Спосіб одержання циклопентанону та застосування вуглеводневої суміші, що містить циклопентен
Номер патенту: 89061
Опубліковано: 25.12.2009
Автори: Рьосслер Беатріс, Генгер Томас, Гласс Андреас, Телеш Жуакім
Формула / Реферат
1. Спосіб одержання циклопентанону, що включає щонайменше такі стадії (і) - (ііі):
(і) приготування вуглеводневої суміші G (i), що містить циклопентен;
(іі) одержання рідкого або надкритичного N2O або розрідженої чи надкритичної газової суміші G (ii), що містить щонайменше 20 об. % N2O у перерахунку на загальний об'єм суміші G (ii);
(ііі) приведення у взаємодію суміші G (i) та рідкого або надкритичного N2O або розрідженої чи надкритичної суміші G (ii) до одержання суміші G(iii), що містить циклопентанон,
який відрізняється тим, що суміш G (i) містить щонайменше 25 мас. % та щонайбільше 95 мас. % циклопентену у перерахунку на загальну масу суміші G (i).
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що суміш G (i) поряд із циклопентеном містить щонайменше одну сполуку, яка при здійсненні взаємодії відповідно до стадії (ііі) є інертною у відношенні до N2O.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що суміш G (i) містить до щонайменше 99 мас. % вуглеводнів у перерахунку на загальну масу суміші.
4. Спосіб за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що суміш G (i) містить до щонайменше 99 мас. % С5- та С6- або С5- та С7-, або С5-, С6- та С7-вуглеводнів.
5. Спосіб за одним із пп. 1-4, який відрізняється тим, що суміш G (ii) містить щонайбільше 93 об. % N2O.
6. Спосіб за одним із пп. 1-5, який відрізняється тим, що суміш G (ii) додатково містить щонайбільше 0,5 об. % кисню та щонайбільше 0,5 об. % оксидів азоту або щонайбільше як 0,5 об. % кисню, так і 0,5 об. % оксидів азоту у перерахунку на загальний об'єм суміші G (ii).
7. Спосіб за одним із пп. 1-6, який відрізняється тим, що стадія (ііі) включає щонайменше такі етапи (а) - (d):
(a) завантаження суміші G (i) у реакційну посудину при температурі від 0 до 320 °С та тиску від 1 до 500 бар;
(b) приведення у взаємодію суміші G (i) із сумішшю G (ii) у реакційній посудині при тиску від 5 до 500 бар;
(c) підвищення температури одержаної на етапі (b) суміші зі швидкістю від 1 до 10 °С/хв. до значення від 150 до 320 °С;
(d) утримування встановленої на етапі (с) температури протягом проміжку часу від 0,1 до 48 годин.
8. Спосіб за одним із пп. 1-6, який відрізняється тим, що відповідно до стадії (ііі) суміші G (i) та G (ii) приводять у взаємодію в реакторі безперервної дії.
9. Спосіб за одним із пп. 1-6, який відрізняється тим, що стадія (ііі) включає щонайменше такі етапи (аа') - (dd'):
(аа') змішування суміші G (i) або частини суміші G (i) із сумішшю G (ii) при температурі від 80 до 200 °С;
(bb') завантаження одержаної на етапі (аа') суміші та в разі потреби іншої суміші G (i) у реактор безперервної дії при температурі від 0 до 320 °С та тиску від 5 до 500 бар;
(сс') підвищення температури одержаної на етапі (bb’) суміші до температури від 100 до 320 °С;
(dd') утримування встановленої на етапі (сс') температури протягом проміжку часу від 0,1 до 48 годин.
10. Спосіб за одним із пп. 8 або 9, який відрізняється тим, що реактор безперервної дії під час здійснення взаємодії відповідно до стадії (ііі) заповнюють в основному виключно рідиною.
11. Спосіб за одним із пп. 8-10, який відрізняється тим, що вміст реактора безперервної дії під час здійснення взаємодії відповідно до стадії (ііі) знаходиться в основному в надкритичній фазі.
12. Застосування вуглеводневої суміші, що містить циклопентен, як реагенту для одержання циклопентанону за п. 1, причому вуглеводнева суміш, що містить циклопентен, являє собою C5-фракцію, одержану із установки для парофазного крекінгу, або суміш, одержану частковим гідруванням циклопентадієну, що містить циклопентен, або суміш із С5-фракції, одержаної із установки для парофазного крекінгу, та суміші, одержаної частковим гідруванням циклопентадієну, яка містить циклопентен.
