[RU]

Способ для создания второй химической установки, которая пригодна для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола; указанный способ включает: а) наличие первой химической установки, которая пригодна для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана; указанная первая установка содержит: i) ректификационную колонну (С), пригодную для отгонки циклогексана верхним погоном; ii) ректификационную колонну, пригодную для отгонки циклогексанона верхним погоном; iii) блок окисления циклогексана (А), пригодный для окисления циклогексана; и iv) теплоутилизационный блок (D), пригодный для утилизации тепла для утилизации тепла отходящего газа из блока окисления циклогексана, пригодного для окисления циклогексана; b) выведение указанной ректификационной колонны (С), пригодной для отгонки верхним погоном циклогексана, указанного блока окисления циклогексана (А) и указанного теплоутилизационного блока (В) из работы указанной первой химической установки, причем указанная вторая химическая установка содержит ректификационную колонну (F), пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона, повторно используемого из первой химической установки, которая, как и вторая химическая установка, содержит ректификационную колонну (Е), пригодную для отгонки верхним погоном компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона; ректификационную колонну (G), пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1; и блок дегидрогенизации циклогексанола (Н), пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона.

(57) Реферат / Формула:

Способ для создания второй химической установки, которая пригодна для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола; указанный способ включает: а) наличие первой химической установки, которая пригодна для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана; указанная первая установка содержит: i) ректификационную колонну (С), пригодную для отгонки циклогексана верхним погоном; ii) ректификационную колонну, пригодную для отгонки циклогексанона верхним погоном; iii) блок окисления циклогексана (А), пригодный для окисления циклогексана; и iv) теплоутилизационный блок (D), пригодный для утилизации тепла для утилизации тепла отходящего газа из блока окисления циклогексана, пригодного для окисления циклогексана; b) выведение указанной ректификационной колонны (С), пригодной для отгонки верхним погоном циклогексана, указанного блока окисления циклогексана (А) и указанного теплоутилизационного блока (В) из работы указанной первой химической установки, причем указанная вторая химическая установка содержит ректификационную колонну (F), пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона, повторно используемого из первой химической установки, которая, как и вторая химическая установка, содержит ректификационную колонну (Е), пригодную для отгонки верхним погоном компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона; ректификационную колонну (G), пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1; и блок дегидрогенизации циклогексанола (Н), пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона.

---

Евразийское (21) 201791324 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2018.01.31
(22) Дата подачи заявки 2015.12.15
(51) Int. Cl. B01D 3/14 (2006.01)
(54) СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОНА
(31) 14197946.8
(32) 2014.12.15
(33) EP
(86) PCT/EP2015/079774
(87) WO 2016/096844 2016.06.23
(71) Заявитель:
КАП III Б.В. (NL)
(72) Изобретатель:
Тинге Йохан Томас, Версюрен Ирис
(NL)
(74) Представитель:
Воробьева Е.В., Фелицына С.Б. (RU)
(57) Способ для создания второй химической установки, которая пригодна для выделения циклогек-санона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола; указанный способ включает: а) наличие первой химической установки, которая пригодна для выделения циклогекса-нона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана; указанная первая установка содержит: i) ректификационную колонну (С), пригодную для отгонки циклогексана верхним погоном; ii) ректификационную колонну, пригодную для отгонки циклогексанона верхним погоном; iii) блок окисления циклогексана (А), пригодный для окисления циклогексана; и iv) теплоутилизационный блок (D), пригодный для утилизации тепла для утилизации тепла отходящего газа из блока окисления циклогексана, пригодного для окисления циклогексана; b) выведение указанной ректификационной колонны (С), пригодной для отгонки верхним погоном циклогексана, указанного блока окисления циклогексана (А) и указанного теплоутилизационного блока (В) из работы указанной первой химической установки, причем указанная вторая химическая установка содержит ректификационную колонну (F), пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона, повторно используемого из первой химической установки, которая, как и вторая химическая установка, содержит ректификационную колонну (Е), пригодную для отгонки верхним погоном компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогек-санона; ректификационную колонну (G), пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1; и блок дегидрогенизации циклогексанола (Н), пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона.
1710805
СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИКЛОГЕКСАНОНА
Данное изобретение относится к способу создания химической установки для получения циклогексанона.
Циклогексанон является промежуточным продуктом при получении, помимо прочих соединений, адипиновой кислоты и капролактама. Эти вещества служат мономерами, обычно используемыми при получении полиамида-6,6 и полиамида-6, соответственно. Большую часть циклогексанона, используемого при производстве капролактама, получают путем окисления циклогексана с использованием атмосферного кислорода. Циклогексан, как правило, получают путем гидрогенизации бензола. В результате окисления циклогексана получается смесь циклогексанола, циклогексанона и гидроксигидропероксида-предшественника, который затем термическим и/или каталитическим путем разлагается с образованием дополнительного количества циклогексанола и циклогексанона, а также различных побочных продуктов. Большую часть получаемой из блока (установки) окисления смеси оставляет циклогексан, потому что степень превращения для данной реакции низкая. Циклогексан удаляют путем перегонки и вновь используют в реакции. Затем отделяют циклогексанон путем перегонки смеси, содержащей циклогексанол, циклогексанон, не прореагировавший циклогексан и побочные продукты. Циклогексанол тоже можно выделить путем перегонки и при необходимости превратить в циклогексанон путем дегидрогенизации.
Другой способ получения циклогексанона состоит в каталитическом восстановлении фенола водородом, например с использованием катализатора, содержащего палладий. Восстановление фенола водородом может осуществляться в газовой фазе или в жидкой фазе, как описано, например, в работах:
Michael Tuttle Musser; Cyclohexanol and Cyclohexanone in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Published Online: 15 OCT 2011 DOI: 10.1002/14356007.a08_217.pub2 Copyright (c) 2002 by Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (Musser) и J.F. Van Peppen, W.B. Fisher and C.H. Chan; 'Phenol Hydrogenation Process' in Chemical Industries, 22 ('Catalysis of Organic Reactions'; Ed. R.L. Augustine); Marcel and Dekker, N.Y., 355-372; (1985)). При этом получается смесь, содержащая циклогексанол, циклогексанон, не прореагировавший фенол и побочные продукты. Циклогексанон выделяют из этой смеси путем перегонки. Состав указанной смеси существенно отличается от смеси, получаемой путем окисления циклогексана. Соответственно, оборудование для гидрогенизации фенола иное, нежели для окисления циклогексана.
Химические установки для получения циклогексанона и циклогексанола путем окисления циклогексана известны в данной области техники; они описаны, например, в упомянутой выше работе Musser. Химическая установка обладает некоторой максимальной производительностью. На практике химические установки действуют с производительностью ниже максимальных значений. Однако это составляет проблему, если желательно поднять производительность химической установки выше максимального значения, обеспечиваемого существующей конструкцией, например, когда увеличивается потребность в продукте.
Одна из возможностей расширения производства - сооружение новой установки. Например, повысить общую производительность можно, поставив вторую такую же установку. Этот подход имеет тот недостаток, что является дорогостоящим. Альтернативный путь - модификация имеющейся установки путем повышения производительности тех ее частей, которые лимитируют скорость процесса, так сказать, ликвидация узких мест. Это может быть достигнуто, например, заменой имеющейся части на другую, обладающую большей производительностью, или же добавлением еще одной части, повторяющей уже имеющуюся. Однако в тех случаях, когда части, лимитирующие скорость процесса, сложные, их замена или дублирование могут оказаться неприемлемо дорогостоящими.
Авторы данного изобретения разработали способ значительного повышения производительности химической установки для получения циклогексанона. Этот способ позволяет создать установку для получения циклогексанона путем гидрогенизации фенола, исходя из оборудования, используемого для получения циклогексанона путем окисления циклогексана. Говоря конкретнее, данным изобретением предлагается способ создания второй химической установки, пригодной для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола; этот способ включает:
a) предоставление первой химической установки, пригодной для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана, причем эта установка включает:
i) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексана; и
ii) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона; и
b) выведение ректификационной колонны, пригодной для отгонки верхним погоном циклогексана (i), из работы указанной первой установки.
b)
В типичном случае в способе по данному изобретению и первая, и вторая химические установки содержат: ш) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов, температура кипения которых ниже, чем у циклогексанона. Предпочтительно, эта ректификационная колонна во второй химической установке такая же, как в первой. Более предпочтительно, когда в способе по данному изобретению остается на своем месте та колонна, которая имелась в первой химической установке, чтобы быть использованной во второй химической установке. При использовании этой ректификационной колонны для выделения циклогексанона по данному изобретению нижний погон с нее, как правило, содержит смесь циклогексанона, циклогексанола и побочных продуктов.
В настоящем документе выражение "остается на своем месте" включает отсоединение данной ректификационной колонны и восстановление ее соединения с тем же или другим оборудованием.
В типичном случае в способе по данному изобретению и первая, и вторая химическая установка включает iv) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон.
Первая химическая установка пригодна для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана. Первая химическая установка, как правило, включает блок окисления циклогексана, чтобы получать первую смесь циклогексанола и циклогексанона. Блок окисления циклогексана для окисления циклогексана содержит один или более окислительных реакторов. В этом воплощении данного изобретения во второй химической установке блок окисления циклогексана для окисления циклогексана не нужен. Соответственно, в типичном случае первая химическая установка включает v) блок окисления циклогексана, пригодный для окисления циклогексана, и способ по данному изобретению включает выведение указанного блока окисления циклогексана из работы.
