CZ2004297A3

CZ2004297A3 - Způsob regenerace kaprolaktamu z vodného kaprolaktamového produktu za použití in sítu připraveného alkalického aminokapronátu

Info

Publication number: CZ2004297A3
Application number: CZ2004297A
Authority: CZ
Inventors: Jettenáarnoldágodfriedámaria; Haasenánicolaasáfranciscus; Hangxágerardusáwilhelmusáadrianus
Original assignee: Dsmáipáassetsáb@Áv
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-08-18

Abstract

Řešení se týká kontinuálního způsobu regenerování kaprolaktamu z vodného kaprolaktamového produktu, přičemž tento vodný kaprolaktamový produkt obsahuje (i) kaprolaktam, (ii) znečišťující látky, a (iii) vodu, zahrnující: přidávání alkalického hydroxidu do vodného produktu obsahujícího kaprolaktam v množství maximálně 100 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu; reakci přinejmenším části tohoto přidaného alkalického hydroxidu za vzniku alkalického aminokapronátu, čímž se získá kaprolaktamový produkt obohacený na kapronát; a destilaci tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát při sníženém tlaku.

Description

Vynález se týká způsobu regenerace kaprolaktamu z vodného produktu obsahujícího kaprolaktam.

Dosavadní stav techniky

Výroba kaprolaktamu mnohdy zahrnuje přípravu vodného kaprolaktamového produktu a následnou fázi čištění tohoto vodného produktu obsahujícího kaprolaktam. Toto čištění může zahrnovat destilaci za sníženého tlaku, jejímž účelem je oddělení nízkovroucích a/nebo vysokovroucích organických sloučenin. Z dosavadního stavu techniky je všeobecně známo, že tuto destilaci je možno provádět v přítomnosti bazické látky. Jako bazické látky se obvykle používá hydroxidu sodného, viz například patenty Spojených států amerických č.

US-A-4,457,807, US-A-5,495,941, US-A-3,893,324 a

US-A-3,792,045. V situaci, kdy se hydroxid zavádí do destilační kolony, ve které se provádí tato destilace, může nastat oligomerizace a/nebo polymerace uvedeného kaprolaktamu, což představuje značnou nevýhodu tohoto procesu, neboť v důsledku těchto jevů dojde k zanášení destilačního zařízení. V dokumentu DD-A-202870 je popisován postup, při kterém se místo alkalického hydroxidu používá alkalický aminokapronát, přičemž v tomto případě se dosáhne potlačení výskytu polymerace a z tohoto důvodu i zanášení destilačního zařízení.

Při provádění postupu podle tohoto dokumentu DD-A-202870 se φφφφ φφ φ • · • φ

φ φ

φ φφφ φ φ Φ Φ Φ Φ v oddělení reakční nádobě připraví roztok obsahující 37,4% hmotnostních alkalického aminokapronátu reakcí odpovídajícího alkalického hydroxidu se surovým kaprolaktamem při teplotě 80 °C, přičemž tato reakce probíhá po dobu 10 hodin. Po dokončení této reakce se roztok obsahující alkalický aminokapronát zavede do vodného kaprolaktamového produktu, který je určen k čištění, načež se provede destilace této směsi.

Při provádění postupu podle tohoto dokumentu DD-A-202870 se pro přípravu alkalického aminokapronátu používá odděleného zvláštního stupně. Tato skutečnost představuje nevýhodu tohoto procesu, zejména v případech, kdy se postup provádí kontinuálním způsobem.

Podstata vynálezu

Cílem předmětného vynálezu je proto vyřešení tohoto problému a nalezení postupu, při kterém by nebylo nutno provádět oddělený zvláštní stupeň přípravy alkalického aminokapronátu.

Tohoto cíle bylo dosaženo podle předmětného vynálezu vyvinutím kontinuálního postupu regenerace kaprolaktamu z vodného kaprolaktamového produktu, přičemž tento vodný kaprolaktamový produkt obsahuje (i) kaprolaktam, (ii) znečišťující látky, a (iii) vodu, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje:

- přidání alkalického hydroxidu do vodného produktu obsahujícího kaprolaktam v množství maximálně 100 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu;

• 9 ···· · · *

• · • 9 • · * * ·»

- reakci přinejmenším části tohoto přidaného alkalického hydroxidu za vzniku alkalického aminokapronétu, čímž se získá kaprolaktamový produkt obohacený na kapronát, a

- destilaci tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát při sníženém tlaku.

