DE2129657A1 - Abscheidung von Lactamen aus einem,konzentrierte Schwefelsaeure bzw.Schwefeltrioxyd enthaltenden Medium - Google Patents
Abscheidung von Lactamen aus einem,konzentrierte Schwefelsaeure bzw.Schwefeltrioxyd enthaltenden MediumInfo
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Description
Kennzeichen 2303
8<Aönchen2f Bräohauiitraße 4 fW
Abscheidung von Lactamen aus einem, konzentrierte Schwefelsaure
bzw. Schwefeltrioxyd enthaltenden Medium
Die Erfindung betrifft die Abscheidung von Lactamen aus einem konzentrierte
Schwefelsäure bzw. Schwefeltrioxyd enthaltenden Medium. Bekanntlich bilden sich Lactame durch die Beckmann'sehe "Umlagerung alicyclischer Oxime.
Diese Umlagerung erfolgt in der Technik vorzugsweise mit Oleum oder mit
Schwefeltrioxyd.
Schwefeltrioxyd.
Die Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu C-Caprolactam - z.Z. dem am
meisten erzeugten Lactam und Monomeren für Nylon 6 - geschieht meistens mit
Oleum, das etwa 6 Gew.% freies SO enthält, bei einer Temperatur von etwa
125 °C.
125 °C.
Es können aber nicht nur Cyclohexanonoxim sondern auch andere alicyclische
Oxime, z.B. Cyclopentanonoxim, Methylcyclohexanonoxim und Cyclo*·
heptanonoxim, im Prinzip auf dieselbe Weise unter Einfluss einer stark
sauren Verbindung wie Oleum zu Lactamen umgelagert werden.
heptanonoxim, im Prinzip auf dieselbe Weise unter Einfluss einer stark
sauren Verbindung wie Oleum zu Lactamen umgelagert werden.
Es wurde zwecks Herstellung von Lactamen ausserdem vorgeschlagen,
Verbindungen mit einem Cycloalkylkern, der ein tertiäres C-atom enthält, einer Nitrosierung in konzentrierter Schwefelsäure zu unterziehen.
Verbindungen mit einem Cycloalkylkern, der ein tertiäres C-atom enthält, einer Nitrosierung in konzentrierter Schwefelsäure zu unterziehen.
Letzten Endes wird aber bei beiden Verfahren das anfallende Lactam
- eine sehr schwache organische Stickstoffbase - in der konjugierten Säureform als Lactara-Bisulfat im Reaktionsgemisch anwesend sein.
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Um das Lactam aus dem sauren Reaktionsgeraisch absondern zu können
wird üblicherweise das Gemisch mit Ammoniakwasser zu einem pH von etwa 4,5 abgestumpft, wobei das Lactam von der konjugierten Saureform in die freie
Base übergeht und in Form einer konzentrierten Lactamlösung in Wasser auf
der anfallenden.Ammoniumsulfatlösung schwimmt, worauf eine Trennung
zwischen der Lactamschicht und der Ammoniumsulfatlösung herbeigeführt wird.
Mit diesem häufig angewandten Verfahren ist der Nachteil verbunden,
dass Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd, die beide bei der Umlagerung benutzt
werden, restlos in Ammoniumsulfat übergehen. Auf diese Weise bildet sich z.B. nach der Beckmann'sehen Umlagerung von Cyclohexanonoxim mit, 6 Gew.% freies
SO , enthaltendem Oleum je Tonne ·-Caprolactara etwa 1,8 t Ammoniumsulfat.
3
Weil der Markt mit dieser Verbindung bereits überfüllt und demzufolge nur ein
niedriger Preis auf dem Markt von Stickstoffdüngern zu erwarten ist, muss eine Nebenproduktion von Ammoniumsulfat aus wirtschaftlichen Gründen als ungewünscht,
auf die Dauer sogar als unannehmbar betrachtet werden. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen (siehe z.B. die amerikanische Patentschrift
2.737.511), nach der Umlagerung von Oxim zu Lactam die Neutralisierung von
Schwefelsäure oder Oleum zu Ammoniumsulfat zu unterlassen und das Lactam aus
dem sauren Reaktionsgemisch, jedoch nach Verdünnung mit Wasser, mit einem nicht wassermischbaren organischen Lösungsmittel z.B. Chloroform, zu extrahieren.
