DE1144729B - Verfahren zur Gewinnung von Capryllactam aus dem durch Beckmannsche Umlagerung von Cyclooctanonoxim erhaltenen Umlagerungsgemisch - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Capryllactam aus dem durch Beckmannsche Umlagerung von Cyclooctanonoxim erhaltenen Umlagerungsgemisch Es ist bekannt, daß man Cyclooctanonoxim mittels der Beckmannschen Umlagerung mit Schwefelsäure in Capryllactam überführen kann. Bei der stark exotherm verlaufenden Reaktion entstehen bisweilen größere Mengen von Harzen, die bei der Herstellung eines reinen Capryllactams sehr stören.
• Die Aufarbeitung des harzhaltigen Umlagerungsgemisches ist auch dadurch erschwert, daß es vor allem im kontinuierlichen Betrieb nach seiner Neutralisation mit Natronlauge keine saubere Abtrennung der leichteren Lactamölschicht von der Natnumsulfat enthaltenden Wasserschicht gestattet. Die schlechte Trennung der Schichten wird durch Harze verursacht, die als Zwischenphase zwischen dem Lactamöl und der Natriumsulfatlösung auftreten und die Löslichkeit der beiden Schichten ineinander fördern. Auch eine erhebliche Verlängerung derVerweilzeit der beiden Schichten nebeneinander durch Einsatz großer Trenngefäße bzw. durch Hintereinanderschalten mehrerer Gefäße konnte keine bessere Trennung der Schichten bewirken. Die Lactamrohölschicht ist infolge Harzverunreinigung schwarzgefärbt und wechselt in ihrer Zusammensetzung. Anfangs enthält sie 820/0 Lactam und etwa 18 0/o Wasser, entsprechend der Löslichkeit von Wasser in Lactam.
• Nach wenigen Tagen fällt ihr Lactamgehalt auf 350/( ab, die restlichen 650/0 bestehen aus einem wäßrigen Natriumsulfat-Harz-Gemisch.
• Das verunreinigte Capryllactamöl kann auch durch Destillation nicht aufgearbeitet werden, da die großen Harz- und Salzmengen die Destillationsblase verstopfen und oft zur Polymerisation des gesamten Blaseninhalts führen. Es läßt sich auch in Dünnschichtverdampfern nicht destillieren. Als einziger Weg einer ausbeutemäßig einigermaßen befriedigenden Aufarbeitung eines solchen wäßrigen Lactam-Natriumsulfat-Harz-Gemisches auf Lactam bleibt die Extraktion mit Benzol.
• Es wurde nun gefunden, daß man bei dem Verfahren zur Gewinnung von Capryllactam aus dem durch Beckmannsche Umlagerung von Cyclooctanonoxim enthaltenen Umlagerungsgemisch die Harze quantitativ durch Ausflockung vom Lactam abtrennen kann, wenn man das saure oder neutralisierte, harzhaltige Umlagerungsgemisch mit 1 bis 10 Gewichtsteilen Wasser versetzt, durch Rühren bei 80 bis 950 C vermischt und bei 80 bis 950 C durch Feststoffe, wie Kieselgur oder Kohle, filtriert oder zentrifugiert. Man arbeitet z. B. wie folgt: Zu dem bei der Beckmannschen Umlagerung entstandenen sauren Umlagerungsgemisch, das mit 45 0/oiger Natronlauge neutralisiert worden ist und zwei Phasen bildet, gibt man im Neutralisierkessel noch so viel Wasser, daß die Dichte der wäßrigen Phase bei 45° C 1,282 bis 1,287 beträgt. Dieses neutralisierte Umlagerungsgemisch setzt sich dann aus etwa 1 Teil Lactamöl und 6 Teilen Natriumsulfatlösung und wechselnden Mengen Harz zusammen. Es wird durch starkes Rühren bei 80 bis 950 C gut durchgemischt und bei 80 bis 950 C durch einen Feststoffbelag, vorzugsweise Kieselgur, zentrifugiert. Man erhält so eine gute Schichtentrennung.
• Das als Obetschicht erhaltene Lactamöl (Dichte = 1,030 bis 1,034) ist kaffeebraun und optisch klar.
• Es besteht gleichbleibend aus 820/oLactam und 180/0 Wasser. Der Natriumsulfatgehalt des Rohlactamöls liegt unter 10/o, so daß es ohne Schwierig keit durch Destillation gereinigt werden kann. Man erhält reines Capryllactam mit einer Ausbeute von 890/0 der Theorie, bezogen auf das eingesetzte Cyclooctanonoxim.