Podle předmětného vynálezu byl takto objeven jednoduchý postup, při kterém se alkalický aminokapronát vytváří in šitu.

Při provádění postupu podle předmětného vynálezu reaguje přinejmenším část přidaného alkalického hydroxidu za vzniku alkalického aminokapronátu před prováděním destilace takto získaného kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem. Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu zreaguje přinejmenším 50 molových % přidaného alkalického hydroxidu, podle ještě výhodnějšího provedení zreaguje přinejmenším 75 molových % alkalického hydroxidu, podle ještě výhodnějšího provedení zreaguje přinejmenším 85 molových % alkalického hydroxidu, podle ještě výhodnějšího provedení zreaguje přinejmenším 90 molových %' alkalického hydroxidu, a podle nejvýhodnějšího provedení zreaguje v podstatě veškerý přidaný alkalický hydroxid, za vzniku alkalického aminokapronátu před destilací kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát. Jestliže se v popisu předmětného vynálezu uvádí postup zahrnující přivádění kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát do destilační zóny a destilaci tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát v této destilační zóně, potom se tímto procesem míní to, že zreaguje přinejmenším část přidaného alkalického hydroxidu, ve výhodném provedení přinejmenším 50 molových % přidaného alkalického hydroxidu, podle ještě výhodnějšího provedení přinejmenším 75 molových % alkalického hydroxidu, podle ještě výhodnějšího provedení přinejmenším 85 molových % alkalického hydroxidu,

• · · · • · « ···· · · • 0 · ·· • · · podle ještě výhodnějšího provedení přinejmenším 90 molových % alkalického hydroxidu, a podle nejvýhodnějšího provedení v podstatě veškerý přidaný alkalický hydroxid, za vzniku alkalického aminokapronátu před zavedením takto získaného kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát do destilační zóny. Zvýšení konverze této reakce je výhodné z toho důvodu, že míra oligomerizace a/nebo polymerace během provádění destilačního procesu za sníženého tlaku se sníží.

Reakci přidaného alkalického hydroxidu, při které vznikne alkalický aminokapronát, je možno provést aplikací vhodného intervalu zdržení, přičemž tato doba zdržení je závislá na teplotě a koncentraci vodného kaprolaktamového produktu.

Vhodnou dobu zdržení každý odborník pracující v daném oboru snadno určí. Obvykle je tato doba zdržení přinejmenším 30 minut, ve výhodném provedení podle vynálezu přinejmenším 60 minut. V popisu předmětného vynálezu se touto dobou zdržení míní časový interval mezi přidáním alkalického hydroxidu do vodného produktu obsahujícího kaprolaktam a počátkem destilace. Při postupu, který zahrnuje přidání kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem do destilační zóny a destilaci tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem v této destilační zóně, se tímto intervalem míní to, že doba zdržení se vztahuje na interval mezi přídavkem alkalického hydroxidu do vodného kaprolaktamového produktu a přivedením kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát do destilační zóny.

Ve výhodném provedení tento postup podle vynálezu zahrnuje čištění vodného kaprolaktamového produktu v jednom nebo několika stupních po uvedeném přidání a před provedením destilace za sníženého tlaku. Výhodně uvedený jeden nebo více stupňů zahrnuje oddělení vody odpařením.

« · • · ·' ···»

4

4 4

444» ·

Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu se vodný kaprolaktamový produkt zavádí do tlumícího zásobníku, který je možno zařadit do procesu podle vynálezu, přičemž alkalický hydroxid se přidává do tohoto vodného kaprolaktamového produktu v tomto tlumícím zásobníku nebo před zavedením tohoto vodného kaprolaktamového produktu do uvedeného tlumícího zásobníku. Toto opatření má výhodu v tom, že se zvýší doba zdržení.