Текст
1. Спосіб одержання циклопентанону, що включає щонайменше такі стадії (і) - (ііі): (і) приготування вуглеводневої суміші G (i), що містить циклопентен; (іі) одержання рідкого або надкритичного N2O або розрідженої чи надкритичної газової суміші G (ii), що містить щонайменше 20 об. % N2O у перерахунку на загальний об'єм суміші G (ii); (ііі) приведення у взаємодію суміші G (i) та рідкого або надкритичного N2O або розрідженої чи надкритичної суміші G (ii) до одержання суміші G(iii), що містить циклопентанон, який відрізняється тим, що суміш G (i) містить щонайменше 25 мас. % та щонайбільше 95 мас. % циклопентену у перерахунку на загальну масу суміші G (i). 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що суміш G (i) поряд із циклопентеном містить щонайменше одну сполуку, яка при здійсненні взаємодії відповідно до стадії (ііі) є інертною у відношенні до N2O. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що суміш G (i) містить до щонайменше 99 мас. % вуглеводнів у перерахунку на загальну масу суміші. 4. Спосіб за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що суміш G (i) містить до щонайменше 99 2 (19) 1 3 89061 4 здійснення взаємодії відповідно до стадії (ііі) заповнюють в основному виключно рідиною. 11. Спосіб за одним із пп. 8-10, який відрізняється тим, що вміст реактора безперервної дії під час здійснення взаємодії відповідно до стадії (ііі) знаходиться в основному в надкритичній фазі. 12. Застосування вуглеводневої суміші, що містить циклопентен, як реагенту для одержання циклопентанону за п. 1, причому вуглеводнева суміш, що містить циклопентен, являє собою C5-фракцію, одержану із установки для парофазного крекінгу, або суміш, одержану частковим гідруванням циклопентадієну, що містить циклопентен, або суміш із С5-фракції, одержаної із установки для парофазного крекінгу, та суміші, одержаної частковим гідруванням циклопентадієну, яка містить циклопентен. Даний винахід стосується способу одержання циклопентанону, виходячи із суміші, що містить щонайбільше 95ваг.% циклопентену. Поряд із циклопентеном суміш може містити інші розчинники, причому переважними компонентами суміші є, наприклад, вуглеводні. Згідно з винаходом циклопентанон одержують взаємодією з N2О, причому використовують чистий N2O або газову суміш, що містить N2O, в рідкій або надкритичній формі. Крім того даний винахід стосується застосування спеціальних, одержаних у промислових масштабах сумішей, що містять циклопентен, наприклад, переважно вуглеводневих сумішей, для одержання циклопентанону, причому для здійснення взаємодії використовують одержану в промислових масштабах газову суміш, що містить N2O. Циклопентанон у промислових масштабах одержують в основному виключно каталітичною циклізацією адипінової кислоти при високій температурі. В результаті цієї реакції одержують непогану кількість циклопентанону на виході, однак приблизно 42% використовуваної адипінової кислоти у формі діоксиду вуглецю та води втрачається. Крім того ця низька ефективність негативно впливає на рентабельність самого способу. Одержання циклопентанону можливе також, виходячи із естерів адипінової кислоти, однак у цьому випадку рентабельність стає ще нижчою. В літературних джерелах як альтернатива запропонований спосіб окислення циклопентену N2O в лабораторних масштабах. Так, наприклад, GB 649,680 описує взаємодію алкенів, таких як, наприклад, циклогексан або циклопентен, з N2O. Однак у прикладах цього документу взаємодію циклопентену з N2O чітко не описана. Інші незаміщені олефіни, які у прикладах піддають взаємодії з N2O, використовують як чисті сполуки або разом із розчинником диметиланіліном. У прикладах еквівалентного GB 649,680 документа US 2,636,898 взаємодія циклопентену з N2O також описана незначним чином. І в цих прикладах незаміщені олефіни піддають взаємодії з N2O виключно у чистій формі без додавання розчинника. F. S. Bridson-Jones et al. в J. Chem. Soc, S. 2999-3008 (1951) описують взаємодію олефінів з N2O, причому, наприклад, циклогексен перетворюють на циклогексанон. Навіть у цьому випадку циклогексен використовують як такий без додавання, наприклад, додаткового розчинника. Крім того описане, наприклад, перетворення етилену, аценафтилену та метиленциклобутану, причому як розчинник використовують циклогексан або декалін. K. A. Dubkov et al., React. Kinet Catal. Lett, Vol.77, No.1, S.197-205 (2002) також описують взаємодію чистого 99%-ного циклопентену з чистим N2O (чистий для медичного застосування). Як і в усіх інших згаданих документах, в даному випадку при здійсненні взаємодії розчинник не використовують. Крім того при здійсненні взаємодії окрім циклопентену не використовують більше ніякий вуглеводень. В нових наукових статтях під редакцією G. L. Panov et al., "Non-Catalytic Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide. 1. Oxidation of u,uiwohexene to u,uiwohexanone", React. Kinet. Catal. Lett. Vol.76, No.2 (2002) стор.401-405, та K. А. Dubkov et al., "Non-Catalytic Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide. 2. Oxidation of циклореntеnе to циклопентаноnе", React. Kinet. Catal. Lett. Vol.77, No.1 (2002) стор.197-205 також описують окислення олефінових сполук моноксидом азоту. Наукова стаття "Liquid Phase Oxidation of Alkenes with Nitrous Oxide to Carbonyl Compounds" під редакцією Ε. V. Starokon et