CS247555B1

CS247555B1 - A method for treating 6-caprolactam crystal

Info

Publication number: CS247555B1
Application number: CS8310135A
Authority: CS
Inventors: Stefan Kulla; Helena Vallova
Original assignee: Stefan Kulla; Helena Vallova
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1987-01-15
Also published as: CS1013583A1

Abstract

Riešenie sa týká spracovania kryštálu 6- -kaprolaktámu, najma kryštálu vyrobeného kryštalizáciou 6-kaprolaktámu z jeho roztokov v trichloretyléne. Očelom riešenia je postup zameraný na odstraňovanie zbytkov rozpúštadla nachádzajúceho sa v kryštali 6-kaprolaktámu oddelenom zo suspenzie. Podstatou riešenia je zmiešavanie 1 dielu Aryštálu obsahujúceho 90 až 99,5 % hmotnostnýcn 6-kaprolaktámu s 1 až 6 dielmi taveniny obsahujúcej 80 až 99 i hmotnostných 6-kaprolaktámu· s následným spracovaním vytvorenej suspenzie usadzovaním spojeným s tavením usadeného kryštálu, pričom 40 až 95 hmotnostných dielov vytvorenej taveniny je odvádzané ako čistý produkt a 5 až 60 % hmotnostných dielov vytvorenej taveniny je vedených proti směru usadzovania kryštálu a odvádzaná spolu s póvodnou taveninou ako vedlajší prúd. Podstatná časť taveniny 6-kaprolaktámu oddelenej ako vedl'ajší prúd je priamo, alebo po zvýšení koncentrácie 6-kaprolaktámu odpařením časti prchavých podielov vedená k opStovnému zmiešavaniu s póvodným kryštálom. Zbytok taveniny oddelenej ako vedlajší prúd je priamo, alebo po znížení koncentrácie 6-kaprolaktámu prídavkom čistého rozpúštadla vedený do stupňa kryštalizácie, alebo s výhodou do stupňa premývania kryštálu 6-kaprolaktámu. Sposobu podlá riešenia možno využit v prípadoch čistenia látok kryštalizáciou z roztokov, kedy konečnou formou látky može byt tavenina.The solution relates to the processing of a crystal of 6-caprolactam, in particular a crystal produced by crystallization of 6-caprolactam from its solutions in trichloroethylene. The aim of the solution is a procedure aimed at removing solvent residues present in the crystal of 6-caprolactam separated from the suspension. The essence of the solution is mixing 1 part of the crystal containing 90 to 99.5% by weight of 6-caprolactam with 1 to 6 parts of a melt containing 80 to 99% by weight of 6-caprolactam, followed by processing the suspension formed by settling combined with melting of the settled crystal, whereby 40 to 95 parts by weight of the formed melt is discharged as a pure product and 5 to 60% by weight of the formed melt is conducted against the direction of crystal settling and discharged together with the original melt as a side stream. A substantial part of the 6-caprolactam melt separated as a side stream is directly, or after increasing the concentration of 6-caprolactam by evaporating part of the volatile components, led to re-mixing with the original crystal. The remainder of the melt separated as a side stream is directly, or after reducing the concentration of 6-caprolactam by adding pure solvent, led to the crystallization stage, or preferably to the stage of washing the 6-caprolactam crystal. The method according to the solution can be used in cases of purification of substances by crystallization from solutions, when the final form of the substance may be a melt.

Description

Vynález rieši spósob spracovania kryštálu 6-kaprolaktámu, najmá kryštálu obsahujúceho zbytky chlórovaných organických rozpúšťadiel.The present invention provides a process for treating a 6-caprolactam crystal, in particular a crystal containing chlorinated organic solvent residues.

Produktom čistenia 6-kaprolaktámu kryštalizáciou z roztokov .je kryštál, respektive premytý kryštál vydělovaný z čistiaceho procesu filtráciou, odstredovaním alebo iným známým separačným postupom. Takto získaný kryštál 6-kaprolaktámu móže byť použitý ako komerčný produkt len v případe kryštalizácie 6-kaprolaktámu z jeho vlastnej taveniny, připadne z jeho vodných roztokov.The product of purification of 6-caprolactam by crystallization from solutions is a crystal or washed crystal separated from the purification process by filtration, centrifugation or other known separation process. The 6-caprolactam crystal thus obtained can only be used as a commercial product in the case of crystallization of 6-caprolactam from its own melt or from its aqueous solutions.

