Способ выделения дикарбоновых кислот из водного слоя производства капролактама Советский патент 1976 года по МПК C07C51/42 C07C55/02 

1

Изобретение относится к усовершенствованию способа выделения из отходов производства капролактама дикарбоновых кислот, широко применяемых в различных производствах, например в производстве смазочных материалов, пластификаторов, полиэфиров, моющих средств, линолеума и т. п.

Известен способ выделения дикарбоновых кислот из водного слоя производства капролактама, заключаюш,ийся в том, что водный слой окисляют 54%-ной азотной кислотой с последующим двухступенчатым упариванием полученной смеси, сначала в вакуумном выпарном аппарате при 75-85°С и остаточном давлении 200 мм рт. ст. до 50%-ного содержания дикарбоновых кислот в кубе, а затем при 80-100°С и остаточном давлении 10-100 мм рт. ст. в аппарате с мешалкой.

Отгонку оставшейся азотной кислоты ведут острым паром. При достижении концентрации азотной кислоты в конденсаторе около 1 % подачу пара прекращают и отгоняют воду до получения 90-95 %-ного плава дикарбоновых кислот.

Однако по известному способу необходимо использовать сложную аппаратуру, вакуум, требуется большой расход острого пара, что сопряжено с большими энергетическими . тратами.

Для упрощения технологии процесса по предлагаемому способу рекомендуется окислять водный слой 30-35%-ной азотной кислотой до содержания азотной кислоты в реакционной смеси 1-3%, а процесс упаривания вести сначала при 90-100°С, а затем при 140- 160°С, предпочтительно методом погружного горения.

В качестве окисляющего агента лучше использовать маточник производства адиппновой кислоты, содержащий азотную кислоту

30-35% -ной концентрации.

Способ осуществляют следующим образом.

Водный слой - отход производства капролактама, содержащий 16-25% дикарбоновых кислот, 1-3% циклогексана, 0,5-2% циклогексанола, 7-10% циклогексиловых эфиров карбоновых кислот, смешивают с маточным раствором производства адипиновой кислоты, содержащим 30-35% HNOs и 6-10% дикарбоновых кислот, в соотношении водный слой : маточный раствор 10:4-8. Окисление преимущественно проводят при 100°С на первой стадии в аппарате, снабженном мешалкой, на второй стадии в течение 1-3 ч в аппарате типа идеального вытеснения. Полученный окисленный водный слой, содержащий 15-25% дикарбоновых кислот и 1-3% HNOs упаривают в 2 стадии: сначала при 90-100°С, затем при 140-160°С. При достижении температуры 140-160°С расплав дикарбоновых кислот выводят из аппарата, подвергают быстрому охлаждению на вальцах, затем срезают ножом в виде чешуек и подают в бункер. В качестве топлива на стадии упаривания используют природный газ, в качестве окислителя - воздух. Коэффициент избытка воздуха равен 1,2. Расход природпого газа 1 м на 9-10 кг окисленного водного слоя. Из 1 кг окисленного водного слоя получают 23-28 вес. ч. плава дикарбоновых кислот. Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, загружают 120 мл маточного раствора, содержащего 35 вес. % HNOs и 7,3 вес. % дикарбоновых кислот и нагревают до 100°С. Затем через капельную воронку в течение 30 мин подают 200 мл водного слоя. Смесь выдерживают при 100°С в течение 1-3ч. Окисленный водный слой, содержащий 25,6 вес. % дикарбоновых кислот и 1,9 вес. % азотной кислоты, подвергают упариванию в стакане емкостью 1 л, в который погружают горелку. Упаривание происходит за счет тепла барботирующих через окисленный водный слой продуктов горения. Па первой стадии упаривание ведут при 100°С, на второй - при 160°С. При достижении 160°С горелку выключают, а расплавленный слой выливают на лист из нержавеющей стадии, который интенсивно охлаждают водой снизу. Застывший плав отделяют от листа. Получают продукт светло-желтого цвета, содержащий 1,5% -влаги и 0,7% азотной кислоты, остальное - адипиновая, глутаровая и янтарная кислоты. Пример 2. Водный слой состава, вес. %: дикарбоновых кислот 26,5, циклогексанола 0,4, циклогексанона 1,0, эфиров 9,5 и маточный раствор состава, вес. %: азотной кислоты 31,2 и дикарбоновых кислот 11, подают в трубчатый реактор со скоростью 12,5 кг/ч и 7,4 кг/ч соответственно с циркуляцией при температуре 95-97°С. Продукты реакции подают во второй реактор, где поддерживают температуру 95-100°С. Время процесса окисления 3 ч. Из отходяндих из реакторов газов конденсируют 2,5 кг/ч водного раствора с содержанием азотной кислоты 1,4% и дикарбоновых кислот 1,3%, который рециркулируют в зону окисления. 15 кг/ч окисленного водного слоя, содержащего около 5 вес. % азотной кислоты, подают в аппарат погружного горения, где его упаривают при 100°С. 5, кг/ч упаренного раствора, содержащего 65 вес. % дикарбоновых кислот, и 3 вес. % азотной кислоты, подают во второй аппарат погружного горения, где поддерживают температуру 140°С. Получают 4,5 кг/ч плава дикарбоновых кислот, содержащего до 2% азотной кислоты. Формула изобретения 1.Способ выделения дикарбоновых кислот из водного слоя производства капролактама путем обработки последнего азотной кислотой с последующим двухступенчатым упариванием полученной смеси, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и сокращеия энергозатрат, азотную кислоту используют 30-35%-ной концентрации и обработку ведут до содержания последней в реакционной смеси 1-3 вес. % 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, то на первой ступени упаривание ведут при 0-100°С, а на второй при 140--160°С. 3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся ем, что упаривание ведут методом погружноо горения.