al. в Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 268-274 включає механістичне дослідження процесу окислення алкенів моноксидом азоту в рідкій фазі. Синтез карбонільних сполук із алкенів моноксидом азоту описаний також в різних міжнародних патентних заявках. Так, наприклад, в WO 03/078370 описаний спосіб одержання карбонільних сполук із аліфатичних алкенів моноксидом азоту. Реакцію здійснюють при температурі від 20 до 350°С та тиску від 0,01 до 100атм. WO 03/078374 описує відповідний спосіб одержання циклогексанону. Відповідно до WO 03/078372 одержують циклічні кетони, що містять від 4 до 5 атомів вуглецю. Згідно з WO 03/078375 в цих умовах одержують циклічні кетони з циклічних алкенів, що містять від 7 до 20 атомів вуглецю. WO03/078371 описує спосіб одержання заміщених кетонів із заміщених алкенів. У WO 04/000777 описаний спосіб взаємодії ди- та поліалкенів з моноксидом азоту до одержання відповідних карбонільних сполук. Про очищення моноксиду азоту в цих документах нічого не сказано. Використання чистих едуктів, як вказано у наведених вище наукових працях, може мати велике значення для вивчення механізмів реакції, однак на практиці має деякі недоліки. Так, наприклад, циклопентен, який характеризується описаною 5 вище високою чистотою, може бути одержаний лише з великими технічними затратами. В технічних процесах, в результаті яких циклопентен одержують в необхідних для промислового масштабу кількостях, він існує у суміші з іншими вуглеводнями, такими як, наприклад, циклопентан. Обумовлене схожими температурами кипіння, розділення, наприклад, дистиляцією, пов'язане із значними затратами. Таким чином одна із задач, покладена в основу винаходу, полягала у розробці способу, який би дозволяв при одержанні циклопентанону як едукт використовувати циклопентен, який входить до складу суміші у кількості щонайбільше 95ваг.%, одержаний, наприклад, в промислових масштабах. Таким чином даний винахід стосується способу одержання циклопентанону, який включає щонайменше такі стадії (і)-(ііі): (і) приготування суміші G(i), що містить циклопентен; (іі) одержання рідкого або надкритичного N2O або розрідженої чи надкритичної газової суміші G(ii), що містить щонайменше 20об.% N2O, у перерахунку на загальний об'єм суміші G(ii); (ііі) приведення у взаємодію суміші G(i) та рідкого або надкритичного N2O або розрідженої чи надкритичною суміші G(ii) до одержання суміші G(iii), що містить циклопентанон, який відрізняється тим, що суміш G(i) містить щонайменше 25ваг.% та щонайбільше 95ваг.% циклопентену, у перерахунку на загальну вагу суміші G(i). Переважно використовують рідкий N2O або розріджену суміш G(ii). Документ DE 103 19 489.4 описує спосіб одержання циклопентанону при використанні моноксиду азоту як окислювача. Однак про використання рідкого або надкритичного моноксиду азоту там нічого не сказано. Загалом суміш G(i) поряд із циклопентеном може містити будь-яку іншу сполуку. Придатними є зокрема сполуки, які при здійсненні взаємодії відповідно до стадії (ііі) також можуть вступати у реакцію з N2O. При цьому перевагу надають таким сполукам, які загалом можуть вступати у реакцію з N2O, однак у вибраних на стадії (in) умовах реакції залишаються інертними по відношенню до N2O. Поняттям "інертні" в рамках даного винаходу позначають сполуки, які у вибраних на стадії (ііі) умовах реакції не вступають у реакцію з N2O або у порівнянні з реакцією циклопентену з N2O реагують настільки обмежено, що продукт їх взаємодії з N2O входить до складу одержаної на стадії (ііі) суміші у кількості щонайбільше 15ваг.%, переважно щонайбільше 10ваг.% та особливо переважно щонайбільше 5ваг.%, відповідно у перерахунку на загальну вагу одержаної на стадії (ііі) суміші. Таким чином даний винахід стосується також описаного вище способу, який відрізняється тим, що суміш G(i) поряд із циклопентеном містить щонайменше одну сполуку, яка здійсненні взаємодії відповідно до стадії (ііі) залишається інертною по відношенню до N2O. Як інертні сполуки в рамках даного винаходу використовують алкани, такі як, наприклад, цикло 89061 6 пентан, гексан, октан, декан, додекан або бензол, або алкіл бензоли, такі як, наприклад, толуол, ксилоли, етилбензол, або етери, такі як, наприклад, метил-трет.-бутиловий етер, тетрагідрофуран, діетиловий етер, або естери, такі як, наприклад, метилацетат, етилацетат, метилбензоат, або нітрили, такі як, наприклад, ацетонітрил, бензонітрил, або спирти, такі як, наприклад, бутанол, 2етилгексанол, етанол, або феноли, такі як, наприклад, фенол, крезоли, або аміни, такі як, наприклад, анілін, триетиламін, Ν,Ν-диметиланілін, або суміші двох чи більше сполук зазначених класів. Найбільшу перевагу надають таким сполукам, які у вибраних на стадії (ііі) умовах реакції не вступають у взаємодію з N2O. В рамках переважного варіанту здійснення способу згідно з винаходом як суміш едуктів G(i) використовують суміш, одержану розщепленням та частковим гідруванням дициклопентадієну в присутності розчинника, в результаті чого одержують циклопентен, причому розчинник вибирають із зазначених вище інертних сполук. При цьому для здійснення часткового гідрування використовують суміш дициклопентадієну та толуолу у співвідношенні 2:1. Цей спосіб описаний, наприклад, в документі JP 2000053597 А, який шляхом посилання включений в контекст даної заявки. Відповідно до JP 200053597 циклопентадієн одержують термолізом дициклопентадієну в присутності ароматичного вуглеводню, переважно толуолу, причому показник перетворення становить 98%. Одержаний газ подають у трубу із високоякісної сталі, заповнену каталізатором на основі паладію та оксиду алюмінію. На виході із реакційної труби газ конденсують охолоджувальним апаратом. Відповідно до іншого переважного варіанту здійснення способу згідно з винаходом суміш G(i) на щонайменше 99ваг.