Далее, поскольку реакция окисления циклогексана является высоко экзотермичной, в той ситуации, когда наличествует блок окисления циклогексана для окисления циклогексана с образованием смеси циклогексанола и циклогексанона, также, как правило, используется теплоутилизационный блок для утилизации тепла отходящего газа, образующегося в результате окисления циклогексана. В способе по данному изобретению утилизация тепла не нужна, коль скоро не нужно окисление циклогексана. Соответственно, первая химическая установка предпочтительно включает vi) теплоутилизационный блок для утилизации тепла отходящего газа из блока окисления циклогексана, пригодного для окисления циклогексана, и способ по данному изобретению
включает выведение указанного теплоутилизационного блока из работы. Первая химическая установка более предпочтительно включает:
iii) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов, температура кипения которых ниже, чем у циклогексанона;
iv) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон;
v) блок окисления циклогексана, пригодный для окисления циклогексана; и
vi) теплоутилизационный блок, пригодный для утилизации тепла отходящего газа из блока окисления циклогексана, пригодного для окисления циклогексана,
причем способ по данному изобретению включает выведение указанного блока окисления циклогексана v) и указанного теплоутилизационного блока vi) из работы.
Формулировка "способ для создания второй химической установки из первой химической установки" в настоящем документе означает способ, в котором из первой химической установки убирается некоторое оборудование, то есть по меньшей мере одно устройство или комплекс устройств, и/или к первой химической установки добавляется некоторое оборудование, то есть по меньшей мере одно устройство или комплекс устройств, для того, чтобы получилась вторая химическая установка. Вторая химическая установка является результатом реконструкции первой химической установки. Первая химическая установка не содержит блок гидрогенизации фенола, в котором образуется смесь, содержащая продукты реакции гидрогенизации фенола. Вторая химическая установка предпочтительно включает блок гидрогенизации фенола, в котором получается смесь, содержащая продукты реакции гидрогенизации фенола. Таким образом, в типичном случае способ для создания второй химической установки из первой химической установки включает добавление блока гидрогенизации фенола к указанной первой химической установке.
Известно, что способы получения в основном чистого циклогексанона, основанные на окислении циклогексана, требуют больших затрат энергии, обычно поставляемой в промышленности в виде пара. Удельный расход пара при этом составляет более 5 тонн пара на тонну очищенного циклогексанона. Много пара потребляется при нагревании циклогексана, подаваемого в окислительный реактор, при удалении не прореагировавшего циклогексана и при дегидрогенизации циклогексанола. Преимуществом способа реконструкции имеющейся установки для осуществления иного технологического процесса по данному изобретению является то, что сокращается потребление энергии на единицу массы производимого циклогексанон.
Как правило, эффективность (по углероду) гидрогенизации фенола с образованием
циклогексанона превышает 98% и в целом даже выше 99%, в то время как эффективность (по углероду) окисления циклогексана с образованием циклогексанона составляет обычно от 75% до 90%. Так что еще одно преимущество создания установки по данному изобретению заключается в том, что для получения данного количества циклогексанона нужно меньше исходного материала.
Также количество побочных продуктов и, следовательно, отходов на единицу массы производимого циклогексанона можно уменьшить. Производству циклогексанона путем окисления циклогексана обычно предъявляются жесткие требования по безопасности, поскольку существует риск воспламенения потенциально взрывчатой смеси циклогексана с кислородом. Соответственно, увеличение производительности установки приведет к усилению мер безопасности, например к введению удлиненного жизненного цикла систем безопасности. Преимущество способа по данному изобретению состоит в том, что снимается риск взрыва смеси циклогексана с кислородом, поскольку в реконструированной установке циклогексан не используется, так что и связанные с ним меры безопасности не нужны.
Таким образом, по данному изобретению предлагается химическая установка, пригодная для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола, причем эта установка включает:
a) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов, имеющих температуру кипения ниже, чем у циклогексанона;
b) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона;
c) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1;
d) блок дегидрогенизации циклогексанола, пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон; и
e) питающий трубопровод, пригодный для рециркуляции указанной смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая образовалась в d), от d) до а);
предлагаемая установка отличается тем, что по меньшей мере одна из частей а) и d) использовалась в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, которая содержит продукты реакции окисления циклогексана, причем по меньшей мере одна из частей с) и d) обладает производительностью, превышающей необходимую для выделения циклогексанона из второй смеси, при работе химической установки с полной производительностью частей а) и Ь).
В настоящем документе под химической установкой подразумевается все оборудование, необходимое для производства циклогексанона. Оно включает блоки для осуществления одного или многих химических или физических процессов, например для перегонки, экстракции и реакции. В понятие "химическая установка" по данному изобретению входит также все вспомогательное оборудование, например используемое для перегонки, для подачи пара, насосы и трубопроводы. Конкретное оборудование зависит от исходных материалов.
По данному изобретению создание второй химической установки означает модифицирование первой химической установки. По меньшей мере некоторая часть оборудования первой химической установки присутствует во второй химической установке. В результате первая химическая установка заменяется второй.
По данному изобретению также предлагается способ выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола, который включает:
a) отгонку верхним погоном в ректификационной колонне компонентов, имеющих температуру кипения ниже, чем у циклогексанона;
b) отгонку верхним погоном в ректификационной колонне циклогексанона;
c) отгонку верхним погоном в ректификационной колонне смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1;
d) дегидрогенизацию циклогексанола, полученного верхним погоном на этапе с), в блоке дегидрогенизации циклогексанола с образованием смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон;
e) рециркуляцию смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая образовалась на этапе d), от d) до а);
указанный способ отличается тем, что по меньшей мере одна из ректификационных колонн, используемая на этапе а), и блок дегидрогенизации циклогексанола, используемый на этапе d), использовались в первой химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана; притом по меньшей мере один из этапов с) и d) осуществляется со скоростью ниже производительности, соответственно, ректификационной колонны, используемой на этапе с), и блока дегидрогенизации циклогексанола, используемого на этапе d).
В настоящем документе под продуктами гидрогенизации фенола понимаются соединения, образующиеся в результате гидрогенизации фенола. Как правило, они включают циклогексанон, циклогексанол, по меньшей мере один характерный побочный продукт и фенол (не прореагировавший). Содержание фенола во второй смеси составляет,
как правило, по меньшей мере 0,2% (масса/масса), предпочтительно по меньшей мере 0,3% (масса/масса); более предпочтительно по меньшей мере 0,4% (масса/масса). Содержание фенола составляет предпочтительно менее 50% (масса/масса); более предпочтительно менее 20% (масса/масса); наиболее предпочтительно менее 10% (масса/масса). Содержание циклогексанона во второй смеси составляет, как правило, по меньшей мере 80% (масса/масса), предпочтительно по меньшей мере 85% (масса/масса); более предпочтительно по меньшей мере 90% (масса/масса). Содержание циклогексанола составляет предпочтительно менее 15% (масса/масса); более предпочтительно менее 10% (масса/масса); наиболее предпочтительно менее 5% (масса/масса). В типичном случае вторая смесь содержит по меньшей мере один характерный побочный продукт.
В настоящем документе под продуктами окисления циклогексана понимаются соединения, образующиеся в результате окисления циклогексана. Как правило, они включают циклогексанол, циклогексанон, по меньшей мере один характерный побочный продукт и циклогексан (не прореагировавший). Содержание циклогексана в первой смеси составляет, как правило, по меньшей мере 80% (масса/масса), предпочтительно по меньшей мере 85% (масса/масса); более предпочтительно по меньшей мере 90% (масса/масса). Содержание циклогексанола составляет предпочтительно менее 10% (масса/масса); более предпочтительно менее 7% (масса/масса); наиболее предпочтительно менее 5% (масса/масса). Содержание циклогексанона в первой смеси составляет, как правило, менее 10% (масса/масса), предпочтительно менее 7% (масса/масса); более предпочтительно менее 5% (масса/масса). В типичном случае вторая смесь содержит по меньшей мере один характерный побочный продукт.
Выведение из работы указанной первой химической установки означает удаление каким-либо образом из способа, для того чтобы быть выполненным с помощью второй химической установки. Выведение из работы включает отсоединение ректификационной колонны, например, путем просто перекрывания трубопровода или изъятия трубопровода, соединяющего ректификационную колонну с другим оборудованием первой химической установки. Выведение из работы также включает изъятие полностью ректификационной колонны из первой химической установки.
Блок дегидрогенизации - это оборудование, используемое для превращения циклогексанола в смесь, содержащую циклогексанол и циклогексанон. Иными словами часть циклогексанола дегидрогенизована. Как правило, смесь, содержащая циклогексанол и циклогексанон, подается в блок дегидрогенизации, из которого выходит вторая смесь, содержащая циклогексанол и циклогексанон. Первая смесь, содержащая циклогексанол и циклогексанон, - это, как правило, смесь, полученная верхним погоном. В ней
соотношение циклогексанол:циклогексанон (масса/масса) составляет по меньшей мере 4:1, предпочтительно по меньшей мере 5:1, более предпочтительно по меньшей мере 6:1 и еще более, предпочтительно по меньшей мере 10:1. Во второй смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, доля циклогексанона больше, чем в первой смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон. Одновременно получается газообразный водород. Кроме того, могут образовываться побочные продукты. Их количество зависит, помимо прочего, от природы используемого катализатора, рабочей температуры и срока службы катализатора в блоке дегидрогенизации. Одним из этих побочных продуктов является фенол, который присутствует во второй смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая выходит из блока дегидрогенизации, в количестве, как правило, от 0% (масса/масса) до менее 0,3% (масса/масса).
