Verfahren zur Gewinnung von Laetamen Die Erfindung bezieht sich auf die Ge winnung von Laetamen aus Reaktionsproduk ten, die man bei der Beckmannschen Umlage rung cyclischer Ketoxime erhält.
Aus cyclischen Ketoximen kann man be kanntlich mittels Schwefelsäure oder Oleum auf dem Wege über die Beckmannsche Um lagerung Lactame gewinnen. Man erhält bei dieser Reaktion ein Gemisch, das sich aus Schwefelsäure und Lactam zusammensetzt, aus welchem Gemisch durch Neutralisation des Gemisches und anschliessende Abtrennung der wässrigen Salzlösung ein wasserhaltiges Lactamöl gewonnen wird; das etwa 70 Ge wichtsprozente Lactam enthält.
Es ist bekannt, dass man aus wasserhalti gem Lactamöl entweder durch Vakuumdestil lation oder durch Extrahierung mit organi schen Lösungsmitteln nebst Abdestillierung des angewendeten Lösungsmittels das Lactam gewinnen kann. So gewonnenes Lactam ent hält aber durchwegs eine geringe Menge Ver unreinigungen, deren Entfernung sogar bei wiederholter Destillation nicht voll und ganz gelingt. Unter der Einwirkung des Lichtes und der Luft bringen diese Verunreinigun gen eine gelbbraune Verfärbung des Lactams zuwege.
Ein Lactam, das solche Verunreini gungen aufweist, eignet sich entschieden nicht zu der Herstellung von Polymeren, da diese Verunreinigungen auch in dem Polymer Ver färbungen und sonstige Qualitätsbeeinträchti- gungen hervorrufen, weshalb sich ein solches Polymer nicht zur Herstellung von Fäden, Fasern, Folien und sonstigen Formkörpern verwenden lässt.
Um das Lactam als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Polymeren verwendbar zu machen, war bisher immer eine zusätzliche Reinigung desselben unumgänglich.
Es wurde nunmehr gefunden, dass bei der . Gewinnung von Lactamen aus Reaktionsgemi schen, die der Beckmannschen Umlagerung cyclischer Ketoxime entstammen,
durch Neu tralisierung dieser Gemische nebst ansehlie-. ssender Trennung des gebildeten wasserhalti gen Lactamöls von der verbleibenden wässri- gen Salzlösung und Extrahierung des Lactam- öls mittels eines organischen Lösungsmittels farbfeste Lactame, erhalten werden,
wenn man vor der besagten Extrahierim.g das wasserhal tige Lactamöl bis auf einen Lactamgehalt von 80 bis 90 Gewichtsprozenten konzentriert.
Die erfindungsgemässe Konzentrierung deµ wasserhaltigen Lactamöls kann man in ein facher Weise erzielen, wenn man das Lactamöl vorzugsweise bei herabgesetztem Druck und bei einem pH-Wert von 5 bis 8 eindampft. Es hat sich herausgestellt, dass unter diesen Umständen eine Hydrolyse von Lactam zu Aminosäure vermieden werden kann.
Erfindungsgemäss wird ein_ Lactamöl ex trahiert, dessen Gehalt an Wasser geringer ist als derjenige eines Lactamöls, welches direkt nach Abtrennung der Salzlösung erhalten wird. Überraschenderweise lässt sich damit er reichen, dass die Verunreinigungen leicht. aus dem Lactam ausscheiden und zusammen mit dem Wasser abgeführt werden.
Die U,xtrahie- rung wird auf diese Weise wesentlich v erein- facht. Führt man die Extrahierung in kon tinuierlichem Verfahren im Gegenstrom aus, so erzielt man als zusätzlichen Vorteil, da.ss man mit einer geringeren Zahl Extraktions stufen auskommt.
Vorzugsweise führt man die Extrahierung derart aus, dass die das Laetam enthaltende Extraktlösung beim Verlassen des Extrak tionsapparates 20 bis 25 Gewichtsprozente Lactam enthält. Bei höherem Lactamgehalt be steht die Gefahr, dass Verunreinigungen aus der wässrigen Phase in die Extraktlösung ge langen.
