CS235528B2

CS235528B2 - Method of organic solvent expulsion from extract won by means of caprolactam extraction

Info

Publication number: CS235528B2
Application number: CS35182A
Authority: CS
Inventors: Anna Chodkiewicz; Danuta Janicka; Andrzej Krzysztoforski; Marek Pochwalski; Tadeusz Smetek; Stanislav Tracilowski
Original assignee: Zaklady Azotowe Pulawy
Priority date: 1981-01-19
Filing date: 1982-01-18
Publication date: 1985-05-15
Also published as: YU11682A; PL229273A1; PL134611B1

Abstract

Způsob vypuzovánl organického rozpouštědla s extraktu získaného extrakcí kaprolaktamu, který zahrnuje aseotropickou destilaci s vodou, spočívá podle vynálezu v tom, Se se nejprve část, s výhodou převažující části rospouStědla,odstraní destilací bez přídavku vody a azeotroplckou destilací ee odstraní aš zbytek rozpouštědla. Rozpouštědlo se před vrácením do extrakce promývá vodou, aby ae odstranily v něm obsažená nečistoty, zatímco koncentrovaný vodný roztok kaprolaktamu získaný známou metodou z vařáku ezěótropická kolony se podrobí dalSímu čištění.Method for expelling organic solvent with extract obtained by extraction of caprolactam, which involves aseotropic distillation with water, it is according to the invention that it is first a portion, preferably a predominant portion Solvent is removed by distillation without addition water and azeotropic distillation ee to the rest of the solvent. Solvent before returning to extraction it is washed with water to remove it impurities while concentrated an aqueous caprolactam solution obtained by known methods by the method of the reboiler ezo-tropic column with subjected to further purification.

Description

Předmětem vynálezu je způsob vypuzování rozpouštědla z extraktu při extrakci kaprolaktamu.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for expelling solvent from an extract during the extraction of caprolactam.

Neutralizaci surového produktu Beckraannova přesmyku cyklohexanonoximu v prostředí koncentrované kyseliny sírové pomocí vodného amoniaku se získají dvě vrstvy, které nejsou navzájem misitelné. Horní vrstva, označovaná jako laktamový olej, je vodný roztok obsahující asi 60 až 70 % kaprolaktamu, 1,0 až 1,5 % síranu amonného a 1,0 až 2,0 % organických nečistot. Dolní vrstva je takzvaný sulfátový louh, který tvoří vodný roztok obsahující asi 40 % síranu amonného a 0,8 až 1,0% kaprolaktamu.Neutralizing the crude Beckraann rearrangement of cyclohexanone oxime in concentrated sulfuric acid with aqueous ammonia yields two layers that are not miscible with each other. The top layer, referred to as lactam oil, is an aqueous solution containing about 60 to 70% caprolactam, 1.0 to 1.5% ammonium sulfate, and 1.0 to 2.0% organic impurities. The backsheet is a so-called sulfate liquor, which forms an aqueous solution containing about 40% ammonium sulfate and 0.8 to 1.0% caprolactam.

Jak z laktamového oleje, tak ze sulfátového louhu se izoluje kaprolaktam extrakci selektivním organickým rozpouštědlem, například toluenem, trichlorethylenem, benzenem nebo azeotropickou směsí cyklohexanu s benzenem. Extrakcí rozpouštědly uvedenými výše se získá extrakt, který obsahuje asi 10 až 20 % kaprolaktamu a malá množství nečistot, jako síranu amonného, organických sloučenin a podobně.Caprolactam is isolated from both the lactam oil and the sulphate liquor by extraction with a selective organic solvent, for example toluene, trichlorethylene, benzene or an azeotropic mixture of cyclohexane and benzene. Extraction with the solvents mentioned above yields an extract which contains about 10-20% caprolactam and small amounts of impurities such as ammonium sulfate, organic compounds and the like.

Jednou ze známých a obecně použitelných metod vypuzování rozpouštědla je reextrakoe, při které se pomocí vody extrahuje kaprolaktam z organického rozpouštědla. Rozpouštědlo získané při reextrakci se podrobí jako rafinát regeneraci spočívající v jeho oddestilováni od vysokovroucích nečistot, které jsou v něm obsažené.One known and generally applicable method of solvent ejection is reextrakoe in which caprolactam is extracted from the organic solvent with water. The solvent obtained during the re-extraction is subjected to regeneration as a raffinate by distilling it away from the high-boiling impurities contained therein.