Окисление циклогексана может осуществляться несколькими путями. Чаще всего циклогексан окисляют кислородом воздуха при давлении от 500 кПа до 2000 кПа и температуре от 140°С до 200°С с образованием циклогексилгидропероксида, который затем разлагается на циклогексанон и циклогексанол. Помимо этих двух целевых (нужных) компонентов образуется ряд побочных продуктов. Однократная конверсия циклогексана в блоке окисления циклогексана составляет от 2% до 10%, чтобы ограничить образование побочных продуктов. Окисление циклогексана может осуществляться в присутствии или же в отсутствие катализатора. Соотношение циклогексанона и циклогексанола в реакционной смеси, получаемой после разложения циклогексилгидропероксида, составляет, как правило, от 0,3 до 2 (циклогексанонщиклогексанол). Получаемая реакционная смесь содержит циклогексанон, циклогексанол, побочные продукты и не прореагировавший циклогексан; ее очищают в многоступенчатой дистилляционной установке. Циклогексанол может превращаться в циклогексанон, при этом образуется газообразный водород.
Указанная первая смесь, как правило, содержит один или более из следующих компонентов: 2-метилциклогексанон, 3-метилциклогексанон, 4-метилциклогексанон, циклогексилиденциклогексанон, бициклогексил, дициклогексиловый эфир, гексанал, пентанал, 2-гептанон, 3-гептанон, 4-гептанон, 1,3-циклогександион и 1,4-циклогександион. Эти соединения являются характерными для окисления циклогексана побочными продуктами. Предпочтительно первая смесь содержит каждый из упомянутых выше компонентов.
Более предпочтительно, когда первая смесь содержит циклогексанол, циклогексанон, циклогексан и по меньшей мере один компонент, выбираемый из гексанала, пентанала, 2-гептанона, 3-гептанона, 4-гептанона, 1,3-циклогександиона и 1,4
циклогександиона.Содержание фенола в первой смеси, как правило, менее 0,4% (масса/масса), предпочтительно менее 0,3% (масса/масса), более предпочтительно менее 0,2%) (масса/масса), наиболее предпочтительно менее 0,1% (масса/масса).
Восстановление фенола водородом может осуществляться в газовой фазе или же в жидкой фазе. Для катализа реакции гидрогенизации можно брать в принципе любой катализатор (на подложке), способный катализировать реакцию гидрогенизации фенола. Обычно указанный катализатор содержит один или более каталитически активных металлов, выбираемых из палладия, платины, рутения, родия, иридия, рубидия и осмия. Предпочтительными каталитически активными металлами являются палладий, платина или их комбинация.
Как правило, однократная конверсия фенола в реакционном блоке превышает 90%. При необходимости из реакционной смеси выделяют не прореагировавший газообразный водород и инертные газы. Обычно не прореагировавший газообразный водород повторно используется при гидрогенизации фенола.
Вторая смесь, содержащая продукты реакции, подвергается очистке в многоступенчатой дистилляционной установке. Выделенный фенол можно повторно использовать при гидрогенизации фенола. При необходимости циклогексанол может быть превращен в циклогексанон; при этом образуется газообразный водород. При необходимости этот водород может быть повторно использован при гидрогенизации фенола. Кроме того, может образовываться ряд побочных продуктов, количество которых зависит, помимо прочего, от природы используемого катализатора, рабочей температуры и срока службы катализатора в блоке дегидрогенизации циклогексанола.
Вторая смесь, как правило, содержит один или более из следующих компонентов:
2-метилциклогексанон, 3 -метилциклогексанон, 4-метилциклогексанон,
циклогексилиденциклогексанон, бензол, бициклогексил, дициклогексиловый эфир, 2-
фенилциклогексанол, 3-фенилциклогексанол, 4-фенилциклогексанол,
циклогексилфениловый эфир, бензофуран, 2,3-диметилбензофуран, З-метил-4-октанон, 4-
метил-3 -октанон, 3 -метил-3 -октанон, метилизопропилциклогексанол,
метилизопропилциклогексанон и 1-(4-метилпентан-2-ил)-бензол-фенол. Эти соединения -характерные побочные продукты гидрогенизации фенола. Предпочтительно вторая смесь содержит каждый из перечисленных выше компонентов.
Более предпочтительно, когда вторая смесь содержит циклогексанол,
циклогексанон, фенол и по меньшей мере одно соединение, выбираемое из 2-
фенилциклогексанола, 3 -фенилциклогексанола, 4-фенилциклогексанола,
циклогексилфенилового эфира, бензофурана, 2,3-диметилбензофурана, З-метил-4
октанона, 4-метил-З-октанона, З-метил-З-октанона, метилизопропилциклогексанола, метилизопропилциклогексанона и 1 -(4-метилпентан-2-ил)-бензол-фенола.
Таким образом, первая и вторая смеси, как правило, отличаются друг от друга по меньшей мере в следующем: i) первая смесь может содержать одно или более из следующих веществ: циклогексана, гексанала, пентанала, 2-гептанона, 3-гептанона, 4-гептанона, 1,3-циклогександиона и 1,4-циклогександиона, которые в основном отсутствуют во второй смеси; и ii) вторая смесь может содержать одно или более из следующих веществ: 2-фенилциклогексанола, 3-фенилциклогексанола, 4-фенилциклогексанола, циклогексилфенилового эфира, бензофурана, 2,3-диметилбензофурана, З-метил-4-октанона, 4-метил-З-октанона, З-метил-З-октанона, метилизопропилциклогексанола, метилизопропилциклогексанона и 1 -(4-метилпентан-2-ил)-бензол-фенола, которые в основном отсутствуют в первой смеси.
Соотношение количеств циклогексанона и циклогексанола в первой смеси, как
правило, отличается от такового во второй смеси. Отношение
циклогексанон:циклогексанол в первой смеси, как правило, меньше 4, причем на эту
величину сильно влияют присутствие/отсутствие, природа и концентрация катализатора в
блоке окисления циклогексана. Предпочтительно, отношение
циклогексанон:циклогексанол в первой смеси меньше 3, более предпочтительно меньше 2. Отношение циклогексанон:циклогексанол в первой смеси, как правило, больше 0,1; более предпочтительно больше 0,2; еще более предпочтительно больше 0,3. Предпочтительно отношение циклогексанон:циклогексанол в первой смеси составляет от 0,3 до 2. Отношение циклогексанон:циклогексанол во второй смеси, как правило, больше 4; как правило, оно больше 5, предпочтительно больше 6, наиболее предпочтительно больше 10.
Как правило, в способе по данному изобретению указанная вторая химическая установка включает ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона, причем этот циклогексанон является частью третьей смеси, содержащей указанную вторую смесь, из которой удалены компоненты с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона. Эта третья смесь, как правило, содержит вторую смесь, из которой компоненты с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона, удалены отгонкой и отходят верхним погоном. Таким образом, вторая химическая установка содержит: ii) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона; и ш) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона.
Как правило, в способе по данному изобретению и первая, и вторая химическая
установка содержит: iv) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним
погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей
мере 4:1 (масса/масса). Предпочтительно ректификационная колонна, указанная в пункте
iv), пригодна для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и
циклогексанон в соотношении по меньшей мере 5:1
(циклогексанол:циклогексанон;масса/масса); более предпочтительно это отношение составляет по меньшей мере 6:1, еще более предпочтительно - по меньшей мере 10:1. Указанная ректификационная колонна предпочтительно та же самая, что и в первой химической установке. Более предпочтительно, в способе по данному изобретению ректификационная колонна первой химической установки остается на своем месте для создания второй химической установки. При выделении циклогексанола помимо газового верхнего потока из ректификационной колонны в случае необходимости можно отвести из нее также жидкий поток, содержащий в основном циклогексанол, между точкой ввода питания и верхом колонны. При выделении циклогексанола нижний продукт такой ректификационной колонны содержит побочные продукты с температурой кипения выше, чем у циклогексанола (так называемые тяжелые фракции).
Вторая химическая установка пригодна для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола. У фенола температура кипения выше, чем у циклогексанола и у циклогексанона. Соответственно, он преимущественно не отгоняется верхним погоном, как эти два вещества, а образует часть нижнего продукта при получении верхним погоном циклогексанола. Желательно указанный фенол выделять.
Как правило, способ по данному изобретению включает добавление к первой химической установке ректификационной колонны, пригодной для выделения фенола из нижнего продукта ректификационной колонны iv), пригодной для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (циклогексанол:циклогексанон; масса/масса). Более предпочтительно, способ по данному изобретению включает добавление к первой химической установке двух ректификационных колонн, пригодных для отгонки фенола верхним погоном. Выделенный таким образом фенол можно удалить как побочный продукт или же вновь использоваться в обсуждаемом технологическом процессе. Нижний продукт такой ректификационной колонны обычно считается отходами и утилизируется соответственно.
Как правило, способ по данному изобретению также включает добавление к первой химической установке питающего трубопровода от ректификационной колонны, пригодной для выделения фенола из нижнего продукта ректификационной колонны,
пригодной для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (циклогексанол:циклогексанон; масса/масса); этот трубопровод подает исходный материал для гидрогенизации фенола в блок гидрогенизации фенола. Таким образом, фенол, полученный верхним погоном, может быть повторно использован в блоке гидрогенизации фенола. Там он гидрогенизуется и продукты реакции возвращаются в технологический процесс. Таким путем фенол, не прореагировавший при первом пропускании, в дальнейших пропусканиях в конце концов полностью используется в реакции гидрогенизации. Иными словами, в процессе выделения фенола нет отходов фенола.