Für die Extrahierung von Lactam hat man auch ein anorganisches Lösungsmittel, nämlich flüssiges SO , vorgeschlagen. Die lactamfreie schwefelsaure
Lösung könnte dann nach Konzentration erneut für die Beckmann'sehe Umlagerung
benutzt werden.
Wird diese Schwefelsäure für die Beckmann'sehe Umlagerung im Umlauf
gehalten, so tritt als ernster Nachteil auf, dass nicht nur die nach Extrahierung verbliebene verdünnte Säure wieder zu konzentrieren ist, sondern auch
dass die bei der Umlagerung anfallenden Nebenprodukte sich in der umlaufenden Schwefelsäure anhäufen, wodurch letztere sowieso schon schnell für die Umlagerung
zu einem den Qualitätsanforderungen entsprechenden Lactam ungeeignet wird.
Um einerseits die bei der Oximumlagerung zu Lactam benutzte freie Schwefelsäure als solche zu behalten und andererseits die Bindung zwischen
Schwefelsäure und Lactam aufzulösen oder zu lockern, wodurch eine Extraktion
von Lactam möglich wird, hat man bereits vorgeschlagen, Ammoniumsulfat in
solcher Menge dem Reaktionsgemisch beizugeben, dass sich, darin faktisch
Ariinoniumbisulfat bildet (siehe die ausgelegte deutsche Patentanmeldung
P 1.620.468.5).
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Nach Extraktion des Lactams z.B. mit Benzol verbleibt eine konzentrierte
Lösung von Ammoniumbisulfat, deren saure Eigenschaften z.B. zur Aufschliessung
von Rohphosphat verwertet werden können.
Als Nachteil dieses Verfahrens kann vorgebracht werden, dass die sauren Eigenschaften einer Ammoniumbisulfatlösung für eine AufSchliessung
von Rohphosphat zu schwach sind; man wird diese Aufschliessung entweder in Kombination mit einer stärkeren Säure, z.B. Salpetersäure, durchführen müssen
oder es wird notwendig sein, aus der Ammoniumbisulfatlösung z.B. mittels
Extraktion zuerst freie Schwefelsäure zu gewinnen, welche dann bei der Aufschliessung
benutzt werden kann. Aufgabe des erfindungsgemässen Verfahrens
ist nunmehr ein einfacher Prozess für die Abscheidung von Lactamen aus einem schwefelsauren Medium in Kombination mit der Aufschliessung von Rohphosphat
und zwar so, dass für diese AufSchliessung keine zusätzliche starke Säure
notwendig ist und ausserdem eine Extraktion zur Gewinnung freier Schwefelsäure Überflüssig ist.
Aufgabe des erfindungsgemässen Verfahrens ist ferner ein Prozess
zur Abscheidung von Lactamen aus einem schwefelsauren Medium in Kombination
mit der AufSchliessung von Rohphosphat und zwar so, dass als phosphathaltiges
Produkt lediglich Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat anfällt.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass zur
Extrahierung des Lactams der Säuregrad des lactamschwefelsauren Gemisches
nicht nur durch Zusatz von Ammoniumsulfat sondern im Princip auch durch Beigabe
von Salzen schwacher Säuren in ausreichendem Masse herabgesetzt werden kann.
Wird Ammonium- oder Alkalidiwasserstoffphosphat für die Herabsetzung
des Säuregrads des Lactam/Schwefelsäure-Gemisches verwendet, so lässt sich
nach der Extrahierung von Lactam das Gemisch aus Schwefelsäure und Ammonium- oder Alkalidiwasserstoffphosphat - anwesend in Form eines Gemisches von
Phosphorsäure, Ammonium- bzw. Alkalibisulfat und Schwefelsäure oder Sulfat für die Aufarbeitung von Rohphosphat zu Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat
verwenden, wobei als grosser Vorteil zu verzeichnen ist, dass man in diesem Fall keinen prozessfremden Stoff braucht, sondern eben eine bestimmte
Menge der Lösung des Endproduktes, nämlich Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat,
in die Lactamscheidungsanlage zurückfuhren kann, wo sie
zum Auflockern der Bindung zwischen Lactam und Schwefelsäure benutzt wird, was die Extraktion von Lactam aus einem starksauren Medium ermöglicht.
