CS219045B1

CS219045B1 - Process for crystallizing B-caprolactam from organic solvents

Info

Publication number: CS219045B1
Application number: CS457281A
Authority: CS
Inventors: Jan Sladky
Original assignee: Jan Sladky
Priority date: 1981-06-18
Filing date: 1981-06-18
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká oboru výroby 6-kaprolaktamu a řeší problémy krystallzace z organických rozpouštědel oddestilováním části rozpouštědla za současného působení čpavku. Podstatou vynálezu je provedení postupu krystalizace 6-kaproIaktamu z organických rozpouštědel tím, že do nasyceného roztoku nebo krystalové směsi 6-kaprolaktamu a organického rozpouštědla je při teplotě varu roztoku uváděn čpavek a rozpouš tědlo je oddestilováváno z části varem, z části odháněno parami přiváděného čpavku jako nosného plynu. Vynález se dá předběžně využívat v oboru výroby 6-kaprolaktamu.The invention relates to the field of 6-caprolactam production and solves the problems of crystallization from organic solvents by distilling off part of the solvent under the simultaneous action of ammonia. The essence of the invention is to carry out a process of crystallization of 6-caprolactam from organic solvents by introducing ammonia into a saturated solution or crystal mixture of 6-caprolactam and an organic solvent at the boiling point of the solution and the solvent is distilled off partly by boiling, partly by driving off the vapors of ammonia supplied as a carrier gas. The invention can be used provisionally in the field of 6-caprolactam production.

Description

Vynález se týká oboru výroby 6-kaprolaktamu a řeší problémy krystallzace z organických rozpouštědel oddestilováním části rozpouštědla za současného působení čpavku.The present invention relates to the field of the production of 6-caprolactam and solves the problems of crystallization from organic solvents by distilling off a portion of the solvent while treating with ammonia.

Podstatou vynálezu je provedení postupu krystalizace 6-kaproIaktamu z organických rozpouštědel tím, že do nasyceného roztoku nebo krystalové směsi 6-kaprolaktamu a organického rozpouštědla je při teplotě varu roztoku uváděn čpavek a rozpouštědlo je oddestilováváno z části varem, z části odháněno parami přiváděného čpavku jako nosného plynu.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for crystallizing 6-caproactam from organic solvents by introducing ammonia into a saturated solution or crystal mixture of 6-caprolactam and an organic solvent at the boiling point of the solution and partially distilling off the solvent by boiling off the vapors gas.

Vynález se dá předběžně využívat v oboru výroby 6-kaprolaktamu.The invention can be used in the art for the production of 6-caprolactam.

^c Předmětem Vynálezu je způsob krystalizace čS-kaprolaktamu z organických rozpouštědel za současného působení čpavku a odpařování rozpouštědla z nasycených roztoků 6-kaprolak’tamu nebo směsí krystalů 6-kaprolaktamu s jeho nasyceným roztokem v organickém rozpouštědle. ^c The present process for crystallization of CS-caprolactam from the organic solvent with simultaneous action of ammonia and solvent evaporation from the saturated solution of 6-kaprolak'tamu or mixtures of crystals of 6-caprolactam with a saturated solution in an organic solvent.

Krystalizace 6-kaprolaktamu z organických rozpouštědel má oproti jiným rafinačním postupům značnou výhodu v nízké spotřebě energií a vysoké čisticí účinnosti. Značný sklon roztoků 6-kaprolaktamu v organických .rozpouštědlech k inkrustacím Však omezoval tento postup při provozní realizaci. Využitím vnitřního chlazení a odpařování rozpouštědla působením komprimovaného čpavku podle čs. AO 161611 a 161 608 umožňuje se již využití krystalizace v technické praxi zvláště v kombinaci s výhodným použitím absorpce čpavku do vody při kondenzaci a regeneraci odváděného rozpouštědla. U tohoto postupu současně s čpavkem je odpařována i část rozpouštědla v závislosti na tenzi par rozpouštědla a čpavku podle zvolených tlakových podmínek, které v rovnovážném stavu určují hmotnostní poměr par čpavku a rozpouštědla při jejich výstupu z prostoru krystalizace.Crystallization of 6-caprolactam from organic solvents has a considerable advantage over other refining processes in low energy consumption and high purification efficiency. The considerable tendency of solutions of 6-caprolactam in organic solvents to incrustations, however, has limited this process in operational implementation. By utilizing internal cooling and evaporation of the solvent by the action of compressed ammonia according to CS. AO 161611 and 161 608 already allow the use of crystallization in technical practice, particularly in combination with the advantageous use of the absorption of ammonia into water during condensation and regeneration of the solvent removed. In this process, at the same time as the ammonia, some of the solvent is vaporized depending on the vapor pressure of the solvent and the ammonia according to the selected pressure conditions, which in equilibrium determine the mass ratio of ammonia to solvent vapors as they exit the crystallization space.

