DE1079053B

DE1079053B - Verfahren zur Gewinnung von ª-Caprolactam aus salz- und wasserhaltigen ª-Caprolactamoelen

Info

Publication number: DE1079053B
Application number: DEV10170A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Meier
Original assignee: Leuna Werke GmbH
Current assignee: Leuna Werke GmbH
Priority date: 1956-02-11
Filing date: 1956-02-11
Publication date: 1960-04-07

Description

Verfahren zur Gewinnung von s-Caprolactam aus salz-und wasserhaltigen e-Caprolactamölen Bei der Umlagerung von Cyclohexanonoxim mit Oleum oder Schwefelsäure wird das entstehende e-Capralactam zunächst in einer Lösung von konzentrierter Schwefelsäure erhalten. Zur Isolierung des Lactams wird die Schwefelsäure in der Technik mit Ammoniakwasser nentr alisiert. Auf diese Weise erhält man eine Ammonsulfatlauge, auf der sich das Lactam als sogenanntes Lactamöl abscheidet, Ein solches Lactamöl hat etwa folgende Zusammensetzung: 66 bis 68% 8-Caprolactarn, 28 bis 31% Wasser, 1,4 bis 21/o Ammonsulfat, 0,2 bis 0,4% Ammoniak und 0,1 bis 0,3 % Cyclohexanon.
Es ist bekannt, daß die Lactamöle nicht direkt im Vakuum destilliert werden können, sondern zunächst einem Extraktionsprozeß unterworfen werden müssen, wenn hohe Ausbeuten an e-Caprolactam bei guter Qualität erhalten werden sollen. Zu dieser Extraktion werden im allgemeinen Chlorkohlenwasserstoffe benutzt. Als Nachteil tritt bei einer solchen Extraktion in den lactamarmen Stufen jedoch häufig Emulsionsbildung auf.
Es hatte sich nun gezeigt, daß die Emulsionsbildung vollständig vermieden werden kann, wenn aus dem Lactamöl ein Teil des Wassers und gleichzeitig das darin enthaltene Ammoniak und Cyclohexanon entfernt werden. Um den gewünschten Effekt zu erzielen, genügt es, so viel Wasser zu entfernen, daß der Lactamgehalt auf 72 bis 780/a steigt. Wenn die Vorkonzentrierung auf über 801/o Lactamgehalt getrieben wird, kommt es leicht zu störenden Ausscheidungen von Ammonsulfat.
Diese Einengung des a-Caprolactamöls kann durch Abdampfen durch Atmosphärendruck oder bei vermindertem Druck vorgenommen werden. Die deutsche Patentschrift 930 447 gibt ein solches Verfahren an, wobei auch darauf hingewiesen wird, daß durch diese Vorkonzentrierung des Lactamöls eine Erhöhung des Extraktionseffekts erreicht wird.
Es wurde nun gefunden, daß reines e-Caprolactani in besonders einfacher Weise und mit besserer Ausbeute erhalten wird, wenn das Verfahren zur Gewinnung von e-Caprolaetam aus salz- und wasserhaltigen ,---Capr,olactamölen, die aus Cyclohexanonoxim durch Beckmannsche Umlagerung und Neutralisation der Reaktionsgemische erhalten worden sind, durch Vorkonzentrierung und anschließende Extraktion mit Chlorkohlenwasserstoffen in der Weise durchgeführt wird, daß durch diese a-Caprolactamöle zur Vorkonzentr ' ierung in an sich bekannter Weise bei erhöhter Temperatur ein Inertgas, z. B. Stickstoff, vorzugsweise Luft, in feiner Verteilung geleitet wird.
Bei dieser Begasung werden Wasser und mit ihm Cyclohexanon und Ammoniak abdestilliert, die beide der Emulsionsbildung förderlich sind. Außerdem tritt durch das Abdestillieren eines Teils des Wassers eine Erhöhung der Konzentration des Ammonsulfats im Lactamöl ein.
Bei der Verwendung von Luft werden Verunreinigungen, die im Lactamöl enthalten sind, oxydiert, wodurch eine Erhöhung der Reinheit des s-Caprolactams eintritt. Durch Zugabe geringer Mengen katalytisch wirkender Metallsalze, wie Mangan- oder Kobaltacetat, kann der Reinigungseffekt noch erhöht werden. Die Lactame selbst werden durch diese Behandlung nicht angegriffen.
Die Begasung der Lactamöle kann chargenweise oder kontinuierlich erfolgen.