Vodný kaprolaktamový produkt obsahuje (i) kaprolaktam, (ii) znečišťující složky, a (iii) vodu. Obvykle tento vodný kaprolaktamový produkt obsahuje 15% hmotnostních až 99,9% hmotnostních kaprolaktamu, zejména přinejmenším 50% hmotnostních kaprolaktamu, zvláště potom přinejmenším 75% hmotnostních kaprolaktamu. Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu tento vodný kaprolaktamový produkt obsahuje přinejmenším 3% hmotnostní vody, podle ještě výhodnějšího provedení přinejmenším 5% hmotnostních vody. Obvykle je součet množství vody a kaprolaktamu v tomto kaprolaktamovém produktu přinejmenším 95% hmotnostních, zejména přinejmenším 97% hmotnostních, zvláště potom přinejmenším 98% hmotnostních. Výše uvedené procentické hodnoty jsou míněna jako procenta hmotnostní vztažená na hmotnost vodného kaprolaktamového produktu. Uvedenými znečišťujícími látkami mohou být libovolné organické znečišťující látky, jako jsou například organické nečistoty s nízkou teplotou varu (mající nižší teplotu varu než kaprolaktam) a/nebo organické nečistoty s vysokou teplotou varu (mající teplotu varu vyšší než je teplota varu kaprolaktamu).

Kaprolaktamový produkt obohacený na kapronát obsahuje kaprolaktam. Obvykle tento kaprolaktamový produkt obohacený •9 999* na kaprolaktam obsahuje 95% hmotnostních až 99,9% hmotnostních kaprolaktamu, zejména přinejmenším 97% hmotnostních kaprolaktamu, zvláště potom přinejmenším 98% hmotnostních kaprolaktamu (vztaženo na hmotnost kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát).

Kaprolaktamový produkt obohacený na kapronát může obsahovat vodu. Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu tento kaprolaktamový produkt obohacený na kapronát obsahuje méně než 5% hmotnostních vody, podle ještě výhodnějšího provedení méně než 3% hmotnostní vody, zejména méně než 2% hmotnostní vody, zvláště potom méně než 1% hmotnostní vody (vztaženo na hmotnost kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát). Nižší obsah vody má tu výhodu, že se lépe navozuje a udržuje snížený tlak během destilace.

Kaprolaktamový produkt obohacený na kapronát má vyšší koncentraci alkalického aminokapronátu (vyjádřeno jako mol alkalického aminokapronátu'na kilogram kaprolaktamu) než vodný kaprolaktamový produkt. Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu přinejmenším 50 molových % bazických látek, vybraných ze skupiny zahrnující alkalický hydroxid a alkalický aminokapronát, v kaprolaktamovém produktu obohaceném na kapronát vstupující do destilační zóny je přítomno ve formě alkalického aminokapronátu, podle ještě výhodnějšího provedení je to přinejmenším 75 molových %, zejména je to přinejmenším 85 molových % a zvláště potom přinejmenším 90 molových %, nejvýhodněji potom v podstatě veškerý podíl těchto bazických látek je přítomno v této formě v kaprolaktamovém produktu obohaceném na kapronát vstupující do destilační zóny. Zvýšené relativní množství alkalického aminokapronátu má tu výhodu, že se sníží výskyt oligomerizace a/nebo polymerace.

4444

4

4 4 « 4 4

4 44 • 4 ·

Jak již bylo výše uvedeno, všechny zmiňované koncentrace v souvislosti s kaprolaktamovým produktem obohaceným kapronát se vztahují na koncentrace kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát před destilací tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát. Jestliže se v tomto popisu uvádí postup, který zahrnuje přivádění kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát do destilační zóny a destilaci tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát v této destilační zóně, potom je třeba poznamenat, že to znamená, že všechny uváděné koncentrace pro kaprolaktamový produkt obohacený kapronátem se vztahují na koncentrace kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát vstupující do destilační zóny.

Podle jednoho z provedení podle předmětného vynálezu je postup podle vynálezu kontinuálním postupem regenerace kaprolaktamu z vodného kaprolaktamového produktu, přičemž tento vodný kaprolaktamový produkt obsahuje (i) kaprolaktam, (ii) znečišťující látky, a (iii) vodu, a podstata tohoto postupu spočívá v tom, že zahrnuje:

- kontinuální přidávání alkalického hydroxidu do proudu vodného produktu obsahujícího kaprolaktam;

- reakci přinejmenším části tohoto přidaného alkalického hydroxidu za vzniku alkalického aminokapronátu, čímž se získá proud kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát,

- kontinuální vedení tohoto proudu kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát do destilační zóny, a

- v uvedené destilační zóně destilaci tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát při sníženém tlaku.

