Способ получения циклогексана


 


Владельцы патента RU 2459792:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к способу получения циклогексана из непредельных углеводородов, характеризующемуся тем, что смесь ацетилена и природного газа при соотношении 46÷48:52÷54 мол.% подвергают механохимической активации при температуре 20°С в течение 3-10 мин в присутствии кристаллического кварца. Данный способ позволяет получать циклогексан в одну стадию, без создания дополнительного давления и при низких температурах. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу получения циклогексана.

В основном циклогексан получают из бензола. Чаще всего применяется гидрирование бензола в циклогексан. Известны способы получения циклогексана жидкофазным гидрированием бензола (Пат. №5189233 США.; Пат. №2139843 РФ, Пат. 6750374 США, Заявка 2716190 Франция, Пат. №2196123 РФ, Пат. 6153805 США, Пат. 6187080 США, Пат. №2235086 РФ). Типичной проблемой при гидрировании бензола в циклогексан являются побочные реакции. В частности, нежелательной является изомеризация в метилциклопентан. Кроме того, при более высоких температурах происходит расщепление кольца, приводящее к нежелательным C5- и более легким продуктам. Недостатком этих способа является необходимость обессеривания сырья.

Наиболее близким предлагаемому способу является способ гидрирования бензола в адиабатическом реакторе полочного типа путем контактирования бензола с катализатором, при температуре 140-240°C, давлении 3-6 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 ч-1 в присутствии водородсодержащего газа (Пат. №2400463). Недостатками данного способа являются необходимость использования в процессе получения циклогексана высокой температуры и давления и сложное технологическое оформление процесса.

Задачей предлагаемого способа является получение циклогексана механохимическим способом из смеси ацетилена с природным газом, позволяющим проводить процесс в одну стадию, без создания дополнительного давления и при низких температурах.

Технический результат достигается за счет механохимической обработки смеси ацетилена с природным газом при соотношении 46÷48:52÷54 мол.%, температуре 20°C в течение 3-10 мин в присутствии кристаллического кварца с размером частиц 2-4 мм.

Процесс получения циклогексана проводят в механохимическом реакторе центробежно-планетарной шаровой мельницы типа АГО-2, при частоте вращения реакторов 1820 об/мин. В герметично закрываемый реактор мельницы помещают мелющие стальные шары и кристаллический кварц (размер частиц 2-4 мм). В реактор (предварительно удалив воздух) закачивают смесь ацетилена с природным газом под давлением 1 атм при соотношении 46÷48:52÷54 мол.%. В состав природного газа входят метан (97 мол.%), этан (2,3 мол.%), пропан (0,6 мол.%), иные газы (0,1 мол.%). В процессе механохимической активации в присутствии кварца ацетилен превращается в бензол. Часть образующегося бензола гидрируется водородом, выделяемым при механодеструкции углеводородов природного газа, с образованием циклогексана при температуре 20°C (за счет внешнего охлаждения реакторов) в течение 3-10 минут. Селективность предлагаемого способа по циклогексану достигает 25 мол.%.

Ацетилен и линейные углеводороды анализируют газохроматографическими методами, используя детектор по теплопроводности. Углеводороды C1-C6 разделяют с помощью газожидкостной хроматографии в колонке, заполненной сферохромом; стационарная жидкая фаза - триэтиленгликольбутират. Неуглеводородные компоненты газов определяют газо-адсорбционным методом в колонке, заполненной цеолитом CaA в качестве адсорбента. Газ-носитель - аргон. Бензол и циклогексан определяют на газожидкостном хроматографе "Кристалл-2000М" с пламенным детектором.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Смесь состава ацетилен (46 мол.%) + природный газ (54 мол.%) подвергают механической обработке в реакторе-активаторе мельницы АГО-2 в течение 3 минут, в описанных выше условиях.

Полученная газовая смесь содержит 13 мол.% циклогексана.

Пример 2. Смесь состава ацетилен (46 мол.%) + природный газ (54 мол.%) подвергали механической обработке в реакторе-активаторе мельницы АГО-2 в течение 5 минут, в описанных выше условиях.

Полученная газовая смесь содержит 25 мол.% циклогексана.

Пример 3. Смесь состава ацетилен (46 мол.%) + природный газ (54 мол.%) подвергали механической обработке в реакторе-активаторе мельницы АГО-2 в течение 10 минут, в описанных выше условиях.