Außer der Verhinderung einer Emulsionsbildung bei der Extraktion bewirkt das erfindungsgemäße Verfahren eine beachtliche Steigerung der Ausbeute an Lactam bei der Extraktion, die um 1 bis 3 11/o höher liegt als bei einem durch Abdampfen eingeengten Lactamöl. Nebenbei wird ein guter Reinigungseffekt erzielt, der sich in einer Verbesserung der Qualität des Reinlactams auswirkt.
Aus der deutschen Patentschrift 858 702 ist zwar bekannt, daß ein Caprolactam hoher Reinheit erhalten werden kann, wenn durch ein bereits vordestilliertes Caprolactam unter Vakuum ein Stickstoff- oder Luftstrom bei erhöhter Temperatur geleitet wird. Es handelt sich hierbei aber um ein salzfreies und praktisch wasserfreies Caprolactam.Die Wirkung der Begasung beschränkt sich daher lediglich auf einen Reinigungseffekt.
Wesentlich bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist die Vermeidung der Emulsionsbildung bei der Extraktion des Caprolactamöls unter gleichzeitiger Erhöhung der Ausbeute. Der bei dem bekannten Verfahren erzielte Reinigungseffekt tritt hierbei ebenfalls auf, jedoch als zusätzliche Nebenwirkung.
Beispiel 1 1000 Gewichtstefle eines aus Cyclohexanonoxim durch Umlagerung und nachfolgende Neutralisation des Reaktionsgemisches gewonnenen Lactamöls von der Zusammensetzung 66% Caprolactam, 30,4% Wasser, 2,1% Ammonsulfat, 0,411/o Ammoniak und 0,3% Cyclohexanon werden stündlich von oben in ein weites Rohr geleitet, das auf seiner ganzen Länge mit Dampf von 0,1 atü beheizt ist. Durch das Lactamöl wird das Hundertfache -seines Volumens auf 110' C vorgewärmte Luft geleitet. Das begaste Lactamöl, dessen Gehalt an Caprolactam auf 75 bis 76% gestiegen und das frei von Ammoniak und Cyclohexanon ist, verläßt das Begasungsrohr unten, über ein überlaufrohr und läuft direkt in einen sechsstufigen Exraktor, in dem es ohne Emulsionsbildung mit Trichloräthylen extrahiert werden kann. Das mit 98- bis 99%iger Ausbeute erhaltene Caprolactam hat nach seiner Destillation im Vakuum eine Permanganatzahl von 940 Sekunden.
Aus dem gleichen Lactamöl wurde bei vermindertein Druck so viel Wasser abdestilliert, bis der Lactamgehalt auf 76,% gestiegen war. Das vorkonzentrierte Öl ließ sich ohne Störung in einem sechsstufigen Extraktor mit Trichloräthylen extrahieren. Die Ausbeute lag aber nur bei 97 %. Die Permanganatzahl des im Vakuum destillierten Caprolactams betrug 500 Sekunden.
Wenn das gleiche Laetamöl ohne Begasung direkt in die Extraktion eingesetzt wird, so ist es wegen der Emulsionsbildung nicht möglich, sechs Extraktionsstufen zu benutzen, sondern es können nur drei Extraktionsstufen verwendet werden. Die Ausbeute beträgt dann nur 93 bis 9511o. Das nach der Destillation erhaltene Caprolactam hatte eine Permanganatzahl von I 550-Sekunden.
Beispie12 1000 Gewichtsteile eines Lactamöls gemäß Beispiel 1, denen 0,02 % einer 50'D/aigen wäßrigen Lösung von Manganacetat zugesetzt sind, werden, wie im Beispiel 1 angegeben, mit Luft begast, mit Trichloräthylen extrahiert und destilliert. Bei der Extraktion zeigt si,dh keinerlei Emulsionsbildung. Das in 98- bis 9911/oiger Ausbeute erhaltene Caprolactarn hat eine Permanganatzahl von, 1500 Sekunden und darüber und weist eine gute Lichtbeständigkeit auf.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von a-Caprclactam aus salz- und wasserhaltigen e-Caprolactamölen, die aus Cyclohexanonoxim. durch Beckmannsche Umlagerung und Neutralisation der Reaktionsgemische erhalten worden sind, durch Vorkonzentrierung und anschließende Extraktion mit Chlorkohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß durch diese e-Caprolaetamöle zur Vorkonzentrierung in an sich bekannter Weise bei erhöhter Temperatur ein Inertgas in feiner Verteilung geleitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 748 291, 858 702, 930447.