Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб виділення циклогексану з реакційної суміші синтезу циклогексанону і циклогексанолу шляхом ректифікації, який відрізняється тим, що процес ведуть послідовно в двох ректифікаційних колонах, із верха першої колони відводять гази, воду і частину циклогексану, що не прореагував, із куба - частково збагачену фракцію продуктів реакції, із верха другої колони відводять другу головну частину циклогексану, а з куба колони - концентровану фракцію продуктів реакції при температурі 75-120°С.

Текст

Спосіб виділення циклогексану з реакційної суміші синтезу циклогексанону і циклогексанолу шляхом ректифікації, який відрізняється тим, що процес ведуть послідовно в двох ректифікаційних колонах, із верха першої колони відводять гази, воду і частину циклогексану, що не прореагував, із куба - частково збагачену фракцію продуктів реакції, із верха другої колони відводять другу головну частину циклогексану, а з куба колони - концентровану фракцію продуктів реакції при температурі 75-120°С ному процесі в реакційній суміші, яка подається в колону, існують розчинені гази, котрі на виході із агрегату необхідно відмити від циклогексану і потім направити на знешкодження Для цього вверху колони підтримують тиск 1,7 - 2,7МПа І в результаті, щоб одержати в кубі колони залишкову концентрацію циклогексану 12 - 2 1 % мас, необхідно підтримувати температуру в кубі колони 130 140°С, що приводить до підвищення втрат циклогексану та погіршення якості продукції В основу винаходу покладена задача створення удосконаленого способу виділення циклогексану із реакційної суміші синтезу циклогексанону та циклогексанолу шляхом зменшення термообробки рідини, яка містить велику концентрацію циклогексанону, що дозволить зменшити втрати циклогексанону, ПОЛІПШИТИ ЙОГО ЯКІСТЬ Й ПІДВИЩИТИ ЯКІСТЬ отриманого з нього капролактаму Поставлені завдання вирішуються тим, що в способі виділення циклогексану із реакційної суміші синтезу циклогексанону і циклогексанолу шляхом ректифікації, згідно заявленому способу процес проводять в двох ректифікаційних колонах, де з верха першої колони виводять гази, воду та частину непрореагованого циклогексану, з куба - частково збагачену фракцію продуктів реакції, із верха другої колони відводять другу основну частину циклогексанону, а із куба колони - концентровану фракцію продуктів реакції при температурі 75 О 00 ю 54428 120°C Особливістю заявляемого способу виділення циклогексану являється те, що за рахунок здійснення процесу у двох колонах, відбору в першій колоні газу та частини циклогексану при розбавленій фракції продуктів реакції в кубі колони, а в другій колоні відбору залишеної основної частини циклогексану при концентрованій фракції продуктів реакції в кубі колони і температурі 75 - 120°С, досягається зменшення термообробки продуктів реакції в кубах колон, чим зменшуються втрати циклогексанону, утворення мікродомішок, та підвищення якості продукції В прототипі всі пари, які виходять із вичерпуючої частини колони в укріпляючу частину, створюються в кубі колони в зоні найбільшої концентрації циклогексанону (при концентрації циклогексану в суміші 25 - 30%) В заявляемому способі більша частина, або всі пари створюються в м'яких умовах в кубі першої колони при малій концентрації продуктів реакції і високій концентрації низькокип'ячого компонентациклогексану, а