DD289471A5

DD289471A5 - PROCESS FOR INTENSIFYING THE COPY EXTRACTION OF POLYAMIDE-6 GRANULATE

Info

Publication number: DD289471A5
Application number: DD31861188A
Authority: DD
Inventors: Gerd Zeising; Eberhard Tucek; Werner Mrose
Original assignee: Veb Chemieanlagenbau Erfurt-Rudisleben,De; Veb Chemiefaserwerk Guben,De
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1991-05-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Intensivierung der Gegenstromextraktion von Polyamid-6-Granulat. Um den Stoffuebergang in den letzten Extraktionsstufen zu intensivieren und somit das Aufloesen der Oligomeren im Extraktionswasser zu beschleunigen, wird dem Extraktionswasser zu Beginn der Extraktion monomeres Caprolactam zugesetzt. Hierbei musz es in einer Konzentration von 1-40% im Extraktionswasser vorliegen, und die Behandlung des Polyamidgranulates ist in 13-120 der Gesamtextraktionszeit bei Temperaturen oberhalb 60 Grad Celsius und bei einem bestimmten Extraktionsfluessigkeitseinsatz durchzufuehren.{Gegenstromextraktion; Polyamid-6-Granulat; verbesserter Stoffuebergang; letzte Extraktionsstufen; Oligomere; Extraktionswasser; monomerer Caprolactamzusatz; Gesamtextraktionszeit}The invention relates to a method for intensifying the countercurrent extraction of polyamide-6 granules. In order to intensify the mass transfer in the last extraction stages and thus to accelerate the dissolution of the oligomers in the extraction water, monomeric caprolactam is added to the extraction water at the beginning of the extraction. In this case, it must be present in a concentration of 1-40% in the extraction water, and the treatment of the polyamide granules is carried out in 13-120 of the total extraction time at temperatures above 60 degrees Celsius and at a certain extraction fluid use {countercurrent extraction; Polyamide-6 granules; improved material transfer; last extraction stages; oligomers; Extraction of water; monomeric caprolactam additive; Total extraction time}

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Intensivierung der Gegenstromextraktion von Polyamidgranulat, mit welchem bei den bekannten kontinuierlichen und auch diskontinuierlichen Extraktionsverfahren von Polyamidgranulat mittels Heißwasser zum Zwecke der Entfernung der niedermolekularen Bestandteile eine effektivere Prozeßführung erreicht werden kann.The invention relates to a method for intensifying the countercurrent extraction of polyamide granules, with which in the known continuous and discontinuous extraction method of polyamide granules by means of hot water for the purpose of removing the low molecular weight components, a more effective process control can be achieved.

Characteristic of the known technical solutions

Neben Verfahren zur diskontinuierlichen Extraktion von Polyamidgranulat (DD-PS Nr. 225-340) sind Verfahren bekannt, bei denen kontinuierlich im Gegenstrom Granulat und Heißwasser in Kontakt gebracht werden. Dabei werden zur Erreichung eines gleichbleibend hohen Konzentrationsgefälles zwischen den Extraktgehalten des Granulates und des Lösungsmittels im Extraktorraum Zonen vergesehen und aus diesen Zonen Flüssigkeitsströme ausgekreist, die entweder in den oberen Bereich der Entnahmezone zurückgeführt werden (DD-PS Nr. 107 596), oder die bei gleichzeitiger Zufuhr einer Teilmenge Extraktionsflüssigkeit aus der Druckseite einer Zone in die Saugseite des Kreislaufes der darüberliegenden Zone in den unteren Bereich der Entnahmezone zurückgeführt werden (DD-PS Nr. 206999) oder die destillativ von Monomer und Oligomeren gereinigt und ebenfalls wieder in die Extraktorzonen zurückgeführt werden.Besides processes for the discontinuous extraction of polyamide granules (DD-PS No. 225-340), processes are known in which granules and hot water are brought into contact continuously in countercurrent. In this case, to achieve a consistently high concentration gradient between the extract contents of the granules and the solvent in the extractor zone zones are seen and removed from these zones fluid streams, which are either returned to the top of the sampling zone (DD-PS No. 107,596), or at simultaneous supply of a portion of extraction liquid from the pressure side of a zone in the suction side of the cycle of the overlying zone in the lower region of the extraction zone are returned (DD-PS No. 206999) or purified by distillation of monomer and oligomers and also recycled back into the extractor zones ,

