Hvernig er sýklóhexanón framleitt í iðnaði? Framleiðsluleiðir, ferli og forrit

Iðnaðarlega er sýklóhexanón aðallega framleitt með oxun sýklóhexans, sem gefur af sér sýklóhexanól-sýklóhexanónblöndu sem kallast KA olía, fylgt eftir með aðskilnaði og hreinsun. Aðrar viðskiptaleiðir eru fenólvetnun og, sjaldnar, ferlar sem byggjast á sýklóhexen-. Skilningur á því hvernig sýklóhexanón er framleitt skiptir máli fyrir kaupendur vegna þess að sýklóhexanón framleiðsluferlið sem notað er hefur bein áhrif á hreinleika, kostnað og framboðsáreiðanleika - val á leið fer eftir hráefniskostnaði, áætluðum hreinleika og hvort framleiðandinn er einnig að framleiða adipinsýru eða kaprolaktam niðurstreymis.

Hvað er Cyclohexanone?

• Efnaheiti: Sýklóhexanón
• CAS númer: 108-94-1
• Sameindaformúla: C₆H₁₀O
• Mólþyngd:98,14 g/mól
• Líkamlegt form:Litlaus til föl-gulur olíukenndur vökvi með asetoni/piparmyntu-líkri lykt
• Helstu forrit:Undanfari kaprolaktams (fyrir Nylon 6) og adipinsýru (fyrir Nylon 66), iðnaðarleysis og hráefnis fyrir húðun, lím og önnur efnafræðileg milliefni

Hvernig er sýklóhexanón framleitt í iðnaði?

Þrjár meginleiðir eru notaðar í viðskiptalegum tilgangi og þær eru ekki skiptanlegar í reynd - hver er tengd við mismunandi aðfangakeðju og kostnaðaruppbyggingu.

1. Sýklóhexan oxunarferli (algengasta leiðin)

Þetta er ríkjandi iðnaðaraðferð, sérstaklega þar sem sýklóhexanón er framleitt ásamt adipinsýru eða kaprolaktami á samþættum nælonframleiðslustöðum. Framleiðsla sýklóhexanóns úr sýklóhexani með þessari oxunarleið stendur fyrir meirihluta heimsframleiðslugetu sýklóhexanóns.

Ferlisflæði:

Sýklóhexan
↓
Loft-/súrefnisoxun (kóbalt- eða manganhvati, 150–160 gráður, ~0,9–1,0 MPa)
↓
KA olía (sýklóhexanól + sýklóhexanón blanda)
↓
Eiming/Aðskilnaður
↓
Cyclohexanone (hreinsað)

Viðbrögð:

C₆H₁₂ + O₂ → C₆H₁₀O + H₂O

Í reynd framleiðir hvarfið bæði sýklóhexanól og sýklóhexanón saman - þessi blanda er kölluðKA olía(ketón-alkóhólía). Oxunin fer fram í röð vökva-fasa hvarfaefna með því að nota leysanlegan kóbalthvata (eins og kóbaltnaftenat eða kóbaltoktóat), þar sem for-þjappað lofti er sprautað inn til að veita súrefni. Lykill rekstrarþvingun: sýklóhexan umbreytingu er vísvitandi haldið undir u.þ.b. 10% í hverri umferð, vegna þess að það að ýta á umbreytingu hærra dregur úr sértækni - þær vörur sem óskað er eftir eru minna varma stöðugar en upphafssýklóhexan, þannig að umfram ummyndun myndar meira óæskilegt af-vörum frekar en meiri KA olíu. Þetta heldur heildar KA sértækni í kringum 80%, þar sem óhvarfað sýklóhexan er endurunnið aftur í fóðrið.

Af hverju þessi leið er ráðandi í iðnaði:

• Ódýrt hráefni- Sýklóhexan er tiltölulega lítill-kostnaður, mikið-rúmmál unnin úr jarðolíu, venjulega framleitt með því að vetna bensen.
• Stór-framleiðsla- Ferlið mælist vel og hentar vel- fyrir stöðuga, mikla-afköst.
• Núverandi innviðir- Áratuga uppsett afkastageta, sérstaklega á stöðum sem þegar framleiða adipinsýru eða kaprolaktam, gera þetta að leið minni mótstöðu fyrir stækkun eða nýja afkastagetu í samþættum nælonbirgðakeðjum.