• Auf der Kieselgurauflage der Zentrifuge bleibt nach einem Durchgang von 2501 Umlagerungsgemisch ein etwa 1 mm dicker Harzbelag. Er wird anschließend mit heißem Wasser durch die Kieselgurschicht hindurchgespült, so daß die Kieselgurauflage erneut verwendet werden kann.
• Die untere wäßrige Natriumsulfatlösung, die man nach der Harzabtrennung bei der Phasentrennung * erhält, ist nahezu mit Natriumsulfat gesättigt. Sie enthält nur noch bis zu 0,10/o Lactam gelöst. Diese Lösung wird kontinuierlich abgezogen und verworfen.
• Es kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich gearbeitet werden.
• Durch die Abtrennung der Harze vom Capryllactam auf dem beschriebenen Wege und die dadurch mögliche Reinigung des Capryllactams durch Destillation erübrigt sich das bisher notwendige oxydative Reinigungsverfahren mit Kaliumpermanganat.
• Die im Beispiel genannten Teile sind Gewichtsteile.
• Beispiel Das bei der Beckmannschen Umlagerung von 13,3 Teilen je Stück Cyclooctanonoxim mit 24 Teilen je Stück schwefeloxydfreier Schwefelsäure erhaltene Umlagerungsgemisch, das in einem Rührkessel kontinuierlich mit etwa 45 0/obiger Natronlauge auf einen p-Wert von 7 bis 8 gebracht worden ist, wird in dem Rührkessel kontinuierlich mit so viel Wasser versetzt, daß die Dichte der wäßrigen Schicht bei 450 C zwischen 1,282 und 1,287 liegt und somit fast einer gesättigten Natriumsulfatlösung entspricht.
• Das Lactamöl-Natriumsulfat-Wasser-Harz-Gemisch wird nach einer Verweilzeit von etwa 50 Minuten bei 30 bis 400 C im Rührkessel in einem anderen Rührkessel auf 900 C aufgeheizt und durch Rühren kräftig vermischt. Alsdann wird in eine sich im Betrieb befindende Horizontalzentrifuge von etwa 20 Teilen Feststoffinhalt ein Kieselgur-Wasser-Teig (1 Teil Kieselgur, 10 Teile Wasser) gegeben, wobei sich an der Wand der Zentrifuge eine feste Kieselgurauflage bildet. Nunmehr wird die Zentrifuge mit dem gut vermischten, auf 900 C erwärmten Lactamöl-Natrium- sulfat-Wasser-Harz-Gemisch beschickt. Innerhalb von 20 Minuten werden auf diese Weise 250 Teile des Gemisches von seinen Harzanteilen befreit. Das aus der Zentrifuge ablaufende harzfreie Gemisch gelangt in ein Trenngefäß, wo es sich in zwei Schichten trennt. Aus dem Trenngefäß werden oben kontinuierlich stündlich 15,5 Teile kaffebraunes, optisch klares Lactamrohöl mit einem Lactamgehalt von 820/0 abgezogen. Gleichzeitig werden am unteren Ende des Trenngefäßes etwa 40 Teile einer Natriumsulfatlösung mit der Dichte 1,282 bis 1,287 bei 450 C abgelassen und verworfen. Aus den 15,5 Teilen Lactamöl werden durch Destillation bei vermindertem Druck 11,8 Teile reinstes, für Kunststoffe geeignetes Capryllactam vom Kp. 1400 C/3,5 Torr gewonnen. Dies entspricht einer Capryllactamausbeute von 88,750/0 der Theorie, bezogen auf Cyclooctanonoxim.
• Die mit einer 1 mm dicken Harzschicht überzogene Kieselgurauflage in der Zentrifuge wird mit 200 Teilen 900 C heißem Wasser bei laufender Zentrifuge behandelt, wobei das Harz restlos durch die Kieselgurauflage hindurchgespült wird. Die Kieselgurauflage kann danach erneut benutzt werden. Das Spülwasser mit gelöstem Harz wird verworfen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von Capryllactam aus dem durch Beckmannsche Umlagerung von Cyclooctanonoxim erhaltenen Umlagerungsgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man das saure oder neutralisierte, harzhaltige Umlagerungsgemisch mit 1 bis 10 Gewichtsteilen Wasser versetzt, durch Rühren bei 80 bis 950 C vermischt und bei 80 bis 950 C durch Feststoffe filtriert oder zentrifugiert.