Asi 20 až 30% vodný roztok kaprolaktamu získaný jako produkt reextrakoe se potom odpaří asi na 90 % a nejčastěji na koncentrovanější roztok ve dvoustupňovém nebo třístupňovém destilačním systému a potom se podrobí dalším čisticím operacím, například vakuové destilaci a/nebo krystalizaci, čištění působením iontů, hydrogenaci, oxidaci a podobně. Druhá z nyní používaných metod vypuzování organického rozpouštědla z kaprolaktamového extraktu zahrnuje přímé vydestilování rozpouštědla z extraktu ve formě heteroazeotropu s vodou v jediném stupni vakuové kolony.The approximately 20 to 30% aqueous caprolactam solution obtained as the product of reextrakoe is then evaporated to about 90% and most commonly to a more concentrated solution in a two or three stage distillation system and then subjected to further purification operations such as vacuum distillation and / or crystallization, hydrogenation, oxidation and the like. The second of the currently used methods of ejecting the organic solvent from the caprolactam extract involves direct distilling off the solvent from the extract as a heteroazeotrope with water in a single stage of the vacuum column.

Přítomné řešení vynechává stupeň reextrakce kaprolaktamu z organického rozpouštědla do vody, takže z heteroazeotropické stripovaci kolony se jako vařákový produkt získává koncentrovaný vodrý roztok obsahující asi 93 % kaprolaktamu. Přitom se používá známé metody, která spočívá ve vypuzování těksvější složky z binární směsi (kaprolaktam - organické rozpouštědlo) přidáním azeotropického prostředku, v tomto případě vody, se kterým těkavější složka, tedy organické rozpouštědlo, tvoří heteroazeotrop o maximálním parciálním tlaku par obou složek a minimální teplot- varu. Podle známého stavu teohniky, použití heteroázeotropioké destilace pro vypuzení veškerého rozpouštědla z extraktu bylo nezbytné ze dvou příčin.The present solution omits the degree of re-extraction of caprolactam from the organic solvent to water, so that a concentrated aqueous solution containing about 93% caprolactam is obtained as a reboiler product from the heteroazeotropic stripping column. The known method is to eject the heavier component from a binary mixture (caprolactam - organic solvent) by adding an azeotropic agent, in which case water with which the more volatile component, i.e. the organic solvent, forms a heteroazeotrope with maximum vapor pressure of both components and minimum boiling point. According to the prior art, the use of heteroaseotropic distillation to expel all solvent from the extract was necessary for two reasons.

Předně destilace se provádí při nižší teplotě, což má zabránit přehřátí a degradaci přitom získávaného kaprolaktamu. Za druhé, určitý podíl tekavých nečistot obsažených v surovém kaprolaktamu se také vydestiluje s heteroazeotropem a odstraní se ze systému společně s vodnou vrstvou získávanou jako produkt rozvrstveni kondenzovaného heteroazeotropu. Potom organické rozpouštědlo tvořené organickou vrstvou získávanou jako produkt uvedeného rozvrstvení se v uspokojujícím stupni zbaví shora zmíněných tekavých nečistot a mohlo by se přímo vracet zpět recirkulací do extrakčního procesu.Firstly, the distillation is carried out at a lower temperature to prevent overheating and degradation of the caprolactam obtained. Secondly, some of the volatile impurities contained in the crude caprolactam are also distilled off with the heteroazeotrope and removed from the system together with the aqueous layer obtained as the product of stratification of the condensed heteroazeotrope. Thereafter, the organic solvent constituted by the organic layer obtained as the product of said stratification is freed from the aforementioned flowable impurities to a satisfactory degree and could be recycled directly to the extraction process.

Obě výše uvedené metody jsou charakteristické spotřebou topné páry a chladící vody a v případě prvé metody, také vysokými náklady, které nepříznivě působí na cenu produkovaného kaprolaktamu.Both of the above methods are characterized by the consumption of heating steam and cooling water and, in the case of the first method, also by high costs which adversely affect the price of caprolactam produced.