в другій колоні при порівняно низьких температурах 75 - 120°С Температуру 75°С в кубі другої колони підтримують пониженням тиску в агрегаті Нижче температуру підтримувати не доцільно, так як дуже знижується температура вверху колони і проводити конденсацію парів, які виходять із верха колони, стає тяжко, необхідні великі поверхні конденсаторів Температура 120°С досягається підвищенням концентрації в кубовій рідині продуктів реакції (циклогексанону та циклогексанолу) Подальше підвищення температури не доцільно, так як починається помітне утворення висококип'ячих домішок На фиг 1 показана схема здійснення способу по прототипу, а на фігурах 2, 3 схема пропонованого способу виділення циклогексану Сутність пропонованого способу полягає в наступному Реакційну суміш 1 (фіг 2) після дроселювання потоку, який виходить із вузла синтезу, направляють в першу колону 3, яка працює під тиском 0,11 0,35МПа вверху колони, в котрій із суміші виділяють потік 5 розчинених газів, частину непрореагованого циклогексану 7 та домішки води потоком 7А, а решту частину продуктів реакції з великою залишковою концентрацією непрореагованого циклогексану виводять із куба колони потоком 8 (при температурі 105 - 131 °С), котрий направляють в наступну колону 12, діючу під тиском вверху колони 0,04 - 0,11МПа, в котрій через верх колони виділяють залишений циклогексан потоком 17, а концентровану фракцію продуктів реакції виводять із куба потоком 13 при температурі 75 - 120°С На фіг 3 показана схема, в котрій сировиною служить потік 1, який пройшов відмивку від кислот при низькій температурі Доказом здійснення заявляемого способу виділення циклогексану являються наступні приклади ПРИКЛАДІ (порівняльний) Реакційна суміш синтезу циклогексанону і циклогексанолу з температурою 150 - 155°С і тиском 1,5 - 1,7МПа дроселюють до тиску приблизно 0,2МПа і в вигляді парорідинної суміші 1 (фиг 1) при температурі 95 - 110°С разом з продуктом рециклу 2 подають в ректифікаційну колону 3, пра цюючу під тиском вверху ~ 0,17 - 0,25МПа Пари, які виходять із верха колони, конденсуються в конденсаторі 4, несконденсовані гази покидають конденсатор потоком 5, дистилят, який утворився частково повертають в колону в вигляді флегми 6, основну ж частину 7 дистиляту направляють у вузол синтезу Потік парів, який виходить із верха колони, складаються із парів, утворених в випарнику 9 парів Ю т а парів живлення 11, 43000кг/год парів 11 утворюються у м'яких умовах із рідинної фази потоку живлення 1, яка складається в основному із циклогексану (-94% мас ), при температурі 95 - 110°С, а 134774кг/год парів 10 утворюються в жорстких умовах із кубового продукту, який утримує -29,2% циклогексанолу, 8, 1% Na-органічних солей та висококип'ячих домішок і тільки 30% циклогексану при температурі 130°С Із-за жорстких умов упарювання в кубі перетворюється в другі сполучення 0,5% циклогексанону та створюються домішки, які трудно ВІДДІЛЯЮТЬСЯ від циклогексанону на послідуючих стадіях Величини та склад потоків приведені в таблицях 1, 2 ПРИКЛАД 2 Реакційну суміш 1 (фіг 2) у вигляді парорідинної суміші з температурою 128°С сумісно з потоком рециклу 2 подають в колону ректифікації З Пари із верха колони з температурою 125°С поступають в теплообмінник-конденсатор 4, несконденсовані гази виводять потоком 5, частину дистиляту 7 виводять із агрегату на повторне