CS232981B1 - Způsob předčištění a zpracování znečištěných frakcí e -kaprolaktanu zbývajících po jeho destilaci a rektifikaci - Google Patents

Abstract

Vynélez se týká výroby kaprolaktanu a řeší problém předčištění a zpracování těžkých frakcí odpadajících zejména při destilací a rektifikaci finálního produktu. Vynélez řeší využití extrakce k předčištění těžkých frakcí a nakoncentrování extraktů v systému extrakce hlavního výrobního proudu.

Description

Vynález se týká způsobu zpracování znečistěných frakcí zbývajících po destilaci a rektifikací g-kaprolaktamu (déle jen kaprolaktamu) ve dvoustupňovém systému extrakce předevěím kaprolaktamu do zředěného roztoku v organickém rozpouštědle a následným jeho nakoncentrovánim za současného promývání vodní fází hlavního proudu extrakce.

Při výrobě kaprolaktamu z cyklohexanonu je extrakce surového kaprolaktamu z vodných roztoků získaných po neutralizaci produktu Beckmannova přesmyku cyklohexanonoximu nejčastěji používaným čisticím postupem,· zajištujícím hrubé oddělování vedlejších produktů.

Podle volby delších čisticích postupů je extrakce surového kaprolaktamu v technické praxi prováděna jednostupňově, nebo ve dvoustupňovém systému.

Méně je již extrakce využívána pro čištění zpětných proudů z rektifikace kaprolaktamu, nebo z jiných čisticích operací, které jsou silně znečištěny těkavými bázemi, sulfonačními a oxidačními produkty kaprolaktamu a v některých případech i jeho vyššími polymery.

Důvodem je relativně nízká čisticí účinnost běžného typu extrakce a pronikání většího množství nečistot do konečného dočištování produktu při recirkulaci zpětných proudů.

Podle povahy a obsahu příměsí se uvedené zpětné proudy podrobují nákladnému čištění depolymerací, iontoměniči nebo i kombinací uvedených postupů s použitím čištění aktivním uhlím. Novějším řešením je postup, popsaný v popise vynálezu k čs. autorskému osvědčeni č. 212 989 nebo 216 955, který ke zvýšení čisticí účinnosti využívá protiproudého promývéní silně znečištěného kaprolaktamu vodní fází v systému extrakce hlavního výrobního proudu. Nevýhodou tohoto systému je zpracování poměrně koncentrovaných roztoků až tavenin kaprolaktamu, které mohou u provozních extrakčních zařízení vést k rozkolísání fází při převodu kaprolaktamu do zředěných roztoků. Navíc při velkých výkyvech koncentrací znečiSlujících příměsí ve zpracovávaných frakcích, navzdory poměrně vysoké účinnosti postupu může dojít k výkyvům v kvalitě finálního produktu.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob podle vynálezu spojením účinné separace nečistot extrakcí kaprolaktamu do zředěných roztoků s následným zpětným nakoncentrovánim a propíráním extraktu vodní fází hlavního proudu extrakce.

Postupem podle vynálezu se silně znečištěný kaprolaktam po přidáni 0,1 až 5 dílů vody extrahuje v první fázi postupu organickým rozpouštědlem v takovém poměru, aby výsledný extrakt obsahoval dvě až šest procent hmot. kaprolaktamu, nejvýše však 10 % hmot. Získaný zředěný organický extrakt se ve druhé fázi postupu uvede do protiproudého systému extrakce hlavního výrobního proudu nejvýhodněji v místě 3. až 8. teoretického kontaktu tak, aby v místě vstupu si přibližně odpovídaly koncentrace kaprolaktamu přiváděného extraktu a pracovního extraktu hlavního proudu, přičemž v obou fázích postupu se použije stejného rozpouštědla. Pro dosažení účinnosti propíréní a vyhovujících ekonomických parametrů ve druhé fázi postupu je nutné dodržet podmínku, aby poměr hmot. % kaprolaktamu v přiváděném zředěném extraktu a ve výsledném extraktu hlavního výrobního proudu byl dodržen v mezích 0,5 až 0,01.

Volba rozpouštědla jako trlchloretylén nebo uhlovodíků s podobnými vlastnostmi jako benzen a toluen může sice v raslé míře ovlivnit čisticí účinnost jednotlivých operací, účinnost navrhovaného postupu jako celku, vzhledem k jeho vysoké rezervě v čisticí účinnosti, nemůže v podstatě ovlivnit.

«

Vliv jednotlivých operací na kvalitu konečného produktu lze nejlépe posoudit porovnáním čisticích účinností jednotlivých operací. Běžný typ protiproudého systému extrakce, kde získávaný extrakt, běžně s obsahem 18 až 25 % hmot. kaprolaktamu, je v kontaktu a v rovnováze se vstupním surovým kaprolaktamem, dosahuje 70 až 80% separace příměsí. V dalším koncovém čisticím stupni, al již se jedné o krystalizací nebo destilaci spojenou s rektifikací vlivem značně vyšší dělicí mohutnosti těchto operací ve srovnání s extrakcí, získávají se vedle finálního čistého produktu i zpětné proudy s obsahem příměsí, jejichž koncentrece je ež o 1 řád vyšší než koncentrece příměsí v surovém produktu, přiváděném jako hlavní výrobní proud do extrakce.

