EA022192B1

EA022192B1 - Высокотемпературная нейтрализация лактама

Info

Publication number: EA022192B1
Application number: EA201300078A
Authority: EA
Inventors: Хендрик Эверинг; Рудолф Филиппус Мария Гёйт; Хенрикус Анна Кристиан Баур
Original assignee: ДСМ АйПи АССЕТС Б.В.
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2015-11-30
Also published as: US20130211038A1; WO2012019674A3; CN102971289A; JP2013533246A; TW201213303A; KR20130041149A; EA201300078A1; WO2012019674A2; EP2588449A2

Abstract

Изобретение относится к способу получения лактама в рамках непрерывного технологического процесса, включающему стадии, на которых получают лактам и сульфат аммония в результате введения сульфата лактама, содержащегося в кислотной жидкости, в контакт с аммиаком, при этом в ходе указанного образования лактама выделяется теплота реакции, которую частично или полностью рекуперируют, аммиак вводят в контакт с кислотной жидкостью в качестве части жидкого водного аммиачного раствора, введение в контакт осуществляют при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, при этом среднее время пребывания при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, составляет самое большее 15 мин, и сульфат аммония остается растворенным в жидкой фазе в течение упомянутого времени пребывания.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения лактама, в частности эпсилонкапролактама.

В соответствии с известными способами внутримолекулярной перегруппировки лактамы могут быть получены из соответствующих циклических оксимов при использовании различных кислот. Данный способ, соответствующий положениям Бекмана, (известный под наименованием перегруппировки Бекмана), например, реализуют на практике в коммерческих масштабах при получении эпсилонкапролактама (ниже в настоящем документе капролактама) из циклогексаноноксима при использовании источника кислоты, например серной кислоты, в котором в конечном счете получают реакционную смесь, содержащую капролактам, серную кислоту и побочные продукты.

Таким образом, лактам, синтезированный при перегруппировке Бекмана, получают в виде сульфата лактама в реакционной смеси. Для отделения лактама от сульфата смесь обычно нейтрализуют при использовании аммиака. Нейтрализация представляет собой сильноэкзотермическую реакцию. В результате нейтрализации обычно образуются слой лактамового масла (который представляет собой слой, обогащенный капролактамом, который также может быть назван сырым перегруппированным оксимом), плавающий поверх, и нижний слой, в основном состоящий из сульфата аммония в воде.

После разделения данных слоев лактам и сульфат аммония могут быть извлечены.

В документе И8 3907781 описывается непрерывный способ извлечения капролактама из реакционной смеси синтеза, содержащей сульфат лактама, в результате проведения одновременных нейтрализации и кристаллизации для реакционной смеси синтеза, включающий стадии нейтрализации реакционной смеси синтеза при использовании аммиака в циркулирующем объеме раствора сульфата аммония, при этом нейтрализация одновременно образует дополнительное количество кристаллов сульфата аммония в одну стадию. Обогащенную кристаллами нейтрализованную смесь перепускают в область кипения, где смесь заставляют кипеть, и из смеси выпускают водяные пары, благодаря чему выделяемую теплоту отводят из системы в результате выпаривания части воды рециркулирующей смеси. Нейтрализованный раствор разделяют на обогащенный лактамом водный раствор слоя супернатаната и суспензию кристаллов сульфата аммония в растворе сульфата аммония. Обогащенный лактамом слой извлекают и суспензию разделяют на фракцию кристаллов сульфата аммония и маточный раствор.

Отделенный маточный раствор отправляют на рецикл в зону нейтрализации. Способ публикации И8 3907781 характеризуется избеганием использования охлаждающих поверхностей. Такие поверхности считаются невыгодными, поскольку на них могут образовываться отложения кристаллов (колонка 2, строки 15-16).

Как утверждается в публикации И8 3907781, нейтрализация и кристаллизация могут проходить совместно в одну стадию при атмосферном или более высоком давлении при относительно высокой температуре кипения реакционной смеси без какого-либо риска потерь в результате гидролиза лактама. Таким образом, из воды в реакционной смеси может быть получен водяной пар (в зависимости от давления обычно имеющий температуру, большую чем 100°С). В данном примере нейтрализация протекает при 108°С при среднем времени пребывания 45-60 мин.

