159608. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ciklohexanon előállítására
159608 ti 0,113 mól/óra fenolt és 28 l/óra H2 -t (10 : 1 mólarányiban) vezetve. Üzemen kívül a készüléken H2 -t áramoltattunk át. A katalizátor igénybevételét a munkanapokon egyszeri felfűtéssel és lehűtéssel fokoztuk, ami tob. 40-szeri különleges igénybevételt jelentett. A konverzió a két hónap alatt a kezdeti 99,5P/0 -ról 95%-ra csökkent, míg a szelektivitás 96% körüli konstans értéket mutatott. A katalizátor aktivitása tehát kb. 1500 óra alatt (ebből kb. 300 óra a reakcióidő) csak csekély mértékben csökkent. Ebből arra lehet következtetni, hogy élettartama ennél lényegesen nagyobb. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei közül az alábbiakat adjuk meg: a) Lehetővé teszi, hogy fenolból egy lépésben, atmoszférás nyomáson 160 C° körüli hőmérsékleten 95%-nál jobb termeléssel állítsunk elő ciklohexanont. b) A ma legelterjedtebb eljárásokkal szemben egy desztillációs és egy dehidrogénező lépés kiküszöbölését eredményezi, ami jelentős költségmegtakarítást eredményez. c) Azonos mennyiségű fenolból nagyobb mennyiségű ciklohexanon előállítását teszi lehetővé. d) A hidrogénező reakcióban egy mól fenol csak 2 mól hidrogént vesz fel; ezért a reakció kevésbé exoterm, mint a hagyományos eljárásban, és így jobban kézben tartható. e) Az ismert eljárások katalizátoraihoz viszonyítva nagyobb a katalizátor szelektivitása és terhelhetősége. f) Az ismert eljárásokihoz viszonyítva lényegesen kisebb hidrogén-felesleggel lehet dolgozni. g) A reakcióban H2 —N 2 elegyet, pl. ammóniaszintézisgázt is fel lehet használni. h) A reakcióban használt katalizátor egyszerűen előállítható. i) Az aktívált katalizátor levegőre nem érzékeny, levegőn tárolható. 10 15 20 25 J0 35 40 45 j) A katalizátor hosszú élettartamú, és kimerülése után fémtartalma regeneráláskor nagyrészt visszanyerhető. k) A hagyományos két-lépcsős technológiával dolgozó üzemekben lényeges beruházás nélkül bevezethető, mert az ottani berendezések legnagyobb része felhasználható. 1) A két-lépcsős technológiával dolgozó üzeméhez viszonyítva a találmány szerinti eljárással működő, azonos kapacitású új üzem beruházási költségei jelentősen kisebbek. A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi kiviteli példákat adjuk meg. 1. példa: 22 mm belső átmérőjű reaktorba 20 ml 0,5 súly% Pd-t tartalmazó, 1—1,4 mm szemcseméretű Klinosorb 4 hordozós aktívált katalizátort helyezünk, 161 C°-on óránként 0,113 mól fenolt és 0,68 mól (16,7 1) hidrogént adagolunk be, ami 6:1 H2 : fenol mólaránynak felel meg. A térsefoesség 0,38 sec-1 , a kontakt-idő 2,6 sec. A reaktorból a hűtőbe vezetett reakcióelegy gázkromatográfiás elemzés szerint 96,3 mól% ciklohexanont és 3,7 mól% ciklohexanolt tartalmaz, vagyis a konverzió 100%. Az 1. példában ismertetett módon végzett további hidrogénezési reakciók eredményeit az alábbi táblázatban ismertetjük. Ezek a példák egyértelműen bizonyítják, hogy a találmány szerinti eljárás 100%-os konverzió, ill. 98% fölötti szelektivitás elérését is lehetővé teszi. A 2., 3., 7. és 8^10. példák esetében 20 ml térfogatú, 0,5% Pd-t tartalmazó Klinosorb 4 katalizátort használtunk. A 8—10. példák esetében a katalizator-hordozót impregnálás előtt savval előkezeltük. A 4. példa esetében 30 ml 0,22% Pd-t tartalmazó katalizátort használtunk. Az 5. és 6. példa esetében felhasznált 20 ml Klinosorb 4 hordozó 1,0% Pd-t tartalmazott. I. táblí ízat Fenol A példa Hőm. Molar any adagolás mol/ó H2 adag íolás N, Térsebesség sorszáma C0 ^ H2 :f enol adagolás mol/ó mól/ó l/ó *-*z sec-1 12. 169 6:1 0,226 1,36 33,4 0,77 3. 161 6:1 0,113 0,68 16,7 — 0,38 4. 155 6:1 . 0,113 . 0,68 16,7 — 0,37 5. 151 6:1 0,113 0,68 16,7 — 0,38 6. 160 6:1 0,226 1,3)6 33,4 — 0,77 7. 151 6:1 0,113 0,68 16,7 15 0,68 8. 150 6:1 0,113 0,68 16,7 — 0,38 9. 160 6:1 0,226 1,36 33,4 — 0,76 10. 170 6:1 0,452 2,72 66,8 — 1,52 3