Druhá a uvedených metod je poněkud hospodárnější, avšak její výrobní náklady jsou zatíženy velkým množstvím páry potřebným pro heteroazeotropické oddestilováni veškerého rozpouštědla.The latter method is somewhat more economical, but its production costs are burdened with the large amount of steam required for the heteroazeotropic distillation of all solvent.

Bylo nalezeno, že nevýhodám popsaným výše a zvláště vysoké spotřebě energie se může vyhnout použitím metody podle tohoto vynálezu.It has been found that the disadvantages described above and the particularly high energy consumption can be avoided by using the method of the invention.

Řešení podle vynálezu spočívá ve vydestilování rozpouštědla z extraktu takovým způsobem, že se nejprve část, s výhodou větší část organického rozpouštědla vydestiluje bez přídavku vody a azeotropickou destilací se odstraní až zbytek rozpouštědla.The solution according to the invention consists in distilling off the solvent from the extract in such a way that first a part, preferably a larger part of the organic solvent is distilled off without the addition of water and the remainder of the solvent is removed by azeotropic distillation.

Bylo objeveno, že tato metoda je možná, pokud se pracuje ve dvou destilačních systémech.It has been discovered that this method is possible when operating in two distillation systems.

V prvém systému se vydestiluje 40 až 90 % rozpouštědla ve stripovací koloně bez přidání vody jako azeotropického prostředku a v druhém systému (následující koloně) se vydestiluje pouze zbytek rozpouštědla ve formě heteroazeotropu s vodou.In the first system, 40-90% of the solvent is distilled off in a stripping column without the addition of water as an azeotropic agent, and in the second system (subsequent column) only the remainder of the solvent is distilled as a heteroazeotrope with water.

Pro zahřívání extraktu a/nebo další odpařování rozpouštědla nebo heteroazeotropu se jako topného prostředí používá par rozpouštědla - destilátu z prvního destilačního systému. Rozpouštědlo se vydestiluje bez přidání vody za teploty vařákového produktu, která není vyšší než 125 °C, s výhodou při teplotě 100 až 120 °C. Doba setrvání extraktu v prvním destilačním systému by neměla týt delší než 20 minut, s výhodou 5 až 15 minut. Do heteroazeotropického destilačního Systému se do dolní části kolony zavádí ostrá pára v množství 1/10 až 1/3 celkového množství vyhřívací páry potřebné pro tuto kolonu. Destilát rozpouštědla z prvního systému, získaný bez spoluúčasti azeotropického prostředku, se po ochlazení regeneruje promýváním vodou v množství 2 až 10, s výhodou 4 až 7 dílů vody na 100 dílů rozpouštědla, potom se směs oddělí a vodná vrstva odstraní.. Jako voda pro promývání se může použít heteroazeotropický destilát.For heating the extract and / or further evaporating the solvent or heteroazeotrope, the solvent-distillate vapor from the first distillation system is used as the heating medium. The solvent is distilled off without the addition of water at a boiler product temperature of not more than 125 ° C, preferably at a temperature of 100 to 120 ° C. The residence time of the extract in the first distillation system should not be longer than 20 minutes, preferably 5 to 15 minutes. In the heteroazeotropic distillation system, 1/10 to 1/3 of the total amount of heating steam required for the column is fed to the bottom of the column. The solvent distillate from the first system, obtained without the participation of an azeotropic agent, after cooling is regenerated by washing with water in an amount of 2 to 10, preferably 4 to 7 parts water per 100 parts solvent, then the mixture is separated and the aqueous layer removed. a heteroazeotropic distillate may be used.

Zdá se, že vydestilování rozpouštědla bez přidání vody za použití vyšších teplot vařákového produktu, řádově 100 až 120 °C, maximálně 125 °C, nezpůsobuje jakoukoli patrnou ztrátu kaprolaktamu, zvláště jestliže doba setrvání extraktu při uvedené operaci není delší než 20 minut, s výhodou 5 až ,5 minut, ale dokonce se zlepšuje jakost kaprolaktamu. Mělo by se očekávat, že tyto výsledky jsou způsobeny tím, že těžké (méně těkavé) organická sloučeniny, obsažené v kaprolaktamu jako nečistoty a neodstraněné během extrakce, za podmínek roztoku kaprolaktamu zůstávajícího za mírně zvýšené teploty, se převádí na sloučeniny složení umožňujícího jejich odstraňování při dalším postupu čištění kaprolaktamu a potom extrakci, například čištěním pomocí ionexů, vakuovou destilací a/nebo krystalizaci.Distilling off the solvent without the addition of water by using a higher digester product temperature, of the order of 100-120 ° C, maximum 125 ° C, does not appear to cause any appreciable loss of caprolactam, especially if the residence time of the extract in said operation is not more than 20 minutes. 5 to 5 minutes, but even improves the quality of caprolactam. It should be expected that these results are due to the conversion of the heavy (less volatile) organic compounds contained in caprolactam as impurities and not removed during extraction under the conditions of the caprolactam solution remaining at a slightly elevated temperature. a further process for purifying caprolactam and then extracting, for example, ion exchange purification, vacuum distillation and / or crystallization.