Как правило, и первая, и вторая химическая установка включает: vii) блок дегидрогенизации циклогексанола, пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона. Блок дегидрогенизации циклогексанола во второй химической установке предпочтительно тот же, что использовался в первой химической установке. Более предпочтительно, когда в способе по данному изобретению блок дегидрогенизации циклогексанола первой химической установки остается на своем месте для создания второй химической установки.
Типичная первая химическая установка включает блок дегидрогенизации циклогексанола для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона. Блок дегидрогенизации циклогексанола обладает, как правило, относительно высокой производительностью, поскольку соотношение количеств циклогексанола и циклогексанона в реакционной смеси, получаемой после разложения циклогексилгидропероксида, составляет, как правило, от 0,3 до 2 (циклогексанол: циклогексанон; масса/масса). Реактор, в котором происходит дегидрогенизация циклогексанола, работает при относительно высокой температуре, которая составляет, как правило, от 200°С до 450°С причем зависит, помимо прочего, от природы и срока службы катализатора. Соответственно, сооружение блока дигидрогенизации циклогексанола сложное и потому дорогостоящее.
Типичная вторая химическая установка по данному изобретению содержит блок дегидрогенизации циклогексанола для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона. Как правило, и первая, и вторая химическая установка включает блок дегидрогенизации циклогексанола для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона. В смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая образуется при гидрогенизации фенола, соотношение количеств циклогексанон:циклогексанол значительно выше, чем в типичной смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая получается при окислении циклогексана.
Соответственно, производительность блока дегидрогенизации циклогексанола, требующаяся для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона, во второй химической установке значительно ниже, чем в первой химической установке. Впрочем, действие блока дегидрогенизации циклогексанола для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона во второй химической установке такое же, как в первой химической установке. Предпочтительно, блок дегидрогенизации циклогексанола для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона в первой химической установке служит блоком дегидрогенизации циклогексанола для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона во второй химической установке. Это означает, что для создания второй химической установки не нужно конструировать и сооружать заменяющий блок дегидрогенизации циклогексанола для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона, являющийся сложным и потому дорогостоящим оборудованием.
При окислении циклогексана степень конверсии низкая - это означает, что полученная в результате окисления смесь содержит преимущественно циклогексан (не прореагировавший). Первым этапом после разложения с образованием смеси, содержащей циклогексанон и циклогексанол, является, как правило, удаление (и выделение) циклогексана. Как правило, циклогексан отгоняют верхним погоном и возвращают в блок, пригодный для окисления циклогексана. При гидрогенизации фенола с образованием смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, нет такого избытка циклогексана. Таким образом, та ректификационная колонна, с помощью которой циклогексан отгоняют верхним погоном, не нужна. Соответственно, в способе по данному изобретению ее, как правило, выводят из работы.
В ректификационной колонне, пригодной для отгонки верхним погоном циклогексана, обычно образуется нижний продукт, содержащий смесь циклогексанона, циклогексанола и побочных продуктов.
Под ректификационной колонной, пригодной для отгонки верхним погоном циклогексанона, подразумевается ректификационная колонна, которая пригодна для отгонки верхним погоном в основном чистого циклогексанона. В способе выделения циклогексанона по данному изобретению в основном чистый циклогексанон предпочтительно отгоняется верхним погоном. Нижний продукт такой ректификационной колонны содержит смесь циклогексанона, циклогексанола и побочных продуктов.
В настоящем документе выражение "в основном чистый" означает чистоту больше 98% (масса/масса), предпочтительно больше 99% (масса/масса), более предпочтительно больше 99,5%) (масса/масса), еще более предпочтительно больше 99,9% (масса/масса).
Ректификационная колонна, пригодная для отгонки верхним погоном циклогексанона, имеет, как правило, весьма большие размеры и потому стоит дорого. Она должна быть высокой, с большим орошением, чтобы эффективно отделять в основном чистый циклогексанон из относительно "грязной" смеси, подаваемой в колонну. Ректификационная колонна, пригодная для отгонки верхним погоном циклогексанона, также должна быть широкой для того, чтобы обеспечить большие объемы циклогексанона и функционировать при относительно невысоких температурах для сведения к минимуму димеризации циклогексанона, происходящей в высоком вакууме. Типичная химическая установка по данному изобретению включает ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона из смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон. Как правило, первая химическая установка включает ректификационную колонну для выделения циклогексанона путем дистилляции из смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая образуется при окислении циклогексана; вторая химическая установка включает ректификационную колонну для выделения циклогексанона путем дистилляции из смеси, содержащей фенол, циклогексанол и циклогексанон, которая образуется при гидрогенизации фенола.
В химической установке по данному изобретению ректификационная колонна вовсе не должна быть точно такой же, как в исходной установке; например, может быть иной система орошения, также соединительные и опорные элементы могут быть приспособлены для конкретной конструкции. Однако основная структура должна остаться неизмененной.
Предпочтительная установка для выделения циклогексанона из второй смеси содержит по меньшей мере следующие компоненты:
a) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона;
b) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона;
c) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (циклогексанол:циклогексанон; масса/масса);
d) блок дегидрогенизации циклогексанола, пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием второй смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон;
e) питающий трубопровод, пригодный для рециркуляции указанной второй смеси,
содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая образовалась в d), от d) до а); и либо
f) или g) либо иг), и g):
f) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном фенола
из нижнего продукта, образующегося на этапе с);
g) блок гидрогенизации фенола, пригодный для гидрогенизации фенола с
образованием смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон.
Предпочтительно установка по данному изобретению содержит и f), и g) и от f) до
g) имеется питающий трубопровод.
Как говорилось выше, одной из задач данного изобретения является повышение производительности установки для выделения циклогексанона. Под производительностью имеется в виду количество (масса) циклогексанона, выделяемая за данный промежуток времени. Обычно эта величина выражается в тоннах или килотоннах за год (т/год; кт/год). Как правило, производительность второй химической установки для выделения циклогексанона по меньшей мере на 10% больше, чем производительность первой химической установки для выделения циклогексанона, предпочтительно по меньшей мере на 15% больше, более предпочтительно по меньшей мере на 20% больше. Еще более предпочтительно, когда производительность второй химической установки по меньшей мере на 25%, более предпочтительно на 30% больше, чем производительность первой химической установки.
В химической установке по данному изобретению питающий трубопровод е), пригодный для рециркуляции указанной смеси, содержащей циклогексанон и циклогексанол, которая образовалась в d), от d) до а), может проходить напрямую от d) до а); или же он проходит не напрямую от d) до а) через одну или более технологических операций.
В химической установке по данному изобретению по меньшей мере одна из частей а) и d) использовалась в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, которая содержит продукты реакции окисления циклогексана. Предпочтительно и а), и d) использовались в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана. Как правило, по меньшей мере один из компонентов а) и d) ранее использовался в химической установке для получения циклогексанона из циклогексана. Предпочтительно и а), и d) ранее использовались в химической установке для получения циклогексанона из циклогексана.
В способе для выделения циклогексанона по данному изобретению питающий трубопровод е), пригодный для рециркуляции указанной смеси, содержащей циклогексанон и циклогексанол, которая образовалась в d), от d) до а), может проходить напрямую от d) до а); или же он проходит не напрямую от d) до а) через одну или более
технологических операций.
В способе для выделения циклогексанона по данному изобретению по меньшей мере один из компонентов а) и d) ранее использовался в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, которая содержит продукты реакции окисления циклогексана. Предпочтительно и а), и d) использовались в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана. Как правило, по меньшей мере один из компонентов а) и d) ранее использовался в химической установке для получения циклогексанона из циклогексана. Предпочтительно и а), и d) ранее использовались в химической установке для получения циклогексанона из циклогексана.
Как правило, в химической установке, пригодной для выделения циклогексанона по данному изобретению, по меньшей мере один из компонентов с) и d) обладает производительностью по меньшей мере на 10% больше, чем необходимо для выделения циклогексанона из второй смеси, при том, что эта химическая установка работает с максимальной производительностью компонентов а) и Ь). Предпочтительно процессы в с) и d) осуществляются со скоростью ниже производительности, соответственно, ректификационной колонны с) и блока дегидрогенизации циклогексанола d). Выражение "ниже производительности" означает предпочтительно менее 90% производительности, более предпочтительно менее 80% производительности, еще более предпочтительно менее 70% производительности и еще более предпочтительно менее 60% производительности.
Как правило, в способе для выделения циклогексанона из второй смеси по данному изобретению по меньшей мере один из этапов с) и d) осуществляется со скоростью, составляющей максимум 90% от производительности, соответственно, ректификационной колонны с) и блока дегидрогенизации циклогексанола d).
Когда способ по данному изобретению осуществляется со скоростью меньше производительности блока дегидрогенизации циклогексанола на этапе d), химическая установка обладает резервом производительности в блоке дегидрогенизации циклогексанола. Формулировка "скорость меньше производительности блока дегидрогенизации циклогексанола на этапе d)" включает то, что блок дегидрогенизации циклогексанола работает непрерывно либо с перерывами. Как правило, этот блок работает прерывисто, поскольку не экономично эксплуатировать его непрерывно со скоростью ниже производительности. Производительность блока дегидрогенизации циклогексанола -это масса циклогексанола, превращающегося в циклогексанон, в блоке дегидрогенизации циклогексанола в единицу времени. Чаще всего эта величина выражается в единицах
"тонн/год".