φφ ····

Φ· φφ ·· φ φ φ φ φ φ ♦ · φ φ φ φφφφ « φ φ φ φ φ φφφφ φφφ φ » φ φφ φφφφ φφ *

Pro provádění postupu podle tohoto provedení se alkalický hydroxid přidává do proudu vodného kaprolaktamového produktu v libovolném vhodném místě. Těmito vhodnými místy jsou místa, která jsou vybrána tak, aby doba zdržení tohoto přidávaného alkalického hydroxidu ve vodném kaprolaktamovém proudu byla dostatečně dlouhá k uskutečnění reakce před zaváděním tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem do destilační zóny. Tato doba zdržení je obvykle závislá na podmínkách panujících v daném proudu, například na složení tohoto proudu a na teplotě.

Při provádění postupu podle předmětného vynálezu se přidává více než 100 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu. Je rovněž možné přidávat menší množství než 50 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu, například méně než 20 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu. Podle jednoho z provedení zahrnuje tento postup podle předmětného vynálezu přidávání 0,05 až 10 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu, ve výhodném provedeni množství v rozmezí od 0,05 do 5,0 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu, podle ještě výhodnějšího provedení množství v rozmezí od 0,10 do 4,5 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu, a podle ještě výhodnějšího provedení množství v rozmezí od 0,15 do 3,0 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu, podle ještě výhodnějšího provedení množství v rozmezí od 0,20 do 2,0 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu, a podle nejvýhodnějšího provedení je toto množství menší než 1,0 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu. Snížení množství přidávaného alkalického hydroxidu na úroveň pod uvedenými výhodnými horními limity má tu výhodu, že se sníží číslo PAN. Zvýšení uvedeného množství přidávaného alkalického hydroxidu • 4

4444

na úroveň nad uvedenými výhodnými dolními limity má tu výhodu, že se sníží výskyt nežádoucí fluktuace kvality produktu, například vyplývající z oxidace kaprolaktamu během destilace.

Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu je uvedeným kaprolaktamovým produktem obohaceným na kapronát alkalický kaprolaktamový produkt, jehož alkalinita je menší než 5 mek (5 miliekvivalentů) na kilogram kaprolaktamu. Tato skutečnost je výhodná z toho důvodu, že se za těchto podmínek získá vyčištěný kaprolaktam o vysoké kvalitě, zejména s nízkou hodnotou PAN čísla (stanoveno podle standardu ISO DIS 8660; Plastické látky - Stanovení manganistanového indexu kaprolaktamu - Spektrometrická metoda, revidované první vydání (ISO 8660; 1998)) Plastics; Determination of permanganate index of caprolactame; Spectrometric method, revision of first edition (ISO 8660; 1998)). Kromě toho se dosáhne nízké hodnoty extinkce (stanoveno podle standardu ISO 7059; Kaprolaktam pro průmyslové použití - Stanovení absorbance při vlnové délce 290 nm Caprolactam for industrial use; Determination of absorbance at a wavelenght of 292 nm)) .

V popisu předmětného vynálezu se alkalinitou míní alkalinita při teplotě 25 °C stanovená titrací (po zředění alkalického kaprolaktamového produktu vodou o pH = 5,7 k získání roztoku obsahujícího 15% hmotnostních kaprolaktamu) provedenou 0,01 N roztokem kyseliny chlorovodíkové na pH 5,7, přičemž alkalinita * 1000 a * 0,15 ve kterém:

4

4« · ·

4

4 4

4444

4 ·

4444 4 ·

♦ 4

4 v = mililitry přidaného roztoku HCI, t = molarita roztoku HCI (=0,01) a = hmotnost vzorku (g).

Ve výhodném provedeni podle předmětného vynálezu je tato alkalinita kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát nižší než 4,5 mek na kilogram kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem, podle ještě výhodnějšího provedení je tato alkalinita nižší než 4,0 mek na kilogram kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem, zejména je tato alkalinita nižší než 3,0 mek na kilogram kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem, ještě výhodněji je tato alkalinita nižší než 2,0 mek na kilogram kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem, a nejvýhodněji je tato alkalinita nižší než 1,0 mek na kilogram kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem. Tímto se dále snižuje PAN číslo.

Ve výhodném provedení podle vynálezu je tato alkalinita kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát vyšší než 0,05 mek na kilogram kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem, podle ještě výhodnějšího provedení je tato alkalinita vyšší než 0,10 mek na kilogram kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem, zejména je tato alkalinita vyšší než 0,15 mek na kilogram kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem. Zvýšením alkalinity na výše uvedené hodnoty se zlepší stabilita procesu, to znamená citlivost procesu na výskyt nežádoucích fluktuací ve kvalitě produktu.