Für eine ausreichende Auflockerung der Lactam-Schwefölsäure- bzw.
der Lactam/Schwefeltrioxyd-Verbindung, damit eine Extrahierung von Lactam
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stattfinden kann, wird man je Mol Schwefelsäure bzw. Schwefeltrioxyd minimal
etwa 1/4 Mol Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat hinzufügen müssen,
vorzugsweise in Form einer wässerigen Lösung von etwa 40-50 Gew.%; nach
Extraktion des Lactams fallen dann wässerige Lösungen mit Kristallisationstemperaturen von 20°-30 0C an, was bedeutet, dass die Extraktion sogar bei
solchen niedrigen Temperaturen stattfinden kann. Dies wirkt sich günstig aus auf die Beschaffenheit des Lactams, weil bei dieser niedrigen Temperatur und
den bei der Extraktion zu berücksichtigenden kurzen Verweilzeiten die Hydrolyse von Lactam möglicherweise ganz vermieden wird.
Die Erfindung umfasst mithin ein Verfahren zur Abscheidung von
Lactamen aus einem, konzentrierte Schwefelsäure bzw. Schwefeltrioxyd enthaltenden
Medium mittels Extraktion mit einem Lösungsmittel für Lactam, welches ™ Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Extraktion in Anwesenheit
einer solchen Menge Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat durchführt, dass das Molverhältnis zwischen dem Diwasserstoffphosphat und der Gesamtmenge
an Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd minimal etwa 1/4 : 1 beträgt.
Die nach Extraktion von Lactam verbliebene, freie Schwefel und/oder
Phosphorsäure enthaltende Lösung kann jetzt für die AufSchliessung von Rohphosphat
unter Bildung'von Phosphorsäure und Gips benutzt werden.
Nach Filtrierung des Gipses oder teilweiser Abstumpfung der freien
Phosphorsäure mit NH„ oder Alkalilauge fällt eine, Ammonium- bzw. Alkalidi-Wasserstoffphosphat
und ggf. noch freie Phosphorsäure enthaltende Lösung an, die zum Teile nach der Lactamextraktion zurückgeführt und im übrigen als Endprodukt
abgeführt wird, aus dem ferner durch Eindampfen und Kristallisieren festes Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat gewonnen werden kann.
Obwohl sind Lactame umso besser aus dem schwefelsäure- ggf. schwefeltrioxydhaltigen
Gemisch extrahieren lassen, je mehr das Mol. Verhältnis Diwasserstoffphosphat zu Schwefelsäure + Schwefeltrioxyd 1/4 : 1 übersteigt und
ausgezeichnete Extraktionsausbeuten bei einem Molarverhältnis von z.B. 3 : 1 erzielt werden, wird man im Falle einer Aufschliessung von Rohphosphat mit
Hilfe der lactamfreien sauren Lösung aus praktischen Gründen dieses Molarverhältnis
kaum über 2 : 1 hinaussteigen lassen. Für eine schnelle und vollständige
Aufschliessung von Rohphosphat ist ein ausreichend niedriger pH-Wert
gewünscht und dies bedingt ein bestimmtes Molarverhältnis zwischen Ammoniumdlwasserstoffphosphat
und Phosphorsäure, erhalten durch Umsetzung eines Teils des Primärphosphats und der Schwefelsäure zu Phosphorsäure und Ammoniumsulfat.
Als Extraktionsmittel für Lactame aus dem nach der Beckmann'sehen
Umlagerung gebildeten Reaktionsgemisch sind nicht wassermischbare organische
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Lösungsmittel vorgeschlagen worden, wie Benzol, Cyclohexan, Heptan, halogenierte
Kohlenwasserstoffe, Nitrokohlenwasserstoffe, Äther, Di-oxan und
Nitrile. Fast all diese Lösungsmittel werden bei neutralisierten oder nahezu
neutralisierten Lactam/Schwefelsäure-Lösungen angewandt.