% складається із вуглеводнів, у перерахунку на загальну вагу суміші G(i). Поряд із вуглеводнями суміш G(i) може містити до щонайбільше 1ваг.% щонайменше однієї іншої сполуки, причому до складу суміші може входити щонайменше одна із зазначених вище відмінних від вуглеводнів інертних переважних сполук у кількості до щонайбільше 1ваг.%. Суміш може містити також до щонайбільше 1ваг.% інших сполук, за умови, що вони не заважають перетворенню циклопентену відповідно до стадії (ііі). Поняття "вуглеводнева суміш" в рамках даного винаходу означає суміш сполук, кожна з яких представляє собою незаміщений вуглеводень і тому містить лише атому вуглецю та водню. При цьому застосовувані в рамках даного винаходу вуглеводневі суміші містять до щонайбільше 1ваг.% інших сполук, у перерахунку на загальну вагу відповідної суміші G(i). Переважно така суміш містить до щонайбільше 0,5ваг.%, більш переважно до щонайбільше 0,1ваг.%, особливо переважно до щонайбільше 0,01ваг.% та найбільш переважно до щонайбільше 0,001ваг.% інших сполук. Перевагу зокрема надають сумішам G(i), які для точності вимірювання в рамках застосовуваних методів дослідження не містять інших сполук. 7 Згідно з переважною формою виконання винаходу суміш G(i) у вибраних на стадії (ііі) умовах є рідкою або надкритичною. Перевагу надають сумішам G(i), які при температурі та тиску навколишнього середовища є рідкими. При цьому слід зокрема назвати суміші, кожна зі сполук яких при температурі та тиску навколишнього середовища є рідкою. Можливими є також суміші, які при температурі та тиску навколишнього середовища є рідкими та при цьому містять щонайменше одну сполуку, яка при температурі та тиску навколишнього середовища є, наприклад, твердою або газоподібною, однак при цих же умовах розчиняється у суміші G(i). В рамках ще одного переважного варіанту здійснення способу згідно з винаходом використовують суміш G(i), яка на щонайменше 99ваг.% складається із С5-вуглеводнів та вуглеводнів, що містять понад 5 атомів вуглецю. Поряд із циклопентеном в G(i) може бути використаний щонайменше один інший С5-вуглеводень або щонайменше один вуглеводень, що містить понад 5 атомів вуглецю, або суміш із щонайменше одного іншого С5вуглеводню та щонайменше одного вуглеводню, що містить понад 5 атомів вуглецю. Таким чином даний винахід описує зазначений вище спосіб, який відрізняється тим, що суміш G(i) містять щонайменше 99ваг.% С5-вуглеводнів та вуглеводнів, що містять понад 5 атомів вуглецю. Як особливо переважні вуглеводні, що містять понад 5 атомів вуглецю, застосовують відповідні описані вище в рамках інертних сполук вуглеводні. Як було згадано вище, як суміші едуктів G(i) переважно використовують такі суміші, які були одержані в промислових масштабах. В рамках даного винаходу при цьому перевагу надають сумішам, які на щонайменше 95ваг.%, переважно на щонайменше 97ваг.% та особливо переважно на щонайменше 99ваг.% складаються із С5-, С6- та С7-вуглеводнів. Таким чином винахід стосується також описаного вище способу, який відрізняється тим, що суміш G(i) містить до щонайменше 99ваг.% С5- та С6-, або С5- та С7-, або С5-, С6-та С7-вуглеводнів. При цьому в рамках даного винаходу суміш G(i) поряд з циклопентаном може містити також щонайменше один інший С5-вуглеводень, або щонайменше один С6-вуглеводень, або щонайменше один С7-вуглеводень, або суміш із щонайменше одного іншого С5-вуглеводню та щонайменше одного С6-вуглеводню, або суміш із щонайменше одного іншого С5-вуглеводню та щонайменше одного С7-вуглеводню, або суміш із щонайменше одного іншого С5-вуглеводню, щонайменше одного С6-вуглеводню та щонайменше одного С7вуглеводню. В рамках переважного варіанту здійснення способу згідно з винаходом як суміш едуктів G(i) використовують вуглеводневу суміш, яка була одержана парофазним крекінгом або при перегонці нафти та містить циклопентен. У цьому зв'язку переважними є, наприклад, С5-фрагменти, одержані із установок для парофазного крекінгу, які містять в основному тільки С5- та С6-вуглеводні. Вуглеводні, що містять понад 6 атомів вуглецю, не 89061 8 входять до складу одержаних у промислових масштабах С5-фрагментів, які поряд із циклопентаном включають також, наприклад, 2-бутен, ізопентан, 1-пентен, 2-метилбутен-1, транс-2-пентен, нпентан, цис-2-пентен, 2-метилбутен-2, циклопентан, 2,2-диметилбутан, 2-метилпентан, 3метилпентан, н-гексан та бензол. Загалом С5фрагменти, одержані із установок для парофазного крекінгу, містять від 5 до 60ваг.% циклопентену, переважно від 15 до 50ваг.%. Тому винахід описує також зазначений вище спосіб, який відрізняється тим, що суміш G(i) містить до щонайменше 99ваг.