Při zvyšování výkonu zařízení podle uvedeného postupu však expanze čpavku v roztocích 6;-káprolaktamu v organickém rozpouštědle nebo v jeho krystalických směsích je již částečně na závadu. Nezávisle na tlakových podmínkách způsobuje již expanze čpavku pěnění roztoků a tvorbu neúměrného množství krystalových jader, což má za následek omezení růstu větších krystalů. Zvětšování aparátů by vedlo k přílišnému zvyšování investičních nákladů a bylo by jen částečným řešením.However, as the performance of the apparatus of the present invention increases, the expansion of ammonia in the 6-caprolactam solutions in the organic solvent or in its crystalline mixtures is already partially impeded. Irrespective of the pressure conditions, the ammonia expansion already causes foaming of the solutions and formation of disproportionate number of crystal cores, which results in a reduction in the growth of larger crystals. Enlarging the apparatuses would lead to an excessive increase in investment costs and would only be a partial solution.

Postupem podle vynálezu lze uvedené nedostatky odstranit a vytvořit podmínky pro realizaci velkoprovozního· zařízení.By means of the process according to the invention, these disadvantages can be eliminated and conditions can be created for the implementation of a large-scale plant.

Způsobem podle vynálezu se do nasyceného roztoku nebo krystalové směsi 6-kaprolaktamu a organického rozpouštědla při hodu varu roztoku uvádí komprimovaný čpavek v takovém množství, aby z celkově odváděného rozpouštědla v parách na 1 díl hmotnostní rozpouštědla odváděného čpavkem jako nosným plynem připadalo 0,01 až 20 dílů hmotnostních rozpouštědla odpařeného varem, přičemž horní hranice hmotnostního poměru čpavku je vymezována udržením teploty varu pracovní směsi a dolní hranice zajištěním vlastního působení čpavku a promíchání směsi.According to the process of the invention, a saturated solution or crystal mixture of 6-caprolactam and an organic solvent at the boiling point of the solution is fed with compressed ammonia in such a quantity that from total solvent vapor is removed per 1 part by weight of the solvent. the upper limit of the ammonia weight ratio is defined by maintaining the boiling point of the working mixture and the lower limit by ensuring the actual action of the ammonia and mixing the mixture.

Hmotnostní podíl použitého čpavku k odpařování rozpouštědla je v relativně širokých mezích ovlivňován rozdílnými změnami tenzí pař čpavku a rozpouštědla v závislosti na tlaku, přičemž s klesajícím tlakem v souvislosti se změnou tenze par stoupá obsah rozpouštědla v rovnovážné směsi par čpavek—rozpouštědlo. Navíc když s klesajícím tlakem současně stoupá objem par, je za nižších tlaků pod 100 kPa výhodné omezovat množství přiváděného čpavku a zvyšovat podíl odpařování rozpouštědla varem.The mass fraction of the ammonia used to evaporate the solvent is influenced to a relatively wide extent by the different pressure changes of the ammonia vapor and solvent depending on the pressure, and the decreasing pressure due to the change in vapor pressure increases the solvent content in the ammonia vapor / solvent equilibrium mixture. In addition, when the vapor volume increases simultaneously with decreasing pressure, at lower pressures below 100 kPa it is advantageous to reduce the amount of ammonia supplied and to increase the evaporation rate of the solvent by boiling.