Als nicht organisches Lösungsmittel ist auch flüssiges Schwefeldioxyd
verwendbar. Wegen des hohen Extraktionsgrads und des niedrigen Siedepunktes
wird beim vorliegenden Verfahren Chloroform als Extraktionsmittel bevorzugt;
auch 1.1.2.2.-Tetrachloräthan kann in Anbetracht des hohen Extraktionsgrads mit Vorteil angewandt werden.
Der Extraktionsgrad, d.h. der Prozentualanteil Lactam, der in einer
einzigen Extraktionsstufe aus dem Umlagerungsgemisch in das Extraktionsmittel hinübergeht, ist nicht nur abhängig von Art und Menge des Extraktionsmittels,
sondern auch vom Molarverhältnis zwischen Diwasserstoffphosphat und Schwefelsäure
+ Schwefeltrioxyd im Umlagerungsgemisch und von dem Wassergehalt. Der
Einfluss der Temperatur ist im Bereich von 10 bis 40 C zu vernachlässigen.
Diese Abhängigkeit ist für die Extraktionsmittel Chloroform und Benzol graphisch in den Figuren 1 und 2 dargestellt.
In Figur 1 ist auf die Ordinate der Extraktionsgrad (Y)) in % und auf
die Abszisse das Molarverhältnis zwischen Ammoniumdiwasserstoffphosphat und
Schwefelsäure im Umlagerungsgemisch aufgetragen. Das Umlagerungsgemisch enthielt
je 100 Mol t-Caprolactam 150 Mol Schwefelsäure und kein Schwefeltrioxyd,
während der Extraktionsvorgang mit einer solchen Menge Extraktionsmittel durchgeführt
wurde, dass stets bei quantitativer Extraktion eine aus 9 Gewichtsteilen Lösungsmittel je 1 Gewichtsteil Lactam bestehende Lactamlösung anfiel.
Kurve I bezieht sich auf Chloroform und Kurve II auf Benzol.
In Figur 2 ist gleichfalls der Extraktionsgrad (auf der Ordinate) gegen die Wassermenge in Molen (auf der Abszisse) abgetragen. Kurve I bezieht
sich auf die Extraktion eines Umlagerungsgemisches mit Chloroform. Das Umlagerungsgemisch
enthielt dabei je 100 Mol Lactam und 150 Mol H2&0 110 mol
H_PO und 190 Mol NH1H PO . Kurve II betrifft die Extraktion eines Umlagerungsgemisches
mit Benzol. Das Umlagerungsgemisch enthielt dabei ausser Wasser je
100 Mol Lactam und 150 Mol H SO 300 Mol NH4H-PO4. Auch hier wurde jedesmal
eine solche Menge Extraktionsmittel eingesetzt, dass eine Lactamlösung mit
9 Gewichtsteilen Extraktionsmittel zu 1 Gewichtsteil Lactam anfiel.
Aus diesen Diagrammen ergibt sich, dass der Einfluss der Wassernenge
auf den Extraktionsgrad im Vergleich zum Molarverhältnis relativ gering ist.
Uo bei der Extraktion des lactamhaltigen sauren Ualagerungsgenisohes
eine Hydrolyse von z.B. ·-Lactam zu ·-Aminocapronsfture nach Möglichkeit zu
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vermeiden, wird man die Temperatur des Extraktionsverfahrens relativ niedrig
halten, d.h. die Temperatur nicht über 40 C erhöhen und vorzugsweise die Extraktion bei einer Temperatur unter 30 C vornehmen.
Eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst die
Extraktion von Lactam mit einem Extraktionsmittel in Anwesenheit einer ammonium- oder alkalidiwasserstoffphosphathaltigen Lösung in Kombination mit
der AufSchliessung von Rohphosphat mit Hilfe der nach der Lactamextraktion
verbliebenen schwefelsauren Lösung. Man kann diese schwefelsaure Lösung direkt
für die Aufschliessung von Rohphosphat benutzen, man hat aber dann den Nächteil,
dass mit der Aufschliessung gleichzeitig eine Ausfällung von Gips stattfindet,
wobei Rohphosphatteilchen durch Gips eingeschlossen werden und so verlorengehen.
