DE2550934C3 - Reinigung von Caprolactam - Google Patents
Reinigung von CaprolactamInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D201/00—Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur reinigung von säureenthaltendem Rohcaproiactam aus
der Umlagerung von Cyclohexanonoxim, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Rohcaprolactam mit
0,8—2,0 Äquivalenten, bezogen auf die Säure im Rohcaprolactam, einer Base auf einen pH-Wert
zwischen 4 und 11 einstellt und mit 3—6 Gew.-Teilen Toluol, bezogen auf Gew.-Teile Caprolactam, und 2—10
Gew.-Teilen Wasser, bezogen auf Gew.-Teile an anorganischen Verbindungen, vermischt, wobei sich in
der Wasserphase zwei Schichten bilden, deren obere praktisch die gesamten organischen Verunreinigungen
enthält und deren untere Schicht die anorganischen Verbindungen enthält, und die Wasserphasen entfernt,
sowie aus der Toluolphase in üblicher Weise das Caprolactam gewinnt.
Die Umlagerung von Cyclohexanonoxim zu Caprolactam ist bekannt. Man arbeitet entweder in flüssiger
Phase mit Oleum als Umlagerungskatalysator oder aber in der Gasphase mit borsäurehaltigen Katalysatoren.
Das Umlagerungsgemisch aus der Umlagerung mit Oleum enthält meistens 1—2 Mol Schwefelsäure pro
Mol Caprolactam. Wegen der Flüchtigkeit der Borsäure enthält das in der Gasphase erhaltene Produkt meist
0,05 bis 5 Mol-% Borsäure.
In der DE-AS 10 31308 wird ein Verfahren zur
Reinigung von Caprolactam aus der Umlagerung in Oleum beschrieben. Man setzt dem neutralisierten
Reaktionsgemisch der Umlagerung 1—10 Gew.-Teile Benzol, bezogen auf das Lactam, zu, extrahiert auf diese
Weise das Caprolactam und gewinnt eine benzolische Lactamlösung, die destillativ getrennt werden kann. Alle
Verunreinigungen bleiben in der wäßrigen Phase, so daß man vor dem Problem steht, diese wäßrige Phase weiter
aufzuarbeiten.
Die Schwierigkeit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden. Man setzt dem säurehaltigen
Rohcaprolactam zunächst eine Base, beispielsweise Alkalihydroxid oder Ammoniak, insbesondere Natriumhydroxid
oder Kaliumhydroxid, zu. Die Alkalihydroxide können fest oder als wäßrige Lösung benutzt werden.
Ammoniak wird im allgemeinen als wäßrige Lösung eingesetzt. Dabei verwendet man eine solche Menge,
daß ein pH-Wert von 4 bis 11 eingestellt wird, wozu 0,8
bis 2,0 Äquivalente Base, bezogen auf die Säure im Rohcaprolactam, erforderlich sind. Danach fügt man 3
bis 6 Gew.-Teile Toluol, bezogen auf die Menge Caprolactam, und 2 bis 10 Gew.-Teiie Wasser, bezogen
auf die anorganischen Verbindungen, zu, vermischt und
wartet, bis sich die Toluol- und die Wasserphase trennen. Man beobachtet zunächst, daß sich zwei
Phasen bilden, eine Toluolphase und eine Wasserphase, aber die Wasserphase besteht aus zwei Schichten. Die
obere Schicht besteht bis zu 50 Gew.-% aus organischen
ίο Verunreinigungen, der Rest ist Wasser, Lactam und
. spurenweise Toluol. Das Aufireten dieser Schicht ist
völlig unerklärlich, es handelt sich jedenfalls nicht um eine echte dritte Phase. Diese Schicht ist flüssig und
kann leicht abgetrennt werden, z. B. durch Abheber.
Trennt man also zunächst die toluolische Phase ab und zerlegt dann die wäßrige Phase in ihre beiden Schichten,
dann erhält man eine toluolische Phase, aus der das reine Caprolactam durch Destillation oder Kristallisation
isoliert werden kann, eine wäßrige Schicht, die die organischen Verunreinigungen enthält und die vernichtet
oder recycliert werden kann und eine wäßrige Schicht, die je nach dem Ausgangsverfahren Schwefelsäure
oder Borsäure bzw. deren Salze enthält und die ebenfalls durch Kristallisation bzw. Destillation aufgearbeitet
werden kann.