Блок дегидрогенизации циклогексанола содержит реактор, в котором происходит реакция дегидрогенизации циклогексанола. Его непрерывное функционирование может происходить с постоянной скоростью, или же скорость работы может изменяться во времени. Однако средняя скорость работы остается ниже производительности, которой возможно достичь на данном оборудовании. Непрерывная работа реактора для дегидрогенизации циклогексанола с производительностью ниже максимальной может достигаться путем изолирования части объема реактора, например, перекрыванием части труб в том случае, когда в реакторе для дегидрогенизации циклогексанола имеется множество параллельных труб.
"Прерывистое функционирование" означает, что в ходе нормальной работы реактора тем или иным образом достигается то, что данный этап не осуществляется непрерывно. Этот термин включает периодический и полунепрерывный процессы. В одном из воплощений данного изобретения смесь циклогексанола и циклогексанона, полученная первым погоном на этапе дистилляции с), подается в буферную емкость; тем временем этап дегидрогенизации циклогексанола d) не осуществляется. В определенный момент времени, например, когда буферная емкость в основном уже заполнена, начинается дегидрогенизация циклогексанола - этап d) - и осуществляется в течение определенного промежутка времени, например, до тех пор, пока буферная емкость в основном не опустеет, и тогда дегидрогенизация циклогексанола (этап d) прекращается. Этот процесс повторяется периодически. Преимущество такой организации производства заключается в том, что этап d) (дегидрогенизация циклогексанола) может осуществляться более эффективно со скоростью выше, чем выход в единицу времени на этапе дистилляции с).
В другом варианте прерывистого функционирования смесь, содержащая циклогексанол, которая остается после отхождения верхним погоном циклогексанона на этапе дистилляции Ь), подается в буферную емкость; тем временем этап дистилляции с) и этап дегидрогенизации циклогексанола d) не осуществляются. В определенный момент времен, например, когда буферная емкость в основном заполняется, смесь, содержащая циклогексанол, подается из буферной емкости на этап дистилляции с), который осуществляется в течение определенного промежутка времени, например до тех пор, пока буферная емкость в основном не опустеет, и тогда этап дистилляции с) останавливается. Этап дегидрогенизации циклогексанола d) может осуществляться одновременно с этапом дистилляции с). Этот процесс повторяется периодически. Преимущество такой организации производства заключается в том, что этап дистилляции с) может
осуществляться более эффективно со скоростью выше, чем выход в единицу времени смеси, содержащей циклогексанол, на этапе дистилляции Ь).
Как правило, рециркуляция на этапе е) осуществляется от d) до а) через f), так что указанная вторая смесь очищается далее. Дальнейшая очистка проводится для отделения нежелательных соединений из смеси циклогексанола и циклогексанона. Газообразный водород может быть удален (частично) из второй смеси циклогексанола и циклогексанона.
На фиг. 1 изображена схема установки для получения циклогексанона путем сначала окисления циклогексана с образованием смеси циклогексанола и циклогексанона, затем выделения циклогексанона из этой смеси, наконец, дегидрогенизации циклогексанеола с образованием смеси циклогексанола и циклогексанона; то есть это первая химическая установка по определению, данному в настоящем документе.
Циклогексан подается в блок окисления циклогексана [А] по трубопроводу [1]. Блок окисления циклогексана [А] содержит один или более реакторов для реакции окисления. Воздух подается по трубопроводу [2]. Отходящие газы отводятся по трубопроводу [3] и подаются в установку утилизации тепла (на фиг. 1 она не показана). Полученная в результате реакции окисления смесь, которая содержит циклогексилгидропероксид, подается по трубопроводу [4] в блок разложения циклогексилгидропероксида [В], где циклогексилгидропероксид разлагается на циклогексанон и/или циклогексанол. Блок разложения циклогексилгидропероксида [В] содержит один или более реакторов для разложения циклогексилгидропероксида. Подача в блок разложения циклогексилгидропероксида [В] водного раствора гидроксида натрия и катализатора и удаление из него водного раствора гидроксида натрия на фиг. 1 не показаны. Смесь, образовавшаяся в результате разложения циклогексилгидропероксида, отводится по трубопроводу [5] в блок дистилляции циклогексана [С]. В блоке дистилляции циклогексана [С] циклогексан отгоняется верхним погоном и подается в порядке рециркуляции в блок окисления циклогексана [А] по трубопроводу [6]. Блок дистилляции циклогексана [С] содержит одну или более ректификационных колонн для дистилляции циклогексана. Нижний продукт, содержащий смесь циклогексанола и циклогексанона, подается по трубопроводу [7] в первую ректификационную колонну для отгонки легких фракций [D]. При необходимости нижний продукт, содержащий смесь циклогексанола и циклогексанона, обрабатывается водным раствором гидроксида натрия и/или промывается водой (на фиг. 1 не показано). Обработанный таким образом нижний продукт подается в первую ректификационную колонну для отгонки легких фракций [D], где первая смесь компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона,
отгоняется верхним погоном и отводится по трубопроводу [8].Нижний продукт подается по трубопроводу [9] во вторую ректификационную колонну для отгонки легких фракций [Е], где вторая смесь компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона, отгоняется первым погоном и отводится по трубопроводу [10]. Нижний продукт подается по трубопроводу [11] в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона [F], где в основном чистый циклогексанон отгоняется верхним погоном и отводится по трубопроводу [12]. Нижний продукт подается по трубопроводу [13] в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанола [G], где смесь, содержащая циклогексанол и циклогексанон, отгоняется верхним погоном. Нижний продукт отводится по трубопроводу [15]. Смесь, содержащая циклогексанол и циклогексанон, по трубопроводу [14] поступает в блок дегидрогенизации циклогексанола [Н]. Блок дегидрогенизации циклогексанола [Н] содержит один или более реакторов для дегидрогенизации циклогексанола. Образующаяся в результате реакции дегидрогенизации смесь, содержащая циклогексанон, после отделения газообразного водорода (на фиг. 1 не показано) подается в порядке рециркуляции по трубопроводу [16] в первую ректификационную колонну для отгонки легких фракций [D]. При необходимости образующаяся в результате реакции дегидрогенизации смесь, содержащая циклогексанон, после отделения газообразного водорода (на фиг. 1 не показано) подается в порядке рециркуляции по трубопроводу [16] во вторую ректификационную колонну для отгонки легких фракций [Е] (на фиг. 1 не показано).
На фиг. 2 изображена схема установки по данному изобретению для получения циклогексанона путем вначале гидрогенизации фенола, затем выделения циклогексанона из образующейся в результате гидрогенизации фенола смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, и, наконец, дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона.
В блок гидрогенизации фенола [J] подаются фенол по трубопроводу [17] и газообразный водород по трубопроводу [18]. Блок гидрогенизации фенола [J] содержит один или более реакторов для гидрогенизации фенола. Образующаяся в результате реакции гидрогенизации смесь, содержащая фенол, циклогексанол и циклогексанон, подается по трубопроводу [ 19] в ректификационную колонну для отгонки легких фракций [Е]. При необходимости от этой смеси отделяют не прореагировавший газообразный водород и инертные газы (на фиг. 2 не показано). Смесь компонентов с точкой кипения ниже, чем у циклогексанона, отгоняется верхним погоном и отводится по трубопроводу [10]. Нижний продукт подается по трубопроводу [11] в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона [F], где циклогексанон отгоняется верхним погоном и
отводится по трубопроводу [12]. Нижний продукт подается по трубопроводу [13] в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанола [G], где смесь, содержащая циклогексанол и циклогексанон, отгоняется верхним погоном и по трубопроводу [14] подается в блок дегидрогенизации циклогексанола [Н]. Блок дегидрогенизации циклогексанола [Н] содержит один или более реакторов для дегидрогенизации циклогексанола. Образующаяся в результате реакции дегидрогенизации смесь, содержащая циклогексанон, после отделения газообразного водорода (на фиг. 2 не показано) подается в порядке рециркуляции по трубопроводу [16] в ректификационную колонну для отгонки легких фракций [Е]. При необходимости отделенный газообразный водород подается в блок гидрогенизации фенола [J] (на фиг. 2 не показано). Полученный в [G] нижний продукт, содержащий фенол, отводится по трубопроводу [20]. Трубопровод [20] ведет в ректификационную колонну для дистилляции фенола [К], где смесь, содержащая фенол, отгоняется верхним погоном и по трубопроводу [22] подается в блок гидрогенизации фенола [J]. Нижний продукт отводится из ректификационной колонны для дистилляции фенола [К] по трубопроводу [21]. При необходимости имеются резервуары для хранения нижнего продукта, получаемого с ректификационной колонны для дистилляции циклогексанона [F], который подается по трубопроводу [13], и/или для хранения смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая подается по трубопроводу [14] в блок дегидрогенизации циклогексанола [Н], и/или для хранения смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая подается по трубопроводу [16] в ректификационную колонну для отгонки легких фракций [Е].
По одному из воплощений данного изобретения химическая установка, соответствующая схеме, изображенной на фиг. 2, сооружается из химической установки, соответствующей схеме, изображенной на фиг. 1. При сравнении фиг. 2 с фиг. 1 можно видеть, что для создания второй химической установки (фиг. 2) из первой химической установки (фиг. 1) удаляют следующее оборудование: блок окисления циклогексана [А] вместе с впускными трубопроводами [1] и [2] и выпускными трубопроводами [3] и [4]; блок разложения циклогексилгидропероксида [В] вместе с выпускным трубопроводом [5]; блок дистилляции циклогексана [С] вместе с выпускными трубопроводами [6] и [7]; и первая ректификационная колонна для отгонки легких фракций [D] вместе с выпускными трубопроводами [8] и [9]. Также для создания второй химической установки (фиг. 2) к первой химической установке (фиг. 1) добавляют следующее оборудование: блок гидрогенизации фенола [J] вместе с впускными трубопроводами [17] и [18] и выпускным трубопроводом [19]; ректификационную колонну для дистилляции фенола [К] вместе с питающим трубопроводом [20] от ректификационной колонны для дистилляции
циклогексанола [G], выпускные трубопроводы [21] и [22]. Трубопровод [16] питает не [D], а[Е].