% суміші із С5- та С6вуглеводнів. Згідно з винаходом ця суміш із в основному С5- та С6-вуглеводнів, одержана переважно як С5фрагмент із установки для парофазного крекінгу, може бути застосована як така. Переважно суміш із в основному С5- та С6-вуглеводнів перед здійсненням взаємодії згідно з винаходом відповідно до стадії (ііі) піддають очищенню, при якому переважно виділяють сполуки, які у порівнянні з циклопентаном мають нижчу температуру кипіння. Якщо при цьому застосовують всі можливі засоби, то перевагу надають розділенню суміші дистиляцією. В рамках даного винаходу при цьому одержують переважно суміші G(i), що містять до щонайбільше 10ваг.% С5- та/або С6-вуглеводнів, які у порівнянні з циклопентаном мають нижчу температуру кипіння. Якщо суміш G(i), яка підлягає очищенню, в разі потреби, повинна додатково містити щонайменше один С4-вуглеводень, то внаслідок переважно застосовуваної дистиляції одержують переважно суміші G(i), що містять до щонайбільше 10ваг.% С4- та/або С5- та/або С6-вуглеводнів, які у порівнянні з циклопентаном мають нижчу температуру кипіння. В рамках даного винаходу при цьому одержують особливо переважно суміші G(i), що містять до щонайбільше 5ваг.%, переважно до щонайбільше 3ваг.% та особливо переважно до щонайбільше 2ваг.% С5-та/або С6-вуглеводнів, які у порівнянні з циклопентаном мають нижчу температуру кипіння. Якщо суміш G(i), яка підлягає очищенню, в разі потреби, повинна додатково містити щонайменше один С4-вуглеводень, то внаслідок переважно застосовуваної дистиляції одержують переважно суміші G(i), що містять до щонайбільше 5ваг.%, переважно до щонайбільше 3ваг.% та особливо переважно до щонайбільше 2ваг.% С4та/або С5- та/або С6-вуглеводнів, які у порівнянні з циклопентаном мають нижчу температуру кипіння. Таким чином винахід описує зазначений вище спосіб, який відрізняється тим, що суміш G(i) щонайменше 99ваг.% (у перерахунку на загальну вагу суміші G(i)) C5- та С6-вуглеводнів та щонайбільше 2ваг.% (у перерахунку на загальну вагу суміші G(i)) вуглеводнів, що мають нижчу у порівнянні з циклопентаном температуру кипіння. В рамках ще одного переважного варіанту здійснення способу згідно з винаходом використовують суміш G(i), яка містить до щонайменше 99ваг.% С5- та С7-вуглеводнів. Поряд із циклопентеном G(i) може містити також щонайменше один інший С5-вуглеводень, або щонайменше один С7вуглеводень, або суміш із щонайменше одного 9 іншого С5-вуглеводню та щонайменше одного С7вуглеводню. Таким чином даний винахід описує також зазначений вище спосоіб, який відрізняється тим, що суміш G(i) містить щонайменше 99ваг.% С5- та С7вуглеводнів. Як С7-вуглеводень особливо переважно використовують, наприклад, толуол. В рамках відповідного переважного варіанту здійснення способу згідно з винаходом як суміш едуктів G(i) використовують вуглеводневу суміш, яка була одержана розщепленням та частковим гідруванням дициклопентадієну в присутності толуолу як розчинника та містить циклопентен. При цьому для здійснення часткового гідрування використовують переважно суміш дициклопентадієну та толуолу у співвідношенні 2:1. Цей спосіб описаний, наприклад, в документі JP 2000053597 А, який шляхом посилання включений в контекст даної заявки. Одержані таким чином суміші містять загалом від 25 до 75ваг.%, переважно від 35 до 65ваг.% та особливо переважно від 40 до 60ваг.% циклопентену. Поряд із циклопентеном реакційні суміші містять в основному циклопентан та толуол. Загалом суміш, одержана розщепленням та частковим гідруванням суміші дициклопентадієну та толуолу, яка як суміш G(i) може бути використана в рамках способу згідно з винаходом, містять щонайменше 99ваг.% циклопентену, толуолу та циклопентану. Одержана відповідно до цієї переважної форми виконання суміш, що містить до щонайменше 99ваг.% циклопентену, толуолу та циклопентану, може бути використана як така. Відповідно до іншої переважної форми виконання винаходу суміш, одержана розщепленням та частковим гідруванням суміші дициклопентадієну та толуолу, перед застосуванням як суміш G(i) у способі згідно з винаходом піддають щонайменше одному розділенню дистиляцією, причому одержують суміш компонентів з низькою температурою кипіння, що містить загалом від 60 до 95ваг.%, переважно від 70 до 90ваг.% та особливо переважно від 75 до 85ваг.% циклопентену. Крім того ця суміш компонентів з низькою температурою кипіння містить також до щонайбільше 20ваг.%, переважно до щонайбільше 10ваг.% та особливо переваго до щонайбільше 5ваг.% толуолу, а також від 5 до 25ваг.%, переважно від 7 до 22ваг.% та особливо переважно від 10 до 20ваг.% циклопентану. Цю суміш компонентів з низькою температурою кипіння використовують у способі згідно з винаходом як суміш G(i). Крім того переважно використовувана у рамках способу згідно з винаходом суміш G(i) містить від 30 до 90ваг.%, більш переважно від 40 до 90ваг.%, особливо переважно від 45 до 90ваг.% та найбільш переважно від 50 до 85ваг.%, циклопентену, відповідно у перерахунку на загальну вагу суміші G(i). Таким чином даний винахід стосується також застосування вуглеводневої суміші, що містить циклопентен, як едукту для одержання циклопентанону, яке відрізняється тим, що вуглеводнева суміш, що містить циклопентен, представляє со 89061 10 бою С5-фрагмент, одержаний із установки для парофазного крекінгу, або суміш, одержану частковим гідруванням циклопентадієну, яка містить циклопентен, або суміш із С5-фрагменту, одержаного із установки для парофазного крекінгу та суміші, одержаної частковим гідруванням циклопентадієну, яка містить циклопентен. Згідно з винаходом для здійснення взаємодії на стадії (ііі) використовують до щонайменше 20об.