Es ist zur Durchführung des Verfahrens wichtig, die angegebenen Alkalimengen, Wassermengen und ToIuolmengen
einzuhalten, weil diese Mengen kritisch sind.
Jo B e i s ρ i e I 1
1000 kg filtriertes Rohlactam aus der Gasphasenumlagerung von Cyclohexanonoxim an einem borsäurehaltigen
Katalysator, das 6 kg Borsäure enthält, wird mit 4000 kg Toluol. 4 kg NaOH und 50 kg Wasser durch
einen statischen Mischer gepumpt und in einem Trennbehälter getrennt.
Es bilden sich 4 kg einer flüssigen mittleren Schicht, die abgezogen weiden.
Diese mittlere Schicht setzt sich zusammen aus
•»ο 2 kg organischen Verunreinigungen
1,8 kg Wasser
•»ο 2 kg organischen Verunreinigungen
1,8 kg Wasser
0,2 kg Lactam und Spuren an Toluol und anorganischen Komponenten.
Die Nebenprodukte sind stark dunkel gefärbte, in wasserfreier Form teerartige, übelriechende Verbindungen,
die verbrannt werden können.
Aus der organischen Phase kann gegebenenfalls nach einer Wasserwäsche durch zweifache Kristallisation aus
toluolischer Lösung ein Lactam mit ausgezeichneten Kennzahlen erhalten werden.
Aus der wäßrigen Phase kristallisiert nach einer Konzentrierung das Natriumborat in klaren, farblosen
Kristallen.
Zu 1000 kg Reaktionsprodukt aus Cyclohexanonoxim und Schwefelsäure, das ca. 570 kg Schwefelsäure und ca.
430 kg Lactam enthält, werden 659 kg einer 30%igen wäßrigen NH3-Lösung, 691kg Wasser und 1720 kg
w> Toluol gegeben und vermischt. Nach der Trennung
werden 0,2 kg einer mittleren Schicht isoliert, die
44% organische Verunreinigungen
48% Wasser
4% Lactam
t>5 2% Toluol
44% organische Verunreinigungen
48% Wasser
4% Lactam
t>5 2% Toluol
2% Ammonsulfat
enthält.
enthält.
Aus dieser mittleren Schicht kann Toluol und Lactam
destillativ wiedererhalten werden.
Beispiel 3
Beispiel 3
Zu 1000 kg Reaktionsprodukt aus Cyclohexanonoxim und Schwefelsäure, das ca. 520 kg Schwefelsäure und ca.
430 kg Lactam enthält und durch zweistufige Reaktion von Cyclohexanonoxim mit Schwefelsäure erhalten
wurde, bei der in erster Stufe 398 kg Cyclohexanonoxim und in zweiter Stufe die restlichen 82 kg Cyclohexanonoxim
zugegeben wurden, werden 601 kg einer 30%igen wäßrigen Nhh-Lösung, 630 kg Wasser und 1440 kg
Toluol gegeben und vermischt Nach der Trennung werden 0,5 kg einer mittleren Schicht isoliert
Die obere, tuluolhaltige Lactamphase wird dreimal
mit je 9 kg Wasser gewaschen. Nach Abdestillieren des
Toluols wird nach Zugabe von 0,6 kg NaOH und Destillation im Vakuum ein Lactam mit folgenden
Kennzahlen erhalten:
Erstarrungspunkt: 69,13
Hazen Farbzahl: <5
Hazen Farbzahl: <5
Flüchtige Base: 0,2
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Reinigung von säureenthaltendem Rohcaprolactam aus der Umlagerung von Cyclohexanonoxim, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohcaprolactam mit 0,8—2,0 Äquivalenten, bezogen auf die Säure im Rohcaprolactam, einer Base auf einen pH-Wert zwischen 4 und 11 einstellt und mit 3—6 Gew.-Teilen Toluol, bezogen auf Gew.-Teile Caprolactam, und 2—10 Gew.-Teilen Wasser, bezogen auf Gew.-Teiie an anorganischen Verbindungen, vermischt, wobei sich in der Wasserphase zwei Schichten bilden, deren obere praktisch die gesamten organischen Verunreinigungen enthält und deren untere Schicht die anorganischen Verbindungen enthält, und die Wasserphasen entfernt, sowie aus der Toluolphase in üblicher Weise das Caprolactam gewinnt.
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