DE2724361A1 - Reinigung von caprolactam - Google Patents

Description

Bayer Aktiengesellschaft 27 2 a 361

Zertralbe^rexh Patente. Marken und Lizenzen

Reinigung von Caprolactam

5090 Leverkusen, Bayerwerk

G/Rz

27. Mai ,j,'7

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von säureenthaltendem Rchcaprolactam aus der Umlagerung von Cyclohexanonoxim, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Rohcaprolactam mit 0,8 bis 2,0 Äquivalenten einer Base - wobei sich ein pH-Wert zwischen 4 und 11 einstellt - 3 bis 6 Gew.-Teilen Toluol, bezogen auf Caprolactam, und 2 bis 10 Gev/.-Teilen Wasser, bezogen auf anorganische Verbindungen, vermischt, wobei sich in der Wasserphase zwei Schichten bilden, deren obere praktisch die gesamten organischen Verunreinigungen enthält und diese Schicht entfernt.

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 bis 2 Mol Schwefelsäure pro Mol Caprolactam. Wegen der Flüchtigkeit der Borsäure enthält das in der Gasphase erhaltene Produkt meist 0,05 bis 5 MoI- % Borsäure.

In der DT-AS 1.031.308 wird ein Verfahren zur Reinigung von Caprolactan aus der Umlagerung in Oleum beschrieben. Man setzt dem neutralisierten Reaktionsgemisch der Umlagerung 1 bis 10 Gew.-Teile Benzol, bezogen auf das Lactam, zu, extrahiert auf diese VIeise 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.

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Diese Schwierigkeit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden. Man setzt den säurehaltigen Rohcaprolactam zunächst eine Base, beispielsweise Alkalihydroxid oder Ammoniak, insbesondere Natriumhydroxid oder Kaiiumhydroxid, 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 Gevi.-Teile Toluol, bezogen auf die Menge Caprolactam, und 2 bis 10 Gew.-Teile 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 Verunreinigungen, der Rest ist Wasser, Lactam und spurenweise Toluol. Das Auftreten 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 Toluolmengen einzuhalten, weil diese Mengen kritisch sind.

Beispiel 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

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50 kg Wasser durch einen statischen Mischer gepumpt und in einem Trennbehälter getrennt.

Es bilden sich 4 kg einer flüssigen mittleren Schicht, die abgezogen v/erden.

Diese mittlere Schicht setzt sich zusammen aus

2,0 kg organischen Verunreinigungen 1,8 kg V/asser

0,2 kg Lactam und Spuren von 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 Matriumborat in klaren, farblosen Kristallen.

Beispiel 2

Zu 1000 kg Reaktionsprodukt aus Cyclohexanonoxim und Schwefelsäure, das ca. 570 kg Schwefelsäure und ca. 430 kg Lactam enthält, v/erden 659 kg einer 30%igen wäßrigen KH-,-Lösung, 691 kg V/asser und 1720 kg Toluol gegeben und vermischt. Nach der Trennung werden 0,2 kg einer mittleren Schicht isoliert, die

44 % organische Verunreinigungen
48 % V/asser

4 % Lactam

2 % Toluol

2 % Ammonsulfat

enthält.

Aus dieser mittleren Schicht kann Toluol und Lactam destillativ wiedererhalten werden.

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Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Verfahren zur Reinigung von säureenthaltendeia Rohcaprolactam aus der Umlagerung von Cyclohexanonoxim, dadurch gekennzeichnet , daß man das Rohcaprolactam mit 0,8 bis 2,0 Äquivalenten einer Base - wobei sich ein pH-Wert zwischen 4 und 11 einstellt - 3 bis 6 Gew.-Teilen Toluol, bezogen auf Caprolactam, und 2 bis 10 Gew.-Teilen Wasser, bezogen auf anorganische Verbindungen, vermischt, wobei sich in der Wasserphase zwei Schichten bilden, deren obere praktisch die gesamten organischen Verunreinigungen enthält, und diese Schicht entfernt.

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