Полученная газовая смесь содержит 5 мол.% циклогексана.

Пример 4. Смесь состава ацетилен (48 мол.%) + природный газ (52 мол.%) подвергали механической обработке в реакторе-активаторе мельницы АГО-2 в течение 5 минут, в описанных выше условиях.

Полученная газовая смесь содержит 23 мол.% циклогексана.

В газовой фазе после механической обработки приведенных в примерах смесей помимо циклогексана присутствуют ацетилен, бензол, водород, метан, этан.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать циклогексан непосредственно из ацетилена и природного газа в одну стадию механохимическим способом при комнатной температуре и атмосферном давлении.

1. Способ получения циклогексана из непредельных углеводородов, отличающийся тем, что смесь ацетилена и природного газа при соотношении 46÷48 : 52÷54 мол.% подвергают механохимической активации при температуре 20°С в течение 3-10 мин в присутствии кристаллического кварца.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют кварц с размером частиц 2-4 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения замещенных или незамещенных 1,7-диолефинов формулы (9) ,в которой R7-R12 независимо друг от друга обозначают водород, алкил с 1-4 атомами углерода или галоген, гидродимеризацией нециклических олефинов с, по меньшей мере, двумя сопряженными двойными связями в присутствии восстановителя и катализатора, характеризующемуся тем, что в качестве восстановителя используют муравьиную кислоту и/или формиаты, а в качестве катализатора используют карбеновый комплекс металла, который содержит металл от 8-й до 10-й групп периодической системы элементов и, по меньшей мере, один карбеновый лиганд формулы (1) или (2): в которой R1, R2 означают -(СН2)n-В, В означает моноциклическую или полициклическую арильную группу с 6-14 атомами углерода или моноциклический или полициклический гетероцикл с 5-14 атомами углерода и гетероатомами, который содержит от 1 до 3 гетероатомов, выбранных из группы, включающей азот, кислород и серу, n означает число от 0 до 4, R3, R4, R5 и R6 означают водород, алкил, гетероарил, арил, -CN, -СООН, -СОО-алкил, -СОО-арил, -ОСО-алкил, -ОСО-арил, -ОСОО-алкил, -ОСОО-арил, -СНО, -СО-алкил, -СО-арил, -NH2, -NH(алкил), -N(алкил)2, -NH(арил), -N(арил)2, фтор, хлор, бром, йод, -ОН, -CF3, -NO2, -ферроценил, -SO3H или -РО3Н2, причем алкил означает алкильную группу с 1-12 атомами углерода, арил означает арильную группу с 5-14 атомами углерода, и заместители R 3 и R4 могут быть также частью связанного мостиком алифатического или ароматического кольца, причем заместители R1 и R2 могут быть одинаковыми или разными, замещенными или незамещенными, и заместители R3, R 4, R5 и R6 также могут быть одинаковыми или разными, замещенными или незамещенными.

Изобретение относится к области органической химии, в частности, к способу получения разветвленных насыщенных углеводородов, которые могут быть использованы для повышения октанового числа.

Изобретение относится к способу получения соединения общей формулы (I), включающему стадии согласно следующей схеме: причем на отдельных стадиях: а1) соединение формулы (IX) превращают в соединение формулы (V) в присутствии фермента, выбранного из липазы В из Candida antarctica, b) соединение формулы (V) в присутствии кислотного катализатора посредством действия соединения, которое может образовывать защитную группу Z3, стабильную в щелочной среде и лабильную в кислой среде, превращают в соединение формулы (VIII) и с) соединение формулы (VIII) в присутствии нуклеофильного агента превращают в соединение формулы (II); d) соединение формулы (II) в присутствии основания В1 превращают посредством действия соединения формулы (VI) в соединение формулы (IIIа); е) соединение формулы (IIIа) превращают в соединение формулы (IVa), причем соответствующее превращение осуществляют посредством действия спирта в присутствии кислотного катализатора; f) соединение (IVa) посредством действия соединения (VII) превращают в соединение формулы (Iа) в присутствии основания В1 и g) при необходимости, соединение (Iа) гидролизуют или подвергают гидрогенолизу до соединения (I), если R3 представляет собой Н; причем соединения (IX) представляет собой чистый цис-изомер или смесь цис/транс-изомеров соответственно; при этом переменные и заместители имеют следующие значения соответственно: цикл А представляет собой С3 -С8циклоалкил, R1, R2, R4 и R5 представляют собой независимо друг от друга Н, F, Cl, Вr, C1-С6 алкил или -O-(С1-С6алкил); R3 представляет собой Н, C1-С6алкил; R6 представляет собой C1-С6алкил или бензил; Х представляет собой C1-С6алкил; Y представляет собой C 1-С6алкил; Z1 представляет собой защитную группу, стабильную в кислой среде; Z2 представляет собой защитную группу, стабильную в кислой среде; Z3 представляет собой защитную группу, стабильную в щелочной среде и лабильную в кислой среде; Z4 представляет собой уходящую группу; Z5 представляет собой уходящую группу; В1 представляет собой третичный алкоголят щелочноземельного металла, третичный алкоголят щелочного металла, амид щелочноземельного металла, амид щелочного металла, силазид щелочноземельного металла, силазид щелочного металла или гидрид щелочного металла.