Данное изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами, которые не имеют ограничительного характера.
Сравнительный эксперимент А
Химическую установку для получения циклогексанона путем окисления циклогексана, содержащую
- блок окисления циклогексана;
- блок утилизации тепла;
- блок разложения циклогексилгидропероксида;
- блок выделения циклогексана;
- первую ректификационную колонну для отгонки легких фракций;
- вторую ректификационную колонну для отгонки легких фракций;
- ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона;
- ректификационную колонну для дистилляции циклогексанола; и
- блок дегидрогенизации циклогексанола,
которая описана выше и в основном изображена на фиг. 1, имитировали с помощью программы системы точного моделирования технологических процессов нефтехимии Aspen Plus(r), используя в качестве входных данных данные, полученные при работе, описанной в настоящем документе химической установки. Смоделированная установка характеризовалась производительностью 12,5 тонн в основном чистого циклогексанона в час, что при 8000 часах эффективной эксплуатации в год эквивалентно приблизительно 100 килотонн в год.
Окисление циклогексана в блоке окисления циклогексана осуществлялось без добавления каких бы то ни было катализаторов. Реакционную смесь, выходящую из блока окисления циклогексана, охлаждали и подавали в блок разложения циклогексилгидропероксида. В блоке разложения циклогексилгидропероксида циклогексилгидропероксид разлагался в присутствии водного раствора гидроксида натрия и растворенных солей кобальта в качестве катализатора.
Блок выделения циклогексана содержал три ректификационных колонны для дистилляции циклогексана, действовавших последовательно. В блоке выделения циклогексана циклогексан отходил верхним погоном из смеси, образовавшейся в результате разложения циклогексилгидропероксида, и подавался в порядке рециркуляции в блок окисления циклогексана. Получающаяся в результате смесь, содержавшая в основном циклогексанол и циклогексанон, промывали водой и подавали в первую
ректификационную колонну для отгонки легких фракций. В первой ректификационной колонне для отгонки легких фракций помимо прочего отходили верхним погоном вода и циклогексан. Нижний поток из первой ректификационной колонны для отгонки легких фракций подавался во вторую ректификационную колонну для отгонки легких фракций, где компоненты с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона (в том числе эпоксид циклогексена), отгонялись верхним погоном. Нижний поток из второй ректификационной колонне для отгонки легких фракций подавался в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона, где верхним погоном отгонялся в основном чистый циклогексанон. Нижний поток из ректификационной колонны для дистилляции циклогексанона подавался в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанола, где от смеси, содержавшей в основном циклогексанол, отделяли тяжелые фракции. В блоке дегидрогенизации циклогексанола смесь, содержавшая в основном циклогексанол, частично превращалась в циклогексанон. Полученная в результате реакции дегидрогенизации смесь после отделения образовавшегося газообразного водорода подавалась в первую ректификационную колонну для отгонки легких фракций.
Ректификационная колонна для дистилляции циклогексанона являлась вакуумной; ее диаметр 3,3 м; в ней имелись три слоя насадки Mellapak 250Y высотой 7,5 м каждый, причем два слоя располагались выше точки загрузки. Разделяющая способность при использовании насадки (Mellapak 250Y) составляла приблизительно 0,88, что определяли согласно методу Экерта по обобщенной корреляции данных о падении давления, как иллюстрируется фиг. 9-21С работы Ernest Е. Ludwig, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants, Volume 2, 3rd edition, 1997, p. 283.
Эта ректификационная колонна была снабжена конденсатором и кипятильником с паровым пространством (ребойлером). Флегма подавалась выше верхнего слоя насадки. Давление на верху колонны составляло приблизительно 5 кПа. Пар из верха колонны превращался в жидкость в конденсаторе с максимальной нагрузкой около 18 ГДж/ч. Часть полученной жидкости подавалась на верх колонны (флегма), а остальная часть отводилась (в основном чистый циклогексанон). Энергия, требующаяся для процесса дистилляции в ректификационной колонне для дистилляции циклогексанона, подавалась путем непрямого нагрева за счет пара в ребойлере (максимальная нагрузка около 18 ГДж/ч). Концентрация циклогексанола в получаемом циклогексаноне (в основном чистом), который отходил верхним погоном в ректификационной колонне для дистилляции циклогексанона, составляла в среднем около 250 частей на миллион (ррт; масса/масса).
Максимальная скорость подачи питания в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона, составляла около 21,8 тонн в час (т/ч). Соотношение
циклогексанона и циклогексанола в питающем потоке составляло около 1,4 (циклогексанон:циклогексанол; масса/масса). Расход орошения составлял около 29,8 т/ч. Скорость нижнего потока в ректификационной колонне для дистилляции циклогексанона составляла около 9,3 т/; этот нижний поток состоял в основном из циклогексанола и содержал около 6% (масса/масса) циклогексанона. Скорость подачи питания в блок дегидрогенизации циклогексанола составляла около 9 т/ч. Соотношение циклогексанона и циклогексанола на выходе из блока дегидрогенизации циклогексанола составляло около 6:4 (цитклогексанон:циклогексанол; масса/масса). Сравнительный эксперимент В
Способ получения циклогексанона в этом случае был такой же, как в Сравнительном примере А, за исключением следующего:
i) окисление циклогексана в блоке окисления циклогексана осуществлялось с добавлением солей кобальта в качестве катализатора; и
ii) смесь, отходящая из блока выделения циклогексана, которая содержала в основном циклогексанол и циклогексанон, после обработки водным раствором гидроксида натрия для омыления эфиров затем промывали водой и подавали в первую ректификационную колонну для отгонки легких фракций.
В этой установке ректификационная колонна для дистилляции циклогексанона включая все вспомогательное оборудование, в том числе ребойлер и конденсатор, были такими же, какие использовались в Сравнительном эксперименте А. Давление на верху ректификационной колонны для дистилляции циклогексанона было таким же, как в Сравнительном эксперименте А. Концентрация циклогексанола в получаемом в основном чистом циклогексаноне, который отгонялся верхним погоном в ректификационной колонне для дистилляции циклогексанона, составляла в среднем около 250 ррт (масса/масса), то есть столько же, сколько в Сравнительном эксперименте А. Эта ректификационная колонна для дистилляции циклогексанона работала с полной нагрузкой. Все остальные части установки не лимитировали производительность установки.
Скорость подачи питания в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона составляла около 25,9 т/ч. Соотношение циклогексанола и циклогексанона в этом питающем потоке было около 1,0 (циклогексанон:циклогексанол; масса/масса). Расход орошения составлял около 30,2 т/ч. Скорость нижнего потока в ректификационной колонне для дистилляции циклогексанона составляла около 13,9 т/ч; этот нижний поток состоял в основном из циклогексанола и содержал около 6% (масса/масса) циклогексанона. Скорость подачи питания в блок дегидрогенизации
циклогексанола составляла около 13,3 т/ч. Соотношение циклогексанона и циклогексанола на выходе из блока дегидрогенизации циклогексанола составляло около 6:4 (цитклогексанон:циклогексанол; масса/масса).
Производительность ректификационной колонны для дистилляции циклогексанона составила около 12,0 тонн в основном чистого циклогексанона в час, что при 8000 часах эффективной эксплуатации в год эквивалентно приблизительно 96 килотонн в год.
В Примерах 1 и 2 по данному изобретению ректификационные колонны для дистилляции циклогексанона со всем вспомогательным оборудованием, включая ребойлеры и конденсаторы, были такими же как в ректификационных колоннах для дистилляции циклогексанона со всем вспомогательным оборудованием, включая ребойлеры и конденсаторы, в Сравнительных экспериментах А и В.
Пример 1
Химическую установку для получения циклогексанона путем гидрогенизации фенола, содержащую:
- блок гидрогенизации фенола;
- ректификационную колонну для отгонки легких фракций;
- ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона;
- ректификационную колонну для дистилляции циклогексанола;
- ректификационную колонну для дистилляции фенола; и
- блок дегидрогенизации циклогексанола,
которая описана выше и в основном изображена на фиг. 2, имитировали с помощью программы системы точного моделирования технологических процессов нефтехимии Aspen Plus(r), используя в качестве входных данных данные, полученные при работе, описанной в настоящем документе химической установки. В этой смоделированной установке ректификационная колонна для дистилляции циклогексанона и блок дегидрогенизации циклогексанола были такими же, как в Сравнительном эксперименте А. Общая производительность установки лимитировалась ректификационной колонной для дистилляции циклогексанона.
Гидрогенизация фенола в блоке гидрогенизации фенола осуществлялась в газовой фазе в присутствии катализатора, содержащего палладий. Получаемая в результате газовая смесь, содержащая фенол, газообразный водород, циклогексанол и циклогексанон, частично конденсировалась путем охлаждения и разделялась на жидкую смесь, содержащую фенол, циклогексанол и циклогексанон, которая подавалась в ректификационную колонну для отгонки легких фракций, и газовый поток, содержащий водород.