V praxi realizované postupy čistenia 6-kapcolaktámu z jeho taveniny alebo jeho vodných roztokov obyčajne nekončia separáciou kryštálu, ale sú spájané s našledujúcim tavením kryštálu, jeho zmiešaním s vodným roztokom lúhu sodného, vákuovým odvodňováním taveniny a jej jednostupňovou destiláciou, připadne rektifikáciou za oddelenia 5 až 10 percent vedlejších frakcií a 90 až 95 pere. hlavného prúdu, ktorým je destilát. Takto získaný 6-kaprolaktám je bežne expedovaný k odběratelovi v tekutej formě.In practice, the processes for purifying 6-capcolactam from its melt or its aqueous solutions usually do not end with crystal separation, but are associated with the following melting of the crystal, mixing with aqueous sodium hydroxide solution, vacuum dewatering of the melt and its one-stage distillation or 10 percent by-fractions and 90-95 washes. the main stream, which is the distillate. The 6-caprolactam thus obtained is normally shipped to the customer in liquid form.

V patentovej literatúre popísané postupy čistenia 6-kaprolaktámu kryštalizáciou z jeho roztokov v organických rozpúšťadlách ako je benzén, toluén, alebo trlchlóretylén všeobecné predpokládajú destilačné spracovanie odděleného kryštálu za přídavku vodného roztoku lúhu sodného. Přítomnost zbytku organického rozpúšťadla vo vydelenom kryštál! okrem toho vyžaduje odstránenie zbytku organického rozpúšťadla z taveniny před jej vlastným destilačným spracovaním.The procedures described in the patent literature for the purification of 6-caprolactam by crystallization from its solutions in organic solvents such as benzene, toluene, or trichlorethylene generally assume distillation of the separated crystal with the addition of aqueous sodium hydroxide solution. The presence of the remainder of the organic solvent in the separated crystal! moreover, it requires removal of the remainder of the organic solvent from the melt before its actual distillation treatment.

Odstránenie posledných zbytkov organického rozpúšťadla z taveniny kryštálu je zvlášť nutné v případe ak uvedeným organickým rozpúšťadlom je trichlóretylén alebo iné chlórované rozpúšťadlo, u ktorých je všeobecné známe ich chovanie v přítomnosti lúhu sodného. Sprievodné látky vznikajúoe reakciami chlórovaných uhiovodíkov s lúhom sodným a 6-kaprolaktámom ako fosgén, kyseliny glykolové a dichlóraoetylén nielenže znižujú výťažok produktu a zhoršujú jeho kvalitu, ale priamo ohrozujú bezpečnost destilačných operácií.Removal of the last organic solvent residues from the melt of the crystal is particularly necessary if the organic solvent is trichlorethylene or another chlorinated solvent whose behavior in the presence of sodium hydroxide is generally known. The concomitant substances formed by the reaction of chlorinated hydrocarbons with sodium hydroxide and 6-caprolactam such as phosgene, glycolic acid and dichloroethylene not only reduce the product yield and deteriorate its quality, but directly compromise the safety of distillation operations.

Zbytky organických rozpúšťadiel mošno z taveniny 6-kaprolaktámu odstrániť atmosférickou alebo vákuovou heteroazeotropickou destiláciou, respektive rektifikáciou za použitia vodnej páry alebo iného nosného plynu.Residues of organic solvents can be removed from the 6-caprolactam melt by atmospheric or vacuum heteroazeotropic distillation or rectification using water vapor or other carrier gas, respectively.

Je zřejmé, že destilačné spracovanie vyděleného kryštálu 6-kaprolaktámu, zvlášť v prípadoch spracovania kryštálu obsahujúceho zbytky,organických, ale najma chlórovaných rozpúšťadiel je poměrně ziožitým procesom vyžadujúcim nielen náročné zariadenie, ale i významné energetické náklady.Obviously, the distillation treatment of the separated 6-caprolactam crystal, especially in the case of the treatment of a crystal containing residues, of organic but especially chlorinated solvents is a relatively difficult process requiring not only a demanding equipment but also significant energy costs.

Bolo teraz nájdené, že zbytky organických rozpúšťadiel i vody možno z odděleného kryštálu odstrániť energeticky menej náročným postupom, ktorý je predmetom tohoto vynálezu.It has now been found that residues of both organic solvents and water can be removed from the separated crystal by the less energy intensive process of the present invention.