Изобретение относится к вариантам способа гидрирования бензола, смесей бензола и толуола, смесей бензола и ксилола или изомерной смеси ксилола или смесей бензола, толуола и ксилола или изомерной смеси ксилола, содержащих сернистые ароматические соединения, в одном из которых на первой стадии, при необходимости в присутствии водорода, содержание сернистых ароматических соединений снижают в присутствии десульфуризатора, содержащего медь и цинк в атомном отношении от 1:0,3 до 1:10 (стадия а), и на второй стадии бензол, смеси бензола и толуола, смеси бензола и ксилола или изомерной смеси ксилола или смеси бензола, толуола и ксилола или изомерной смеси ксилола гидрируют в присутствии нанесенного на носитель рутениевого катализатора, содержащего от 0,01 до 30 мас.% рутения, в пересчете на общую массу катализатора, в присутствии водорода (стадия b).

Изобретение относится к двум вариантам способа получения ароматических соединений, один из которых включает: стадию метанирования с контактом водородсодержащего газа с моноксидом углерода и/или диоксидом углерода в присутствии катализатора, вызывающего реакцию водорода, содержащегося в газе, с моноксидом углерода и/или диоксидом углерода и превращение этих компонентов в метан и воду; и стадию синтеза ароматического соединения с реакцией низшего углеводорода с метаном, получаемым на стадии метанирования, в присутствии катализатора с получением газа продуктов реакции, содержащего ароматические соединения и водород, причем ароматические соединения отделяют от газа продуктов реакции, получаемого на стадии синтеза ароматического соединения, и затем остающийся полученный водородсодержащий газ подают на стадию метанирования.
Изобретение относится к способу гидрирования бензола в адиабатическом реакторе полочного типа путем контактирования бензола с катализатором, расположенным на полках, при повышенных температуре и давлении в присутствии водородсодержащего газа, подаваемого в реактор вместе с бензолом в верхнюю часть, а также в пространство между слоями катализатора, характеризующемуся тем, что в верхнюю часть реактора подают 50-70% мас.
Изобретение относится к модифицированному медью никелевому катализатору для гидрирования ароматического соединения с получением гидрированного циклического соединения, включающему от 4 до 10 мас.% Ni и от около 0,2 до 0,9 мас.% Cu, нанесенных на носитель из переходного оксида алюминия, имеющего удельную площадь поверхности по методу BET от около 40 до 180 м2/г и объем пор от около 0,3 до около 0,8 см3/г, причем катализатор содержит один или более модифицирующих компонентов, выбранных из группы, состоящей из Ag и Ru.

Изобретение относится к способам получения изопропанола (варианты) и к способу получения фенола и изопропанола, содержащего продукты гидрирования бензола. .

Изобретение относится к способу выделения циклогексана из реакционной смеси синтеза циклогексанона и циклогексанола и может найти применение в химической промышленности при получении капролактама.

Изобретение относится к улучшенному способу гидрирования ненасыщенных циклических соединений, таких, как бензол и анилин, или циклогексилфениламин и дициклогексиламин, с получением, например, циклогексилфениламина или циклогексана.

Изобретение относится к способу управления водной отмывкой оксидата в производстве капролактама, проводимому в ректификационной колонне с подачей реакционной смеси, регулированием температурного режима при использовании выносного теплообменника, отводом через конденсаторы дистиллята и кубового продукта
Изобретение относится к способу переработки углеводородных соединений, содержащих по меньшей мере одну нитрильную (азотсодержащую) функциональную группу

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения циклогексана и его производных общей формулы R=H,
Наверх