В ректификационной колонне для отгонки легких фракций компоненты с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона, отгонялись верхним погоном. Нижний поток из ректификационной колонны для отгона легких фракций подавался в качестве питания в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона, где верхним погоном отгонялся в основном чистый циклогексанон. Нижний поток из ректификационной колонны для дистилляции циклогексанона подавался в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанола, где верхним погоном отгонялась смесь, содержащая в основном циклогексанол. Этап смесь, содержащая в основном циклогексанол, подавалась в блок дегидрогенизации циклогексанола, где циклогексанол превращался в циклогексанон. Образовывавшийся при этом газообразный водород отводили. Получаемую в результате реакции дегидрогенизации смесь затем подавали в ректификационную колонну для отгонки легких фракций.
Нижний поток из ректификационной колонны для дистилляции циклогексанола подавался в ректификационную колонну для дистилляции фенола, где из смеси, содержавшей в основном циклогексанол и фенол, отделялись тяжелые фракции.
Давление в верху ректификационной колонны для дистилляции циклогексанона было таким же, как в Сравнительном эксперименте А. Концентрация циклогексанола в циклогексаноне, который отгонялся верхним погоном в ректификационной колонне для дистилляции циклогексанона, составляла в среднем около 250 ррт (масса/масса), что равно соответствующей величине в Сравнительном примере А.
Блок дегидрогенизации циклогексанола был таким же, как в Сравнительном эксперименте А.
Скорость подачи питания в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона составляла около 16,9 т/ч. Соотношение циклогексанона и циклогексанона в этом питающем потоке составляло почти 11 (циклогексанон:циклогексанол; масса/масса). Расход орошения составлял около 27,2 т/ч. Производительность этой колонны составляла около 15,0 тонн в основном чистого циклогексанона в час, что эквивалентно приблизительно 120 кт/год.
Скорость нижнего потока из ректификационной колонне для дистилляции циклогексанона, составляла около 1,9 т/ч; этот поток состоял в основном из циклогексанола и фенола и содержал около 6% (масса/масса) циклогексанона. Этот поток подавался в ректификационную колонну для дистилляции циклогексанола, где верхним погоном отгонялся в основном циклогексанол. Верхний поток из этой ректификационной колонны для дистилляции циклогексанола подавался в блок дегидрогенизации циклогексанола. Соотношение циклогексанона и циклогексанола на выходе из блока
дегидрогенизации циклогексанола (циклогексанон: циклогексанол; масса/масса) составляло 6:4. Поток, выходящий из блока дегидрогенизации циклогексанола после отделения газообразного водорода подавался в ректификационную колонну для отгонки легких фракций. Блок дегидрогенизации циклогексанола работал приблизительно на 15% своей производительности.
Сравнение Сравнительного эксперимента А и Примера 1 показывает, что использовавшуюся для получения циклогексанона из продуктов реакции окисления циклогексана вакуумную ректификационную колонну (включая вспомогательное оборудование, в том числе ребойлер и конденсатор), в которой в основном чистый циклогексанон отгонялся верхним погоном, можно использовать также для получения циклогексанона из продуктов реакции гидрогенизации фенола. При этом производительность возрастает с приблизительно 100 килотонн в основном чистого циклогексанола в год до приблизительно 120 кт/год, то есть на около 20%.
Кроме того, это сравнение показывает, что блок дегидрогенизации циклогексанола, использовавшийся для получения циклогексанона путем окисления циклогексана (которое осуществлялось без добавления каких бы то ни было катализаторов), можно также использовать для получения циклогексанона путем гидрогенизации фенола. Моделирование показало, что при этом блок дегидрогенизации циклогексанола обладает огромной избыточной производительностью. На практике производительность блока дегидрогенизации циклогексанола легко снизить, например, заглушив значительную часть труб в том случае, когда блок дегидрогенизации циклогексанола содержит многотрубный реактор с обогревом.
Пример 2
Химическую установку для получения циклогексанона путем гидрогенизации фенола, содержащую:
- блок гидрогенизации фенола;
- ректификационную колонну для отгонки легких фракций;
- ректификационную колонну для дистилляции циклогексанона;
- ректификационную колонну для дистилляции циклогексанола;
- ректификационную колонну для дистилляции фенола; и
- блок дегидрогенизации циклогексанола,
которая описана выше и в основном изображена на фиг. 2, имитировали с помощью программы системы точного моделирования технологических процессов нефтехимии Aspen Plus(r), используя в качестве входных данных данные, полученные при работе описанной в настоящем документе химической установки. В этой
смоделированной установке ректификационная колонна для дистилляции циклогексанона и блок дегидрогенизации циклогексанола были такими же, как в Сравнительном эксперименте В. Общая производительность установки лимитировалась ректификационной колонной для дистилляции циклогексанона.
Смоделированная установка для получения циклогексанона была такой же, как в Примере 1, за тем исключением, что в ней имелись дополнительная буферная емкость до (по ходу потока) блока дегидрогенизации циклогексанола и дополнительная буферная емкость после (по ходу потока) него.
Способ был такой же, как в Примере 1, за тем исключением, что:
i) гидрогенизация фенола в блоке гидрогенизации фенола осуществлялась в жидкой фазе с катализатором, содержащим палладий; и
ii) состав получаемой реакционной смеси, содержащей фенол, циклогексанол и циклогексанон, был сходен с таковым в Примере 1.
Верхний поток из ректификационной колонны для дистилляции циклогексанола подавался в буферную емкость, расположенную до (по ходу потока) блока дегидрогенизации фенола. Из этой емкости поступало питание в блок дегидрогенизации циклогексанола. Блок дегидрогенизации циклогексанола работал только в прерывистом режиме. Его функционирование начиналось, когда буферная емкость, расположенная до (по ходу потока) блока дегидрогенизации циклогексанола, наполнялась на около 80%, и прекращалось, когда в этой емкости оставалось менее 15% .
Соотношение циклогексанона и циклогексанола на выходе из блока дегидрогенизации циклогексанола (циклогексанон: циклогексанол; масса/масса) составляло 6:4. Поток, выходящий из блока дегидрогенизации циклогексанола после отделения газообразного водорода подавался в буферную емкость, расположенную после (по ходу потока) блока дегидрогенизации циклогексанола. Из этой емкости смесь, содержащая циклогексанол и циклогексанон, непрерывно подавалась в ректификационную колонну для отгонки легких фракций.
Производительность этой установки для получения циклогексанона составляла около 15,0 тонн в основном чистого циклогексанона в час, что эквивалентно приблизительно 120 кт/год.
Сравнение Сравнительного эксперимента В и Примера 2 показывает, что использовавшуюся для получения циклогексанона из продуктов реакции окисления циклогексана вакуумную ректификационную колонну (включая вспомогательное оборудование, в том числе ребойлер и конденсатор), в которой в основном чистый циклогексанон отгонялся верхним погоном, можно использовать также для получения
циклогексанона из продуктов реакции гидрогенизации фенола. При этом производительность возрастает с приблизительно 96 килотонн в основном чистого циклогексанола в год до приблизительно 120 кт/год, то есть на около 25%.
Кроме того, это сравнение показывает, что блок дегидрогенизации циклогексанола, использовавшийся для получения циклогексанона путем окисления циклогексана (которое осуществлялось с добавлением катализатора), можно также использовать для получения циклогексанона путем гидрогенизации фенола при функционировании блока дегидрогенизации циклогексанола в прерывистом режиме после добавления всего лишь двух буферных емкостей.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ для создания второй химической установки, которая пригодна для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола; указанный способ включает:
a) предоставление первой химической установки, которая пригодна для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана; указанная первая установка содержит:
i) ректификационную колонну, пригодную для отгонки циклогексана верхним погоном; и
ii) ректификационную колонну, пригодную для отгонки циклогексанона верхним погоном;
b) выведение указанной ректификационной колонны (i), пригодной для отгонки верхним погоном циклогексана, из работы указанной первой химической установки.
2. Способ по пункту 1, в котором первая химическая установка дополнительно содержит:
ш) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона;
iv) ректификационную колонну, пригодный для утилизации тепла, пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон;
v) блок окисления циклогексана, пригодный для окисления циклогексана; и
vi) теплоутилизационный блок, пригодный для утилизации тепла отходящего газа из блока окисления циклогексана, пригодного для окисления циклогексана;
причем этот способ включает выведение из работы каждого из (v) указанного блока окисления циклогексана и (vi) указанного теплоутилизационного блока.
3. Способ по пункту 1 или по пункту 2, включающий добавление блока гидрогенизации фенола к указанной первой химической установке.
4. Способ по любому из пунктов 1-3, в котором первая смесь содержит циклогексанол, циклогексанон, циклогексан и по меньшей мере одно соединение, выбранное из гексанала, пентанала, 2-гептанона, 3-гептанона, 4-гептанона, 1,3-циклогександиона и 1,4-циклогександиона.
5. Способ по любому из пунктов 1-4, в котором вторая смесь содержит
циклогексанол, циклогексанон, фенол и по меньшей мере одно соединение, выбранное из
2-фенилциклогексанола, 3 -фенилциклогексанола, 4-фенилциклогексанола,
циклогексилфенилового простого эфира, бензофурана, 2,3-диметилбензофурана, 3-метил-
4-октанона, 4-метил-З-октанона, З-метил-З-октанона, метилизопропилциклогексанола,
3.
метилизопропилциклогексанона и 1 -(4-метилпентан-2-ил)-бензол-фенола.
6. Способ по любому из пунктов 1-5, в котором указанная вторая химическая установка содержит ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона, причем указанный циклогексанон является частью третьей смеси, содержащей указанную вторую смесь, из которой удалены компоненты с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона.
