CS201109B1 - Process for the regeneration of organic solvents used in the purification 6-caprolactame - Google Patents

Description

201 109 (11) (Bl) ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ

REPUBLIKA (19)

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU

<ai) (23) Výstavná priorita (22) Přihlášené 42 01 76 (21) PV 171-76 (51)IntCl.* i * 3 * SC 07 D 201/08

ÚŘAD PRO VYNÁLEZYA OBJEVY (48) Zverejnené 29 02 80 (45) Vydané 01 03 83 (75)

Autor vynálezu KULLA ŠTEFAN ing. , ŽILINA

VALL0VÁ HELENA ing., BYTČA »

H0LMAN LAURENC, ŽILINA (54) Spfisob regenerácie organických rozpúšťadiel použitých v procese čistenia6 - kaprolaktámu i Předmetom vynálezu je spósob regeneráoie organických rozpúšťadiel obmedzene miešatel’- ných s vodou ako benzén, toluén, trochlóretylén a chloroform použitých v procese čistenia 6-kaprolaktámu, obsahujúcich nečistoty z procesu výroby 6-kaprolaktámu a 6-kaprolaktám. S rastom výroby 6-kaprolaktámu a jeho spracovaním na kontinuálnych polymerizačnýchlinkách neustále rastů i nároky na jeho kvalitu.

Vysoká čistota tohoto monoméru je zabezpečovaná viacstupňovým čistěním surového pro-duktu zahrňujúcira obvykle extrakciu 6-kaprolaktámu zo surového vodného roztoku do organic-kého rozpúšťadla čiastočne miešatel’ného s vodou ako trichlóretylén, benzén, toluén, chlo-roform a iné a následnú extrakciu 6-kaprolaktámu z organického rozpúšťadla do vody. PřiHáslednej extrakci! 6-kaprolaktámu z organického rozpúšťadla do vody sa získává vodný ex-trakt obsahujúci podstatnú časť 6-kaprolaktámu přivedeného v roztoku organického rozpúš-ťadla a ra'finát organického rozpúšťadla, ktorý obsahuje zbytok přivedeného 6-kaprolaktámu,organické nečistoty a malé množstvo vody.

Pri používaní moderných extrakčných zariadení s vysokou extrakčnou účinnosťou obsa-huje rafinát organického rozpúšťadla iba malé množstvo 6-kaprolaktámu radové menej ako0,1 % hmotn. a možno ho použit’ k opatovnej extrakci! 6-kaprolaktámu zo surového vodnéhoroztoku. Avšak v organickom rozpúšťadle ostávájú rozpuštěné i látky organického charak- 201 109 201 10.» teru, ktoré majú svojpfivod v procese výroby surového 6-kaprolaktámu. Pre zachovánie čis-tiaceho účinku extrakoie musí byt' koncentráoia týohto organických nečistót v organiokomrozpúšťadle použitom k extrakci! udržovaná na nízkých hodnotách.

Udržiavanie nlzkej koncentrácie organických nečistfit v cirkulujúcom organiokom roz-púšťadle sa zabezpečuje regeneráciou časti alebo celého množstva rafinátu organiokého roz-púšťadla ,

Regenerácia rafinátu organiokého rozpúšťadla sa obvykle prevádza jednostupňovoualebo z kvalitatívneho hl’adiska výhodnejšou dvojstupňovou destiláciou, respektive rekti- fikáciou.

Prvý stupeň destilácie je obvykle vedený pri teplote roztoku o 5 až 1O°C vyššej akoje teplota varu příslušného čistého organického rozpúšťadla.

Zvýšenie teploty varu roztoku zodpovedá zvýšenému obsahu 6-kaprolaktámu a organickýchnečistSt přítomných v tomto roztoku. fiasť roztoku rafinátu organiokého rozpúšťadla takto zahuštěného o nečistoty je vedenádo druhého stupňa destilácie, ktorá sa prevádza pri teplote do cca 12O°C. Zbytok organic-kého rozpúšťadla obsahujúoi značné zahuštěné organické nečistoty a 6-kaprolaktám je šaržo-vite alebo kontinuálně vypúšťaný z výroby. *

Známy je i iný postup vedenia druhého stupňa destilácie rafinátu organického rozpúš-ťadla, při ktororn sa zo zbytku odtékájúceho z I. stupňa destilácie vydestilováva organickérozpúšťadlo priamou parou. Při takomto vedení procesu rezultuje ako zbytok vodný rožtok6-kaprolaktámu a organických nečistót a obsah organiokého rozpúšťadla je v tomto zbytkuminimálny. 6-kaprolaktám obsiahnutý v takomto zbytku je obvykle tak znečistěný přítomnýmiorganickými nečistotami, že je výhodnéjšia jeho kanalizácia ako jeho opfitovné získavanie.