Použití heteroazeotropické destilace s vodou dokazuje, že je nutné jen v konečném stupni stripování rozpouštědla, když teplota varu smšsi by se prudce zvýšila za úbytku rozpouštědla. Jak je objasněno dále srovnáním kvalitativních ukazatelů, jako výsledek použití způsobu podle vynálezu se získá meziprodukt (to je surový kaprolaktam) o lepší viskozitě, což je anačně důležité pro jeho další zpracování.The use of heteroazeotropic distillation with water demonstrates that it is only necessary in the final solvent stripping stage when the boiling point of the mixture would rise sharply with the loss of solvent. As explained below by comparing the qualitative parameters, as a result of the use of the process according to the invention, an intermediate (i.e. crude caprolactam) of better viscosity is obtained, which is important for further processing thereof.

V dále uvedené tabulce Metoda I unamené způsob zahrnující vodnou reextrakci, jak zde byla upřesněna výše. Metoda II označuje zmíněný způsob spočívající v heteroazeotropickém vydestilování veškerého rozpouštědla. Metoda III je způsob podle tohoto' vynálezu.In the table below, Method I illustrates a method comprising aqueous reextraction as specified hereinabove. Method II refers to the aforesaid process consisting in the heteroazeotropic distillation of all solvent. Method III is a process according to the invention.

TabulkaTable

Průměrný kvalitativní Average quality Metoda Method Metoda Method Metoda Method ukazatel pointer I AND II II III III Obsah kaprolaktamu, % hmotnostní Caprolactam content % by weight 90,0 90.0 90,0 90.0 90,0 90.0 3% manganistanové číslo 3% permanganate number 15 až 30 15 to 30 20 až 25 20 to 25 20 až 30 20 to 30 Těkavá báze, mval/kg Volatile base, mval / kg 2,5 až 3,0 2.5 to 3.0 2,0 až 10,0 2.0 to 10.0 1,5 až 7,0 1.5 to 7.0 Extinkce 50% roztoku, při 290 nm Extinction of 50% solution, at 290 nm 1,0 až 2,5 1.0 to 2.5 1,7 až 3,0 1.7 to 3.0 1,5 až -2,0 1.5 to -2.0

Na základě porovnání změřených indexů lomu a extrakěnlch koeficientů, čistota takto, regenerovaného rozpouštědla - po oddělení dvoufázové směsi a odstranění vodné vrstvy - se neliší od čistoty rozpouštědla získaného ze druhého stupně, to je jako výsledek heteroazeotropické destilace.By comparing the measured refractive indices and the extracellular coefficients, the purity of the recovered solvent thus - after separation of the biphasic mixture and removal of the aqueous layer - does not differ from the purity of the solvent obtained from the second stage, i.e. as a result of heteroazeotropic distillation.

Způsob podle vynálezu se může provádět několika různými variantami, které se navzájem liší především metodou a účinkem využití tepla. Nejjednoduší řešení spočívá v rozdělení operace vydestilování rozpouštědla do dvou stupňů. V prvním stupni se část rozpouštědla, s výhodou větší část rozpouštědla vydestiluje bez přidáni vody jako azeotropického prostředku, zatímco ve druhém stupni se provádí heteroazeotropická destilace. V obou systémech se může pracovat za stejného tlaku, například tlaku nižšího, než je atmosférický, nebo se v prvním systému může pracovat za vyššího tlaku, například tlaku atmosférického; a v druhém stupni za nižšího tlaku, jako například za vakua.The process according to the invention can be carried out in several different variants, which differ from each other primarily by the method and the effect of the use of heat. The simplest solution is to divide the solvent distillation operation into two stages. In the first step, a portion of the solvent, preferably a larger portion of the solvent, is distilled off without the addition of water as an azeotropic agent, while in the second step a heteroazeotropic distillation is performed. Both systems may be operated at the same pressure, for example a pressure lower than atmospheric, or the first system may be operated at a higher pressure, such as atmospheric pressure; and in a second stage at a lower pressure, such as under vacuum.