Celková hmotnost přiváděného čpavku do uzlu krystalizace v mezích 0,1 až 50 procent vztaženo na 6-kaprolaktam přiváděný ke krystalizací je v podstatě závislá na pracovním tlaku krystalizátoru a koncentraci 6-kaprolaktamu v organickém rozpouštědle přiváděném ke krystalizací.The total weight of ammonia fed to the crystallization node in the range of 0.1 to 50 percent based on the 6-caprolactam fed to the crystallization is essentially dependent on the working pressure of the crystallizer and the concentration of 6-caprolactam in the organic solvent fed to the crystallization.

Výhody uvedeného postupu spočívají v možnosti přizpůsobení dávkování čpavku do pracovního roztoku v širokém rozsahu 0,1 až 50 % hmotnostních na přiváděný kaprolaktam ke krystalizací při současném zajištění promíchávání a cirkulace směsi. Rozdělení odvodu tepla na odpařování varem a odpařování v důsledku působení čpavku umožňuje snížení pracovních objemů a omezení tvorby přebytečných krystalových jader nebo oděru narůstajících krystalů. Postup umožňuje navíc realizovat provozní jednotky i za nízkých tlaků, kde je nutno počítat se značným nárůstem objemu expandovaného čpavku. Výhody možnosti snížení objemu nosného plynu se kromě vlastního uzlu krystalizace projeví dále i v části absorpce nebo regenerace nosného plynu. PřikladlThe advantages of this process lie in the possibility of adjusting the ammonia dosing to the working solution over a wide range of 0.1 to 50% by weight per caprolactam to be crystallized, while ensuring mixing and circulation of the mixture. The separation of heat dissipation into boiling vaporization and ammonia vaporization allows the reduction of working volumes and the reduction of formation of excess crystal cores or abrasion of increasing crystals. In addition, the process makes it possible to realize operating units even at low pressures, where a considerable increase in the volume of expanded ammonia is to be expected. In addition to the crystallization node itself, the advantages of the possibility of reducing the volume of the carrier gas are also reflected in the absorption or regeneration of the carrier gas. He did

Do válcovité nádoby, opatřené vstupem čpavku ke dnu a odvodem par u vrchu, byl do nasyceného roztoku 6-kaprolaktamu v trichloretylénu při počáteční teplotě 30 °C a tlaku 13 kPa uváděn čpavek v množství 40 g za hodinu, což odpovídalo odparu 280 gramů rozpouštědla, přičemž celkový odpař rozpouštědla- činil 650 g za hodinu a po< ukončení pokusu bylo získáno 1020 g krystalu.In a cylindrical vessel equipped with ammonia inlet to the bottom and a vapor outlet at the top, a saturated solution of 6-caprolactam in trichlorethylene at an initial temperature of 30 ° C and a pressure of 13 kPa was charged with 40 g per hour, equivalent to an evaporation of 280 grams of solvent. the total evaporation of the solvent was 650 g per hour and 1020 g of crystal were obtained after the end of the experiment.

Sítovým rozborem velikosti krystalů bylo zjištěno, že 38 % krystalů vykazovalo hodnotu nad 1 mm a celkově 93 % krystalů hodnotu nad 0,4 mm.A sieve analysis of the crystal size revealed that 38% of the crystals had a value above 1 mm and a total of 93% of the crystals had a value above 0.4 mm.

Claims

SUBJECT

A process for crystallizing 6-caprolactam from organic solvents such as benzene, toluene or trichlorethylene by distilling off a portion of the solvent from a saturated solution of 6-caprolactam in an organic solvent or a crystalline mixture of 6-caprolactam and an organic solvent at their boiling point. with an ammonia treatment of 0.1 to 50 percent by weight on the supplied 6-caprolactam to be crystallized at pressures ranging from 100 Pa to 800 kPa, characterized in that 1 part by weight of the solvent removed by saturating the ammonia vapors with 0.01 to 20 parts by weight of the solvent evaporated by boiling.