Das erfindungsgemässe Verfahren bringt die Möglichkeit mit sich, die Lactamkonzen- tration des wasserhaltigen Lactamöls, welches Lactamöl später der Extraktion unterzogen wird, konstant zu halten. Etwaige Abweichun gen während der Umlagerim.gsbehandhing oder des Neutralisierens rufen oft Unter schiede in der Lactamkonzentration hervor, die die Extraktion in ungünstigem Sinne be einflussen und deswegen genaue Kontrolle. voraussetzen.
Indem man dem öl nunmehr durch Eindampfung eine konstante Konzen tration gibt, können derartige Konzentra tionsunterschiede von vornherein vermieden werden, und zwangläufig ergibt sich daraus ein geringerer Aufwand an Kontrolle.
Aus der Lactamlösung, die in dieser Weise erhalten wird, kann das Laetam durch De stillation gewonnen werden.
In nachstehendem Beispiel soll an Hand der in beigefügter Zeichnung angegebenen schematischen Figur das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert werden. <I>Beispiel</I> In einem Umlagerungsreaktionsapparat 1, dem mit einem kräftigen Rührwerk ausgestat- tet ist, werden an den mit 2 und 3 bezeich neten Stellen gleiche Gewichtsmengen von beziehungsweise geschmolzenem Cyclohexa- nonoxim und 100%iger Schwefelsäure gleich- zeitig und kontinuierlich eingeleitet.
Die Tem peratur in dem Reaktionsapparat hält man auf etwa 110 C. Das Produkt der Reaktion wird dem Neutralisiergefäss 4 kontinuierlich zugeleitet. In diesem Gefäss wird das Reak tionsprodukt unter Rühren mit Ammoniak wasser neutralisiert, das bei 5 in das Gefäi3 eintritt.
Das neutralisierte Produkt. wird dar auf in dem Abscheider 6 in eine wässrige Am monsulfatlösung und ein wasserhaltiges Lae= tamöl, das 70% Caprolactam enthält, aufge- teilt. Die Ammonsulfatlösung wird an der mit 7 bezeichneten Stelle aus dem Abscheider ab gelassen. Das wasserhaltige Lactamöl wird über die Leitung 8 dem Verdampfer 9 zu geleitet.
In diesem Verdampfer 9 wird das wasserhaltige Lactamöl durch Vakuumver dampfung in der Weise konzentriert, dass man eine 80%ige Lactamlösung übrig behält. Diese konzentrierte Lactamlösung wird über einen Kühler 10 dem ersten Mischgefäss 11a einer kontinuierlich arbeitenden sechsstufigen Ex- traktionsapparatur, die im Gegenstrom betrie ben wird, zugeleitet.
Die wässrige Phase pas siert, im Gegenstrom mit dem Benzol, das an der mit 13 bezeichneten Stelle dem letzten Mischgefäss zugeleitet wird, durch die Extrak tionsapparatur, wobei sie durch den Abschei- der 12a, das Mischgefäss 11b, den Abscheider 12b usw. hindurchfliesst. In entgegengesetz tem Sinne fliesst die erwähnte Benzolphase durch die Extraktionsapparatur; sie geht hierbei durch den Abscheider 12f, k1isehgefäss 11e usw.
Die Menge Benzol, die pro Kilo- gramm 80%iges Laetamöl der Extraktions- apparatur zugeleitet wird, beläuft sieh auf 3,2 kg.
An der mit. 14 bezeichneten Stelle wurde pro Kilogramm zugeleitetes 80%iges Lactamöl, 0,14 kg dunkel gefärbte wässrige Lösung ab- geführt, die 0,1% Caprolactam enthielt. An der mit 15 bezeichneten Stelle wurde eine Lösung von Lactam in Benzol abgeführt, deren Menge sich pro Kilogramm zugeleitetes,
80%iges Lactamöl auf 4,06 kg belief. Diese Lösung enthielt 20 Gewichtsprozente Capro- lactam.
Das Caprolactam, das anschliessend durch Destillation aus dieser Lösung gewonnen wurde, zeigte beim Aufbewahren keine Nei gung zum Verfärben.
Zum Vergleich möge dienen, dass nach weislich etwa zwölf Extraktionsstufen erfor derlich sind, um zu einem gleichen Extrak tionsgrad zu gelangen, wenn man wasserhal- tiges Lactamöl, das 70% Caprolactam ent- hält, sofort mit Benzol extrahiert.