СПОСОБ ОЧИСТКИ И ВЫДЕЛЕИИЯ СОЛИ АДИПИНОВОЙ КИСЛОТЫ и ГЕКСАМЕТИЛЕНДИАМИНА Советский патент 1973 года по МПК C07C51/41 

Л

Изобретение относится к способу получения нейтральной соли адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (соли АГ), являющейся мономером для получения полимера и воло.кна анид (найлон 66).

Для получения полимера анид обычно ис пользуют 50-60%-ный водный раствор соли АГ, получаемый смещением водны.х растворов эквимолекулярных количеств адининовой кислоты (АК) И гексаметилбндиамииа (ГМД), или растворением твердой сол,и АГ в воде. Соль А Г, предназначенн ая для получения волокна, должна быть исключительно чистой. Одной из наиболее аредны.ч примесей в соли АГ с точки зрения получения волокна являетея примесь 1,2-диаминоциклогексана (ДАЦГ), который образуется как побочный продукт нри гидрировании адиподинитрила в ГМД и попадающий в соль А Г вместе с ГМД. Примесь ДАЦГ в соли АГ придает ее растворам окраску, быстро увеличивающуюся во временн, н вредно влияет на .процесс производства волокна и качество готового волокна. Примесь ДАЦГ не удаляется из растворов соли ЛГ нр, их обработке активированным углем. По данным технических условий зарубежных фирм, производящих соль А Г для производства кордного и текстильного волокна, количество выщеуказанной нримеси в готово.м продукте ие превыщает 0,002%. Метанольный способ получения соли АГ, применяемой в отечественной промышленности, не дает возможности получения продукта, пригодного для производства хорошего волокна.

Известен способ выделения соли АГ путем распылительной сушки. Однако этот способ делает его неприемлемым для круппомасштабного производства. Кроме того, отмечается сложность оформлення и недостаточная степень извлечения соли АГ.

Предлагаемый способ очистки и выделения соли А Г из водных растворов заключается в следующем.

Исходный раствор состоит из раствора соли АГ, пО:Длежащей очистке и выделению, либо из возвраи1аемых в цикл маточного раствора и нро.мыпиых вод. Полученный раствор нагревают (в атмосфере ннертного газа или воздуха) при температуре не выще 70-80°С, так как дальиейи1ее повыщение температуры приводит к получению продукта с показателем цветности выше допустимого. Далее раствор упаривают (при давлепи.и ие выше атмосферного), причем степень упарки должна составлять .не более 85%, так как большая степень упаркн не позволит получить качественный нродукт по содержанию примесей, в том числе f 2-диаминоцнклогексана. Далее раствор охлаждают до температуры не ниже 20°С, потому что кристаллизация при более низкой

8

температуре пр.иводит к образованию гидратной формы кристаллов сол.и АГ, что повышает возможность увеличения примесей из маточного раствора.

Полученные кристаллы отделяют фильтрацией и промывают -насын1,внн1ым ири температуре фильтрации раствором соли АГ, маточный раствор возвращают в цикл крлсталлизации., промывную воду, в случае иеобходимости многократной промывки, используют п качестве промывного раствора многократно, что позволяет практически очи1цать соль АГ без потерь. Раствор после 1-ой ступени промывки смешивают с маточным .раствором. Маточинк и промывпые :раство,ры при возврате в кристаллизации в случае иадобпости обрабатывают активнроваИ|Ным углем или другим сорбеитом для осветлеиия (в статических или дииамических условиях). По нредлагаемому способу получают соли АГ высокого качества (с содержанием ДАЦГ не более 0,002- 0,0025% и показателем цветности ие более 8- 10 еднннп АРПА), независимо от содержания ДАЦГ в исходном растворе, подлежащем кристаллизации (иапример, до 2% и более), и независимо от показателя цветности исходного раствора, .напри.мер, выше 100 единиц АРНу. Кроме того, способ иснользуют для очистки и выделения соли АГ как ,из водных растворО:В, так и для очистки твердой соли АГ, получеиной любым другим снособом, .например метанол ьным.

Способ очистки н выделения солн АГ кристаллизацией может осуществляться как периодически, так и пенрерыв,ным снособом по пр.инципу обычпой и вакуумной кристаллизации.