Die Aufschiiessung hat einen noch besseren Effekt, wenn man die
schwefelsaure Lösung indirekt fur die AufSchliessung benutzt, was dadurch geschehen
kann, dass man mit der schwefelsauren Lösung zurerst aus einer bereits
anfallenden Aufschliessungsmasse Gips präzipitiert unter Bildung freier Phosphorsäure, wonach mit dieser freie Phosphorsäure enthaltenden Lösung erneut
Rohphosphat gelöst wird.
Eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei Rohphosphat
auf' indirekte Weise mit Hilfe der nach der Lactamextraktion verbliebenen,
freie Schwefelsäure enthaltenden Lösung aufgeschlossen wird, ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Gemäss der Figur 3 wird einem Mischgefäss A
über die Leitung 1 ein aus Lactam und Schwefelsäure bestehendes Umlagerungsgemisch
und durch die Leitung 25 eine Lösung aus Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat
zugeführt.
Das Gemisch strömt durch die Leitung 2 in eine Extraktionsvorrichtung B,
der über die Leitung 5 ein organisches, nicht - oder gering - wassermischbares
Extraktionsmittel für Lactam beigegeben wird. Ein mit Lactam beladenes Extraktionsmittel
strömt durch die Leitung 6 in den Eindampfer C, wo Extraktionsmittel
und Lactam voneinander getrennt werden. Verdampftes Extraktionsmittel wird nach Kondensierung durch die Leitung 7 in die Extraktionsanlage zurückgeführt,
während das gewonnene Lactam durch die Leitung 8 das System verlässt.
Eine lactamfreie, aus Schwefelsäure und Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat
aufgebaute Lösung, in der sich noch Extraktionsmittelreste befinden, tritt durch die Leitung 3 der Extraktionsvorrichtteg B in eine Abtreibkolonne
D ein, wo die genannten Reste an organischem Lösungsmittel von der
wässerigen Lösung getrennt werden, wonach sie nach Kondensation durch die
Leitung 4 wieder dem Extraktionsumlauf zufHessen.
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Durch die Leitung 10 geht einem Aufschliessungsreaktor P Rohphosphat
zu, das mit den durch die Leitungen 13 und 17 eintretenden, freie Säure enthaltenden
Lösungen aufgeschlossen wird. Die dabei anfallende Aufschliessungsflussigkeit
wird durch die Leitung 11 in ein Gipsprazipitationsgefäss E eingeleitet, dem zugleich die aus der Abtreibkolonne D durch die Leitung 9 angeführten,
freie Schwefelsäure enthaltenden Losung zugeführt wird.
Aus diesem Gipsfällungsgefäss tritt durch die Leitung 12 eine
Suspension von Gips in einer phosphorsauren Lösung; ein Teil dieser Lösung wird durch die Leitung 13 in den AufSchliessungsreaktor F- zurückgeführt, der
verbliebene Teil wird im Scheidekompartiment G einer Feststoff-Flüssigkeitstrennanlage,
z.B. einer Filtrations- oder Dekantieranlage von Gips befreit.
Eine gipsfreie phosphorsaure Lösung wird durch die Leitungen 16,
und 19 abgeführt; ein Teil dieser Lösung wird durch die Leitung 17 in den Aufschliessungsreaktor F zurückgeführt, ein anderer Teil geht durch die Leitung
20 einem Neutralisationsgefäss H zu, worauf diese Menge nach Neutralisierung mit durch die Leitung 24 herangeführtem NH_ bzw. Alkalilauge über die
Leitung 25 in das Mischgefäss A zurückgeführt wird.
Die im Scheider abgetrennten Gipsteile werden im Kompartiment G
der Gipsscheidungsapparatur mit durch die Leitung 21 herangeführtem Wasser
gewaschen. Gipskristalle werden durch die Leitung 22 aus dem System abgeführt, das Waschwasser mit der von den Gipskristallen stammenden Mutterlauge tritt
durch die Leitung 23 in das Neutralisationsgefäss H ein.
Es sind verschiedene Abänderungen der hier besprochenen Ausführungsform
möglich unter Beibehaltung des erfinderischen Gedankens, der darin besteht, dass ein Lactamumlagerungsgemisch in Anwesenheit,einer Lösung von Ammoniumbzw.
Alkalidiwasserstoffphosphatlösung extrahiert und beimAufschliessen von
Rohphosphat die lactamfreie schwefelsaure Lösung benutzt wird.