V popisu předmětného vynálezu se uvedenými hodnotami uváděnými v souvislosti s alkalinitou a koncentracemi v kaprolaktamovém produktu obohaceném kapronátem míní hodnoty týkající se kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem před destilací. Jestliže se v tomto popisu uvádí postup, který

• * • · tttttt· ·

• · • tt tttttttt • tt · zahrnuje přivádění kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát do destilační zóny a destilaci tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát v této destilační zóně, potom je třeba poznamenat, že to znamená, že všechny uváděné hodnoty pro alkalinitu týkající se kaprolaktamového produktu obohaceného na kapronát se vztahují na koncentrace v kaprolaktamovém produktu obohaceném na kapronát vstupující do destilační zóny.

Podle jednoho z možných provedení podle předmětného vynálezu má vodný kaprolaktamový produkt, do kterého se přidává alkalický hydroxid, aciditu v rozmezí od 0 do 5 mek na kilogram kaprolaktamu, nebo je neutrální nebo má alkalinitu v rozmezí od 0 do 5 mek na kilogram kaprolaktamu. Podle tohoto provedení je možno kaprolaktamový produkt obohacený na kapronát, který má výše uvedenou výhodnou alkalinitu, připravit za použití pouze velmi malých množství alkalického hydroxidu. V popisu předmětného vynálezu se aciditou míní acidita vztahující se na aciditu při teplotě 25 °C, stanovená titrací (po zředění alkalického kaprolaktamového produktu vodou o pH = 5,7 k získání roztoku obsahujícího 15% hmotnostních kaprolaktamu) provedenou 0,01 N roztokem hydroxidu sodného na pH 5,7, přičemž:

acidita * 1000 a * 0,15 ve kterém:

v = mililitry přidaného roztoku NaOH t = molarita roztoku NaOH (=0,01) a = hmotnost vzorku (g) .

·· · • ♦ *

• ·· • · ·

• · · · • · ··· • · ·

Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu je vodný kaprolaktamový produkt, do kterého se přidává alkalický hydroxid neutrální nebo má alkalinitu v rozmezí od 0 do 5 mek na kilogram kaprolaktamu. Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu množství přidaného alkalického hydroxidu je nižší v případě, kdy tento kaprolaktamový produkt je méně acidický/více alkalický.

Ve výhodném provedení podle vynálezu se alkalický hydroxid zvolí ze skupiny zahrnující hydroxid sodný a hydroxid draselný. Ve výhodném provedení je tímto alkalickým hydroxidem hydroxid sodný.

Vodný roztok kaprolaktamového produktu může být získán různými způsoby. Jedním z nich je Beckmannův přesmyk cyklohexanonoximu, který je možno provést v přítomnosti kyseliny sírové nebo olea, přičemž se získá směs po Beckmannovu přesmyku. Do této směsi po Beckmannovu přesmyku je možno potom přidat bazickou látku, ve výhodném provedení amoniak, což vede k neutralizaci směsi po Beckmannovu přesmyku. Podle jednoho z provedení podle předmětného vynálezu tato příprava kaprolaktamového produktu zahrnuje:

(a) regeneraci organického produktu obsahujícího organické rozpouštědlo a kaprolaktam z neutralizované směsi po Beckmannově přesmyku extrakcí organickým rozpouštědlem, (b) regeneraci vodného kaprolaktamového produktu z uvedeného organického produktu extrakcí vodou nebo odpařením organického rozpouštědla v přítomnosti vody.

Po regeneraci vodného kaprolaktamového produktu z organického produktu se takto získaný vodný kaprolaktamový produkt ve výhodném hydrogenuje v přítomnosti hydrogenačního katalyzátoru. V případě, kdy je vodný kaprolaktamový produkt φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ · φφφφ φ φ ♦ φ φ φ φφ φφφφ

Φ Φ φ φ φ φ * φ · φφφφ φ φ φ φ ·

regenerován z organického produktu odpařením organického rozpouštědla v přítomnosti vody se tento organický produkt ve výhodném provedení před odpařením promývá vodou nebo alkalickým vodným roztokem. V případě, kdy je vodný kaprolaktamový produkt regenerován z organického produktu extrakcí vodou se takto získaný vodný kaprolaktamový produkt ve výhodném provedení podrobí před hydrogenaci iontové výměně. Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu se do vodného kaprolaktamového produktu po provedení hydrogenačního stupně přidá alkalický hydroxid.