Zlepšení uvedených variant spočívá v provádění obou stupňů uvedeného způsobu za rozdílných tlaků, za použití páry z prvního systému (pracuje za-vyššího tlaku), jako topného prostředí v druhém systému, kde se pracuje za nižšího tlaku. Podstata použití páry jako topného prostředí se může také uskutečnit pouze v prvním systému, který je rozdělen do dvou kolon provozovaných v sérii, přičemž destilát z první kolony (pracující za vyššího tlaku) by sloužil jako topné prostředí kondenzované v odparce druhé kolony (provozované na nižšího tlaku). Potom druhý systém pracující heteroazeotropicky by pracoval nezávisle na prvním systému a bylo by možné použít stejné vakuové soustavy. Další zlepšení spočívá v provádění heteroazeotropická destilace ve druhém systému s' omezením přímé výměny tepla a v zavádění ostré péry o nízkém tlaku do dolní části heteroazeotropická kolony, co umožňuje další úspory energie. Bylo nalezeno, že je výhodné zavádět ve formě páry 1/10 až 1/3 celkového množství topné péry potřebné v uvedené koloně. Konečně, za účelem zvýšení dalších úspor energie je možné používat par destilátu ze zmíněné kolony (nebo je možné přebytek pak nekondenzovat've výparníku následující kolony, které jsou navzájem tepelně spojeny), pro počáteční zahřívání extraktové násady do kolony. Ze stejné příčiny se také může použít par produkovaných při možné expanzi vařákového produktu z kolony provozované za vyššího tlaku, před zavedením do další kolony, kde se pracuje za nižšího tlaku.An improvement of said variants consists in carrying out both steps of the process at different pressures, using steam from the first system (operating at a higher pressure) as the heating medium in the second system, where the working at a lower pressure. The principle of using steam as the heating medium can also take place only in the first system, which is divided into two columns operated in series, where the distillate from the first column (operating at higher pressure) would serve as the heating medium condensed in the evaporator of the second column pressure). Then the second system operating heteroazeotropically would operate independently of the first system and it would be possible to use the same vacuum system. A further improvement consists in performing heteroazeotropic distillation in a second system with reduced direct heat exchange and introducing a sharp low pressure feather into the lower part of the heteroazeotropic column, allowing further energy savings. It has been found to be advantageous to introduce in the form of steam 1/10 to 1/3 of the total amount of heater required in said column. Finally, in order to increase further energy savings, it is possible to use the distillate vapor from said column (or it is possible to not condense in the evaporator subsequent columns that are thermally bonded to each other) to initially heat the extract batch into the column. For the same reason, vapors produced by possible expansion of the reboiler product from a column operated at a higher pressure may also be used, before being introduced into another column, where the column is operated at a lower pressure.

Předmět tohoto vynálezu je popsán v příkladech na základě schémat destilačního systému uvedeného na výkresech. Na obr. 1 je znázorněn dvoustupňový atmosféricko-vakuový systém popsaný v příkladě 1 uvedeném déle. Obr. 2 ukazuje systém dvoustupňových vakuových kolon, který je popsán v příkladě 2 uvedeném dále. Na obr. 3 je znázorněn trojstupňový atmosféricko-vakuový systém, který se popisuje dále v příkladě 3.The object of the present invention is described in the examples based on the diagrams of the distillation system shown in the drawings. Fig. 1 shows the two-stage atmospheric-vacuum system described in Example 1 below. Giant. 2 shows a two-stage vacuum column system as described in Example 2 below. Fig. 3 shows a three-stage atmospheric-vacuum system as described in Example 3 below.

