Verfahren zur Konzentrierung von wasserhaltigen Laetamölen Bei der Umlagerung der Oxime cyclischer Ke- tone mit Oleum oder Schwefelsäure werden die ent sprechenden Lactame zunächst in einer Lösung von konzentrierter Schwefelsäure erhalten.
Zur Isolierung der Lactame wird die Schwefelsäure in der Technik meist mit Ammoniakwasser neutralisiert. Auf diese Weise wird eine Ammonsulfatlauge erhalten, auf der sich die betreffenden Lactame als sogenanntes Lac- tamöl abscheiden.
Ein solches Lactamöl hat je nach der Art des Lactams und der Arbeitsbedingungen etwa folgende Zusammensetzung: 66 bis 68% des jeweiligen Lactams, 28 bis 31% Wasser, 1,4 bis 21/9 Ammonsulfat, 0,
2 bis 0,4% Ammoniak und 0,1 bis 0,319/o des entsprechenden Ketons.
Es ist bekannt, dass die Lactamöle nicht direkt im Vakuum destilliert werden können, sondern einem Extraktionsprozess unterworfen werden müs sen, wenn hohe Ausbeuten des betreffenden Lactams bei guter Qualität erhalten werden sollen. Zu dieser Extraktion werden im allgemeinen Chlorkohlen wasserstoffe benutzt. Als Nachteil tritt bei einer sol chen Extraktion in den lactamarmen Stufen jedoch häufig Emulsionsbildung auf.
Es hatte sich gezeigt, dass die Emulsionsbildung vollständig vermieden werden kann, wenn aus dem Lactamöl ein Teil des Wassers und gleichzeitig das darin enthaltene Ammoniak und Keton entfernt werden.
Um den gewünschten Effekt zu erzielen, genügt es, so viel Wasser zu entfernen, dass der Lactamgehalt auf 72 bis 78% steigt. Wenn die Vor- konzentrierung auf über 801/o Lactamgehalt getrie ben wird, kommt es leicht zu störenden Ausschei dungen von Ammonsulfat.
Diese Einengung des Lactamöls kann in bekann ter Weise durch Abdampfen bei Atmosphärendruck oder vermindertem Druck geschehen. Es ist auch bereits beschrieben worden, dass durch diese Vor- konzentrierung des Lactamöls eine Erhöhung des Extraktionseffektes erreicht wird.
Es wurde nun gefunden, dass genannte Lactam- öle konzentriert werden können, wenn man erfin dungsgemäss durch diese Lactamöle bei erhöhter Temperatur ein Gas, wie z. B. Stickstoff, vorzugs weise Luft, in feiner Verteilung leitet. Bei Verwen dung von Luft werden zudem Verunreinigungen, die im Lactamöl enthalten sind, oxydiert, wodurch die Reinheit des Produktes erhöht wird.
Es hat sich überdies gezeigt, dass die oxydative Wirkung und damit der Reinigungseffekt noch erhöht werden, kann, wenn dem Lactamöl geringe Mengen kataly tisch wirkender Metallsalze, wie Mangan- oder Kobaltacetat, hinzugefügt werden. Die Lactame selbst werden durch diese Behandlung nicht ange- griffen. Die Begasung der Lactamöle kann chargen- weise oder kontinuierlich erfolgen.
<I>Beispiel 1</I> 1000 Gewichtsteile eines Methyllactamöls, wie es durch Umlagerung und nachfolgende Neutralisa tion des Oxims des o-Methylcyclohexanons erhalten wird, werden in ein weites Rohr gefüllt, das auf seiner ganzen Länge mit Wasser von l00 C beheizt ist. Durch dieses Lactamöl werden stündlich das Einhundertfache seines Volumens Stickstoff in feiner Verteilung hindurchgeblasen.
Nach drei Stunden ist so viel Wasser abdestilliert, dass der Gehalt des Öls an Methyllactam von ursprünglich 68 auf 77% an- gestiegen ist und das Methyllactamöl frei von Ammo niak und o-Methylcyclohexanon ist.
Das in dieser Weise behandelte Methyllactamöl lässt sich in einem 5stufigen Extraktor ohne Emul- sionsbildung extrahieren, während sich bei der Extraktion des unbehandelten Methyllactamöls in der vierten und fünften Stufe milchartige Emulsionen bilden.
<I>Beispiel 2</I> 1000 Gewichtsteile eines durch Umlagerung und nachfolgende Neutralisation aus Cyclohexanonoxim gewonnenen Lactamöls von der Zusammensetzung: 66% s-Caprolactam, 30,4% Wasser, 2,1% Ammon- sulfat, 0,4% NH3 und 0,3% Cyclohexanon werden stündlich von oben in ein weites Rohr geleitet,
das auf seiner ganzen Länge mit Dampf von 0,1 atü be heizt ist. Durch das Lactamöl wird das Einhundert fache seines Volumens auf 110 C vorgewärmte Luft geleitet. Das Lactamöl, dessen Gehalt an E-Capro, lactam auf 75 bis 76% gestiegen und das frei von Ammoniak und Cyclohexanon ist,
verlässt das Be- gasungsrohr unten über ein überlaufrohr und läuft direkt in einen 6stufigen Extraktor, in dem es ohne Emulsionsbildung extrahiert werden kann. Das mit 98-99 %iger Ausbeute erhaltene e-Caprolactam hatte nach seiner Destillation im Vakuum eine Per manganatzahl von 940 Sek.
(Bestimmung der Per manganatzahl: 1 g Caprolactam wird in 100 ml destilliertem Wasser gelöst und hierzu 1 ml 0,01n Kaliumpermanganatlösung gegeben. Es wird die Zeit in Sekunden gemessen, die bis zum Verschwin den des violetten Farbtons der Lösung vergeht.
Die gemessene Sekundenzahl ist die Permanganatzahl.) Aus dem als Ausgangsstoff verwendeten Lac- tamöl wurde bei vermindertem Druck so viel Wasser abdestilliert, bis der Laetamgehalt auf 76% ge- stiegen war. Das vorkonzentrierte Öl liess sich ohne Störung in einem 6stufigen Extraktor extrahieren.
Die Ausbeute lag aber nur bei 97' /o. Die Perman- ganatzahl des im Vakuum destillierten Caprolactams betrug 500 Sek.
Wenn das gleiche Lactamöl ohne Begasung di rekt in die Extraktion eingesetzt wird, so ist es wegen der Emulsionsbildung nicht möglich, sechs Extraktionsstufen zu benutzen, sondern es können nur drei Extraktionsstufen verwendet werden. Die Ausbeute beträgt dann nur 93-95%. Das nach der Destillation erhaltene e-Caprolactam hatte eine Per manganatzahl von 550 Sek.
<I>Beispiel 3</I> 1000 Gewichtsteile eines Lactamöls gemäss Bei- spiel 2, denen 0,02 /o einer 50%igen wässrigen Lö- sung von Manganacetat zugesetzt waren, wurden, wie in Beispiel 2 angegeben, mit Luft begast und in der dort geschilderten Weise extrahiert und destil liert.
Bei der Extraktion zeigte sich keinerlei Emulsionsbildung. Das in 98-99%iger Ausbeute er- haltene e-Caprolactam hatte eine Permanganatzahl von 1500 Sek. und darüber und wies eine ausser ordentlich gute Lichtbeständigkeit auf.