фенолформальдегидной смолы.
МПК / Метки
МПК: C07C 55/14, C07C 45/00, C07C 51/00, C07C 45/29, B01J 10/00, C07C 35/08, C07C 45/82, C07C 29/48, C07C 49/403, C08F 232/00
Метки: получения, постдистилляцией, способ, многократной, циклогексанона
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/11-16277-sposob-polucheniya-ciklogeksanona-s-mnogokratnojj-postdistillyaciejj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ получения циклогексанона с многократной постдистилляцией</a>
Предыдущий патент: Способ переработки фосфополугидрата сульфата кальция
Следующий патент: Режущие наконечник и инструмент
Случайный патент: Способ и устройство для изготовления слоистых нетканых материалов посредством гидродинамического иглопрокалывания