PřikladlHe did

Laktamový extrakt opouští jednotku extrakce laktamového oleje při teplotě 35 až 40 °C v množství 47 000 kg.h“’ a obsahuje asi 14 % kaprolaktamu, 1 % vody a 85 % toluenu. Po počátečním zahřátí ve výměníku se extrakt zavede na hlavu stripovací kolony 2 udržované za atmosférického tlaku. Pomocí topné páry zaváděné do cirkulačního ojpařovaíe J se odpaří asi 70 % toluenu a veškerá voda obsažená v extraktu. Páry o teplotě asi 110 °C z hlavy stripovací kolony 2 v množství asi 27 000 kg.h“’ se zavádějí do pláště cirkulační odparky £ jako topné prostředí. Přebytek toluenových par z cirkulační odparky £ společně s přehřátými parami hete• _ roazeotropu v něm obsaženými se kondenzuje v ohřívači £ extraktu.The lactam extract leaves the lactam oil extraction unit at a temperature of 35-40 ° C in an amount of 47,000 kg / hr and contains about 14% caprolactam, 1% water and 85% toluene. After initial heating in the exchanger, the extract is fed to the top of the stripping column 2 maintained at atmospheric pressure. About 70% of the toluene and all the water contained in the extract are evaporated with the heating steam introduced into the circulating evaporator J. Vapors at a temperature of about 110 ° C from the top of the stripping column 2 in an amount of about 27,000 kg.h '' are introduced into the jacket of the circulation evaporator 8 as a heating medium. Excess toluene vapors from the circulating evaporator 5, together with the superheated roazeotrope vapor contained therein, are condensed in the extract heater.

Vařákový produkt ze stripovací kolony 2, obsahující asi 35 % kaprolaktamu, se odvádí z vařáku kolony za teploty asi 120 °C a vede se do expandéru £ provozovaného řádově za 75 % vakua, kde se oddělí asi 3 840 kg.h“’ toluenu ve formě jeho par a teplota poklesne asi na 80 °C.The stripper column 2 product, containing about 35% caprolactam, is removed from the column reboiler at a temperature of about 120 ° C and fed to an expander provoz operating in the order of 75% vacuum, where about 3840 kg.h -1 of toluene is separated in form its vapors and the temperature drops to about 80 ° C.

Kapalina a páry z expandéru £ se podrobí heteroazeotropické destilaci s vodou za řádově 75 % vakua v systému tvořeném destilačni kolonou 6, cirkulační odparkou £, kondenzátorem £, chladičem 8 inertních plynů, vývěvou 2, chladičem 10 destilátu a separátorem 11.The liquid and the vapors from the expander 6 are subjected to heteroazeotropic distillation with water under the order of 75% vacuum in a system consisting of a distillation column 6, a circulation evaporator 6, a condenser 8, an inert gas cooler 8, a vacuum pump 2, a distillate cooler 10 and a separator 11.

Toluen kondenzovaný v. cirkulační odparce £ a ohřívači £ extraktu obsahujícím určité množství těkavých nečistot se mísí ve směšovači 14 s heteroazeotropem z kondenzátořů £, co způsobí, že velká část zmíněných nečistot se dostává do vody a po projití chladičem £0 destilátu a separátorem 11 se odstraňuje ze systému.The toluene condensed in the circulation evaporator 6 and the extract heater 6 containing some volatile impurities is mixed in the mixer 14 with a heteroazeotrope from the condensers 6, causing a large part of the impurities to enter the water and after passing through the distillate cooler 60 and separator 11. removes from the system.

Rozpouštědlo takto regenerované se vrací ze separátoru 14 pomocí čerpadla £2 do extrakce kaprolaktamu, a vodný roztok kaprolaktamu zahuštěný na asi 90 %, se odvádí přímo čerpadlem 13 k dalšímu čištění.The solvent thus recovered is returned from the separator 14 by pump 52 to the caprolactam extraction, and the aqueous caprolactam solution, concentrated to about 90%, is discharged directly by the pump 13 for further purification.

Příklad 2Example 2

Množství a chemické složení laktamového extraktu jsou stejné jako v příkladě 1.The amount and chemical composition of the lactam extract are the same as in Example 1.