Im kontinuierlichen Gegenstrornprozeß macht man sichdabei die Tatsache zunutze, daß wenig lactam-und oligomerenhaltiges Wasser noch zur Extraktion von Granulat mit höherem Extraktgehalt verwendet werden kann, und man überträgt dieses Prinzip zur Wassereinsparung in Form der Wiederverwendung des Extraktionswassers einer Stufe für die Extraktion von Granulat in der davorliegenden Stufe auch auf diskontinuierliche Verfahren.In the continuous countercurrent process, the fact is made use of that little lactam and oligomerenhaltigen water can still be used for the extraction of granules with higher extract content, and one transmits this principle for water saving in the form of reuse of the extraction water of a stage for the extraction of granules the previous stage also on discontinuous processes.

Trotz der unterschiedlichen Verbesserung des Konzontrationsgefälles und damit der Intensität des Extraktionsvorganges ist allen bisher bekannten Verfahren gemeinsam, daß zur Erreichung niedriger Restextraktgehalte im Granulat eine Reihe von Extraktorzonen vorgesehen werden müssen, in denen nur noch geringfügige Konzentrationsänderungen auftreten, und die die Extraktionsdauer und damit das Extraktorvolumen stark vergrößern und die Anlagenkapazität einschränken. Dieses Absinken der erreichbaren Extraktionsleistuno gerade in dem aus Qualitätsgründen interessierenden Bereich niederer Restextraktgehalte ist nach Analysenergebnisson darauf zurückzuführen, daß sich während der Extraktion die schwer wasserlöslichen Oligomeren gegenüber dem leichtlöslichen Monomeren von einem Ausgangsverhältnis Oligomere/ Monomeres von 1:4 bis aufwerte um 5:2 anreichern.Despite the different improvement of the Konzontrationsgefälles and thus the intensity of the extraction process is common to all previously known methods that to achieve low residual extract levels in the granules a number of extractor zones must be provided in which only slight changes in concentration occur, and the extraction time and thus the extractor volume greatly increase and limit the plant capacity. This decrease in the achievable extraction power, especially in the range of low residual extract contents of interest for quality reasons, is attributable to the fact that the sparingly water-soluble oligomers accumulate during the extraction from an oligomer / monomer starting ratio of 1: 4 to 5: 2 as compared to the readily soluble monomer ,

Object of the invention

Das Ziel der erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, den Stoffübergang in den letzten Extraktionsstufen in solcher Weise zu intensivieren, daß bei gleichem Durchsatz und gleichem Restextraktgehalt des Granulats die Extraktorgröße bzw. die Zahl der Extraktionsstufen verringert werden kann, oder daß bei gleicher Extraktorgröße wahlweise die Kapazität erhöht oder der Restextraktgehalt weiter reduziert werden kann.The aim of the process according to the invention is to intensify the mass transfer in the last extraction stages in such a way that at the same throughput and the same residual extract content of the granules, the extractor or the number of extraction stages can be reduced, or optionally increases the capacity for the same extractor size or the residual extract content can be further reduced.

Essence of the invention

Es ist die Aufgabe zu lösen, durch Änderung des Konzentrationsprofils über die Extraktionszeit den Stoffübergang während der Extraktion zu erhöhen.It is the task to be solved by increasing the concentration profile over the extraction time to increase the mass transfer during extraction.