Obidva uvádzané spdsoby regenerácie rafinátov organických rozpúšťadiel majú svojenedostatky, ktoré spočívájú v nutnosti používat’ k ich odparovaniu vodnú páru o tlaku 0,2a najčastejšie 0,6 MPa. 6-kaprolaktára obsiahnutý v nástrekovom rafináte organického roz-púšťadla je v zbytkovom produkte regenerácie tak znečistěný, že sa ho nevyplatí spdtnezískaváť. Pri vedeni II. stupňa regenerácie bez přítomnosti vody ostává v zbytkovom pro-dukte i časť organického rozpúšťadla, ktorá v případe práce s chlorovanými uhlovodíkmiznemožňuje asanáciu zbytkov spal’ováním. Pri vedení II. stupňa regenerácie destilácioupriamou vodnou parou,dochádza k zhoršovaniu kvality tohto regenerovaného organického roz-púšťadla, jeho straty sú však nižšie ako v predchádzajúcom případe.

Podstatou vynálezu je spdsob regenerácie organických rozpúšťadiel obmedzene mlešatele-ných s vodou ako benzén, toluén, trichlóretylén alebo ohloroform, použitých v prooese čis-tenia 6-kaprolaktámu a obsahujúcich organické nečistoty z procesu výroby 6-kaprolaktámua 6-kaprolaktára vyznačujúoi sa tým, že znečistěné organioké rozpúšťadlo je v kvapalnomstave uvádzané do kontaktu s parou vody, v ktorej připadne sú přítomné i látky obsiahnutév znečistenom organiokom rozpúšťadle, pričom vzniká parná fáza, z ktorej je po kondenzáciivydel’ované přečištěné organické rozpúšťadlo a eraulzia, skládájúca sa z fézy silné znečiste 'i 201 100 ného organického rozpúšťadle obsahujúoej aspoň 70 5» a výhodou 95 % hmot. organiokýoh ne-čistdt přivedených do prooesu regenerácle znečistěným organickým rozpúšťadlom, z ktorejje po oddělení od fázy vodnej, prítomnej v emulzi! vydělené organické rozpúšťadlo postupomheteroazeotropickej destilácie pomooou vodnej páry, pričom zmes pér vody a organickéhorozpúšťadla je kondenzovaná samostatné alebo s výhodou vedená v plynnom stave ku kontaktuso znečistěným organickým rozpúšťadlom, zatial’ čo zbytok fázy znečistěného organiokéhorozpúaťadla obsahujúoi organické nečistoty je vedený k asanácii.

Vodná fáza přítomná v emulzi! spolu s fázou silné znečistěného zbytku pdvodného or-ganického rozpúšťadla je po oddělení od fázy znečistěného organického rozpúšťadla vedenádo procesu výroby alebo čistenia 6-kaprolaktámu alebo s výhodou zmieSavaná aspoň s jednoudesetinou objemu přečištěného organického rozpúáťadla alebo výhodnéJSie zmieSavaná aspoňs jednou desatinou objemu organiokého rozpúšťadla opúšťajúoeho prooes čistenia 6-kapro-laktámu.

Takto získaná emulzia je opStovne rozdělovaná na fázu znečistěného organiokého roz-púšťadla, ktorá je vedená do procesu regenerácle organického rozpúSťadla a na prečistenúvodná fázu, ktorá je vedená do procesu výroby alebo čistenia 6-kaprolaktámu.

Zavedenie spdsobu regenerácle organických rozpúšťadiel podl’a předmětného vynálezumá rad výhod.