Destilaci je možno provést v libovolné vhodné destilační zóně, například v destilační koloně. Tato destilace se provádí za sníženého tlaku. Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu se tato destilace provádí při tlaku nižším než 50 kPa, podle ještě výhodnějšího provedení při tlaku nižším než 20 kPa, zejména při tlaku nižším než 10 kPa. Ve výhodném provedení podle vynálezu se teplota pohybuje v rozmezí od 100 °C do 200 °C, podle ještě výhodnějšího provedení se tato teplota pohybuje v rozmezí od 110 °C do 180 °C. Tyto teploty se vztahují k teplotě u dna destilační kolony, ve které se provádí destilace. Obvykle tato destilace zahrnuje oddělování nízkovroucích organických znečišťujících látek (které mají teplotu varu nižší než je teplota varu kaprolaktamu) z tohoto kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem a/nebo oddělování organických vysokovroucích znečišťujících látek (které mají vyšší teplotu varu než je teplota varu kaprolaktamu) z kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem. Ve výhodném provedení podle vynálezu tato destilace zahrnuje první stupeň, oddělování nízkovroucích znečišťujících látek z alkalického kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem a odvádění těchto nízkovroucích

φφ »φ φφφ φ φ φ φ · · · φ φ φ φ φ · φ •Φ φ φ φφ φφφφ φφφ φφφ φφ φφφφ φφ · znečišťujících látek jako produkt z hlavy kolony, přičemž zůstává kaprolaktamový produkt obohacený kapronátem obsahující vysokovroucí znečišťující látky jako spodní produkt, a druhý stupeň, oddělování vysokovroucích znečišťujících látek z tohoto spodního produktu a regenerování vyčištěného kaprolaktamu jako horní produkt, produkt z hlavy kolony.

Ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu je uvedeným kaprolaktamem ε-kaprolaktam.

Příklady provedení vynálezu

Postup podle předmětného vynálezu bude v dalším blíže objasněn s pomocí konkrétních příkladů provedení, které jsou ovšem pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah předmětného vynálezu.

Porovnávací příklad

Příklad 1

Podle těchto příkladů byl prováděn kontinuální postup přípravy čistého ε-kaprolaktamu, při kterém byl kontinuálním způsobem vyráběn proud kaprolaktamového produktu Beckmannovým přesmykem cyklohexanonoximu v přítomnosti olea, načež následovala neutralizace takto získané směsi po Beckmannově přesmyku amoniakem, a oddělování kaprolaktamu z neutralizované směsi po Beckmannově přesmyku extrakční metodou. Takto získaný proud byl potom podroben řadě čistících stupňů zahrnující čištění iontovou výměnou, hydrogenaci a první stupeň odvodnění. Takto získaný výsledný proud vodného kaprolaktamového produktu obsahoval asi 85% hmotnostních kaprolaktamu, asi 15% hmotnostních vody a znečišťující složky. Tento proud byl potom podroben odvodnění v řadě odpařováků, přičemž teplota se v těchto odpařovácích pohybovala v rozmezí ·· ···· • · · · • · · · · • · · * · · • · 4

od 80 °C do 125 °C. Celková doba zdržení v těchto odpařovácích (včetně doby zdržení v potrubí mezi těmito odpařováky) byla 3 hodiny. Výsledkem tohoto postupu byl kaprolaktamový produkt odváděný z uvedené řady odpařováků, který byl potom podroben destilaci prováděné ve dvou stupních za sníženého tlaku.

V prvním stupni byly v destilační koloně odděleny nízkovroucí znečišťující látky a voda, přičemž teplota u dna této destilační kolony byla 175 °C, tlak byl 5,2 kPa, a doba zdržení byla v intervalu několika minut. Ve druhém stupni byly v destilační koloně odděleny vysokovroucí znečišťující složky, přičemž teplota u dna této kolony byly 133 °C, tlak 1,2 kPa a doba zdržení odpovídala 1 hodině.