Laktamový extrakt se vede předehřívačem a dávkuje do stripovací kolony 2, kde se pomocí topné páry zaváděné do cirkulačního odpařovače J odpaří asi 87 % toluenu a veškerá voda obsažené v extraktu. Jako topné prostředí v ohřívači £ extraktu se používá par ze stripovací kolony 2, které mají teplotu zhruba 77,5 °C. Zbývající páry z ohřívače £ extraktu se kondenzují v kondenzátořů 15 a podle potřeby v kondenzátořů £. Kondenzovaný toluen obsahující určité množství těkavých nečistot se smíchá ve směšovací koloně 6 s destilátem - heteroazeo tropem z kondenzátořů 8 a potom se ochladí v chladiči 10. Vařákový produkt se stripovací kolony 2, obsahující asi 55 % kaprolaktamu, vytéká působením gravitace do sací části nezistupňového čerpadla 15. kterým se dávkuje do systému heteroazeotropické destilace, prováděné v systému tvořeném destilačni kolonou 6, cirkulační odparkou £, kondenzátorem £, chladičem £_inertních plynů, vakuovým čerpadlem ££, chladičem 10 kondenzátu běžného typu a separátorem ££.The lactam extract is passed through a preheater and fed to a stripping column 2 where about 87% of the toluene and all the water contained in the extract are evaporated by means of the heating steam introduced into the circulation evaporator. As the heating medium in the extract heater 6, vapor from the stripper column 2 having a temperature of about 77.5 ° C is used. The remaining vapors from the extract heater 8 are condensed in the condensers 15 and, if necessary, in the condensers 8. The condensed toluene containing some volatile impurities is mixed in the mixing column 6 with the distillate-heteroazeo trop from the condensers 8 and then cooled in the cooler 10. The vapor product of the stripper column 2, containing about 55% caprolactam, flows by gravity into the suction section of 15. by which it is fed to a system of heteroazeotropic distillation carried out in a system consisting of a distillation column 6, a circulation evaporator 6, a condenser 8, an inert gas cooler 8, a vacuum pump 8, a conventional type condensate cooler 10 and a separator 8.

Systém dvou destilačních kolon (stripovací kolony 2 a destilačni kolony 6) je v provozu za vakua řádově 6 % dosahovaného vývěvou 2· Znečištěná voda ze separátoru 11 se odstraňuje ze systému a regenerované rozpouštědlo se vrací čerpadlem £2 do extrakce kaprolaktamu.The two distillation column system (stripper column 2 and distillation column 6) is operated under a vacuum of the order of 6% achieved by the vacuum pump 2. The contaminated water from the separator 11 is removed from the system and the recovered solvent is returned by pump 52 to caprolactam extraction.

Jako vařákový produkt z destilačni kolony 6 se získává asi 90% vodný roztok kaprolaktamu, který se odvádí přímo čerpadlem 13 k dalšímu čištění.An approximately 90% aqueous caprolactam solution is obtained as a reboiler product from the distillation column 6 and is discharged directly through the pump 13 for further purification.

Příklad 3Example 3

Na rozdíl od příkladu 2 sa laktamový extrakt, v množství a eložení zpřesněném v příkladě 1, podrobí předběžnému koncentrování v destilačním systému, který pracuje za atmosférického tlaku. Tento systém sestává z ohřívače g extraktu, stripovací kolony g, cirkulačního odpařovače g vyhřívaného parou a expandéru g.In contrast to Example 2, the lactam extract, in the amount and loading specified in Example 1, is pre-concentrated in a distillation system operating at atmospheric pressure. This system consists of the extract heater g, the stripper column g, the steam heated circulating evaporator g and the expander g.

DalSí koncentrování extraktu se provádí ve vakuovém destilačním systému, který tvoří vakuová stripovací kolona 6, cirkulační odparka g, chladič 17 a kondenzátor 15. Stripovací kolona 2 společně s vakuovou stripovací kolonoví 6 tvoří dvoustupňový destilační systém, protože páry ze stripovací kolony 2 slouží jako topné prostředí v cirkulační odparce g vakuové stripovací kolony 6.Further extraction of the extract is carried out in a vacuum distillation system consisting of a vacuum stripper column 6, a circulating evaporator g, a condenser 17 and a condenser 15. The stripper column 2 together with the vacuum stripper column 6 forms a two-stage distillation system. medium in a circulation evaporator g of a vacuum stripper 6.

