Способ очистки капролактама Советский патент 1992 года по МПК C07D201/16 C07D223/10 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к производству капролактама, применяемого при получении синтетических полиамидных волокон.

Цель изобретения - повышение выхода капролактама при сокра1чении расхода реагентов и уменьшение количества сточных вод.

Пример 1. А319 кг/ч капролактамного масла, содержащего 62 капролактама, полученного нитрозированием циклогексанкарбоновой кислоты или перегруппировкой Бекмана с пос- ледующим гидролизом массы, нейтрализацией серной кислоты аммиаком и отделением , сульфата аммония , поди(ела чивают до ,5 с использованием 59,9 кг/ч аммиака в виде 28 ;-ного водного раствора. Одновременно с аммиаком прибавляют также 13,97 кг/ч (0,52 мас, в расчете на капролактам в лактамном масле) соединения фсфмул O-fCHj -CH Oj -H CH,(CH2)g Полученный таким образом водный растзор сырого капролактама экстрагируют 26400 кг/ч толуола в экстрак ционной колонне с вращаюа1имся асим метричным диском. Выход продукта при экстракции 99,5. Отработанный продукт, .Состоящий из воды, побочных продуктов, неионогенного поверхностно-акТивного агента и капролактама, направляют на сжигание. Толуольный раствор капролактама повторно экстрагируют б1бО кг/ч воды в , аналогичной вышеописанной Выход продукта при экстракции 99 б/о, Экстракт обезвоживают перегонкой в две стадии, причем первую проводят при давлении 97 мм рт, ст„, а вторую при 20 мм рт.сТо Обезвоженный капролактам направляют на отгонку низкокипящих побочны продуктов, также проводимую в две стадии. .76 кг/ч смеси капролактама (98,5% и низкокипящих побочных иропуктов (1,5) получают верхним погоном и.з первой колонны, которая имеет 21 тесф тарелку и работает при давлении 10 мм рт.ст., и направляют в отжимгую колонну, имеющую 19 seop. тарело и работающую при 10 мм рт.ст,, с вер ха колонны в виде верхнего погона по лучают смесь 1,1 кг/ч побочных продук тов и 3,0 кг/ч капролактама, которую направляют на, сжигание, а в виде ку бового остатка колонны при С по лучают 71,9 кг/ч капролактама, направляемого на питание предшествующей .колонны. 2б51 кг/ч капролактама, полученного в виде кубового остатка осноа- ной колонны,перегоняют при 1 О ммрт„ст в колонне с 23 теор, тарелками и получают кг/ч дистиллята и в виде кубового остатка., отбираемого при . смесь 109 кг/ч капролактама 7 и 2б кг/ч высококипящих побочных про дуктов, которую направляют.в тонкопленочный испаритель, работающий при | давлении 4 мм рт.ст. и температуре куба . Хвостовую фракцию, содержащую 10 кг/ч капролактама и 23 кг/ч высококипящих побочных продуктов, направляют на сжигание, а дистиллят рециркулируют на стадию подщелачиваимя аммиаком, кг/ч капролактама после отгонки от высококипящих побочных продуктов смешивают с 5,0 кг/ч NaOH в виде водного раствора, т.е. поддерживают отношение 0, г-эка NaOH на 1 кг капролактама, и перемешивают при 120 С в атмосфере инертного газа в течение мин. Затем капролактам перегоня ют при k мм рт.ст. в колонне насадочного типа эффективностью, соответствующей k теор. тарелкам, и получают 24kQ кг/ч чистого капролактама в виде верхнего погона и смесь 80 кг/ч капролактама и 19 кг/ч натриевой соли С аминокапроновой кисло гы в виде кубового остатка. Гюлученную смесь рециркулируют в гидролизную смесь лактамизированной массы перед стадией нейтрализации серной кислотой. Полученный чистый капролактам имеет следующие свойства: Летучие основания, : мг-экв/кг0,1 Перманганатное число, с22000 Показатели процесса приведены в табл. 1, 2 и 3 П р и м е р 2. Процесс проводят, аналогично примеру 1 за исключением следующих операций. Капролактамное масло подщелачивают до рН 8,5 с помощью 41,8 кг/ч аммиака, В качестве неионогенного поверхностно активного агента исполь зуют соединение формулы сНз-(СН2)(СН2 -СН2-П),-Н в количестве 0,5 мас,% в расчете на капролактам в капролактамном масле. Обработку сырого капролактама проводят с использованием 2,8 кг/ч Ca(OH)j,, т.е. 0,298 г-экв СаСОН) на 1 кг капролактама. Полученный капролактам имеет следующие показатели; Летучие основания, Ml-ЭКВ/КГ0,1 Перманганатное число, с 19000 П р и м е р 3. Процесс проводя аналогично примеру 1 за исключени следующих операций.

HO-(CH,CH,OVCH-CH

&6 .

