Hidrogenarea fenolului la ciclohexanonă

Introducere

Studiul introductiv ofera posibilitatea prezentarii unor caracteristici cheie ale proiectarii moderne cu ajutorul metodelor sistematice. Procesul selectat este fabricarea ciclohexanonei, un important compus implicat in productia de caprolactama si acid adipic, folosit mai departe la fabricarea polimerilor tip naylon. Capacitatea mondiala de productie ciclohexanona/ciclohexanol a fost in 1992 de 3.2 milioane tone, din care 58% pentru caprolactam, 40% pentru acidul adipic si restul pentru alti utilizatori. Nivelul preturilor in anul 2000 era de aproximativ 1600 $/tona pentru ciclohexanona si 1800 $/tona pentru ciclohexanol.

Principalele procese chimice au ca punct de pornire ciclohexanul sau fenolul, care pot fi convertite la ciclohexanona prin oxidare si respentiv hidrogenare. Alta metoda industriala interesanta este hidratarea ciclohexenei obtinuta prin hidrogenarea selectiva a benzenului.

Desi oxidarea ciclohexanului domina piata de astazi datorita materiilor prime ieftine, hidrogenarea fenolului ramane un proces competitiv deoarece ofera o selectivitate mai buna si mai putine probleme legate de protectia si siguranta mediului inconjurator. In plus, procesul ofera o metoda eficienta de a valorifica fenolul – material risipit de alte procese tehnologice.

1.Definirea proiectului

Capacitatea nominala de prelucrare este fixata la 200 000 tone de ciclohexanona pentru a fi folosita pentru ciclohexanone-onime.

Instalatia proiectata poate fi plasata intr-o zona cu clima continentala moderata, cu o temperatura minima iarna de -5º C si temperatura maxima vara 28º C, excluzand varfurile.

In cazul in care aceasta instalatie apartine unei rafinarii,materiile prime, fenolul si hidrogenul, pot fi alimentate de la instalatiile din zona, astfel incat costurile de transport sa fie nesemnificative.

Proiectarea va castiga o utilizare eficienta de materii prime si energie. Deoarece cantitatea de apa de racire (21º C) este limitata, refrigerarea se va face in principal cu ajutorul racitoarelor cu aer. Nu este permisa descarcarea apei reziduale cu continut de fenol sau alte substante organice. Continutul de reziduuri organice ar trebui mentinute la minim, de preferat sub 0.1% din rata de productie. Nu sunt permise emisii toxice. Oricare alte emisii de gaze netoxice trebuie sa respecte normele legale.

Ciclohexanona apare ca o solutie lichida incolora cu punct de fierbere la 156.7º C, si poate fi clasificata ca fiind un lichid volatil, inflamabil si toxic

Oricum manipularea materiilor prime (fenol si hidrogen) ridica mai multe probleme de siguranta. Fenolul este un material coroziv, mai ales ca solutie apoasa. Hidrogenul este exploziv. Este de dorit evitarea stocarii intermediare la capacitati mari a acestor substante.