Недостаток способа публикации И8 3907781 заключается в том, что водяной пар, полученный таким образом, может содержать примеси (например, аммиак, диоксид серы и захваченные соли) из реакционной смеси, из которой его получают, что может ограничивать его применимость. Например, примеси могут образовывать отложения в паровой сети, через которую водяной пар может быть распределен.

Кроме того, авторы настоящего изобретения исследовали воздействие выдерживания нейтрализованной смеси при более повышенной температуре чем 108°С на образование примесей. Как они обнаружили, при температуре, составляющей, например, 130°С и более, значительное образование примесей происходит уже в течение значительно меньшего времени, о чем свидетельствует определение по измерениям коэффициента экстинкции образца из потока продуктов, содержащего капролактам, в области 290 нм (Е₂₉₀). Несмотря на все еще возможную приемлемость значения Е₂₉₀, измеренного в данных исследованиях, разумным будет сделать предположение о вероятном дополнительном образовании примесей по мере дополнительного увеличения времени пребывания в способах предшествующего уровня техники. В соответствии с этим, существует потребность в способе, который обеспечивает реализацию стадии нейтрализации при более высоких температурах, чем в способе предшествующего уровня техники одновременно все еще при достижении превосходных свойств продукта лактама и в отсутствие других вышеупомянутых проблем.

Кроме того, как предполагают изобретатели, непосредственная кристаллизация сульфата аммония при высокой температуре и в присутствии лактама может оказать неблагоприятное воздействие на качество лактамного продукта, который получают. Кроме того, как можно предположить, при генерации так называемого острого водяного пара (описанной в публикации И8 3907781) может происходить разложение определенного количества сульфата аммония. Как можно предположить, в частности, такой способ не может быть реализован при наличии избытка аммиака. В результате этого определенное количество сульфата аммония может диссоциировать с образованием аммиака и чрезвычайно коррозионноактивного бисульфата аммония, который в дальнейшем будет разлагаться с образованием серной кислоты и опять-таки аммиака. Кроме того, в частности, как можно предположить, сульфат аммония, полу- 1 022192 ченный в способе предшествующего уровня техники, таком как из публикации И8 3907781, может оказаться невыгодным, если полученные кристаллы сульфата аммония необходимо будет использовать для получения гранул сульфата аммония.

Таким образом, как можно заключить, способ публикации И8 3907781 является невыгодным для реализации при такой высокой температуре, поскольку это может привести к образованию нежелательных или даже неприемлемых примесей в капролактаме, а удаление данных примесей может оказаться затруднительным. Все-таки было бы желательным предложить способ, который может быть реализован при температуре, составляющей 120°С и более, при пониженном риске существенного образования примесей. Это обеспечило бы генерацию водяного пара при более высокой температуре и, таким образом, при более высоком давлении, что является желательным, в частности, в случае источника подачи водяного пара в высококачественную паровую сеть, который может быть использован для передачи энергии от технологического процесса нейтрализации другому технологическому процессу.

В публикации И8 4021422 заявляют о предложении улучшенного способа, который может быть использован при более высокой температуре в сопоставлении со способом публикации И8 3907781 только с незначительными потерями, обусловленными повышенным гидролизом (колонка 1, строки 44-52). Для достижения этого способ должен быть реализован без отправления на рецикл маточного раствора и/или кристаллов сульфата аммония. Кроме того, как считается, перемешивание является улучшенным вследствие явлений кипения, обусловленных теплотой нейтрализации в реакционной смеси. В данной публикации также не рекомендуется использование теплообменника, поскольку, как считается, на нем могут образовываться отложения кристаллов. Кроме того, как утверждается, контроль температуры был бы лучшим, чем при использовании теплообменника, в котором теплоту отводит охлаждающая вода.