Der erfindungsgemäßon Lösung dieser Aufgabenstellung liegt die Beobachtung zugrunde, daß monomeres Caprolactam enthaltendes Wasser ein größeres Lösungsvermögen gegenüber Lactamoligomeren besitzt als reines Wasser.The solution according to the invention for this task is based on the observation that water containing monomeric caprolactam has a greater ability to dissolve in relation to lactam oligomers than pure water.

Das Wesen der Erfindung besteht nur darin, in Abweichung von allen bisher bekannten Verfahren in einer der ersten Extraktorzonen dem Extraktionswasser so viel monomeres Caprolactam zuzusetzen, daß es In einer Konzentration zwischen 1 und 40% im Extraktionswasser vorliegt, um auf diese Welse während Vs bis V20 der Gesamtextraktlonsdauer durch eine Beeinflussung des Aufnahmevermögens des Extraktionsmittels gezielt die Oligomeren aus dem Granulat herauszulösen. Das im Gegensatz zu bisher bekannten Verfahren im Vergleich zu den Oligomeren im Überschuß verbleibende Monomere im Granulat bewirkt dann im folgenden Extraktionsprozeß wiederum eine Förderung der Oligomerenextraktion. Zur Verbesserung des Lösungsvorganges ist bei erhöhten Temperaturen - über 60 Grad Celsius- und mit einem Lactamwassereinsatz von 0,2 bis 2,0t pro t Granulat zu arbeiten.The essence of the invention consists only in the deviation from all previously known methods in one of the first extractor zones to the extraction water so much monomeric caprolactam added that it is present in a concentration between 1 and 40% in the extraction water to Vse to V20 to this catfish the total extract duration by influencing the absorption capacity of the extractant targeted to extract the oligomers from the granules. The in contrast to previously known methods in comparison to the oligomers in excess remaining monomers in the granules then causes in the following extraction process, in turn, a promotion of Oligomerenextraktion. To improve the solution process is at elevated temperatures - to work above 60 degrees Celsius - and with a Lactamwassereinsatz from 0.2 to 2.0 tons per t of granules.

Zur erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe kann auch ein der ersten Extraktionszone unmittelbar vorgelagerter Granulatspeicherbehälter mit gesondertem Lactamwasserkreislauf genutzt werden. Zur Einstellung der notwendigen Konzentration können sowohl Frischlactam als auch aus den Extraktionswässern gewonnenes lactamreiches Wasser oder Rücklactam Anwendung finden.For solving the problem according to the invention, it is also possible to use a granulate storage tank immediately preceding the first extraction zone with a separate lactam water circuit. To set the necessary concentration, both fresh lactam and lactic-rich water or re-lactam obtained from the extraction waters can be used.

Ausführunysbelsplel

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen an zwei Beispielen deutlich gemacht werden:The advantages of the process according to the invention will be made clear by two examples:

1. Beispiel1st example

a. - ohne Lactamzusatz -a. without lactam addition

150 Gramm Polyamidgranulat mit einem Extraktgehalt von 10% werden in 10 Stufen mit je 100 Gramm destilliertem Wasser je150 grams of polyamide granules with an extract content of 10% are added in 10 stages with 100 grams of distilled water each

1 Stunde bei 95 Grad Celsius gewaschen. Nach der 10. Stufe ergibt sich ein Restextraktgehalt im Granulat von 0,93%, wobei in den letzten 3 Stufen nur noch Änderungen von jeweils 0,1 % festzustellen sind.Washed for 1 hour at 95 degrees Celsius. After the 10th stage results in a residual extract content in the granules of 0.93%, in the last 3 stages only changes of 0.1% are observed.