використання в вузол синтезу, потоком 7А виводять водяну фракцію Із куба колони виводять розбавлену фракцію продуктів реакції 8 Парова фаза, яка піднімається по висоті колони 3, складається із парів, які прийшли з живленням, та утворених в кубі в випарнику 9 колони З З живленням прийшло G1 = 23301 кг/год, парів У випарнику 9 утворюється G2 = 73179кг/год парів Пари як в живленні колони так і в випарнику 9 утворюються в м'яких умовах (випаровуються із суміші, утримуючої продуктів реакції всього 5 10%, решта циклогексан) КІЛЬКІСТЬ циклогексанону, що розкладається в кубі колони, не більше 0,06% від отриманого при синтезі Для відділення більшої частини залишеного циклогексану потік 8 із куба колони 3 направляється в колону 12 Із куба колони 12 виводять фракцію продуктів реакції 13 Пари верха колони конденсують у теплообміннику 15, частину 16 дистиляту використовують в якості флегми, частину 17 виводять із агрегату в вузол синтезу У кубі колони 12 утворюється паровий потік 16 в КІЛЬКОСТІ G4 = 77489кг/год також у відносно м'яких температурних умовах, (при зниженій температурі - 100°С, супроти 125 - 135°С) До того ж КІЛЬКІСТЬ парів циклогексану, які виділяються із концентрованої фракції продуктів реакції, зменшиться в 134774/77489 = 1,74 рази порівняно з прикладом 1 Тому КІЛЬКІСТЬ циклогексанону, який розкладається, знижується до рівня - 0,1% Тиск вверху колони 3 0,325МПа, температура в кубі 131 °С Живлення 8 колони 12 являє собою парорідинну емульсію з температурою ~86°С КІЛЬКІСТЬ парів G3 = 21949кг/год Величина та склад потоків приведені в таблицях 1, 2 ПРИКЛАД З Початкова суміш 1 (фіг 2) у вигляді парорідин 54428 ноі емульсії з температурою 102°С разом з продуктом рециклу поступає в ректифікаційну колону З, яка працює під тиском 0,17МПа вверху колони Пари із верха колони з температурою 98°С поступає у теплообмінник-конденсатор 4, ВІДКІЛЯ ДИСТИ ЛЯТ частково вертають в колону у вигляді флегми 6, частково потоком 7 виводять із агрегату в вузол синтезу В колоні виділяють розчинені гази і виводять з потоком 5 3 потоком 7 виділяють меншу частину оборотного циклогексану Паровий потік, який піднімається по висоті колони, утворюється в двох місцях ~45587кг/год поступає з початковою сировиною з температурою 102°С і 29824кг/год парів утворюється в кубі колони при температурі 105°С Обидва потоки утворюються в м'яких умовах - із розбавлених розчинів продукті реакції (6,0 - 7,0%мас) Очікувані втрати циклогексанону при цьому складають 0,07% Для подальшого відділення циклогексану, що не прореагував, кубову рідину колони 3 потоком 8 спрямовують у колону 12, що працює при зниженому тиску (0,04МПа вгорі колони) і при знижених температурах (75°С внизу колони) Паровий потік колони утворюється також у двох місцях G3 = ~20239кг/год входить з потоком живлення і з температурою ~ 66°С, a G4 = 83708кг/год утворюється в кубі при температурі 75°С М'якість обставин утворення парової фази із концентрованого розчину продуктів реакції (~ 60%) забезпечується низькою температурою в кубі колони Очікувані втрати циклогексанону при цьому складають 0,04%, КІЛЬКІСТЬ утворених парів із концентрованого розчину знижається в 134774/83708 = 1,6 рази Величина та склад потоків представлені в таблицях 1, 2 ПРИКЛАД 4 Початкову суміш 1 (фіг 3) із вузла відмивки кислот після попереднього підігріву подають в ректифікаційну колону 2, яка працює