V dalším popisu bude vysvětleno, jakým způsobem může každý běžný odborník pracující v daném oboru stanovit místo přidávání hydroxidu sodného do proudu vodného kaprolaktamového produktu tak, aby bylo dosaženo tvorby aminokapronátu sodného v dostatečné míře ještě před zaváděním tohoto proudu do první destilační kolony k provádění destilace za sníženého tlaku.

Při provádění prvního experimentu (vodný roztok NaOH o koncentraci 15% hmotnostních) (porovnávací příklad) byl kontinuálním způsobem zaváděn do proudu odváděného z řady odpařováků. Přidáváno bylo 5 mmol NaOH na kilogram kaprolaktamu. Analýzou (například titrací) proudu těsně před vstupem do první destilační kolony bylo zjištěno, že tento proud stále ještě obsahuje značné množství hydroxidu sodného.

V destilačním zbytku získaném při provádění druhého destilačního stupně bylo analyzováno 8,7% hmotnostních pevných látek (polymerizační produkty).

Při provádění druhého experimentu (příklad 1) bylo do proudu vodného kaprolaktamu, který byl zaváděn do řady ·

• · 4 ·· ····

« 4

4 ····

4 4 4

4 44444

4 4 odpařováků (obsahující 15% hmotnostních vody), přidáváno stejné množství hydroxidu sodného. V tomto případě bylo zjištěno, že v proudu vstupujícím do první destilační kolony zreagovalo přinejmenším 90% hmotnostních přidaného hydroxidu sodného na aminokapronát sodný. Ve zbytku ve druhém destilačním stupni prováděném za sníženého tlaku nebyly zjištěny žádné oligomery nebo polymery. Tímto způsobem byl získán vyčištěný kaprolaktam splňující požadované technické parametry.

Tento příklad (druhý experiment) dokazuje, že je možno se vyhnout polymerizaci aniž by byla prováděna příprava alkalického aminokapronátu v odděleném zařízení.

Příklady 2 až 9

V tomto případě byl opakován postup popsaný v příkladu 1, přičemž hydroxid sodný byl přidáván do proudu vodného kaprolaktamového produktu obsahujícího asi 85% hmotnostních kaprolaktamu, asi 15% hmotnostních vody a znečišťující látky (proud, který byl zaváděn do řady odpařováků), přičemž tento proud měl následující technické parametry: PAN = 2,6,

E₂9o = 0,32, VB = 0,44 mek/kg, alkalinita = 0,02 mek/kg. Množství přidaného hydroxidu sodného bylo různé (viz následující tabulka č. 1). Technické parametry kaprolaktamu získaného po destilaci jsou uvedeny v následující tabulce č. 1.

·· ···· • · · • · • · • · ···· · • · · · · · • · · · · · • · 4 · · ···· • · · · · ···· ·· *

TABULKA 1

Příklad	Přidaný NaOH	Alkalinita nástřiku, První destilační stupeň (175°C)	PAN	E₂90	VB	Alkalinita
Číslo	mmol NaOH/kg kapr.	mek OH-/kg			mek OH'/kg	mek OH'/kg
2	4,80	4,83	3,71	0,14	0,16	0,012
3	2,90	2,92	3,60	0,13	0,14	0,015
4	1,25	1,29	3,54	0,13	0,11	0,017
5	0,90	0,95	2,88	0,11	0,12	0,013
6	0,75	0,78	2,89	0,12	0,18	0,012
7	0,60	0,65	2,59	0,12	0,12	0,011
8	0,50	0,55	1,15	0,06	0,11	0,024
9	0,30	0,32	1,26	0,07	0,17	0,023

Výše uvedené technické parametry byly stanoveny následujícím způsobem:

PAN : ISO DIS 8660; Plastické látky; Stanovení manganistanového indexu kaprolaktamu; Spektrometrická metoda, revidované první vydání ISO 8660, 1998; (Plastics Determination of permanganate index of caprolactam • · · · • ·

• · ····

Spectrometric method, revision of first edition ISO 8660;

1998);

E₂so ·' ISO 7059; Kaprolaktam pro průmyslové použití, stanovení absorbance při vlnové délce 290 nm; (Caprolactam for industrial use - Determination of absorbance at a wavelenght of 290 nm);

Těkavé báze (VB) : ISO 8661, Kaprolaktam pro průmyslové použití; stanovení obsahu těkavých bází, titrační metoda po destilaci; (Caprolactam for industrial use - Determination of volatile bases content - Titrimetric method after distillation);

Alkalinita : titrace 0,01 molárním vodným roztokem kyseliny chlorovodíkové na pH 5,73;

Výsledky získané při provádění těchto příkladů ukazují, že hodnota PAN čísla se snížila bez zhoršení ostatních vlastností kaprolaktamu, jestliže se množství přidaného hydroxidu sodného snížilo. Kromě toho hodnota extinkce klesla bez snížení množství přidaného hydroxidu sodného.

