СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЛАКТАМОВ ИЗ СРЕДЫ, Советский патент 1973 года по МПК C07D201/16 

Изоб,р-етеНИе относится к способу выделен.ия лактамов из среды, содержащей концентрированную серную кислоту илй трехокись серы.

Известен способ выделения лактамов из среды, содержапдей кондентрированную серпую кислоту, путем введения сульфата аммония в реакционную смесь в количестве, обеспеч.ивающем моля.рное соотношение между сульфатом а.ммонйя и серной кислотой 1,45, и последующей экстракций органическим растворителем, .нерастворимым илй малорастворимым 3 воде, нанример бензолом, причем раствор после экстракции лакта.ма, представляющий собой концентрированный раствор бисульфата аммония в воде, «слользуют для разложения природного фосфата. Недостатком такого способа является использова1ТЯе раствора бисульфата аммония со слабыми кислыми свойствами для разложеЕия природного фосфата; разложение необходимо проводить или в К0.м,бинаци-и с более сильной кислотой, например азотной, или путем предыдущей регенерации, экст1ракц.ии, сзабодной серной кислоты из раствора бисульфата аммония, чтобы использовать ее для разложения.

С целью упрощения процесса и сокращен,ия расхода кислот « .воды предложено в качестве вещества, понижающего степень .кислотности среды, использовать раствор дигидрофосфата аммония или дигидрофосфата щелочнЫХ Металлов, который может содержать свободную фосфорную .КИслоту в количестве,

обеспечивающем молярное соот) меж.ду д.игидрофосфато.м и серной кислотой по меньшей .мере 0,25-2:1.

Экстракцию лакта.ма целесообразно пр.и температуре ниже 40° С, предпочтительно

ниже 30° С.

Раствор после экстракции лактама нап.рав.тяют на разложение природного фосфата и часть образовавшегося раствора дипидрофосфата а.чмония ил.и дигидрофосфата щелочных

металло-в после отделения образова1ВИ егося гипса и нейтрализации аммиаком или щелочью .возвращают в секцию отделения лактама для понижения степени кислотпости среды. Из остатка можно .затем регенерировать т.вердый дигидрофосфат аммо)1ия или дигидрофоофат щелочных металлов путем выплрива} ; ; и кристаллизации.

При извлечении металлов из среды, содержащей H2SO4 и 5Оз, молярное cooTHonjeние между дигидрофоофатом и серной кислотой не должно быть больше 2:1, чтобы обеспечить достаточно низкое значение рН для быстрого и полного разложения при.родного фосфата.

В качестве экстрагирующего агента для полученных после перегруппировки согласно методу Бекмана лактамов из реакционной смеси предложены нерастворимые в воде органические растворители, такие, как бензол, циклогексан, гептан, галогенированные углеводороды, витроуглеводороды, простые эф.иры, диоксан ;и нитрилы, НО предпочтительно применяют хлорофорМ из-за высокого коэффициента экстракции и низкой точки кипевия или 1,1,2,2-тетрахлорзтан благодаря его высокому коэффициенту экстракции.

С целью устранения в значительной мере гидролиза, например, е-лактама s «-аминокапроновую .кислоту во время экстракции лактама из кислой смеси перегруппировки температуру в процессе акстракщии поддерживают относительно низкой, т. е. не выше 40°С и предпочтительно ниже 30° С.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом.

В смеситель 1 .подают по трубопроводу 2 смесь лактама и серной кислоты, а по трубопроводу 3 - раствор дигидрофосфата аммония или дИГидрофосфата щелочных металлов.

Из смесителя по трубопроводу 4 смесь поступает в экстракционное приспособление 5, в которое подают органический нерастворимый или Малорастворимый в воде экстрагирующий агент для извлечения лактама. Экстрагирующий агент с лактамо.м направляется по трубопроводу 6 S, исиаритель 7, где его отделяют от лактама. После конденсации выпаренный экстрагирующий агент рециркулируют по трубопроводу 8 в экстракционное приспособление, а регенерированный лактам удаляют из системы по трубопроводу 9.

Освобожденный от лактама и состоящий из серной кислоты и дигидрофосфата аммония или дигидрофосфата щелочных металлов раствор, содержащий следы экстрагирующего агента, поступает из экстракционного приспособления по трубопроводу 10 в отпарную колонну 11, где следы органического растворителя выпаривают из водного раствора, та.к что после конденсации его можно подавать в экстракционную систему по трубопр01воду 12.

По трубопроводу 13 в реактор 14 разложения подают природный фосфат, где послед ий разлагается с помощью растворов, содержащих свободную кислоту, подаваемых по трубопроводам 15 н 16. Полученную жидкость разложения вводят по трубопроводу 17 в сосуд 18 для осаждения гилса, куда подают раствор, содержащий свободную серную кислоту, выпускаемый и;з отпариой колонны по трубопроводу 19. Из сосуда 18 суапензия гишса протекает по трубопроводу 20 в фосфорный раствор, часть которого рецяриулирует по трубошраводу 15 в реактор расположения, в то /цремя ка-к остальная часть освобождается от гипса в секции 21 разделения, разделяющей твердые вещества ,и жидкость, например в фильтраторе или декаитатюре.