2. Fenólvetnunarleið

Ferlisflæði:

Fenól
↓
Vetnun (palladíum-hvati, ~140 gráður)
↓
Sýklóhexanól (eða beint í sýklóhexanón í eins-skrefum stillingum)
↓
Dehydrogenation (ef tveggja-þrep)
↓
Sýklóhexanón

Hægt er að keyra þessa leið sem annaðhvort eins-þrepsferli (fenól vetnað beint í sýklóhexanón) eða tveggja-þrepa ferli (fenól → sýklóhexanól → afhýdnun → sýklóhexanón), allt eftir hönnun hvata og reactors. Palladíum-hvatar geta náð yfir 90% afrakstur af sýklóhexanóni í vetnun í einum-reactor, með ákjósanlegu mólhlutfalli vetnis-til-fenóls sem er um það bil 2,1 fyrir KA-olíu-jafngilda framleiðslu.

Kostir:

Mikill hreinleiki- Almennt talið hreinna ferli með meiri sértækni en sýklóhexanoxun, þar sem það forðast víðtækari af-vöruútbreiðslu sem kemur frá róttæka-miðlaðri sýklóhexanoxun.

Takmarkanir:

Hærri hráefniskostnaður- Fenól er almennt dýrara en sýklóhexan og verð þess er bundið við kúmenferlið (bensen + própýlen → kúmen → fenól + asetón í gegnum Hock-ferlið), sem bætir við lag af váhrifum á hráefnismarkaði sem sýklóhexanoxun þarf ekki í sama mæli.

3. Cyclohexene-Leið

Ferlisflæði:

Sýklóhexen (frá sértækri vetnun bensens)
↓
Vökvagjöf
↓
Sýklóhexanól
↓
Afvötnun
↓
Sýklóhexanón

Þessi leið byrjar á sýklóhexeni, sem sjálft er framleitt með hluta (sértækri) vetnun bensens -, flóknara fyrsta skref en einfaldlega að vetna bensen að fullu í sýklóhexan, en það opnar aðra hvarfleið. Sýklóhexenið er vökvað í sýklóhexanól, sem síðan er afvetnað í sýklóhexanón.

Einkenni:

• Önnur leið- Minna útbreidd á heimsvísu en sýklóhexanoxun, en notuð í viðskiptalegum tilgangi, einkum í ferlum sem þróaðir eru fyrir beina nælon millistigsframleiðslu.
• Betri sértækni- Getur boðið upp á betri sérhæfnisnið samanborið við beina sýklóhexanoxun, þar sem það forðast sumar róttæku-keðjuhliðarhvörfunum sem fylgja því ferli.

Sýklóhexanón framleiðsluferli flæðirit

Algengasta viðskiptaleiðin, sýklóhexanoxun, fylgir þessari heildarröð:

Sýklóhexan
|
Oxunarreactor
(Co/Mn hvati, 150-160 gráður, loft/O2)
|
KA Olía
(sýklóhexanól + sýklóhexanón)
|
Aðskilnaður
|
Eiming
|
Sýklóhexanón
(hreinsuð vara)

Þar sem sýklóhexanón er lokamarkafurðin (frekar en milliefni á leið til adipínsýru) er sýklóhexanólhlutinn af KA olíu venjulega afhýddur til að breyta því í viðbótarsýklóhexanón, sem hámarkar afrakstur æskilegs ketóns frekar en að meðhöndla sýklóhexanól sem- aukaafurð.

Samanburður á iðnaðar Cyclohexanone framleiðsluleiðum

Að lesa þessa töflu í samhengi skiptir meira máli en einstakar frumur:besta sýklóhexanón framleiðsluaðferðin fer algjörlega eftir því hvað annað framleiðandi er að gera.Staður sem er samþættur adipínsýru eða kaprolaktamframleiðslu mun næstum alltaf styðja sýklóhexanoxun, vegna þess að KA olía er sameiginlegt hráefni fyrir bæði sýklóhexanón og adipínsýru, og fjármagnið er þegar til staðar. Sjálfstæður sýklóhexanónframleiðandi án þessarar samþættingar á eftirleiðis, eða sá sem setur hreinleika í forgang fyrir lyfja- eða sérfræðinotkun -leysiefna, er líklegri til að íhuga fenólvetnun þrátt fyrir hærri hráefniskostnað.

Af hverju er sýklóhexanoxun ríkjandi iðnaðaraðferðin?