Пример 1. 1,0 кг 50% раствора солн АГ, содержащего 1,1% ДАЦГ и имеющего показатель цветиости 64,0, упаривают в атмосфере азота при и остаточном давлении 233- 234 мм рт. ст. При этом 0,350 кг воды (степепь упарки 70%). После охлаждения смеси до 20°С кристаллы отделяют от маточника на центрифуге и промывают шесть раз (порциями но 0,100 кг 47,5%-иым раствором соли АГ, осдержащнм 0,0023% ДАЦГ и имеющим (показатель цветиости 21,5. В результате получают 0,406 кг влажной солн АГ с содержанием 0,026 кг воды, 0,0029% ДАЦГ и имеющей показатель цветности 8,0; 0,244 кг маточного раствора, содержащего 47,5% соли АГ и имеющего показатель цветпости 100, и 6 растворов после промывки но 0,97-0,103 кг, содержащих 47,5% соли АГ.

П р и м ер 2. 1,0 кг 30% .раствора сол.и , содержаидего 0,031% ДАЦГ и с показателем цветиости 100, полученного из ГМД с содержанием 0,07% ДАЦГ, нагревают при пенрерЫЕном барботаже азота при температуре 60°С и остаточио.м давлении 149 мм рт. ст. При этом отгоияют 0,595 кг воды (степепь упарки 85%). После охлаждения смеси до 20°С кристаллы отделяют от ма.точпика фильтрованием .под вакуумом и промывают четырьмя пор4

циями (по 0,105 кг того же раство;ра соли АГ, что и в стримере 1. В .результате получают 0,270 кг влажных кристаллов, содержащих 00341 кг воды (12,6%) и 00021% ДАЦГ, имеющих показатель цветности 6,0; 0,135 кг -маточного раствора с содержанием 0,092%, ДАГЦ и показателем цветности 100 и 4 порции растворов от промывки по 0,100-0,110 кг с содержа.1ием соли АГ 47,5%.

П р и м е р 3. Смесь 184 г соли АГ, содержап1,ей 0,0017% ДАЦГ ,и имеющей показатель цветности 24,5, 106 г дистиллированной воды, 20 г 10%-ного раствора соли адипиновой кислоты и 1 2-.диаминоциклогексан:а (содержание

ДАЦГ в растворе 0,5017), нагрев ают при непрерывном встряхиваиии в термостате с температурой 70°С до нолного растворения соли АГ. Полученный 59,5% раствор соли АГ, содержащий 0,5% ДАЦГ, помещают в термостат с

температурой 25°С, где выдерживают 1 час при энергичиом встряхива1иии. Вынавшие кристаллы соли АГ отделяют от м,аточ,ника фильтрованием ,и промывают пять раз (порциями :но 30 г) 48,75%-ным раствором соли АГ с содержанием ДАЦГ 0,0017% я показателем цветности 24,5. Получают 87,1 г влажных кристаллов, содержан их 12,8% воды, 0,0018% ДАЦГ, имеющих показатель цветности 7,0; 221,9 г маточ.ного раствора, .содержащего

48,75% соли АГ и 0,77% ДАЦГ; растворы после 4-й и 5-й промывок содержат 0,0028 и 0,0018% ДАЦГ.

При м ер 4. 1,0 кг 50% раствора соли АГ с содержанием ДАЦГ 0,25% « показателем

цветности 26,0 упариват в атмосфере азота пр,и 70°С и остаточном давлени.и 233-234 мм рт. ст. При этом отгоняют 0,30 кг воды (стененъ упарки 60%). После охлаждения смеси до 30°С кристаллы отделяют от маточника

цеит,ри(1лтироваиием и промывают пять раз (порциями по 0,100 /сг) 50%-ным раствором соли АГ с содержанием ДАи,Г 0,0017% и показателем цветности 6,0. Получают 0,370 кг влажных кристаллов, содержац.1их 0,025 кг воды (7,5%) и 0,0018% ДАЦГ и и-меющих по-казатель цветности 6,0; 0,330 г маточного раствора, содержащего 50% соли А Г, и 5 растворов от промывки по 0096-0,.104 кг, со,держащих 50% соли А Г.