Освобожденный от гипса фосфорный раствор выпускают по трубопроводам 22, 23 и 24, частично его рециркулируют по трубопроводу 16 я реактор разложения, в то вре.мя как другую часть вводят ио трубопроводу 25 в сосуд 26 нейтрализации с целью ее рециркуляции по трубопроводу 3 в Смеситель / после нейтрализации аммиаком .или щелочью, подаваемым по трубопроводу 27.

Отделенный в разделяющем приспособлении гипс промывают в секции 38 промывки промывной водой, подаваемой по трубопроводу 29. Кристаллы гипса выпускают ш систеМЫ по трубопроводу 30, а промывную воду с маточным раствором .вводят в сосуд 26 нейтрализации по трубопроводу 31. Можно однако работать и без нейтрализации; при этом необходимые для лейтрализации дигидро1фосфата аммиак или щелочь следует вводить непосредственно в смеситель /.

Выпущенную по трубопроводу 31 промы В«ую воду можно также иодавать в раств-ор, протекающий по трубопроводу 23. В процессе по предлагаемому способу, однако, всю

промывную воду применяют для разбавления раствора, рециркулирующего но трубопроводу 5, что выгодно, та,к как этот раствор должен иметь сравнительно низкую точку кристаллизации, чтобы препятствовать гидролизу лактама. Далее можно варьировать в щироких пределах количества растворов, содержащих свободную кислоту, возвращаемых в peaiKTop разложения, которые зависят не только от количества разлагаемого природного фосфата,

но и от концентрации гипса. Состав рециркулируемого по трубопроводу 23 освобожденного от гипса пото,ка предпочтительно выбирают таким, чтобы концентрация гипса в сосуде 18 не превышала 30 вес. %, а рециркуляруемые

по трубопроводам /5 и 23 потоки вместе содержали бы столько свободной кислоты, чтобы ее было достаточно для разложения природного фосфата, поданного в реактор разложения по трубопроводу 13.

К с-меси 100 моль -капролактама и 150 .оль серной .кислоты для разделе)1ия прял.ивают раствор, содержащий 150 моль NH4H2P04 и 1378 моль , после чего экстрагируют лактам из смеси перегруппировки

хлороформом. Освобожденным от лактама и содержащи.м свободную серную кислоту растворОМ осаждают гипс из массы разложения, полученной из природного фосфата, содержащего 150 моль СаО и 40,5 моль PzOs. Далее

выпускают из системы суспензию гипса, состоящую из 150 моль гипса в целом с 780 .моль воды, частично связанной как гидрат и остаток в виде свободной воды. Кроме того, регенерируют раствор, содержащий 28,4 моль

ПзР04, 52,6 моль NH4H2P04 и Зв8 моль НзО. После нейтрализации раствора 52,6 моль NHs в смеситель / рециркулируют раствор, содержащий 150 моль NH li2PO4 и 1378 моль . Преимуществами предлагаемого способа являются экономное применение требуе.мой

для перегруппировки согласно методу Бекмана кислоты для разлож;ения Пр.иродного фосфата, а также выгодное использование воды. Путем рец.иркуляции раствора, содержащего дигидрофосфат аммония или дигидрофосфат щелочных металлов, комбинированный процесс Перегруппировки согласно методу Бекмана и регенерации фосфорного раствора дигидрофосфата аммония или дигидрофосфата щелочных металлов требует минимального количества воды для -промывки разделенного гипса, вследствие чего расходы на испа.рение этой воды во время .регенерации выпущенпого раствора незначительны.

Предмет изобретения

1. Способ выделения лактамов из среды, содержащей концентрированную серную кислоту, с применением вещества, понижающего степень кислотности среды, и последующей экстракции лактама органическим растворителем, нераствори-мым или малорастворимым в воде, отличающийся тем, что, с целью упрощенгяя процесса, сокращения расхода кислот и воды, в качестве вещества, понижающего степень кислотности среды, используют раствор дигидрофосфата аммония или дигидрофосфата щелочных металлов, который может содержать свободную фосфорную кислоту в количестве, обеспечивающем молярное соотношение между дитидрофосфатом и серной кислотой по Меньшей мере 0,25-2:1.

2.СпосОб по п. 1, отличающийся тем, что раствор после экстракцИИ лактама направляют на разложение природного фосфата, образовавшийся гипс отделяют, раствор нейтрализуют аммиаком или щелочью и используют в качестве вещества, понижающего степень кислотности среды.

3.Сиособ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что экстракцию ведут при температуре ниже 40° С, .предпочтительно «иже 30° С.