DE1031308B

DE1031308B - Verfahren zur Gewinnung von reinem Caprolactam aus dem neutralisierten Reaktionsgemisch der Beckmannschen Umlagerung von Cyclohexanonoxim

Info

Publication number: DE1031308B
Application number: DEF21639A
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Bauer
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1956-11-10
Filing date: 1956-11-10
Publication date: 1958-06-04

Description

Verfahren zur Gewinnung von reinem Caprolactam aus dem neutralisierten Reaktionsgemisch der Beckmannschen Umlagerung von Cyclohexanonoxim Bei der Beckmannschen Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu Caprolactam fällt nach der Neutralisation ein Reaktionsprodukt an, das aus zwei Phasen besteht, einer konzentrierten wäßrigen Sulfat-, in der Regel Amnronsulfatlösung als Unterlauge und dem sogenannten Lactamöl, ein etwa noch 30'% Wasser enthaltendes Rohlactam. Weder durch Destillieren des von der Unterlauge abgetrennten Lactamöls noch durch Extrahieren des Lactams mit organischen Lösungsmitteln aus diesem 01 gelingt es aber, das Lactam in genügend reiner Form zu isolieren.
Ein Vorschlag zur Behebung dieses Übelstandes geht dalin, das Lactamöl vor dem Extrahieren des Lactams durch -Verdampfen eines Teils des Wassers auf 80 bis 90 Gewichtsprozent Lactamgehalt zu konzentrieren. Das danach durch Extrahieren mit z. B. Benzol vorgereinigtes Lactam soll dann durch eine mehrstufig, gegebenenfalls im Gegenstrom durchgeführte Behandlung mit Wasser erschöpfend extrahiert und der erhaltene wäßrige Auszug einer Behandlung mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen 1_ösungsmittel, zweckmäßig wiederum Benzol, unterzogen werden.
Nach einem anderen bekannten Verfahren soll das Lactam aus dem Dl mit Benzol mehrstufig extrahiert werden, wobei zu jeder Extraktionsstufe so viel gesättigte Salzlösung zugeführt wird, daß die verbleibende Lactamlösung an Lactam und Salz gesättigt bleibt. Am Ende wird eine stark verdünnte benzolische Lactamlösung erhalten, die zweckmäßig noch mit sauren oder alkalischen Mitteln oder mit oxydierend oder reduzierend wirkenden Stoffen nachzubehandeln ist. Dann wird das Lactam durch Vakuumdestillation rein erhalten.
Es wurde nun gefunden, daß sich Caprolactam aus dem bei der Beckmannschen Umlagerung von Cyclohexanorroxim anfallenden neutralisierten Reaktionsgemisch auf technisch besonders vorteilhafte Weise rein erhalten läßt, wenn man das zweiphasige Gemisch mit 2 bis 10 Gewichtsteilen Benzol, bezogen auf den Lactamgehalt des Gemisches, mischt, das hierbei entstehende neue Zweiphasengemisch trennt und aus der benzolischen Lactamlösung, gegebenenfalls nach einer an sich bekannten Reinigung, das Benzol und dann das Caprolactam abdestilliert.
Dieses Verfahren hat gegenüber den bekannten Verfahren den Vorzug, daß es einerseits einen verhältnismäßig konzentrierten benzolischen Lactamextrakt mit nur sehr geringem Wassergehalt (etwa 2 bis 3°/0, bezogen auf das Lactarn) und andererseits eine Unterlauge mit einem Gehalt von höchstens noch einem Drittel der Lactammenge liefert, welche die Unterlaugen bei den bekannten Verfahren noch enthalten.
Iss war überraschend, daß es durch gemeinsames Extrahieren des Lactams aus einem Gemisch des Lactamöls mit der Unterlauge gelingt, das Lactam zu isolieren, denn ein solches Vorgehen war wegen der Gefahr, es könnten sich drei Phasen bilden (Lactamlösungsmittel, nicht gelöstes Rohlactam und Salzlösung), für kaum ausführbar gehalten worden (vgl. z. B. schweizerische Patentschrift 294 693, S. 2, Zeilen 34 bis 43, und S. 3, Zeilen 51 bis 58).