% газової суміші G(ii), що містить N2O, причому загалом можна використовувати також чистий N2O, причому газову суміш G(ii) або N2O використовують у рідкій або надкритичній формі, переважно у рідкій формі. При цьому тиск та температуру вибирають таким чином, щоб газова суміш існувала у рідкій або надкритичній формі, особливо переважно у рідкій формі. Крім того згідно з винаходом газову суміш G(ii) або N2O можна абсорбувати розчинником. Поняття "газова суміш", використовуване в рамках даного винаходу означає суміш двох або більше сполук, які тиску та температурі навколишнього середовища знаходяться у газоподібному стані. При зміні температури або тиску газова суміш може існувати також у іншому агрегатному стані, наприклад, рідкому, причому цю суміш в рамках даного винаходу також називають газовою сумішшю. Згідно з винаходом цю газову суміш розріджують, а потім використовують у рідкій формі. При цьому моноксид азоту або газову суміш, що містить моноксид азоту, можна розріджувати всіма відомими фахівцям способами, зокрема шляхом вибору відповідного тиску та температури. Відповідно до переважної форми виконання винаходу використовують газову суміш G(ii), що містить щонайменше 20об.% N2O, причому перевагу надають сумішам G(ii), вміст N2O в яких становить переважно від 20 до 97об.%, особливу переважно від 30 до 95об.%, найбільш переважно від 40 до 94об.%, зокрема від 50 до 93об.%. В рамках даного винаходу вміст композиції газових сумішей або розріджених газових сумішей виражають в об.%. При цьому показники стосуються композиції газових сумішей при тиску та температурі навколишнього середовища. Таким чином даний винахід стосується описаного вищу способу, який відрізняється тим, що суміш G(ii) містить щонайбільше 93об.% N2O. Якщо використовують газову суміш G(ii), то вона поряд із N2O може містити щонайменше ще один газ. При цьому можливими є в основному всі гази, доки існує гарантія, що взаємодія циклопентену та N2O відповідно до стадії (ііі) є можливою. Зокрема перевагу надають сумішам G(ii), які поряд з N2O містять щонайменше один інертний газ. Поняття "інертний газ" в рамках даного винаходу означає газ, який є інертним при здійсненні взаємодії N2O та циклопентену. Інертними газами є, наприклад, азот, діоксид вуглецю, моноксид вуглецю, аргон, метан, етан та пропан. Крім того суміш G(ii) може також містити гази, які при здійсненні взаємодії N2O та циклопентену не поводять себе як інертні гази. Такими газами є зокрема ΝΟХ або, наприклад, кисень. Поняття 11 "ΝΟΧ" в рамках даного винаходу означає всі сполуки NaOb, окрім N2O, причому а означає 1 або 2 та b означає від 1 до 6. Замість поняття „NO X" в рамках даного винаходу використовують поняття „оксиди азоту". При цьому перевагу надають таким сумішам G(ii), вміст цих газів в яких становить щонайбільше 0,5об.%, у перерахунку на загальну вагу суміші G(ii). Таким чином даний винахід стосується також описаного вищу способу, який відрізняється тим, що суміш G(ii) містить щонайбільше 0,5об.% кисню, або щонайбільше 0,5об.% оксидів азоту, або щонайбільше як 0,5об.% кисню, так і 0,5об.% оксидів азоту, відповідно у перерахунку на загальний об'єм суміші G(ii). При цьому, наприклад, значення 0,5об.% вказує на зальний вміст всіх можливих оксидів азоту, окрім 0,5об.% N2O. Загалом склад сумішей в рамках даного винаходу можна визначити будь-яким відомим фахівцю методом. Склад газових сумішей G(ii) в рамках даного винаходу визначають газовою хроматографією. Однак його можна визначити також УФспектроскопією, ІЧ-спектроскопією або мокрими хімічними методами. Згідно з винаходом застосовують газову суміш G(ii) у рідкій або надкритичній формі, переважно у рідкій формі. При цьому згідно з винаходом газову суміш (іі) перед розрідженням можна піддавати обробці з метою зменшення концентрації інертних сполук та сполук, що є заважають, у газовій суміші G(ii). Така обробка згідно з винаходом може включати, наприклад, абсорбцію газової суміші придатним розчинником та подальшу десорбцію з метою виділення інертних сполук із газової суміші. Придатним розчинником є, наприклад, вода, як описано в DT 20 40 219. Згідно з винаходом обробка газової суміші може також включати стадію очищення з метою виділення NOX із газової суміш. Такі способи виділення aus NOX загалом відомі з рівня техніки. Згідно з винаходом можуть бути використані всі відомі фахівцям способи виділення ΝΟХ. Зокрема в рамках даного винаходу можливо використовувати газові суміші G(ii), одержані в промислових масштабах. Якщо такі суміші G(ii) міститимуть понад 0,5об.% кисню та/або оксидів азоту, вони загалом можуть бути використані у способі згідно з винаходом. Переважні ці суміші G(ii), як і суміші G(ii) подібного складу, одержані в промислових масштабах, перед використанням у способі згідно з винаходом піддають щонайменше одній стадії очищення, на якій вміст кисню та/або оксидів азоту доводять до щонайбільше 0,5об.