Fyrir utan kostina á-ferlisstigi sem þegar hefur verið lýst, skýra nokkrir byggingarþættir hvers vegna þessi leið hefur meirihluta framleiðslugetu á heimsvísu:

• Kostnaður- Sýklóhexan er unnin úr jarðolíu með vel-rótgrónu, samkeppnishæfu verði, ólíkt fenóli, sem ber kostnaðarálag sem er bundið við kúmen/asetón sam-framleiðsluhagfræði.
• Framboð- Sýklóhexan er framleitt í stórum stíl sérstaklega til að fæða þessa keðju, með áreiðanlegu framboði á heimsvísu.
• Mælikvarði- Ferlið er sannað með mjög stórri afkastagetu eins-lestar, sem lækkar fjármagnskostnað á hverja-einingu fyrir helstu framleiðendur.
• Núverandi Nylon 6/Nylon 66 iðnaður- Flest hnattræn sýklóhexanóngeta er á eða nálægt samþættum stöðum sem þegar eyða KA olíu fyrir adipinsýru (Nylon 66) eða leiða sýklóhexanón áfram til kaprolaktams (Nylon 6), þannig að oxunarleiðin styrkir núverandi fjármagnsfjárfestingu frekar en að krefjast sérstakrar fenólaðfangakeðju.

Hlutverk Cyclohexanone í Nylon 6 framleiðslu

Þetta er stærsti eftirspurn eftir sýklóhexanóni á heimsvísu og það er þess virði að skilja alla keðjuna:

Sýklóhexan
↓
Sýklóhexanón
↓
Cyclohexanone Oxime (hvarf við hýdroxýlamín)
↓
Beckmann endurröðun
↓
Caprolactam
↓
Nylon 6

Sýklóhexanóni er fyrst breytt í sýklóhexanónoxím með hvarfi við hýdroxýlamín (eða hýdroxýlamínsalt). Oxímið fer síðan í gegnumBeckmann endurröðun- sýru-hvötuð hvarf sem endurskipuleggja oxímið í sjö-hringa laktam, kaprolaktam. Caprolactam er síðan hring-opnuð fjölliðuð til að framleiðaNylon 6, einn af mest framleiddum gervitrefjum og verkfræðiplasti á heimsvísu.

Vert er að taka eftir samhliða keðjunni fyrir Nylon 66: í því tilviki er öll KA olíublandan (bæði sýklóhexanól og sýklóhexanón) oxuð frekar, venjulega með saltpéturssýru, tiladipinsýra, sem síðan er blandað saman við hexametýlendíamín til að framleiða Nylon 66. Þetta er ástæðan fyrir því að samþættir sýklóhexan-oxunarstaðir framleiða oft bæði sýklóhexanón (fyrir Nylon 6 keðjuna) og adipínsýru (fyrir Nylon 66 keðjuna) úr sama KA olíustraumnum, og stilla skiptinguna miðað við markaðseftirspurn fyrir hverja nylon tegund.

Iðnaðarnotkun sýklóhexanóns

• Nylon framleiðsla- Aðalnotkunin, sem undanfari kaprolaktams (Nylon 6) og, með KA olíu, adipinsýru (Nylon 66).
• Leysir- Notað sem sterkur leysir fyrir plastefni, lökk og ýmsar fjölliður, sérstaklega þar sem þörf er á góðri leysi fyrir bæði skautað og ó-skaut efni.
• Húðun- Algengur leysiefnisþáttur í iðnaðarhúðun og málningarsamsetningum, metinn fyrir uppgufunarhraða og gjaldþol.
• Lím- Notað í límblöndur, sérstaklega þar sem það hjálpar til við að leysa upp eða virkja fjölliðahluta.
• Efnafræðileg milliefni- Hráefni fyrir ýmsar efnafræðilegar efnasmíði eftir nælonkeðjuna.

Cyclohexanone gæðakröfur fyrir iðnaðarkaupendur

Hreinleiki og samkvæmni skipta verulegu máli fyrir vinnslu á eftir, þar sem óhreinindi geta truflað oxunar- og fjölliðunarviðbrögð. Dæmigerðar iðnaðarforskriftir eru:

Sýklóhexanón er flokkað sem eldfimur vökvi (klossamark um 44 gráður) og er venjulega flutt í 55 - lítra (208 L) stáltunnur, tankbíla eða tankbíla. Það er ekki ætandi og óvirkt-gasteppi er almennt ekki krafist fyrir flutning eða geymslu - en það verður samt að vera merkt sem eldfimt/eldfimt efni og geymt fjarri hita, neistaflugi og opnum eldi.

Hvernig á að velja áreiðanlegan Cyclohexanone birgi?