В примере I публикации И8 4021422 нейтрализацию проводили в две стадии. Сначала смесь перегруппировки нейтрализовали при 150°С в течение приблизительно 20 мин. После этого фазу, содержащую сульфат аммония, вводили во второй нейтрализатор, который функционировал при атмосферном давлении и 180°С. Водяной пар высокой температуры и сверхатмосферного давления генерируется только в первом нейтрализаторе. Таким образом, очевидно то, что существенное количество выделенной теплоты нейтрализации недоступно для выработки водяного пара.

В дополнение к этому, как можно заключить исходя из вышеупомянутых исследований авторов настоящего изобретения, кроме того, нейтрализация при 150°С в течение приблизительно 20 мин также в результате приводила бы к существенному образованию примесей.

Кроме того, способ публикации И8 4021422 не будет обеспечивать отправление на рецикл маточного раствора, что может оказаться невыгодным для выхода продукта, если только для обработки маточного раствора не будет использоваться дополнительное оборудование.

Кроме того, при генерации водяного пара непосредственно из реакционных смесей те же самые соображения имеют силу в отношении примесей, что и в случае публикации И8 3907781.

Одна цель настоящего изобретения заключается в предложении нового способа получения лактама, который может быть альтернативой известным способам, в частности нового способа, который устраняет один или несколько недостатков предшествующего уровня техники, процитированных выше в настоящем документе.

Как установлено в настоящее время, лактам может быть надлежащим образом получен в результате нейтрализации жидкости, содержащей сульфат лактама, в специфических условиях нейтрализации.

В соответствии с этим, настоящее изобретение относится к способу получения лактама в рамках непрерывного технологического процесса, включающему стадии, на которых получают лактам и сульфат аммония в результате введения сульфата лактама, содержащегося в кислотной жидкости, в контакт с аммиаком, при этом в ходе указанного образования лактама выделяется теплота реакции, которую частично или полностью рекуперируют, аммиак вводят в контакт с кислотной жидкостью в виде части жидкого водного аммиачного раствора, введение в контакт осуществляют при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, при этом среднее время пребывания при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, составляет самое большее 15 мин, и сульфат аммония остается растворенным в жидкой фазе в течение упомянутого времени пребывания.

Как к удивлению обнаружили изобретатели, получение лактама из сульфата лактама может быть осуществлено при повышенной температуре, требующей только краткого времени пребывания при повышенной температуре (температуре, составляющей 120°С и более), при одновременном избегании нежелательной кристаллизации сульфата аммония в пространстве, в котором сульфат лактама и жидкий водный аммиак вводят в контакт друг с другом. Обычно воздействие упомянутой повышенной температуры в течение упомянутого времени пребывания в соответствии с изобретением происходит без обеспечения кипения кислотной жидкости, соответственно технологического потока, полученного в результате введения в контакт жидкого водного аммиака и кислотной жидкости. Это является желательным с учетом избегания нежелательных кристаллизации и/или закупоривания/засорения оборудования, которое используют.

Как указывалось выше, сульфат аммония получают растворенным в жидкой фазе, а не в виде осажденных кристаллов. В общем случае лактам также получают в виде части жидкой фазы, причем данная

- 2 022192 жидкая фаза может быть идентичной или отличной в сопоставлении с жидкой фазой, в которой присутствует сульфат аммония. В общем случае лактам и сульфат аммония покидают пространство, где они образуются в виде части идентичных или различных жидких потоков отходящих продуктов. В технологических условиях способа, соответствующего изобретению, поток остается жидким.

Способ изобретения делает возможной рекуперацию теплоты реакции, так что данная теплота может быть использована полностью или частично для подходящего назначения. Теплота может быть использована непосредственно для нагревания технологического потока, которым могут быть, например, технологический поток другого способа получения химического соединения или технологический поток способа дальнейшей переработки потока продукта (например, способа разделения, такого как перегонка или кристаллизация), или теплота может быть частично или полностью рекуперирована в способе, включающем передачу упомянутой теплоты теплообменной среде, которая может быть жидкой, такой как масло или вода, или газообразной, такой как водяной пар.