Podstatou předmětného vynálezu je spósob spracovania kryštálu 6-kaprolaktámu, najma kryštálu obsahujúceho zbytky chlórovaných organických rozpúšťadiel vyznačujúci sa tým, že 1 objemový diel kryštálu obsahujúci 90 až 99,9 pere. hmotnostných 6-kaprolaktámu je zmiešaný s 1 až 6 objemovými dielami taveniny obsahujúcej 80 až 99 pere. hmot. 6-kaprolaktámu a vytvořená suspenzia je pri teplotách v rozsahu 60 až 70 °C spracovávaná usadzovaním spojeným s tavením usadzujúceho sa kryštálu, pričom 40 až 95 objemových dielov póvodného kryštálu je bud vo formě kryštálu, bud jeho taveniny odvádzané ako čistý produkt, zatial čo 5 až 60 objem, dielov póvodného kryštálu je vo formě taveniny sa vede proti směru usadzovania kryštálu a odvádzané ako vedlajší prúd.The present invention provides a process for the treatment of a 6-caprolactam crystal, in particular a crystal containing chlorinated organic solvent residues, characterized in that 1 part by volume of a crystal containing 90 to 99.9 pens. % by weight of 6-caprolactam is mixed with 1 to 6 parts by volume of a melt containing 80 to 99 feathers. wt. The 6-caprolactam and the formed slurry is treated at temperatures in the range of 60-70 ° C by settling associated with melting of the settling crystal, whereby 40 to 95 parts by volume of the parent crystal is either in the form of crystal or its melt removed as a pure product. up to 60 parts by volume of the parent crystal is in the form of a melt and is led upstream of the crystal and discharged as a by-stream.

Podstatná časť taveniny odvádzanej ako vedlajší prúd je priamo alebo po zvýšení koncentrácie 6-kaprolaktámu odpařením časti prchavých podielov, vedená k opátovnému zmiešavaniu s póvodným kryštálom, zatial' čo zbytok taveniny odvádzanej ako vedlajší prúd je priamo alebo po znížení koncentrácie 6-kaprolaktámu pridavkom čistého rozpúšťadla, vedený do stupňa premývania kryštálu 6-kaprolaktámu.A substantial portion of the side stream melt is directly or after increasing the 6-caprolactam concentration by evaporating a portion of the volatiles, leading to re-mixing with the parent crystal, while the rest of the side stream melt is directly or after reducing the concentration of the 6-caprolactam solvent. directed to the washing step of the 6-caprolactam crystal.

Spracovaním kryštálu 6-kaprolaktámu spósobom podlá vynálezu sa získá přečištěný kryštál alebo tavenina 6-kaprolaktámu zbavená nielen rozpúšťadla přítomného v povodnom kryštáli, ale i ostatných zbytkových látok přítomných v kryštáli ako nečistoty znižujdce bod tuhnutia'6-kaprolaktámu.Treatment of the 6-caprolactam crystal with the process of the invention yields a purified 6-caprolactam crystal or melt free of not only the solvent present in the float crystal but also other residuals present in the crystal as an impurity lowering the 6-caprolactam freezing point.

To umožňuje podstatné zjednodušenie spracovania z kryštálizácie vyděleného kryštálu nakolko nová operácia dovoluje nielen náhradu operácie odstraňovania zbytkov organického rozpdšťadla destilačnou, respektive rektifikačnou cestou, ale v optlmálnom případe umožňuje vypustiť i celé dalšie destilačné spracovanie taveniny 6-kaprolaktámu za přítomnosti lúhu sodného.This allows for a substantial simplification of the crystallization of the separated crystal, since the new operation not only allows the removal of the organic solvent residue by the distillation or rectification paths, but in the optimum case also allows the entire further distillation treatment of the 6-caprolactam melt in the presence of sodium hydroxide.