Fyrir kaupendur í iðnaði, sérstaklega þá sem fóðra nælon eða sérefnafræðilega ferla, ætti skoðun birgja að fara út fyrir verð:

• Greiningarvottorð (COA)- Sérhver lota ætti að senda með COA sem staðfestir hreinleika, vatnsinnihald, sýrustig og litaforskriftir í samræmi við kröfur þínar.
• Öryggisblað (SDS)- Núverandi SDS skjöl fyrir meðhöndlun, geymslu og flutningsreglum.
• Tækniblað (TDS)- Ítarlegar eðlisfræðilegar/efnafræðilegar eiginleikar sem eru sértækar fyrir vöruflokk birgja.
• ISO vottun- ISO 9001 (eða sambærilegt) gæðastjórnunarvottun gefur til kynna samkvæmara gæðaeftirlit í lotu-til-lotu.
• Útflutningsreynsla- Afrekaskrá um alþjóðlega sendingu, tollskjöl og samræmi við efnareglur-á áfangastað (td REACH fyrir ESB).
• Umbúðir- Staðfestu að valmöguleikar fyrir trommur, IBC, ISO tankur eða lausahlutir passi við kröfur þínar um rúmmál og geymslu-/meðhöndlunargetu.

Algengar spurningar

Hvernig er sýklóhexanón framleitt í iðnaði?

Aðallega með hvatandi loftoxun sýklóhexans, sem framleiðir sýklóhexanól-sýklóhexanónblöndu (KA olía) sem síðan er aðskilin og hreinsuð. Fenólvetnun og sýklóhexen-leiðir eru notaðar sem aðrar viðskiptaaðferðir, sérstaklega þar sem meiri hreinleiki eða önnur hráefnishagfræði eru í forgangi.

Hvert er aðalhráefnið fyrir sýklóhexanón?

Sýklóhexan er ríkjandi hráefni á heimsvísu, með oxunarleiðinni. Fenól er aðalhráefnið fyrir aðra vetnunarleiðina.

Er sýklóhexanón gert úr benseni?

Óbeint, já. Í ríkjandi leið er bensen fyrst vetnað í sýklóhexan, sem síðan er oxað til að framleiða sýklóhexanón (með KA olíu). Á leiðinni sem byggir á sýklóhexen- er bensen að hluta (sértækt) vetnað í sýklóhexen frekar en að fullu í sýklóhexan, síðan vökvað og afvetnað í sýklóhexanón. Í fenólleiðinni er bensen venjulega breytt í kúmen, síðan í fenól, fyrir vetnun í sýklóhexanón.

Hvað er KA olía í sýklóhexanónframleiðslu?

KA olía ("ketón-alkóhól" olía) er blandað sýklóhexanól/sýklóhexanón afurðarstraumur sem myndast við hvatandi loftoxun sýklóhexans. Það er aðskilið með eimingu í efnasambönd þess, og hvers kyns sýklóhexanól sem ætlað er til framleiðslu á sýklóhexanóni er venjulega afvetnað frekar til að auka heildarávöxtun sýklóhexanóns.

Hvert er sambandið á milli sýklóhexanóns og kaprolaktams?

Cyclohexanone er beinn undanfari kaprolaktams. Það er breytt í sýklóhexanónoxím (með hvarfi við hýdroxýlamín), sem síðan gengst undir Beckmann endurröðun til að mynda kaprolaktam - einliða sem er hring-opnuð fjölliðuð til að framleiða Nylon 6.

Hvaða aðferð er oftast notuð til að framleiða sýklóhexanón?

Sýklóhexan oxun í KA olíu er mest notaða viðskiptaaðferðin á heimsvísu, aðallega vegna lægri hráefniskostnaðar og samþættingar þess við núverandi adipinsýru og kaprolaktam framleiðslu innviði.

Er framleiðsla sýklóhexanóns umhverfisvæn?

Eins og flest stór- jarðolíuefnavinnsla, fylgir framleiðsla sýklóhexanóns umhverfissjónarmiðum tengdum orkunotkun, losun VOC og með-vörustjórnun (sérstaklega vegna lægri valhæfileika oxunarleiðarinnar í hverri-ferð). Framleiðendur stjórna þessu með endurvinnslu hvata, með-endurheimtu vöru og losunareftirliti, en engin meiriháttar viðskiptaleið hefur "núll-áhrif" - kaupendur með sérstakar kröfur um umhverfisuppsprettu ættu að spyrja birgja beint um vinnsluleið sína og losunargögn frekar en að gera ráð fyrir að þær séu byggðar á almennum fullyrðingum iðnaðarins.