Das Verhältnis Oligomere:Monomer im Granulat beträgt 2,4:1.The ratio of oligomers: monomer in the granules is 2.4: 1.

b. - mit Lactamzusatz -b. - with added lactam -

Gleiches Polyamidgranulat wird 2 Stunden bei 95 Grad Celsius mit 20%igem Lactamwasser vorgewaschen. Anschließend wird wie in Beispiel 1 a weiterbehandelt.The same polyamide granules are prewashed for 2 hours at 95 degrees Celsius with 20% lactam water. Subsequently, a further treatment is carried out as in Example 1 a.

Der Extraktgehalt im Granulat fällt dabei deutlich schneller ab als in Beispiel 1 a, erreicht den Wert 0,93 schon nach 6 Stunden Nachwäsche-Verhältnis Oligomere:Monomer = 3:5-und liegt nach 8 Stunden bei 0,6%, nach 10 Stunden bei 0,39%. Die Konzentrationen wurden auf flüssigkeitschromatografischem Wege bestimmt.The extract content in the granules drops significantly faster than in Example 1 a, the value of 0.93 reached after 6 hours Nachwäsche ratio oligomers: monomer = 3: 5 and after 8 hours at 0.6%, after 10 hours at 0.39%. The concentrations were determined by liquid chromatography.

2. Beispiel2nd example

a. - ohne Lactamzusatz -a. without lactam addition

In einem kontinuierlichen Gegenstromextraktor mit Zoneneinteilung und Flüssigkeitskreisläufen entsprechend DD-PS Nr. 206999 werden 20t/Tag Polyamidgranulat von 10% Extraktorgehalt in 14 Stunden Verweilzeit mit 0,6t Frischwasser pro t Granulat bei 95 Grad Celsius in Kontakt gebracht.In a continuous counterflow extractor with zoning and liquid circuits according to DD-PS No. 206999 20t / day polyamide granules of 10% extract content in 14 hours residence time with 0.6t of fresh water per t of granules at 95 degrees Celsius in contact.

Das Granulat aus dem Extrakior weist einen Restextraktgehalt von 2,72% auf.The granules from the extracior have a residual extract content of 2.72%.

b. - mit Lactamzusatz -b. - with added lactam -

In einem Vorextraktor werden die 20t/Tag Polyamidgranulat mit 0,83t/t 20%igem Lactamwasser vorgewaschen. WaschdauerIn a pre-extractor, the 20 t / day polyamide granules are prewashed with 0.83 t / t of 20% lactam water. washing time

2 Stunden; Temperatur 95 Grad Celsius. Danach wird wie in Beispiel 2 a weiterbehandelt. Das Granulat hat nach der Extraktion einen Restextraktgehalt von nur noch 0,61 %.2 hours; Temperature 95 degrees Celsius. Thereafter, a further treatment is carried out as in Example 2 a. The granules after extraction have a residual extract content of only 0.61%.

Demgegenüber ergibt sich bei einer um 2 Stunden verlängerten Extraktion nach dem Verfahren in Beispiel 2 a lediglich eine Absenkung auf 2,27%On the other hand, in the case of extraction extended by 2 hours by the method in Example 2a, only a reduction to 2.27% results.

Meßverfahren analog I.Beispiel Measuring method analogous to I. Example

Claims

1. A method for intensifying the countercurrent extraction of polyamide-6 granules by increasing the capacity of the extraction water to oligomers, characterized in that the extraction water at the beginning of the extraction so much monomeric caprolactam is added that it in a concentration of 1-40% in the extraction water, and that the polyamide granules in this caprolactam addition in the extraction water V3-V20 the total extraction time at temperatures above 60 degrees Celsius and an extraction liquid feed of 0.2-2 t per t of polyamide granules is treated.

2. The method according to claim 1, characterized in that 5 to 25% caprolactam is set in the extraction water.

3. The method according to claim 1, characterized in that the treatment of the polyamide granules Vb-Vi2 is the total extraction time.

4. The method according to claim 1, characterized in that one works at temperatures of 80-95 degrees Celsius.

5. The method according to claim 1, characterized in that 0.4 to 1.6 t extraction liquid per t of polyamide granules are used.