Veškerý toluen zaváděný s laktamovým extraktem se odpaří asi z 80 až 87 % ve stripovací koloně 2 a vakuové stripovací koloně 6, vařákový produkt z vařáku vakuové stripovací kolony 6 obsahuje a3i 47 až 55 % kaprolaktamu. Tento produkt se dávkuje mezistupňovým čerpadlem 1 6 na hlavu kolony 18.All the toluene introduced with the lactam extract is evaporated to about 80-87% in the stripper column 2 and the vacuum stripper column 6, the digestion product from the vacuum stripper column 6 containing? 31-55% caprolactam. This product is metered through an interstage pump 16 on top of column 18.

Zbývající toluen se shromažňuje ve formě heteroazeotropu s vodou z kolony 18. která je propojena a běžným vakuovým systémem vakuové stripovací kolony 6, obdobně jako v příkladěThe remaining toluene is collected in the form of a heteroazeotrope with water from column 18, which is connected and a conventional vacuum stripper 6 vacuum system, as in the example.

2.2.

Přebytek par z cirkulační odparky g se kondenzuje a chladí v chladiči 17. Stejný chladič slouží pro chlazení kondenzovaného toluenu z cirkulační odparky g. Naproti tomu přebytek toluenových par z ohřívače g extraktu se kondenzuje v kondenzátoru gg. Systém pro heteroazeotropickou destilaci je tvořen kolonou 18. odpařovačem 19. kondenzátorem 2, chladičem 8 inertních plynů, vývěvou g a kondenzátorem 15 kondenzátu. Destilát získávaný z prvního systému (stripovací kolony g) se míchá ve směšovači 14 3 destilátem - heteroazeotropem, díky čemu nečistoty obsažené v toluenu přecházejí do vody a po oddělení v separátoru gg se odstraňují ze systému. Toluen získaný ze separátoru 11 se vrací čerpadlem 12 do extrakce kaprolaktamu.The excess vapor from the circulating evaporator g is condensed and cooled in cooler 17. The same cooler serves to cool the condensed toluene from the circulating evaporator g. In contrast, the excess toluene vapor from the extract heater g is condensed in the condenser gg. The system for heteroazeotropic distillation consists of a column 18, an evaporator 19, a condenser 2, an inert gas cooler 8, a vacuum pump g and a condensate condenser 15. The distillate obtained from the first system (stripper column g) is stirred in a 14 3 distillate-heteroazeotrope mixer, whereupon the impurities contained in toluene pass to water and, after separation in the separator gg, are removed from the system. The toluene obtained from separator 11 is returned by pump 12 to the caprolactam extraction.

Koncentrovaný vodný roztok z vařáku kolony 18. který obsahuje asi 90 % kaprolaktamu, se odvádí čerpadlem 13 k dalšímu čištění.The concentrated aqueous solution from the column digester 18, which contains about 90% caprolactam, is removed by pump 13 for further purification.

Claims

A process for expelling an organic solvent from an extract obtained by extracting caprolactam, which comprises azeotropic distillation with water, characterized in that first part, preferably the predominant part of the solvent is removed by distillation without the addition of water and up to the remainder of the solvent is removed by aeotropic distillation.

2. The process of claim 1 wherein the solvent is distilled off in two or three stages in separate distillation systems, wherein in the first one-stage or two-stage system 40-90 S6 of the solvent contained in the extract is distilled off without adding water as an azeotropic agent. In the second system, most often in a one-stage distillation system, the remainder of the solvent is driven off with water in the form of an azeotrope.

Process according to claim 2, characterized in that the solvent is distilled off without addition of water at a temperature of the reboiler product not exceeding 125 ° C, preferably 100 to 120 ° C.

4. Process according to claim 3, characterized in that the residence time of the extract in the first distillation system is not more than 20 minutes, preferably 5 to 15 minutes.

5. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the azeotropic distillation system is fed to the bottom of the column a quantity of 1/10 to 1/3 of the total amount of heating steam required in the column.

6. A process according to claim 1 or 2, characterized in that the distillate from the first distillation system is used as the indirect heating medium to heat the extract and / or further evaporate the solvent or aaeotrope.

7. A method according to claim 1 or 2, characterized in that after cooling the solvent distillate obtained without the presence of water as an azeotropic agent is regenerated by washing with water in an amount of 2 to 10, preferably 4 to 7 parts water per 100 parts solvent. The mixture was separated and the aqueous layer discarded.

8. A process according to claim 7, characterized in that a distillate from the azeotrope is used to wash the solvent distillate by thoroughly mixing the two streams.

3 drawings