під тиском вверху колони 0,43МПа Пари із верха колони з температурою 89°С поступають в конденсатор 4, дистилят збирають в збірник дистиляту 4А, потім виводять з нього потік 6 на зрошування колони, потоком 7 виводять частину оборотного циклогексану і направляють в голову процесу, потоком 7А виводять воду Потік парів, який піднімається по висоті колони, утворюється в кубі колони в м'яких умовах висока концентрація циклогексанону, низька концентрація продуктів реакції та порівняно низька температура кипіння (104°С) Кубову рідину колоні 2 потоком 8 подають в наступну колону для подальшого виділення непрореагованого циклогексану Тиск вверху колони 9 атмосферний, температура вверху 81 °С, внизу 120°С Пари 10, які покидають верх колони 9, конденсують в конденсаторі 11, частину дистиляту потоком 12 повертають вверх колони, частину 13, яка являється видобутим циклогексаном, повертають в цикл синтезу Із куба колоні 9 виводять порівняно концентровану фракцію основних продуктів реакції 14, яка містить -83% суміші циклогексанону та циклогексанолу КІЛЬКІСТЬ парів, які утворюються в кубі першої колони в м'яких умовах (t = 104°С, концентрація циклогексану 90,2% мас), знаходиться на рівні 108т/год , КІЛЬКІСТЬ створених в процесі термообробки циклогексанону домішок находиться на рівні 0,07% від циклогексанону в суміші У кубі другої колони утворюється 73900кг/год парив при температурі 120°С Це в 134774 73900 = 1,82 рази менше, чим в прототипі Очікувана КІЛЬКІСТЬ циклогексанону, який розкладається, знаходиться на рівні 0,20% Величина та склад потоків приведені в таблицях 1, 2 Із матеріальних балансів, приведених в таблиці 1, видно, що в кожному прикладі КІЛЬКІСТЬ циклогексану, який перетворюється в продукти, віднесені до строчки «Ефіри, смоли та кислоти», різна В прикладі порівняльному приріст КІЛЬКОСТІ цих речовин (різниця між потоками 8 та 1) 9кг/год В другому прикладі (різниця між потоками 13 та 1) 2,9кг/год В третьому прикладі (різниця між КІЛЬКІСТЮ в потоках 14 та 1) складає 1,95кг/год В четвертому прикладі (різниця між наявністю в потоках 14 та 1) 4,9кг/год Із таблиці 2 видно, що в прикладі 1 (порівняльному) 9 кг/год забруднення утворюється в колоні при температурі 131 °С при КИП'ЯТІННІ суміші, утримуючої 70% продуктів реакції, при випарюванні з неї 13774кг/год парів При частковій отпарці циклогексану при 131 °С (приклад 2) із розбавленого розтину продуктів реакції (до 7,61%) та послідуючої упарці при 100°С з отпаркою меншої КІЛЬКОСТІ парів (77489кг/год) КІЛЬКІСТЬ ДОМІШОК знижується до 2,9кг/год При подальшому зниженню температури в кубі першої колони до 104°С в кубі другої колони до 75°С (приклад 3) утворення домішок знижується до 1,95кг/год Підвищення температури в кубі другої колони (приклад4) до 120°С та випарка із концентрованої суміші (83% продуктів реакції") парів в КІЛЬКОСТІ 79900КГ/ГОД (менше чим в прототипі) підвищує утворення побічних продуктів до 4,9кг/год Це менше, чим в прототипі Здійснення десорбції та повного виділення розчинних газів із суміші в першій колоні дає можливість знизити температуру кипіння в кубі другої колони, а проведення двухстадійного процесу виділення циклогексану дозволяє зменшити КІЛЬКІСТЬ парів при упарці концентрованого продукту Із-за підтримки низької концентрації продуктів реакції в кубі, знижуються втрати циклогексанону в кубі першої колони В результаті створюються м'які умови виділення фракції продуктів реакції з мінімальними втратами циклогексанону та мінімальним забрудненням суміші домішками, важковідділяємих від циклогексанону та циклогексанолу 54428 Приклад 1. Найменування j Од. вим . 