Regenerácia organických rozpúšťadiel je prevádzaná pri teplotách rádovo o 10°C niž-ších ako je teplota varu příslušných čistých organických rozpúšťadiel, čo má priaznivývliv na potlaSenie vedl’ajšich reakci! přítomných látok a umožňuje získat’ regeneráoiouvysoko čisté organické rozpúšťadlá.

Specifický spdsob vedenia procesu regenerácle umožňuje získat’ až 95 % 6-kaprolaktámupřítomného v organickom rozpúšťadle nastrekovanora na regeneráoiu, ktorý bol pri doslal’používaných spósoboch regenerácle stráoaný a naviac zvyšoval obsah organických látokv odpadových vodách z procesu 6-kaprolaktámu. Pri velTtotonážnom charaktere výroby 6-kapro-laktámu to nie je zanedbatel*ná výhoda.

Zbytky z regenerácle organických rozpúšťadiel obsahujú iba stopy organických rozpúš-ťadiel a vzhl’adom na vracanie podstatnej časti 6-kaprolaktámu obsiahnutého v organiokomrozpúšťadle nastrekovanom na regeneráclu, ich výskyt je relativné menší ako u hociktoréhodoterajšieho spdsobu regenerácle organických rozpúšťadiel.

Nový spósob regenerácle je spojený aj s nevýhodami oproti známým spdsobom regenerácle.

Prvou z nich je v&amp;čšia spotřeba páry a chladiacej vody vyplývájúca z charakteru po-užité j heteroazeotropickej destilácie organických rozpúšťadiel. Této nevýhoda však mdžebyť l’abko změněná na výhodu využitím skutočnosti, že proces regenerácle je vedený priteplotách rádovo nižších o 1O°C ako pri súčasných spósoboch regenerácle. Práca pri nižšíchteplotách umožňuje využitie k procesu regenerácle róznych zdrojov tepla na nízkej teplot-nej hladině ako odpadnej nizkotlakej páry, brídovej páry, reakčného tepla Beckmannovhoprešmyku, odpadných tepiel zo zahusťovania vodného extraktu, respektive z'rektifikácie6-kaprolaktámu a pod. 201 109

Druhou z nich je vHčšia technologická zložitosť procesu, ktorá však nevybočuje z rátca zložitosti technologie výroby 6-kaprolaktámu.

Celkový ekonomický efekt spdsobu regenerácie podlá vynálezu je nesporné pozitivny.

Na pripojenom výkrese je znázorněná schéma jednej z možnosti prevedenia regenerácieorganického rozpúSťadla podl’a vynálezu. Ide o znázomenie regenerácie trichlóretylénu po·užitého v procese čistenia 6-kaprolaktámu extrakciou. Příklad prevedenia

Vedením Ί. je do prooesu regenerácie privádzané 10 GOO kg/h trichlóretylénového rafi·nátu obsahujúceho 7 kg 6-kaprolaktámu, stopy vody a coa 5 kg organických nečistdt.

Vedením 2 je 5 000 kg privádzaného rafinétu uvádzané do kontaktu s vodnou fázou při·vádzanou vedením 16. Vzniklá emulzia je rozdělovaná v deličke 2. a organická fáza obohate·ná o 30,8 kg 6-kaprolnktámu a 0,3 kg organických nečistot je vedením 4 vracané do hlavně,ho prúdu privádzaného vedením _1_ a nastrekovaná do kolony Cirkuláciou cez vařákohrievaný kyselinou laktámsirovou, dochádza pri teplot© 76°C k odparovaniu azeotropickejzmesi pár trichlóretylénu a vody, ktoré sú vedením £ privádzané do kondenzátora 8 a kon-denzát vedením 9 privádzaný do deličky 00, v ktorej sa odděluje trichloretylén od vody.

Vedením 11 je oddělovaný regenerovaný trichlóretylén v množstve 9 988 kg/h vracenýdo procesu extrakci® a vedením 12 odvádzaná voda v množstve 729 kg/h spát’ do kolony J5.

Do vedenia 12 je vedením 13 napojený vstup čerstvej vody v množstve 214 kg/h.

Vedením 14 je z kolony 2 odoberané časť emulzie, ktorá po rozdělení v deličke 15 navodná fázu, ktorá je v množstve 257 kg/h odvádzaná vedením 16 do kontaktu s časťou tri-chlóretylénového refinátu privádzaného vedením 2.. Táto vodná fáza obsahuje okrem vody36,8 kg 6-kaprolaktámu a cca C,4 kg organických nečistdt.