Claims

1. Kontinuální způsob regenerace kaprolaktamu z vodného kaprolaktamového produktu, přičemž tento vodný kaprolaktamový produkt obsahuje (i) kaprolaktam, (ii) znečišťující látky, a (iii) vodu, vyznačující se tím, že tento postup zahrnuje:

- přidávání alkalického hydroxidu do vodného produktu obsahujícího kaprolaktam v množství maximálně 100 mmol alkalického hydroxidu na kilogram kaprolaktamu;

- reakci přinejmenším části tohoto přidaného alkalického hydroxidu za vzniku alkalického aminokapronátu, čímž se získá kaprolaktamový produkt obohacený na kapronát, a

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tento postup zahrnuje reakci přinejmenším 50 molových % přidaného alkalického hydroxidu za vzniku alkalického aminokapronátu před destilací.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že tento postup zahrnuje reakci přinejmenším 75 molových % přidaného alkalického hydroxidu za vzniku alkalického aminokapronátu před destilací.

4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že doba zdržení přidaného alkalického hydroxidu je dostatečně dlouhá k tomu, aby proběhla uvedené reakce před destilací.

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že uvedená doba zdržení je přinejmenším 30 minut.

9 · 9 9 9 9999 • 9 99 9 9 99 9999

9 9 999 999

6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že vodný kaprolaktamový produkt, do kterého se přidává alkalický hydroxid, obsahuje přinejmenším 15% hmotnostních kaprolaktamu a přinejmenším 3% hmotnostní vody.

7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že kaprolaktamový produkt obohacený kapronátem obsahuje přinejmenším 95% hmotnostních kaprolaktamu.

8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že kaprolaktamový produkt obohacený kapronátem obsahuje méně než 2% hmotnostní vody.

9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že tento postup zahrnuje čištění vodného kaprolaktamového produktu v jednom nebo více stupních po uvedeném přidání a před uvedenou destilací.

10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že uvedený jeden nebo více stupňů zahrnují oddělování vody z vodného kaprolaktamového produktu -odpařením.

11. Způsob podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že uvedená destilace se provádí při teplotě pohybující se v rozmezí od 100 °C do 200 °C.

12. Způsob podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že uvedená destilace se provádí za tlaku menšího než 10 kPa.

13. Způsob podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že uvedená destilace zahrnuje oddělování nízkovroucích znečišťujících látek z kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem a/nebo oddělování vysokovroucích znečišťujících látek z kaprolaktamového produktu obohaceného kapronátem.

<·* · · · · · · · • · · · · · · · ···· • · · · · e · · ····· ······ ·· ·

14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že uvedená destilace zahrnuje v prvním stupni oddělování nízkovroucích znečišťujících látek z kaprolaktamu obohaceného kapronátem ve formě horního produktu, přičemž jako zbytek zůstane kaprolaktamový produkt obsahující vysokovroucí znečišťující látky ve formě spodního produktu, a ve druhém stupni zahrnuje oddělování vysokovroucích znečišťujících látek ze spodního produktu a regenerování kaprolaktamu ve formě horního produktu.

15. Způsob podle některého z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že zahrnuje

- přidávání alkalického hydroxidu do proudu vodného kaprolaktamového produktu,

- přivádění proudu produktu obohaceného kapronátem do destilační zóny, ve které se provádí destilace za sníženého tlaku,

- přičemž alkalický hydroxid se přidává do uvedeného proudu v místě, které je z-voleno takovým způsobem, aby doba zdržení přidávaného alkalického hydroxidu v tomto proudu byla dostatečně dlouhá k provedení uvedené reakce přinejmenším části přidaného alkalického hydroxidu před tímto přiváděním do destilační zóny.

16. Způsob podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že alkalický hydroxid se přidává do vodného kaprolaktamového produktu kontinuálním způsobem.