Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок
ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА ЦИКЛОГЕКСАНА
Циклогексан производится в промышленности гидрированием бензола в газовой или жидкой фазе. Для газофазного гидрирования используется таблетированный катализатор, содержащий 50 % (мае.) Ni на Сг203 [17]. В последнее время все шире применяется жидкофазное гидрирование, имеющее следующие преимущества: меньший объем реактора, более эффективный отвод теплоты, что обеспечивает более высокую селективность.
При жидкофазном гидрировании может использоваться ни- кель-хромовый катализатор [18]; температура процесса 150-200 °С, парциальное давление водорода 0.6-5.3 МПа. Возможно использование мелкодисперсных катализаторов на основе металлов платиновой группы, нанесенных на у-А1203 [19]. Причем наибольшую активность проявляют катализаторы, содержащие 1 % Rh или Ru; достаточно высокий выход циклогексана обеспечивается при невысокой температуре (100 °С) и давлении водорода 1 МПа. Полученные результаты согласуются с рядом активности катализаторов при гидрировании бензола [20]: Rh > > Ru > Pt > Ni.
Гидрирование бензола на Na-формах цеолитов осуществляется при 250 °С, давлении 3 МПа при объемной скорости сырья 1 ч 1 с конверсией 98.3 % и селективностью образования циклогексана 100 % [21]. Установлен ряд активности цеолитсодержащих катализаторов гидрирования: Pd/H-Y > Pd/H-ЦВМ > Pd/H-M. Изменение активности в этом ряду объясняется доступностью для реагирующих молекул металлических кластеров, располагающихся во внутрикристаллических порах цеолитов.
Процесс разработан фирмой «Toray Ind., Inc.». Катализатор проявляет высокую активность и селективность образования цик - логексана 99.7 %, длительную работоспособность и устойчивость к катализаторным ядам, в особенности к серосодержащим соединениям, тормозит побочные реакции, вызываемые примесями парафиновых углеводородов. Процесс характеризуется высокой утилизацией Н2 (> 97 % ), содержание Н2 в отработанных газах менее 10 % (мол.). Расход исходных материалов и энергии на 1 т циклогексана: бензол - 0.93 т, 90 %-й водородсодержащий газ - 900 нм3 при 137 нм3 отходящих газов, пар с Р = 0.6 МПа - 0.11 т, пар с Р = 1.1 МПа - 0.4 т, пар с Р = 2.1 МПа - 0.1 т, электроэнергия - 80 кВт ч, охлаждающая вода -8 т, горячая вода - 0.94 т; регенерируется 0.94 т пара (Р > 0.35 МПа).