7. Способ по любому из пунктов 1-5, в котором ректификационная колонна iv) пригодна для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (масса/масса).
8. Способ по любому из пунктов 2-7, включающий добавление к первой химической установке ректификационной колонны, пригодной для выделения фенола из нижнего продукта ректификационной колонны, пригодной для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (масса/масса).
9. Способ по пункту 8, включающий добавление к первой химической установке питающего трубопровода от ректификационной колонны, пригодной для выделения фенола из нижнего продукта ректификационной колонны, пригодной для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (масса/масса), к блоку гидрогенизации фенола.
10. Способ по пункту 9, в котором как первая химическая установка, так и вторая химическая установка содержат vii) блок дегидрогенизации циклогексанола, пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона.
11. Способ по любому из пунктов 1-10, в котором производительность второй химической установки для выделения циклогексанона по меньшей мере на 10% больше, чем производительность первой химической установки для выделения циклогексанона.
12. Химическая установка, которая пригодна для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола, и которая включает:
a) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов, имеющих температуру кипения ниже, чем у циклогексанона;
b) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона;
c) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1;
a)
d) блок дегидрогенизации циклогексанола, пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон; и
e) питающий трубопровод, пригодный для рециркуляции указанной смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, образовавшейся в d), от d) до а);
и отличается тем, что по меньшей мере одна из частей а) и d) использовалась в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана, причем по меньшей мере одна из частей с) и d) обладает производительностью, превышающей производительность, необходимую для выделения циклогексанона из второй смеси, при работе химической установки с полной производительностью частей а) и Ь).
13. Химическая установка по пункту 12, в которой по меньшей мере одна из частей с) и d) обладает производительностью, по меньшей мере на 10% превышающей необходимую для выделения циклогексанона из второй смеси, при работе химической установки с полной производительностью частей а) и Ь).
14. Способ выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола, который включает:
a) отгонку в ректификационной колонне верхним погоном компонентов с
температурой кипения ниже, чем у циклогексанона;
b) отгонку в ректификационной колонне верхним погоном циклогексанона;
c) отгонку в ректификационной колонне верхним погоном смеси циклогексанола и циклогексанона в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1;
d) дегидрогенизацию циклогексанола, отогнанного верхним погоном в с), в блоке дегидрогенизации циклогексанола, с образованием смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон;
e) рециркуляцию смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая образовалась в d), от d) до а),
и отличается тем, что по меньшей мере одна из частей, выбранных из ректификационной колонны (а) и блока дегидрогенизации циклогексанола (d), использовалась в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана, причем по меньшей мере один из процессов с) и d) осуществляют со скоростью ниже производительности ректификационной колонны с) и блока дегидрогенизации циклогексанола d), соответственно.
15. Способ по пункту 14, в котором по меньшей мере один из процессов с) и d) осуществляют со скоростью, составляющей максимум 90% от производительности
15.
ректификационной колонны с) и блока дегидрогенизации циклогексанола соответственно.
ИЗМЕНЕННАЯ ПО СТ. 34 РСТ ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПРЕДЛОЖЕННАЯ ЗАЯВИТЕЛЕМ К РАССМОТРЕНИЮ
1. Способ для создания второй химической установки, которая пригодна для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола; указанный способ включает:
a) предоставление первой химической установки, которая пригодна для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана, указанная первая установка содержит:
i) ректификационную колонну, пригодную для отгонки циклогексана верхним погоном;
ii) ректификационную колонну, пригодную для отгонки циклогексанона верхним погоном;
ш) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона;
iv) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон;
v) блок окисления циклогексана, пригодный для окисления циклогексана; и
vi) теплоутилизационный блок, пригодный для утилизации тепла отходящего газа из блока окисления циклогексана, пригодного для окисления циклогексана;
b) выведение указанной ректификационной колонны (i), пригодной для отгонки верхним погоном циклогексана, указанного блока окисления циклогексана (v) и указанного теплоутилизационного блока (vi) из работы указанной первой химической установки,
причем указанная вторая химическая установка содержит ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона, при этом указанный циклогексанон является частью третьей смеси, содержащей указанную вторую смесь, из которой удалены компоненты с температурой кипения ниже, чем у циклогексанона; и
c) добавление блока гидрогенизации фенола к указанной первой химической установке.
2. Способ по пункту 1, в котором первая смесь содержит циклогексанол, циклогексанон, циклогексан и по меньшей мере одно соединение, выбранное из гексанала, пентанала, 2-гептанона, 3-гептанона, 4-гептанона, 1,3-циклогександиона и 1,4-циклогександиона.
3. Способ по любому из пунктов 1-2, в котором вторая смесь содержит циклогексанол, циклогексанон, фенол и по меньшей мере одно соединение, выбранное из
2.
2-фенилциклогексанола, 3 -фенилциклогексанола, 4-фенилциклогексанола,
циклогексилфенилового простого эфира, бензофурана, 2,3-диметилбензофурана, 3-метил-4-октанона, 4-метил-З-октанона, З-метил-З-октанона, метилизопропилциклогексанола, метилизопропилциклогексанона и 1 -(4-метилпентан-2-ил)-бензол-фенола.
4. Способ по любому из пунктов 1-3, в котором ректификационная колонна iv) пригодна для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (масса/масса).
5. Способ по любому из пунктов 1-4, включающий добавление к первой химической установке ректификационной колонны, пригодной для выделения фенола из нижнего продукта ректификационной колонны, пригодной для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (масса/масса).
6. Способ по пункту 5, включающий добавление к первой химической установке питающего трубопровода от ректификационной колонны, пригодной для выделения фенола из нижнего продукта ректификационной колонны, пригодной для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении по меньшей мере 4:1 (масса/масса), к блоку гидрогенизации фенола.
7. Способ по пункту 6, в котором как первая, так и вторая химическая установка содержат vii) блок дегидрогенизации циклогексанола, пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием циклогексанона.
8. Способ по любому из пунктов 1-7, в котором производительность второй химической установки для выделения циклогексанона по меньшей мере на 10% больше, чем производительность первой химической установки для выделения циклогексанона, причем производительность означает массу циклогексанона, выделяемую за данный промежуток времени.
9. Химическая установка, которая пригодна для выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола, и которая включает:
a) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном компонентов, имеющих температуру кипения ниже, чем у циклогексанона;
b) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном циклогексанона;
c) ректификационную колонну, пригодную для отгонки верхним погоном смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1;
a)
d) блок дегидрогенизации циклогексанола, пригодный для дегидрогенизации циклогексанола с образованием смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон; и
e) питающий трубопровод, пригодный для рециркуляции указанной смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая образовалась в d), от d) до а);
f) блок гидрогенизации фенола, производящий смесь, содержащую продукты реакции гидрогенизации фенола;
и отличается тем, что по меньшей мере одна из частей а) и d) использовалась в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана, причем по меньшей мере одна из частей с) и d) обладает производительностью, превышающей производительность, необходимую для выделения циклогексанона из второй смеси, при работе химической установки с полной производительностью частей а) и Ь), при этом производительность установки или ректификационной колонны означает массу циклогексанона, выделенную за данный промежуток времени, а производительность блока дегидрогенизации циклогексанола означает массу циклогексанола, превращаемого в циклогексанон, за единицу времени.
10. Химическая установка по пункту 9, в которой по меньшей мере одна из частей с) и d) обладает производительностью, по меньшей мере на 10% превышающей необходимую для выделения циклогексанона из второй смеси, при работе химической установки с полной производительностью частей а) и Ь).
11. Способ выделения циклогексанона из второй смеси, содержащей продукты реакции гидрогенизации фенола, который включает:
a) отгонку в ректификационной колонне верхним погоном компонентов с
температурой кипения ниже, чем у циклогексанона;
b) отгонку в ректификационной колонне верхним погоном циклогексанона;
c) отгонку в ректификационной колонне верхним погоном смеси циклогексанола и циклогексанона в соотношении (масса/масса) по меньшей мере 4:1;
d) дегидрогенизацию циклогексанола, отогнанного верхним погоном в с), в блоке дегидрогенизации циклогексанола, с образованием смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон;
e) рециркуляцию смеси, содержащей циклогексанол и циклогексанон, которая образовалась в d), от d) до а);
f) гидрогенизацию фенола в блоке гидрогенизации фенола, в результате чего образуется смесь, содержащая продукты реакции гидрогенизации фенола;
и отличается тем, что по меньшей мере одна из частей, выбранных из ректификационной колонны (а) и блока дегидрогенизации циклогексанола (d),
использовалась в химической установке для выделения циклогексанона из первой смеси, содержащей продукты реакции окисления циклогексана, причем по меньшей мере один из процессов с) и d) осуществляют со скоростью ниже производительности ректификационной колонны с) и блока дегидрогенизации циклогексанола d), соответственно, при этом производительность установки или ректификационной колонны означает массу циклогексанона, выделяемую за данный промежуток времени, а производительность блока дегидрогенизации циклогексанола означает массу циклогексанола, превращаемую в циклогексанон за единицу времени.
12. Способ по пункту 11, в котором по меньшей мере один из процессов с) и d) осуществляют со скоростью, составляющей максимум 90% от производительности ректификационной колонны с) и блока дегидрогенизации циклогексанола d), соответственно.
1/2
FIG. 1
2/2
FIG. 2
(19)
(19)
(19)
WO 2016/096844
PCT/EP2015/079774
WO 2016/096844
PCT/EP2015/079774