Postupem podle vynálezu již v prvním stupni se dosahuje 85 až 95% separace nečistot a ve druhém stupni ze současného nakoncentrovéní extraktu rovněž až 90% separace nečistot při 3 až 5% recirkulaci produktu. Spojením obou čisticích operací za sebou vytvoří se tak značné rezerva v čisticí účinnosti, že při provozním využití jsou z hlediska vlivu na kvalitu konečného produktu spolehlivě eliminovány až řádové odchylky v cirkulaci zpětných proudů, jakož i v koncentraci nečistot. Při praktickém využívání lze postup úspěšně využívat v širokém rozmezí teplot 10 ež 60 °C pro zpětné cirkulace do 20 % hmot. vztaženo na produkci a pro koncentraci příměsí až o dva řády vyšší, než je koncentrace nečistot v surovém kaprolektemu přiváděném do extrakce hlavního proudu.

Celkový obsah a separaci zneči Slujícich příměsí v jednotlivých proudech lze sledovat určením absorbance v pásmu 290 mm nebo ještě lépe stanovením spotřeby manganistanu draselného v mg na kg produktu, které současně s mírou dvojných vazeb určuje rámcově i kvalitu produktu. Spotřeba manganistanu draselného je běžně přímo lineárně závislé na obsahu znečiSlujících příměsí.

Příklad 1

V protiproudném systému bylo extrahováno 4 kg těžkých frakcí kaprolaktamu ve formě 50% roztoku 100 kilogramy čistého trichloretylénu. Zatímco těžké frakce vykazovaly spotřebu 9 800 mg KlfaO^/kg, získávaný extrakt s obsahem 3,6 % hmot. kaprolaktamu dosahoval spotřebu 34 mg KMnO^/kg. Získaný extrakt byl uveden do protiproudného systému extrakce hlavního výrobního proudu v místě koncentrace 2,8 % hmot. kaprolaktamu v organické fázi, kde bylo extrahováno 200 kg kaprolaktamu ve formě 70% vodného roztoku 700 kg trichloretylénu. Získaný výsledný extrakt s obsahem 20 % kaprolaktemu dosáhl spotřeby 31 mg KMnO^/kg, což odpovídalo běžně kvalitativní hodnotě při zpracování produkce bez přidáni těžkých frakcí.

Příklad 2

Postupem jak® v příkladu 1 byly zpracovávány těžké frakce kaprolaktamu s vyšším obsahem nečistot a spotřebou 17 500 mg KMn0^/kg. Jako extrakční činidlo byl použit benzen. Získaný extrakt po prvním stupni extrakce při koncentraci kaprolaktamu 2,5 % hmot. vykazoval spotřebu 57 mg KMnO^/kg a výsledný extrakt po promytí a nakoncentrovéní ne 18 % hmot. kaprolaktamu dosáhl spotřeby 26 mg KMn0^/kg.

Vyprecovaný postup umožňuje velkoprovozní refinaci silně znečištěných frakcí kaprolaktamu hlavně v těch případech, kde konečným čisticím stupněm je destilace. Velkou předností postupu je, že při jeho začlenění do výrobní linky je energeticky a investičně nenáročný. V důsledku značné rezervy v účinnosti čištěni zajištuje ve výrobě kaprolaktamu rovnoměrnost kvality finálního produktu i při množstevních nebo kvalitativních výkyvech recirkhlovaných proudů.

Claims (2)

1. Způsob předčištění e zpracování znečistěných frakcí ε-kaprolaktamu, zbývajících po jeho destilaci a rektifikaci, ve dvoustupňovém systému extrakce, převedením ε-kaprolaktamu do zředěného roztoku v organickém rozpouštědle s následným nakoncentrovéním získaného extraktu za současného promývání vodních fází hlavního proudu extrakce, vyznačený tím, Se znečištěný ε-keprolaktam po přidání 0,1 až 5 dílů hmot. vody se extrahuje organickým rozpouštědlem tak, aby získaný extrakt obsahoval 2 až 10 % hmot., nejvýhodněji 3 až 5 % hmot, ε-kaprolaktamu, tento extrakt se podrobí praní a současně nekoncentrování vodní fází hlavního proudu v protiproudům systému extrakce ε-kaprolaktamu, přičemž poměr hmot. % ε-kaprolaktamu v přiváděném zředěném extraktu a ve výsledném extraktu hlavního proudu je vyjádřen hodnotou 0,5 až 0,01 pro rozpouštědla benzen, toluen nebo tri chloretylén.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že pro extrakci znečištěných frakcí ε-kaprolaktamu a pro extrakci hlavního výrobního proudu se použije stejného rozpouětědla.