So könnte z.B. das Neutralisationsgefäss H fortfallen und das für die
Neutralisation zu Diwasserstoffphosphat erforderliche Ammoniak oder Alkalilauge
direkt dem Mischgefäss A zugeführt werden.
' Auch könnte man das durch die Leitung 23 abgeführte Waschwasser mit
der durch die Leitung 18 strömenden Lösung zusammenbringen. Bei dem in der Figur dargestellten Verfahren wird sämtliches Waschwasser aber für die Verdünnung
der über die Leitung 25 umzuwälzenden Lösung benutzt, ein günstiger
Umstand, weil diese Lösung zur Vermeidung einer Hydrolyse von Lactam eben einen relativ niedrigen Kristallisationspunkt aufweisen muss. Auch können die,
freie Säure enthaltenden Lösungen, welche nach dem Aufschliessungsreaktor F
zurückgeführt werden, mengenmässig stark variiert werden. Dies· Mengen werden
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nicht nur durch die aufzuschliessende Rohphosphatmenge, sondern auch durch
die Gipskoncentration bedingt. Vorzugsweise wird man den über die Leitung
umzuwälzenden gipsfreien Strom derart wählen, dass die Gipskonzentration im
Gipsfällungsgefäss E nicht mehr als 30 Gew.% betragen wird, während die durch
die Leitungen 13 und 18 umlaufenden Mengen zusammen einen ausreichenden Teil an freier Säure werden enthalten müssen, um die dem AufSchliessungsreaktor F
über die Leitung 10 zugehende Rohphosphatmenge auflösen zu können.
Nachfolgendes Zahlenbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens vermittelt
einen Einblick in die Zusammensetzung der verschiedenen Prozesströme. Die Mengen der verwendeten Stoffe sind in Mol angegeben.
Ein Lactam/Schwefelsäure-Gemisch mit einem Verhältnis zwischen
e-Caprolactam und Schwefelsäure von 100 Mol zu 150 Mol wird anschliessend
ψ einer Trennung unterzogen.
Diesem Umlagerungsgemisch wird eine ammoniumdiwasserstoffphosphathaltige
Lösung mit 150 Mol NHJ PO und 1378 Mol HO beigegeben, wonach das
Lactam mit Hilfe von Chloroform aus dem Umlagerungsgemisch extrahiert .wird.
Mit Hilfe der lactamfreien, freie Schwefelsäure enthaltenden Lösung
wird Gips aus einer AufSchliessungsmasse niedergeschlagen. Diese Aufschliessungsmasse
wird erhalten aus einer Rohphosphatmenge, welche 150 Mol CaO und 40,5 Mol Po0_ enthält.
Aus dem System wird letzten Endes ein Gipsbrei aus 150 Mol Gips und
insgesamt 780 Mol Wasser, zum Teile gebunden als Hydrat und im Übrigen als
freies Wasser, abgeführt. Ferner wird eine ammoniumdiwasserstoffphosphat- und phosphorsäurehaltige Lösung aus:
28,4 Mol H_PO.
~ - 52,6 Mol NH4H2PO4
388 Mol H_0
28,4 Mol H_PO.
~ - 52,6 Mol NH4H2PO4
388 Mol H_0
gewonnen, während nach Neutralisierung mit 52,6 Mol NH eine aus 150 Mol NH.H PO4
und 1378 Mol H2O bestehende Lösung von Ammoniumdiwasserstof fphosphat in das Mischgefäss
A zurückgeführt wird.
In nachfolgender Tabelle sind die Zusammensetzungen der verschiedenen
Prozessströme angegeben; die Numerierung dieser Ströme entspricht den im
Schema der Figur 3 für die Leitungen benutzten Bezugsziffern.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat nicht nur den Vorteil, dass die
Säure, erforderlich zur Beckmann'sehen Umlagerung, auf wirtschaftliche Weise
für die Aufschliessung von Rohphosphat benutzt werden kann, sondern zugleich eine günstige Wasserwirtschaft ermöglicht. Durch die Rückführung einer ammonium-
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bzw. alkalidiwasserstoffphosphathaltigen Lösung wird dem kombinierten Verfahren, bestehend aus einer Beckmann'sehen Umlagerung und der Gewinnung
einer phosphorsauren,ammonium- bzw. alkalidiwasserstoffphosphathaltigen
Lösung, eine minimale Wassermenge in Form von Waschwasser zum Reinigen des ausgefällten Gipses zugeführt, wodurch auch die Verdampfungskosten
dieses Wassers beim Aufarbeiten der abgeführten Losung niedrig bleiben.