%. Відповідно до переважної форми виконання винаходу як газову суміш G(ii) використовують щонайменше один відпрацьований газ із хімічного способу, що містить N2O. Відповідно до переважної форми виконання винаходу джерелом моноксиду азоту є щонайменше один відпрацьований газ із хімічного способу, що містить моноксид азоту. Даний винахід включає також форми виконання, згідно з якими як джерело моноксиду азоту використовують щонайменше два відпрацьовані гази однієї установки, 89061 12 що містять моноксид азоту. Крім того винахід включає форми виконання, згідно з якими як джерело моноксиду азоту використовують щонайменше один відпрацьований газ однієї установки, що містить моноксид азоту, та щонайменше ще один відпрацьований газ щонайменше однієї іншої установки, що містить моноксид азоту. Таким чином даний винахід стосується також описаного вище способу, який відрізняється тим, що як джерело моноксиду азоту використовують щонайменше один відпрацьований газ щонайменше одного промислового способу, що містить моноксид азоту. Крім того в рамках способу згідно з винаходом моноксид азоту може бути спеціально одержаний для використання у способі. Перевагу при цьому надають одержання термічним розкладенням NH4NO3, як описано, наприклад, в US 3,656,899, який шляхом посилання включений в контекст даної заявки. Крім того перевагу надають одержанню каталітичним окисленням аміаку, як описано, наприклад, в US 5,849,257 або WO 98/25698, які шляхом посилання включені в контекст даної заявки. Поняття "джерело моноксиду азоту" в рамках даного винаходу означає як форми виконання, згідно з якими зазначений відпрацьований газ використовують у немодифікованій формі при здійсненні взаємодії циклопентену згідно з винаходом, так і форми виконання, відповідно до яких щонайменше один із зазначених відпрацьованих газів піддають модифікації. Поняття "модифікація" в рамках даного винаходу означає будь-який придатний спосіб, за допомогою якого вдається змінити хімічний склад відпрацьованого газу. Таким чином поняття "модифікація" включає також форми виконання, згідно з якими відпрацьований газ, що містить моноксид азоту, концентрують (стосовно вмісту моноксиду азоту) щонайменше одним із придатних способів. Такі способи описані, наприклад, в DE-OS 27 32 267, ЕР 1 076 217 A2 або WO 00/73202 А1, які шляхом посилання включені в контекст даної заявки. При цьому згідно з винаходом відпрацьований газ переважно піддають обробці, що включає абсорбцію придатним розчинником та подальшу десорбцію з метою виділення інертних сполук. Придатним розчинником є, наприклад, вода, як описано в DT 20 40 219. Відповідно до одного з переважних варіантів здійснення способу згідно з винаходом з метою концентрування зазначений вище відпрацьований газ, що містить моноксид азоту, подають на щонайменше одну адсорбційну колону, а моноксид азоту розчиняють у щонайменше одному органічному розчиннику. Як розчинник придатним є, наприклад, циклопентен. Перевага цього варіанту способу згідно з винаходом полягає в тому, що одержаний розчин моноксиду азоту в циклопентені без подальної переробки можна використовувати для здійснення взаємодії згідно з винаходом. Цей розчин моноксиду азоту в циклопентені може містити моноксид азоту в усіх можливих концентраціях до повного насичення. Відповідно до інших 13 форм виконання для адсорбції можна використовувати щонайменше один інших розчинник або суміш циклопентену та щонайменше одного іншого розчинника. Такими розчинниками є, наприклад, всі звичайні придатні органічні розчинники. Переважними розчинниками є зокрема Nметилпіролідон, диметилформамід, диметилсульфоксид, пропіленкарбонат, сульфолан або Ν,Νдиметилацетамід. Якщо використовують щонайменше один інший розчинник або суміш циклопентену та щонайменше одного іншого розчинника, то відповідно до іншої переважної форми виконання із розчину, насиченого моноксидом азоту, на щонайменше одній із придатних стадій десобції моноксид азоту виділяють щонайменше частково, переважно повністю та піддають взаємодії згідно з винаходом. Відповідно до іншої переважної форми виконання хімічний склад відпрацьованого газу можна змінювати шляхом додавання до відпрацьованого газу чистого моноксиду азоту. Відповідно до ще однієї переважної форми виконання даного винаходу відпрацьований газ, що містить щонайменше один моноксид азоту, одержують із установки для адипінової кислоти, установки для додеканової кислоти, установки для гідроксиламіну та/або установки для азотної кислоти, причому останню установку приводять у дію переважно за допомогою відпрацьованого газу із установки для адипінової кислоти, установки для додеканової кислоти або установки для гідроксиламіну. Відповідно до найбільш переважної форми виконання винаходу як газову суміш G(ii) використовують потік відпрацьованого газу із установки для адипінової кислоти, в якій адипінова кислота, одержана шляхом окислення сумішей циклогексанолу/циклогексанону азотної кислотою, загалом утворює від 0,8 до 1,0моль N2O. Однак як, наприклад, описують A. Uriate et al. в Stud. Surf. Sei. Catal. 130, стор.743-748 (2000), відпрацьовані гази із установок для адипінової кислоти в різних концентраціях містять також інші компоненти, такі як азот, кисень, діоксид вуглецю, моноксид вуглецю, оксиди азоту, вода та леткі органічні сполуки. Як було описано вище, такий потік відпрацьованого газу із установки для адипінової кислоти можна безпосередньо використовувати у способі згідно з винаходом. Переважно потік відпрацьованого газу очищують. З цією метою використовують всі способи, які дозволяють встановлювати вміст кисню та/або оксидів азоту у потоці відпрацьованого газу до щонайбільше 0,5об.