099056 Капролактамное масло подщелачивают до рН 9,0 с помощью 9,7 кг/ч .аммиака. i В качестве неионогенного поверх ностно-активного агента используют Tween-Zp, представляющий собой полиоксиэтиленсорбитмонолаурат общей фор„с сн

Изобретение касается производства лактамов, в частности очистки капролактама. Цель - повышение выхо" да капролактама, сокращение расхода реагента и снижение сточных вод. Кап- ролактам получен либо перегруппировкой Бекмана, либо нитрозированием циклогексильных производных. Очист- . ку сернокислотного раствора капролактама ведут нейтрализацией NHj с получением (NH4.)2.S04 и капролактамного масла, которое обрабатывают раствором NH^ ДО рН 8,5-10 с одновременным добавлением соединения ф-лы R-X-a-^(CH2-CH^-0)^H, где R = Cg-q^-aji-i кил; X = 1,'4-фенилен или метилен; ''п = 3-1^, или ф-лы Ь-СН2^-СНА-СНЗ-Йнг, где А=-

WCH,-CH,L-OH

I II

-СН-|ОСН,СН,1..-0-С-СН„

&и, J11 о где W+X+Y+Z 20. Сырой капрола«там после отгонки низкокипящих и высококипящих примесе обрабатывают гидроксидом калия з ко личестве 3)6 кг/ч, поддерживая отношение 0,025 г-экв КОН на 1 кг капролактама, и реакционную смесь при 90С перемешивают в течение 300 мин Полученный капролактам имеет следующие свойства: Содержание летучих оснований, мг-экв/кг 0,1-0,15 Перманганатное число, с18000 Приме р t. Процесс проводят аналогично примеру 1 за исключением того, что Капролактамное масло подщелачивают до рН 10 с помощью 7 кг/ аммиака. В -качестве неионогенного поверхностно-активного агента используют соединение формулы fСНз(ОН2)ДОА - г-СНзОУН. Обработку сырого капролактама гид роксидом щелочного металла проводят t использованием 1,25 кг/ч NaOH, т.е Ь отношении 0,0125 г-экв NaOH на 1 кг капролактама, и смесь выдерживают при при перемешивании в течение 300 мин. Полученные капролактам имеет следующие свойства: Летучие основания, мг-экв/кг 0,15-0,2 Перманганатное число, с18000 При осуществлении предлагаемого способа при обработке гидроксидом натрия потери капролактама на стадии перегонки имеют место в форме потерь натрий-эпсилон-аминокапроната, поскольку гидроксид натрия количественно реагирует с капролактамом таким образом, что на 1 кг гидроксида натрия потери капролактама составляют приблизительно 2,8 кг. Кроме того, применение предлагаемого способа позволяет решить проблему стоков, образующихся в результате обработки гипохлоритом и перманганатом. При осуществлении предлагаемого способа все стоки можно направлять на сжигание, поскольку такие стоки образуются в основном из органических соединений. «ак видно из данных табл. 1, 2 и 3, применение предлагаемого способа по сравнению с известным приводит к увеличению выхода капролактама в процессе очистки в среднем на k,5% (97,9б по предлагаемому способу, 93,53 по известному), экономии химикатов, а также к существенному уменьшению загрязнения окружающей среды, в особен ности на стадии очистки капролактама. При этом процесс сопровождается улучшением качества получаемого капролак- тама.

Формула изобретения

I f gff V В -в- . vr NT

(OCH.-CHJ,r01i

L. Л.

-CH

.; l.s, vtiir

где W+X+Y+Z 20,

B. количестве 0,5-0,52 мае,/о в расчете на капролактам, содержащийся в капролактамном масле, и капролактам после извлечения из него фракций низкокипящих и высококипящих побочных продуктов обрабатывают гидроксидом щелочного или щелочно-земельного металла в соотношении 0,0125-0,1 i-экв гидроксида металла на 1 кг капролактама и затем перемешивают в атмосфере инертного газа при температуре 90-120° в течение 2 0-300 мин.

реэкстракцию капролактама водой из толуольного экстракта, обезвоживание водного экстракта отгонкой воды в вакууме с последующим выделением из обезвоженного капролактама фракции низкокипящих и фракции высококипящих побочных продуктов последовательно в двух насадочных колоннах, работаю щих в вакууме, и очистку капролактама вакуумной дистилляцией, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода капролактама, со кращения расхода реагентов и уменьшения сточных вод, обработку капролактамного масла раствором аммиака ведут до рН 8, при одновременном добавлении поверхностно-активного вещества общей формулы

R-X-OlCH CHg Ot H,

где R -Cij- и,5-алкил,

X 1,4 фенилен или метилен,

п , или

/

и j

СИ-СИ

11)

ll iw

Способ по п. 1 , отличающийся тем, что капролактамное масло обрабатывают аммиаком до рН 9-9,5.

. Способ по п. 1, отличаю™ щ и и с я тем, что берут 0,025 0,075 мг-экв гидроксида щелочного или щелочно-земельного металла на 1 кг капролактама.