Beim vorliegenden Verfahren wird also kein Wasser in Form von Ammoniakwasser beigegeben, wie dies bei den älteren Verfahren zur Abscheidung
von Lactam aus dem schwefelsauren Lactamumlagerungsgemisch üblich ist.
| Strom N. |
Ströme in Mol | P2O5 | H2SO4 | CaSO4 | Ca(H2PO4)2 | 150 | H3PO4 | NH4H2PO4 | Capro- lactam |
NH3 | H2O |
| 1 | CaO | 150 | 100 | ||||||||
| 2 | 150 | t | 150 | 100 | 1378 | ||||||
| 3 | 150 | 150 | 1378 | ||||||||
| 8 | 100 | ||||||||||
| 9 | 150 | 1378 | |||||||||
| 10 | 40,5 | ||||||||||
| 11 | 150 | 1072 | 581 | 1481,2 | 13096 | ||||||
| 12 | 1222 | 881 | 1631,2 | 14474 | |||||||
| 13 | 1072 | 772,9 | 1431 | 12698 | |||||||
| 14 | 150 | 108,1 | 200,2 | 1776 | |||||||
| 15 | 150 | 30,9 | 57,2 | 722 | |||||||
| 16 | 77,2 | 143,0 | 1054 | ||||||||
| 17 | 27,1 | 50,2 | 370 | ||||||||
| 18 | 50,1 | 92,8 | 684 | ||||||||
| 19 | 28,4 | 52,6 | 388 | ||||||||
| 20 | 21,7 | 40,2 | 296 | ||||||||
| 21 | 1140 | ||||||||||
| 22 | 150 | 780 | |||||||||
| 23 | 30,9 | 57,2 | 1082 | ||||||||
| 24 | 52,6 | ||||||||||
| 25 | 150 | 1378 | |||||||||
109852/1945
Claims (4)
- PATENTANSPRÜCHEKontinuierliches Verfahren zur Ausscheidung von Lactasen aus einem, konzentrierte Schwefelsäure, ggf. freies S0_ enthaltenden üinlagerungsgemisch mit Hilfe eines Extraktionsmittels für Lactam, das mielht-oder nur gering wassermischbar ist, wobei vor der Extrahierurig des Umlagerungsgemisches die Bindung zwischen Lactam und Schwefelsaure durch Zusatz eines den "Säuregrad des Umlagerungsgemisches verringernden Stoffes aufgelockert wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem limlageningsgemisch eine solche Menge einer, Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoff phosphat ggf. freie Phosphorsäure enthaltenden Lösung beigegeben wird, dass das Molarverhältnis zwischen dem Diwasserstoffphosphat und der Gesamtmenge an Schwefelsäure und ggf. anwesendem freiem SO ainimal i/4 : 1 beträgt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mach der Extraktion von Lactam verbliebene, aus Schwefelsaure, Ammonium- bzw. Alkalidiwasserstoffphosphat und Wasser ausgebaute Lösung für die Aufschliessung von Rohphosphat verwendet wird unter Bildung von Gips und einer freie Phosphorsäure enthaltenden Lösung, welche nach Abscheidung des Gipses teilweise nach Abstumpfung mit Ammoniak bzw. Alkalilauge in Form der Diwasserstoffphosphatlösung zurückgeführt wird, damit dieser Teil vor der Extrahierung von Lactam mit dem zu extrahierenden Umlagerungsgemisch zusammengebracht wird.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Molarverhältnis zwischen dem Diwasserstoffphosphat und der Gesamtmenge an Schwefelsäure und freiem S0„ im zu extrahierenden Gemisch zwischen1/4 : 1 und 2 : 1 liegt.
- 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrahierung bei einer Temperatur unter 40 C, vorzugsweise unter 30 C, erfolgt.3 n109852/19A5
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