Dosiahnutie kvality konečného produktu zrovnatelnej s destilačným spracovaním taveniny kryštálu 6-kaprolaktámu sice vyžaduje volbou zvýšeného vedlajšieho prúdu taveniny, čím pochopitelné klesá podiel priameho výtažku hlavného prúdu, avšak jednoduchost prevedenia, podstatné nižšie náklady spracovania vedlajšieho prúdu taveniny, výlúčenie nutnosti přídavku lúhu sodného a nižšie straty 6-kaprolaktámu pri tomto postupe oproti deštilačnému postupu, predstavujú významný ekonomický pokrok v celom procese čistenia 6-kaprolaktámu.Achieving the quality of the final product comparable to melt distillation of the 6-caprolactam crystal requires the choice of an increased secondary melt flow, thereby understandably decreasing the proportion of direct mainstream yield, but simplicity of implementation, substantially lower processing costs of the secondary melt stream, eliminating the need for leaching The 6-caprolactam in this process, as opposed to the distillation process, represents significant economic progress in the entire 6-caprolactam purification process.

**

Příklad 1Example 1

V priebehu 1 hodiny bilančného pokusu bol 1 objemový dlel kryštalického 6-kaprolaktému obsahujúci 95 pere. hmotnostných 6-kaprolaktárau a 5 pere. hmotnostných trichlóretylénu a iných organických příměsí zmiešavaný s 2 objemovými dielmi taveniny obsahujúcej 95,3 pere. hmotnostných 6-kaprolaktámu. Dokonale zmiešaná suspenzia o teplote 65 °C bola kontinuálně vedená do hornej časti tepelne izolovaného usadzováka opatřeného na vrchu prepadom pre odvod taveniny a v spodnej časti opatřeného tavičom usadeného kryštálu.During the 1 hour balance experiment, 1 volume of crystalline 6-caprolactem containing 95 feathers was present. by weight 6-caprolactar and 5 washes. % by weight of trichlorethylene and other organic impurities mixed with 2 volumes of melt containing 95.3 pens. % of 6-caprolactam. The perfectly mixed slurry at 65 ° C was continuously fed to the top of a thermally insulated settler provided with a melt drain overflow and a bottom melted deposited crystal.

Zo spodnej časti taviča bolo odobrané 0,6 dielu povodněj hmoty kryštálu vo formě taveniny o teplote + 70 °C zbavenej trichlóretylénu.From the bottom of the melter, 0.6 parts of the flood crystal mass in the form of a melt having a temperature of + 70 ° C were stripped of trichlorethylene.

Prepadom z vrchnej časti separátora odtékalo 2,4 dielu taveniny o teplote 65,8 °C obsahujúcej 94 pere. hmotnostných 6-kaprolaktámu a 6 pere. hmotnostných trichlóretylénu a iných nečistót.Overflowing from the top of the separator, 2.4 parts of the melt at 65.8 ° C containing 94 pens flowed. by weight of 6-caprolactam and 6 washes. % by weight of trichlorethylene and other impurities.

2,03 dielu z póvodných 2,4 dielov taveniny s obsahom 94 pere. hmotnostných 6-kaprolaktámu bolo destilačnou cestou zbavené časti prchavých podielov za vytvorenia 2 dielov taveniny obsahujúcej 95,3 pere. hmotnostných 6-kaprolaktámu, ktorá bola opatovne používaná k zmiešavaniu s krystalickým 6-kaprolaktámu.2.03 parts of the original 2.4 parts melt containing 94 pens. By weight of the 6-caprolactam, a portion of the volatiles was removed by distillation to form 2 parts of a melt containing 95.3 pens. % by weight of 6-caprolactam, which was carefully used to mix with crystalline 6-caprolactam.

0,37 dielu z póvodných 2,4 dielov taveniny o obsahu 94 pero. hmotnostných 6-kaprolaktámu bolo vracané do stupňov kryštálizácie.0.37 parts of the original 2.4 parts melt containing 94 pens. by weight of 6-caprolactam was returned to the crystallization stages.

V priebehu hodinového pokusu bolo z 1 dielu kryštálu o extlnkcii pri vlnovej dížke 290 nm rovnej 2,1 získané 0,6 dielu produktu o extlnkcii rovnej 0,3.During one hour experiment, 0.6 part product with an extension equal to 0.3 was obtained from 1 part crystal at an extension at 290 nm equal to 2.1.