Способ, соответствующий изобретению, в частности, является подходящим для использования при генерации водяного пара, говоря более конкретно, водяного пара при сверхатмосферном давлении. Водяной пар при сверхатмосферном давлении, который генерируется, предпочтительно является водяным паром высокого давления (имеющим давление, составляющее по меньшей мере 2 атм, в частности имеющим давление 2-10 атм), высокой температуры, таким как водяной пар, имеющий температуру, составляющую по меньшей мере 120°С, по меньшей мере 130°С, по меньшей мере 140°С, по меньшей мере 150°С или даже по меньшей мере 160°С.

Изобретение является дополнительно выгодным в том смысле, что оно не требует кипячения какойлибо жидкой фазы, которая образуется в способе получения лактама, в целях генерации нагретого водяного пара. Кипение жидкой фазы, содержащей лактам или сульфат лактама, при высокой температуре в течение продолжительного периода времени является нежелательным, поскольку это может привести к образованию побочных продуктов или осаждению продукта или побочного продукта. Кроме того, это выгодно, поскольку нагревающая среда, например вода, которой может быть передана теплота реакции, необязательно должна иметь своим происхождением реакцию в соответствии с изобретением и, таким образом, может быть чистой. При желании на последующей стадии может быть проведена кристаллизация сульфата аммония на стадии, на которой растворитель (воду) испаряют. Это может включать кипячение фазы, содержащей сульфат аммония, что может быть проведено при относительно низкой температуре (<100°С, при пониженном давлении) или при температуре, большей чем 100°С, даже находящейся в диапазоне от 110 до 116°С. При более высоком давлении могут быть достигнуты еще более высокие температуры.

Таким образом, способ, соответствующий изобретению, в частности, может быть использован для генерации или (повторного) нагревания водяного пара или другой теплообменной среды нагревающей сети, такой как паровая сеть или сеть другой теплообменной среды, которую используют в целях нагревания, на удалении от места, в котором выделяется теплота.

Термин или в соответствии с использованием в настоящем документе обозначает и/или, если только не будет указано другого.

Термин один или некий в соответствии с использованием в настоящем документе обозначает по меньшей мере один, если только не будет указано другого.

При указании на существительное (например, соединение, добавку и т.п.) в единственном числе подразумевается включение и множественного числа, если только не будет указано другого.

В соответствии с использованием в настоящем документе время пребывания может быть рассчитано как объем пространства, в котором происходит введение в контакт при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С (в литрах), поделенный на совокупный расход при подаче жидкостей в пространство (в общем случае сумму значений л/мин для кислотной жидкости и значений л/мин для жидкости, содержащей аммиак).

Способы получения сульфата лактама в целях использования в способе изобретения в общем случае известны из уровня техники, смотрите, например, публикацию иНтаии'к епсус1ореЙ1а οί 1п0и51па1 СНспиДгу. например (Не ППН еййюп (1986), Уо1ите А5, р. 38-39. Необходимо отметить то, что та же самая информация все еще упоминается и в публикации 2005 еШНоп оГ И11тапп (7ΐ1ι Εάίίίοη), которая является электронно доступной для подписчиков, в частности, в разделе Сарго1ас1ат. Концентрация лактама в кислотной жидкости не является критическим моментом, но на практике обычно находится в диапазоне от 20 до 70 мас.%, в частности от 40 до 60 мас.%, говоря более конкретно, составляет приблизительно 50 мас.%. Насколько это известно специалисту в соответствующей области техники, кислотная жидкость обычно также содержит серную кислоту, поскольку образование сульфата лактама обычно проводят в избытке серной кислоты. Молярное отношение лактама, в частности капролактама, к Н₂§0₄(включая ее диссоциированные формы) + §0₃ в кислотной жидкости обычно находится в диапазоне от 1,1 до 2,0.

Лактам, который получают, может, в частности, быть выбран из группы лактамов, содержащих 6-12 атомов углерода, говоря более конкретно, из группы капролактама, окталактама, ноналактама, декалактама, ундекалактама и лауролактама. Предпочтительным лактамом является капролактам.