%. У цитованому вище документі під редакцією A. Uriate et al. описані різні можливості очищення такого потоку відпрацьованого газу каталітичним бензольним гідроксилюванням. Там описані способи абсорбції, такі як, наприклад, абсорбція під змінним тиском, метод мембранного фільтрування, низькотемпературна перегонка або комбінація селективного каталітичного відновлення аміаком та подальшого каталітичного видалення кисню. Всі ці методи очищення також можуть бути застосовані для очищення потоку відпрацьованого газу із установ 89061 14 ки для адипінової кислоти, використовуваного у способі згідно з винаходом. Особливо переважно в рамках даного винаходу потік відпрацьованого газу із установки для адипінової кислоти очищують за умови, що цей потік містить відповідно понад 0,5об.% кисню та/або оксидів азоту. Переважно очищення здійснюють дистиляцією. Відповідно до ще однієї переважно форми виконання винаходу як газову суміш G(ii) використовують потік відпрацьованого газу із установки для додеканової кислоти. Під цією установкою для додеканової кислоти у порівняння із установкою для адипінової кислоти мають на увазі в основному ідентичний тип установки. Нижче в таблиці наведений приклад типового складу відпрацьованого газу із установки для додеканової кислоти або установки для адипінової кислоти: Компоненти ΝΟХ Ν2Ο Ν2 О2 СО2 Н2О Концентрація/ваг.% 19-25 20-28 30-40 7-10 2-3 ~7 Потік відпрацьованого газу установки для додеканової кислоти можна безпосередньо використовувати у способі згідно з винаходом. Переважно потік відпрацьованого газу установки для додеканової кислоти перед використання у способі згідно з винаходом очищують. При цьому переважно встановлюють вміст кисню та/або оксидів азоту у потоці відпрацьованого газу до щонайбільше 0,5об.%, тобто від 0 до 0,5об.%. У цитованому вище документі під редакцією A. Uriate et al. описані різні можливості очищення такого потоку відпрацьованого газу каталітичним бензольним гідроксилюванням. Там описані способи абсорбції, такі як, наприклад, абсорбція під змінним тиском, метод мембранного фільтрування, низькотемпературна перегонка або комбінація селективного каталітичного відновлення аміаком та подальшого каталітичного видалення кисню. Всі ці методи очищення також можуть бути застосовані для очищення потоку відпрацьованого газу, що містить моноксид азоту, із промислової установки, наприклад, із установки для адипінової кислоти, або установки для додеканової кислоти або установки для азотної кислоти. Найбільшу перевагу надають очищенню дистиляцією та концентруванню потоку відпрацьованого газу із установки для додеканової кислоти, або із установки для адипінової кислоти, або із установки для азотної кислоти. Особливо переважно в рамках даного винаходу потік відпрацьованого газу із установки для додеканової кислоти очищують за умови, що цей потік містить відповідно понад 0,5об.% кисню та/або оксидів азоту. Відповідно до ще однієї переважної форми виконання винаходу як газову суміш G(ii) використовують потік відпрацьованого газу із установки для азотної кислоти, яка повністю або частково заван 15 89061 тажена відпрацьованими газами, що містять моноксид азоту та оксиди азоту, із інших способів. У таких установках для азотної кислоти адсорбують оксиди азоту та більшу частину з них перетворюють на азотну кислоту, в той час як моноксид азоту не перетворюють. Так, наприклад, така установка для азотної кислоти може бути завантаженя оксидами азоту, одержаними цілеспрямованим спалюванням аміаку, та відпрацьованими газами із установки для адипінової кислоти та/або відпрацьованими газами із установки для додеканової кислоти. Крім того можливо також завантажувати таку установку для азотної кислоти лише відпрацьованими газами із установки для адипінової кислоти та/або відпрацьованими газами із установки для додеканової кислоти. Відпрацьовані гази таких установок для азотної кислоти в різних концентраціях містять також інші компоненти, такі як азот, кисень, діоксид вуглецю, моноксид вуглецю, оксиди азоту, вода та леткі органічні сполуки. Нижче в таблиці наведений приклад типового складу відпрацьованого газу із установки для азотної кислоти або установки для адипінової кислоти: Компоненти ΝΟХ Ν2Ο Ν2 О2 СО2 Н2О Концентрація/ваг.%
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for the production of cyclopentanone and use of hydrocarbon mixture containing cyclopentene
Автори англійськоюTeles Joaquim, ROESSLER BEATRICE, Genger Thomas, Glass Andreas
Назва патенту російськоюСпособ получения циклопентанона и применение углеводородной смеси, которая содержит циклопентен
Автори російськоюТелеш Жуаким, Рьосслер Беатрис, Генгер Томас, Гласс Андрэас
МПК / Мітки
МПК: C07C 45/28, C07C 49/395
Мітки: вуглеводневої, циклопентен, містить, циклопентанону, суміші, застосування, спосіб, одержання
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-89061-sposib-oderzhannya-ciklopentanonu-ta-zastosuvannya-vuglevodnevo-sumishi-shho-mistit-ciklopenten.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання циклопентанону та застосування вуглеводневої суміші, що містить циклопентен</a>
Попередній патент: Портативний пристрій для аналізу сировини для рафінування або продукту процесу рафінування
Наступний патент: Спосіб аналого-цифрового перетворення і пристрій для його реалізації
Випадковий патент: Привід круглов'язальної машини