159125. lajstromszámú szabadalom • Eljárás benzol hidrogénezésére
159125 7 8 náihatjuk a 25. sz. vezeték friss katalizátorának szuszpendálására. Az ábra a találmány szerinti eljárás megvalósításának csak egyik kiviteli formája, és semmiképpen sem korlátozza a találmány szerinti eljárás oltalmi körét. Nyilvánvaló, hogy a friss katalizátor beadagolását és a használt katalizátor elvezetését bármilyen módon megoldhatjuk. A hidrogénezési reakció reakcióhőjét pedig — részben vagy egészben — bármely, a 13. sz. reaktorban elhelyezett belső reaktorral, vagy ezzel egyenértékű berendezéssel megvalósíthatjuk. Mint feljebb említettük, a hidrogénezési reakcióban utóreagáiltatásra külön reaktort is alkalmazhatunk. Ez a reaktor működhet pl. gőzfázásban, s a reaktorban a főreaktorban alkalmazott katalizátorral azonos, vagy attól különböző fajtájú, rögzítettágyas katalizátorít alkalmazhatunk. Ezt az „utóreaktort" a 13. sz. főreaktor és a 16. sz. hűtőberendezés közé helyezhetjük el. Ilyen eljárást ismertet pl. az 1962. szeptember 13.-i elsőbbségű 3 202 723 sz. ameiikai szabadalom. A hidrogénezés termékét, azaz a ciklohexánt az ábrán látható módon, a 15. sz. vezetéken keresztül, gőzállapötban vezetjük el. Nyilvánvaló, hogy a ciklohexánvégtermék egy részét vagy egészét folyadékfázisban is elvezethetjük, pl. a 23. sz. vezetéken keresztül. Ebben az esetben a kataliizáitorrészecskéket vagy visszatartjuk a készülékben, vagy visszavezetjük a rendszerbe. Az alábbi példák az oltalmi kör korlátozása nélkül a találmány szerinti eljárás lényegének megvilágítására szolgálnak. 1. példa Egy 18 cnr'-es reaktorba bevezetünk 10 m3 ciklohexánt. A reaktorban 70% hidrogént tartalmazó gázzal 40 kg/cm2 nyomást létesítünk, majd a készülék hőmérsékletét 200 C°-ra emeljük' A reformáló egységből származó gázt a bevezetés előtt két lépésben tisztításnak vetjük alá: először egy 144 átlagmolekulasúlyú szénihidrogénfrakcióval, majd cilklohexánnal tisztítjuk. A nehéz szénhidrogénektől megtisztított gáz a 70 térfogat-százalék hidrogénen kívül 21% metánt, 6%) etánt, 2% propánt, és 1% bután t tartalmaz, továbbá mintegy 0,001 térfogatszázalék öitszénatamos, vagy ennél több széniatomot tartalmazó szénhidrogént. Az így kapott gázt 5000 nnr'/óra teljesítménynyel vezetjük be a .reaktorba. A készülékbe beviszünk 200 1 ciklohexánban szuszpendált 50 kg por állapotban' levő Raney-nikkelt is, továbbá 3 m:s /ó teljesítménnyel benzolt. A benzol egymilliomod súlyrész ként tartalmaz. A folyadékíázist úgy hűtjük, hogy a folyadékot az ábrán látható módon, a reaktoron kívül elhelyezkedő hűtőn keresztül keringetjük. Az inert gáz által elragadott ciklohexánt és a reagálatlan hidrogént kandenzáltatjuk. A gáz alakú termékből a ciklohexánt eltávolítva azt kapjuk, hogy a termék benzoltartalma kb. 0,01 súlyszázalék (100 ppm) 4 napi üzemeltetés után az elvezetett és kondenzált benzol ciklohexáintartalma növekedni kezd, kb. 1000 ppm-nyi értéket ér el. Ekkor a készülék leállítása nélkül újabb 200 liter ciklohexánban szuszpendált 50 kg katalizátort viszünk a reaktorba; a végtermék benzoltartalma azonnal a kezdeti értékre esik vissza. Ezt a műveletet 37—40-szer ismételhetjük meg, anélkül, hogy a rendszerből katalizátort távolítanánk el: a folyadékfázis egy részét azonban el kell vezetni, hogy a reaktorban levő folyadék mennyisége ne változzon lényegesén. A negyvenedik katalizátor-részlet beadagolása után a folyadék fajlagos katalizátor-tartalma olyan értéket ér el, amelyet már nem célszerű túllépni. Ettől kezdve, anélkül, hogy a friss katalizátor adagolását abbahagynánk, szakaszosan vagy folyamatosan eltávolítjuk a reakcióelegy egy részét. Az elegyet dekantáljuk, és a folyadékfázist visszavezetjük a reaktorba, míg a dekantált katalizátort eldobjuk, regeneráljuk, vagy más célokból kezeljük. Azt is megtehetjük, hogy a felhasznált katalizátort a friss katalizátor beadagolási ütemének lényegileg megfelelő periódusokban távolítjuk el. A hidrogénezést a továbbiakban a fenti ismertetett módon gyakorlatilag meghatározatlan hosszú ideig folytathatjuk. Összehasonlításképp: ha az eljárást valamely olyan ismert eljárással valósítjuk meg, melynél a fentiekben megadott mennyiségű összes katalizátort a reakció kezdetén egyszerre visszük: be a rendszerbe, úgy a fenti 2000 kg katalizátor segítségével a katalizátor egy kilogramjára vonatkoztatva mindössze 13 000 kg 350 ppm benzoltartalmú ciklohexánt termelhetünk. Úgyszintén összehasonlításképp közöljük, hogy ha az 1. példában ismertetett reaktort olyan hidrogénárammal tápláljuk, melyet csupán a szénhidrogén-frakcióval mostunk, akkor a kapott ciklohexánban az olaj nyomai kimutathatóak. Ez a nyomnyi szennyezés a tovább1 ' lépéseknél, például ciklohexanol vagy adipinsav gyártásánál zavaró lehet. 2. példa Megismételjük az 1. példa szerinti eljárást azzal a különbséggel, hogy a reakció kezdetén 500 kg katalizátort adagolunk a reaktorba. Ilyen módon 10 ppm benzoltartalmú ciklohexánt nye-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