Vedením 17 je z deličky 15 do kolony 18 odvádzaná 20 kg/h trichlóretylénového roztoku obsahujúceho cca 4,9 kg organických nečistdt a 0,6 kg 6-kaprolaktámu.

Do spodu kolony 18 je vedením 19 privádzaná vodná para v množstve 7 kg/h. Z hlavykolony 18 je vedením 20 odvádzaná zmes pár obsahujúea 15 kg trichlóretylénu a 6 kg vodydo kolony 2·

Vedením 21 je z kolony 18 vypúáťané 6 kg/h zbytkov obsahujúcich 4,8 kg organickýchnečistdt, 1 kg vody a 0,6 kg 6-kaprolaktámu.

Emulzia vytváraná zmieSávaním vodnéj fázy privádzanéj vedením 16 s časťou organic-kého rozpúSťadla privádzaného vedením 2. je rozdělovaná v deličke 2> pričora ddjde k ochu-dobneniu vodnej fázy o 30,8 kg 6-kaprolaktámu a 0,3 kg organických nečistdt. Takto spra-covaná vodná fáza o obsahu 2,86 $ 6-kaprolaktámu a 0,044 $ó organických nečistdt je vy-púáťaná vedením 22.

Pri takomto prevedepí bol z triohlóretylénového rafinátu o extinkcii pri 290 nm

Claims (1)

1. 201 100 rovnej 12, vyrábaný čistý trichlóretylén e oxtinkoii 0,6, ktorý možno opat’ použit’ a dobrýmčiatiaoim efekto· v prooese čistonia surového 6-kaprolaktámu. P RE DM E T VYNÁLEZU Spdaob rogeneráoie organiokýoh rezpúčtfedlel použitých v prooese čistonia 6-kaprelak-támu obmodzono mieSatolnýoh a vodou ako benzén, toluén, trichléretylén alebe chloroform,sbaahujúoich organické nečistoty z procesu výroby 6-kaprolaktámu a 6-kaprolaktám, vyzna-čujúoi aa tým, že znečistěné organické rezpúSttodlo Ja v kvapalnem a tavě uvádzané de kon-taktu a parou vody, v ktorej připadne aú přítomné i látky obaiahnuté v znečistonem orga-nickém rozpúSťadle, pričoa vzniká parná fáza, z ktorej Je po kondenzáoii vydělované pro-čištěné organická rozpúčttodle a emulzia akladajúoa aa z fázy znečistěného organického rez-púSthdla obaahujúoej aspoň 70 a výhodou 95 % hmot. organiokýoh nečlatčt přivedených doprooeau regeneráole znečistěným organlokým rozpúSťadlem, z ktorej Je po oddělení od fázyvednej, prítoanej v emulzii, vydělená organická rozpúSťadle postupem heteroazeotroplokejdeatiláoie pornooou vednej patry. Zmes pár vody a organického rezpúčttodla je kondenzovanášamoa ta tne alebo a výhodou vedená v plynnou stave ku kontaktu se znečistěným organlokýmrozpúčttodlem. Zbytek fázy znečistěného organického rozpúSťadle ebaahujúoi organické nečis-toty je vedený k aaanáoii a z fázy vednej, obaahujúoej aspoň 70 a výhodou 95 % hmot.6-kaprolaktámu přivedeného do prooeau regeneráole znečistěným organickým rozpúSťadlem,která je po oddělení od fázy znečistěného organického rozpúSťadle, prítoanej v emulzii,vedená do prooeau výroby alebo čiatenla 6-kaprolaktámu alebe a výhodou zaiečavaná aspoňa jednou deaatinou objemu pročištěného organického rozpúSťadla alebo výhodnéjčie zmioSa-vaná a jednou desetinou objemu organického rozpúSťadla opúčťajúoeho prooea čiatenla6-kaprolaktámu a opKtovne rozdělovaná na fázu anočištěného erganiokého rezpúčťadla, kteráje vedená do prooeau regeneráole erganiokého rozpúSťadla a na prečiatenú vodnú fázu, kteráje vedená de prooeau výroby alebo čiatenla 6-kaprolaktámu. 1 výkres