П р и м е р 5. 1,0 кг 50% раствора соли АГ, содержащего 0,5% ДАЦГ и имеющего по.казатель цветиости 76,0, обрабатывают ino примеру 3 с той разницей, что для промывки кристаллов соли АГ используют последовательно

растворы от 2, 3, 4, и 5-й промывок кристаллов в примере 3, а окончательную промывку осуществляют таким же раствором соли АГ, который применяют для промывки в примере 3. Получают такие же количества кр,исталлов маточиого раствора и растворов от нромывки, как в примере 3, причем, кристаллы содержат 0,0023% и имеют показатель цветности 4,5.

Пример 6. 1,0 кг 50% раствора соли АГ,

получен.пого после смещеиия ма.точного растб

вора (0,330 кг) и раствора от 1 -ей промывки кристаллов (0,100 кг), полученных в примере 4, -и 0,570 кг 50% раствора соли А Г с содержанием 0,031% ДЛЦГ, полученного после частичной упарки раствора соли АГ, примеиявшего,ся в примере 2, (общее содержание ДАЦГ 0,5%, ноказатель цветности 100) делят на две части 0,45 кг (часть Л) и 0,55 кг (часть Б). Часть Б пропускают через колонку с осветляющим древесным углем. Причем нервую порцию раствора (0,1 кг) после колонки с углем направляют на частичную упарку. Получают 0,45кг 50% раствора соли АГ, содержащего 0,50% ДАЦГ и имеющего показатель цветности 4,0. Оба раствора обрабатывают таким же способом, как онисано в примере 4, с той разницей, что для 1промывки кристаллов

6

СОЛИ АГ, полученных из раствора А, используют последовательно растворы от 2, 3, 4 и 5-ой промывок, полученных после промывки кристаллов в примере 4. Окончательную проводят раствором чистой соли .ЛГ (таким же, как применяют для промывки кристаллов в примере 3). Кристаллы, пол -ченные из раствора Б, иромывают пять раз таким же раствором соли АГ, которым проводят окончательную 1промывку кристаллов, полученных из раствора /1. Для каждой ступени иромывки кристаллов, полученных из обоих растворов, используют по 0,045 кг раствора.

Характеристика кристаллов и маточника, полученных из растворов .4 и Б, приведена в таблице.

Данные показывают возможность миогокра|тното использования маточвых растворов я возможность их осветления путем обработки их активиро:в.ан,ным углем.

Пример 7. 1,0 кг 50% раствора соли , содержащего 1,1% ДАЦГ и имеющего показатель цветности 04,0, упаривают в атмосфере азота при 70°С и остаточном давленни 233- 234 мм рт. ст. При этом отгоняют 0,350 кг воды (степень упаркн 70%). После охлаждеНИя смеси до 20°С .кристаллы отделяют от маточника на центрифуге и промывают шесть .раз (порциями по 0,100 кг) 47,5%-ным раствором соли АГ, содержаи-1,им 0,0023% ДАЦГ и имею1дим .показатель цветности 21,5. Получают 0,406 кг влажной соли АГ с содержанием 0,026 кг воды, 0,0099% ДАЦГ ,и имеющей показатель цветиости 8,0; 0,244 кг маточного раствора, содержащего 47,5% соли АГ и Имеющего 1поа азатель цветиости 100, и 6 растворов после промывки по 0,097-0,103 кг, содержащих 47,5% соли АГ.

Пример 8. После обработки 50% раствора соли АГ, содержащего 2,0% ДАЦГ и имеющего показатель цветности 100, таким же способом, как в примере 6 с той разницей, что кристаллы промывают семь раз, получают те же количества кр.исталлов соли АГ и маточника. Причем, кристаллы содержат 0,0023% ДАЦГ и показатель цветности 7,0.

Предмет изобретения

Сиособ очистки и выделения соли адипиновой КН1СЛОТЫ и гексаметилендиамнна из .водных растворов путем кристаллизации, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и увеличения степенен нзвлечения продукта, исходный раствор упаривают при 70-80°С до концентрации не выше 85% с последующим охлалчдвиием .до температуры не ниже 20°С, отделением полученных при этом кристаллов, например, ф.ильтранией и промывкой их насыН1енным раствором соли адипиновой кислоты и гексамети лен дна мина.