Леванова Светлана Васильевна, доктор химических наук, профессор кафедры «Технология органического и нефтехимического синтеза»
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244
Svetlana V. Levanova, Dr. of Sci. (Chemistry), Professor of the Chair “Technology of Organic and Petrochemical Synthesis”
244, Molodogvardeiskaya ul., Samara 443100, Russia
Мартыненко Евгения Андреевна, кандидат химических наук, научный сотрудник кафедры «Химическая технология переработки нефти и газа»
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244
Evgeniya A. Martynenko, Cand. of Sci. (Chemistry), Researcher of the Chair “Chemical Technology of Oil and Gas Refining”
244, Molodogvardeiskaya ul., Samara 443100, Russia
Моргун Алена Александровна, магистрант, инженер кафедры «Технология органического и нефтехимического синтеза»
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244
Alena A. Morgun, Master’s Degree Candidate, Engineer of the Chair “Technology of Organic and Petrochemical Synthesis”
244, Molodogvardeiskaya ul., Samara 443100, Russia
Глазко Илья Леонидович, кандидат химических наук, доцент кафедры «Технология органического и нефтехимического синтеза»
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244
Ilya L. Glazko, Cand. of Sci. (Chemistry), Associate Professor of the Chair “Technology of Organic and Petrochemical Synthesis”
244, Molodogvardeiskaya ul., Samara 443100, Russia
Соколов Александр Борисович, кандидат химических наук, доцент кафедры «Технология органического и нефтехимического синтеза»
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244
Alexander B. Sokolov, Cand. of Sci. (Chemistry), Associate Professor of the Chair “Technology of Organic and Petrochemical Synthesis”
244, Molodogvardeiskaya ul., Samara 443100, Russia
Objectives. The intensification of modern large-tonnage Russian technologies requires a deep investigation into the theoretical foundations of these processes and searching for ways that would significantly reduce the time and cost of their development, as well as to ensure the access of high-quality products on the world market. The aim of the work was to study the options regarding technological changes in the process of obtaining cyclohexanone at two stages: 1) oxidate (cyclohexane oxidation product after the stage of neutralization and removal of the main amount of unreacted cyclohexane) saponification and 2) end product rectification. The changes should ensure the high quality of the product without requiring significant energy and investment costs.
Methods. Studies of heterophase alkaline hydrolysis with NaOH solutions were carried out at 30–80 °C in the presence of and without a phase transfer catalyst (PTC) (saponification conditions in the industry are 70 °C). The homophase process was studied in the presence of KOH at 120 °C (industrial conditions for raw cyclohexanone rectification are 90–130 °C) on artificial mixtures based on industrial samples of the oxidate with the addition of model substances (oxygencontaining impurities with a main substance content of no less than 95%). Analysis of the initial and obtained products was carried out using gas-liquid chromatography and chromatographymass spectrometry.
Results. The totality of the obtained data provides theoretical justification for the fact: 50– 70% of esters and unsaponifiable impurities can be removed by using heterophase alkaline saponification in industrial environments. The post-treatment of crude cyclohexanone by rectification in the presence of KOH decreases the ester number by a factor of 3–5, however, the number of cyclohexanone condensation products in the bottom sharply increases. The amount of these substances varies from 10 to 20 kg/t of cyclohexanone depending on compliance with the conditions. In the presence of PTC, the conversion of esters at the saponification stage is 95–100%, aldehydes 100%, and unsaturated ketones 80%.
Conclusions. If the proposed technology for saponification in the presence of PTC is adopted there will be no need to use an alkali during the process of cyclohexanone rectification. This makes the process more stable, reduces the losses of cyclohexanone, reduces the amount of tars, and normalized indicators of cyclohexanone quality are attained.
Цели. Интенсификация современных многотоннажных отечественных технологий требует глубокой проработки теоретических основ этих процессов и поиска путей, которые позволили бы существенно сократить сроки и затраты на их освоение и обеспечить выход на мировой рынок продукции высокого качества. Цель работы заключалась в исследовании вариантов технологических изменений процесса получения циклогексанона на стадиях омыления оксидата (продукта окисления циклогексана пос ле отгонки основной части непрореагировавшего циклогексана) и ректификации целевого продукта, обеспечивающих его высокое качество, не требующих значительных энергетических и инвестиционных затрат.
Методы. Исследования гетерофазного щелочного гидролиза водными растворами NaOH проводили в интервале температур 30–80 ºС в присутствии и без катализатора межфазного переноса (КМФП) (режим омыления в промышленности 70 ºС); гомофазный процесс изучали в присутствии KOH при температуре 120 ºС (промышленный режим ректификации циклогексанона-сырца 90–130 ºС) на искусственных смесях, составленных на основе промышленных образцов оксидата с добавлением модельных веществ (кислородсодержащих примесей с содержанием основного вещества не менее 95%). Анализ исходных и полученных продуктов проводили с использованием газо-жидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии.
Результаты. Совокупность полученных данных дает теоретическое обоснование реальному факту: при гетерофазном щелочном омылении в промышленных условиях сложные эфиры и неомыляемые примеси могут быть удалены на 50–70%. Доочистка сырого циклогексанона при ректификации в присутствии KOH в 3–5 раз уменьшает эфирное число, однако в кубе резко возрастает количество продуктов конденсации циклогексанона, которое в зависимости от соблюдения режимов колеблется от 10 до 20 кг/т циклогексанона. В присутствии КМФП конверсия эфиров на стадии омыления составляет 95–100%, альдегидов 100%, непредельных кетонов 80%.
Заключение. В случае внедрения предложенной технологии омыления оксидата в присутствии КМФП отпадает необходимость использования щелочи в процессе ректификации сырого циклогексанона, что делает процесс более стабильным, сокращаются потери циклогексанона, уменьшается количество смол и достигаются нормированные показатели качества циклогексанона.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.