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich dadurch noch weiterhin verbessern, daß man die letzten Reste an in der Unterlauge gelöstem Lactam (etwa 0,3°/o, bezogen auf die Unterlauge) mit Benzol auswäscht und den so erhaltenen, nur wenig Lactam enthaltenden Benzolextrakt an Stelle von frischem Benzol zum Mischen mit dem ursprünglichen Zweiphasengemisch verwendet.
Das Reinigen der nach der Trennung des neuentstandenen Zweiphasengemisches anfallenden benzolischen Lactamlösung, das in der Regel zu empfehlen ist, geschieht zweckmäßig durch Waschen mit vorzugsweise schwach angesäuertem Wasser. Hierfür sind im allgemeinen Mengen zwischen 0,1 und 10%, bezogen auf die benzolische Lösung, vorteilhaft. Das hierbei anfallende Waschwasser setzt man zweckmäßig ebenfalls dem ursprünglichen zweiphasigen Gemisch vor oder während der Vermischung mit Benzol zu.
Beispiel In einer Vorrichtung gemäß Abbildung werden einer Mischvorrichtung 1 stündlich 5,1 1 eines neutralisierten zweiphasigen Umlagerungsgemisches nach B e c k m a n n mit einem Gehalt von 425 g Ammonsulfat und 118 g Caprolactam A je Liter, 1,6 1 einer verdünnten Lösung von Caprolactam in Benzol B, die aus der Lactamextraktion der später anfallenden Unterlauge stammt, 3, und 0,181 caprolactarnhaltige verdünnte Schwefelsäurelösung F, die von dein Waschprozeß des Benzolextraktes stammt, 4, kräftig miteinander durchmischt. Das Gemisch gelangt danach in ein Trenngefäß 2, wo es in eine obere Schicht von 2,28 1 einer Lösung von Caprolactam in Benzol C und in eine untere Schicht von -1,61 einer nur noch etwa 0,3311/0 Caprolactam enthaltenden Anrn ronsulfatlösung D getrennt wird.
Diese Arnrnonsulfatlösung D wird in einer Extraktionskolonie 3 mit dem bei der Benzoldestillation 5 anfallenden reinen Benzol H im Gegenstrom praiztisch lactamfrei gewaschen. Die hierbei anfallende Lösung J kann gegebenenfalls zu festem Amnronsulfatsalz aufgearbeitet werden. Die bei 3 oben austretende verdünnte Lösung von Caprolactam in Benzol B wird, wie bereits erwähnt, zum Mischer 1 geleitet.
Die aus dem Trenngefäß 2 oben austretende Rohlösung von Caprolactam in Benzol C wird in einer Extraktionskolonne 4 im Gegenstrom mit 0,09 1 einer 0,So/oigerr Schwefelsäurelösung E gewaschen. Die unten austretende, wenig Caprolactam enthaltende wäßrige Waschflüssigkeit T wird in den Mischer 1 geleitet, während die gereinigte Lösung von Caprolactam G oben austritt und zur Benzoldestillation 5 geleitet und dort in 1,6 1 Benzol H und 595 g Lactam K getrennt wird. Das verdampfte Benzol wird kondensiert und zum Extrahieren der Unterlauge 3 verwendet. Das Lactam K wird schließlich in an sich bekannter @-@`eise destilliert und danach irr so reiner Form erhalten, daß es zur Herstellung vorn Polvannid und dessen Fertigerzeugnissen verwendet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung von reinem Caprolactam aus dein neutralisierten Reaktion_,genrisch der Beckmannschen Umlagerung von Cvclohexanonoxim, dadurch gel:enuzeicbuct, da1.1 man das zweiphasige Gemisch reit 2 bis 10 Gewichtsteilen Benzol, bezogen auf den Lactarn-,elralt des Gernisches, rnrscnt, das hierbei entstehende rr: rre Zweiphasengemisch trennt und aus der benzolischen Lactamlösung, gegebenenfalls nach einer an sich bekannten Reinigung. das Benzol und da#. Caprolactarn abdestilliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Unterlauge mit Benzol wäscht und den dabei anfallenden lactamhaltigen Benzolextrakt zum Mischen mit dem ursprünglichen Zweiphasengernisch verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und gegebenenfalls 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die benzolischeLactamlösung mit 0,1 bis 101)/o vorzugsweise schwach angesäuerten Wassers, bezogen auf die Benzollösung, wäscht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Waschwasser des Benzolextraktes dem zweiphasigen Ausgangsgemisch vor oder während der Vermischung mit dem Benzol zusetzt.