Příklad 2Example 2

V priebehu 1 hodiny bilančného pokusu bol 1 dlel kryštalického 6-kaprolaktámu obsahujúci 97 pere. hmotnostných 6-kaprolaktámu a 3 pere. hmotnostně trichlóretylénu a iných organických příměsí zmiešavaný s 2 dielmi taveniny obsahujúcej 90 pere. hmotnostných 6-kaprolaktámu a 10 pere. hmotnostných trichlóretylénu a iných organických příměsí.During 1 hour of the balance experiment, 1 dl of crystalline 6-caprolactam containing 97 feathers was present. by weight 6-caprolactam and 3 washes. % by weight of trichlorethylene and other organic impurities mixed with 2 parts of a melt containing 90 feathers. by weight 6-caprolactam and 10 washes. % by weight of trichlorethylene and other organic impurities.

Dokonale zmiešaná suspenzia o teplote 63,5 °C bola kontinuálně vedená do hornej časti tepelne izolovaného usadzováka opatřeného na vrchu prepadom pre odvod taveniny a v spodnej časti opatřeného tavičom usadeného kryštálu.The perfectly mixed slurry at a temperature of 63.5 ° C was continuously fed to the top of a thermally insulated settler provided with an overflow for melt removal at the top and a bottom for melting deposited crystal.

Zo spodnej časti taviča bolo odoberané 0,7 dielu hmoty pósodného kryštálu vo formě koncentrovanéj suspenzie kryštálu o teplote 69,0 °C bez obsahu trichlóretylénu.From the bottom of the melter, 0.7 parts of the porous crystal mass was collected in the form of a concentrated crystal suspension at 69.0 ° C without trichlorethylene.

Prepadom z vrchnéj časti separátora odtékalo 2,3 dielu taveniny o teplote 63,9 °C obsahujúoej 90 pero. hmotnostných 6-kaprolaktámu a 10 pere. hmotnostných trichlóretylénu a iných organických příměsí.Overflowing from the top of the separator, 2.3 parts of a 63.9 ° C melt containing 90 pens flowed out. by weight 6-caprolactam and 10 washes. % by weight of trichlorethylene and other organic impurities.

diely zo získaných 2,3 dielov taveniny bolo priamo vedené k opatovnému zmiešavaniu s kryštálom 6-kaprolaktámu. 0,3 dielu zo získaných 2,3 dielov taveniny bolo po úpravě končen tráoie 6-kaprolaktámu prídavkom čistého trichlóretylénu na 40 pere. hmotnostných použité v stupni premývania kryštálu.parts of the obtained 2.3 parts of melt were directly led to careful mixing with the 6-caprolactam crystal. 0.3 parts of the obtained 2.3 parts of the melt were treated with a trichlorethylene pure trichlorethylene at 40 pens after treatment. % by weight used in the washing step of the crystal.

Z 1 dielu kryštálu 6-kaprolaktámu o extinkcii pri vlnovéj dlžke 290 nm rovnej 2,1 bolo získané 0,7 dielu taveniny o extinkoii rovnej 0,35.From 1 part of the 6-caprolactam crystal having an extinction at a wavelength of 290 nm equal to 2.1, 0.7 part of a melt with an extincoia of 0.35 was obtained.

Odstránenie organických rozpúšťadiel ako benzén alebo toluén, připadne i vody z kryštálu 6-kaprolaktámu možno prevádzať obdobným postupom, za ešte výhodnějších podmienok.Removal of organic solvents such as benzene or toluene and possibly water from the 6-caprolactam crystal can be carried out in a similar manner, under even more favorable conditions.

Claims

A process for the treatment of a 6-caprolactam crystal, in particular a crystal containing chlorinated organic solvent residues, characterized in that 1 part by volume of the crystal containing 90 to 99.9 pens. % by weight of 6-caprolactam is mixed with 1 to 6 parts by volume of a melt containing 80 to 99 pens. 6-caprolactam by weight and the slurry formed at 60-70 ° C is treated by settling associated with melting of the settling crystal, with 40 to 95 parts by volume of the parent crystal being either a crystal or its melt being removed as a pure product while 5 to 60 parts by volume of the parent crystal are led in the form of a melt upstream of the crystal and discharged as a by-stream.

2. The process of claim 1, wherein a substantial portion of the melt removed as a by-stream directly or after increasing the 6-caprolactone concentration by evaporation of a portion of the volatile fractions results in careful mixing with the parent crystal, while the remainder of the melt removed as a by-stream. or after decreasing the concentration of 6-caprolactam by adding pure solvent, it leads to a crystallization step of 6-caprolactam or preferably to a washing step of the 6-caprolactam crystal.