128 KV/V Гази 206 Вода -"122707 -"Циклогексан 1802 Ци клог екс а нон -"3346 . Ци&логексанол •~"~501 Ефіри, смоли і кислоти : 128690 Усього кг/г С 95-110 Температура 2 5680 60 60 5 128 10 50 — 6 78 50536 60 20 7 196 126150 150 50 6000 95 138 50694 75:75 126546 Приклад Од.вим. Найменування 1 : 2 Гази : кг/г 128: Вода : -"206: Циклогексан : _»-. 122707: 5880 Циклогексажж : - " 1802: 60 3346: Й0 Циклогексанел : - " 501: Ефіри, смоли и : — — кислоти : 128690; 6000 Усього і кг/г J 128: 128: Температура : C : 6 5 1 2 1 6 8 40 36000 48 24 0 0 ™ 7 ^ 18В : 7А 36112 115: і 6 0 1 8 0 : — 7956 130 2. 74186 131/86 1 3 6 6 0 : 2778 1712 3356 510 : 13 ; • 2366,1 1702 : 3326 : 503,3 ї 8 68535,9 1782 3366 502,1 60: 60000: 136 80і 40: —• 3 8 0 L4 9 9 2 5 2 1 2 0 Й0 — 7398 : 16 9S432 83 100 330S4 40 20 • * 17 : : : 66168 : 80 40 : : ~ 33144 : 66288 73 73: Приклад 3 . Кайменув а н ня Од.вим. Гази : кг/г Вода -"Циклогексан -"— Цикдоге ксз нон Циклога к са нол '•—rsz— Ефіри, смоли ~ >— І кислоти КІ-/Г Усьго Температура "с : 1 : 2 : 5 І : 128: : 128 : : 206: : 10 : =122707: 5880 ; 50 : ; : 1802: 60 ~. z™~ : : 3346: 60 і 5 І : 1 2 8 0 6 1 9 0 1 0 1 2 2 5 0 0 3 1 _ : : : 6 6 0 1 0 0 0 1 : 18S 35 : : : 4 і 0: 5 : 5: . 2 5 0 7 4 і 8 0 В : 13 : . 78575 :4423, 35 1792 :1702 3376 :3331 5 0 2 , 2 5 : 502, * 5 7 : 7А : 4 8 : 148 50000: 70: 30: _ . _ 50148: 80s 143 84204 80 : 104 14 103717 126 63і 103949 53: :99593 s 75 : : 17 : . ~ 29645 : 74112 36 : 90 18 ; 45 . _ ~ 29659 48 І 7 4 2 4 7 4Э Приклад 4. Од.вимНайме нув а н ня 1 12 Гази кг/г 206 Вода -"122707 Циклогексан ""1802 Цикло^ексанон „_____. 3346 Цикло ге кса нол 501 Ефіпи, смоли -"1 3 12 242 10S005 5 12 1 5 б 36 36000 50 22 7 : 7А ! 72: 133 72000! 100: 44: . 17 35 : 3610В 79 : 72216: 133 56207 104 79: 7S : 10 73900 103 43 : і ; 25000: 35: 15! : ! 74046 SI: 50700,7 1702 3302 502,3 12 2 5 0 5 0 : 4В996 71: 71: КИСЛОТИ Усьго Температура кг/г "С : 128574 108259 99 : 89: Т Б И Я 2. А Л Ц Зведена таблиця р е з у л ь т а т і в для в с і х Оя. Показники Температура в к у б і : першої кололи другої колони Концентрація прикладів. Приклади ВИЬі 1 2 3 4 °с 130 ~ 131 100 104 75 104 120 масс % 4.28 70 4.26 7.61 63.3 4.28 6.73 55.6 4.28 9.3 S3.0 Кґ/р 134774 7748Э 83706 79S00 Кі7г 9,0 1,1 1,8 1,25 0,7 1,3 3,6 9,0 2,9 1,95 4,9 продуктів реакції: у вигідній суміші у кубі першої, колони у кубі другої колоші Кількість парів , що у дтворять ся , у кубі s концентрованої фракції Кількість диклогексашжу. який разлагається V кубі першої, колони у кубі другої колони Усього: 13 4ЭЗО0 68 28 14 _ 1095,1 1634 3274 505,9 6509 120 54428 ФІГ. 1 Фіг. З Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

A process for isolating cyclohexane

Автори англійською

Shepelev Yevhen Trokhymovych

Назва патенту російською

Способ выделения циклогексана

Автори російською

Шепелев Евгений Трохимович

МПК / Мітки

МПК: C07C 13/00, C07C 7/00, C07C 5/00

Мітки: виділення, циклогексану, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-54428-sposib-vidilennya-ciklogeksanu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виділення циклогексану</a>

Подібні патенти