- 3 022192

Совокупным количеством жидкого водного аммиака, введенного в контакт с кислотной жидкостью в способе получения лактама, обычно является, по меньшей мере, стехиометрическое количество, то есть по меньшей мере в 2 раза большее количество в сопоставлении с числом молей сульфатных эквивалентов (сульфат в сульфате лактама, серной кислоте и ее ионизированных формах). Для высокого извлечения капролактама выгодным может оказаться более чем стехиометрическое количество. На практике кислотная жидкость, содержащая сульфат лактама, происхождением которого является перегруппировка Бекмана, содержит избыток сульфата/серной кислоты и может содержать сульфит/сернистую кислоту. Количество добавленного аммиака предпочтительно является достаточным также и для проведения реакции с данными соединениями в жидкости.

Жидкий водный аммиак вводят в контакт с кислотной жидкостью в форме раствора. Выгодным является добавление аммиака в водном растворе вместо газообразной формы, поскольку добавление аммиака в газообразной форме приводит к нежелательной кристаллизации сульфата аммония.

Концентрация аммиака в жидкости в принципе может быть выбрана свободно, например, в диапазоне 5-50 мас.%. Совокупное количество подаваемого жидкого водного аммиачного раствора предпочтительно регулируют исходя из наблюдаемого значения рН (значение рН измеряют при использовании рНметра) в (водной) жидкой фазе, обогащенной аммонием, которую получают в способе изобретения после фазового разделения на фазу, обогащенную лактамом, и фазу, обогащенную сульфатом аммония, и после нейтрализации фазы, обогащенной сульфатом аммония. Данное значение рН предпочтительно выдерживают в диапазоне 2-6, в частности в диапазоне 4-5. Как должен понимать специалист в соответствующей области техники, увеличение количества аммиачного исходного сырья является подходящим для использования при увеличении значения рН, а уменьшение количества аммиачного исходного сырья является подходящим для использования при уменьшении значения рН. В данном диапазоне значений рН добиваются, по существу, полной конверсии серной кислоты и триоксида серы в сульфат аммония при одновременном избегании наличия значительного избытка непрореагировавшего аммиака.

Количество воды, которое подают (в виде части жидкости, содержащей аммиак, и в виде части кислотной жидкости), выбирают таким образом, чтобы концентрация сульфата аммония в течение времени пребывания была бы меньшей, чем его концентрация кристаллизации (точка кристаллизации) в условиях проведения реакции, предпочтительно по меньшей мере на 2% меньшей, чем его точка кристаллизации; таким образом, в способе, в котором точка кристаллизации составляет 44 мас.%, концентрация предпочтительно составляет приблизительно 43 мас.% и менее. С другой стороны, предпочтительно выдерживать относительно высокую концентрацию сульфата аммония с учетом энергетического коэффициента полезного действия и технологического времени при необходимости кристаллизации сульфата аммония на последующей ступени. В соответствии с этим, концентрация сульфата аммония предпочтительно составляет по меньшей мере 75% от точки кристаллизации, в частности по меньшей мере приблизительно 85% от точки кристаллизации, например приблизительно 90% от точки кристаллизации; таким образом, для способа, характеризующегося точкой кристаллизации 44 мас.%, концентрация предпочтительно составляет по меньшей мере 33 мас.%, в частности по меньшей мере приблизительно 37 мас.%, например приблизительно 40 мас.%.

Жидкий водный аммиак и кислотную жидкость, содержащую сульфат лактама, можно непрерывно вводить в контакт в одной точке введения исходного сырья, в которой как кислотное жидкое исходное сырье, так и аммиачное исходное сырье интегрально вводят в контакт друг с другом, или они могут быть введены в контакт друг с другом порционно. В общем случае этого добиваются в результате деления по меньшей мере одной из разновидностей упомянутого исходного сырья на две и более разновидности парциального исходного сырья и введения парциального исходного сырья в нескольких точках введения исходного сырья в пространство, в котором вводят в контакт кислотную жидкость и жидкий водный аммиак, при этом каждая последующая точка введения исходного сырья располагается по ходу технологического потока после предшествующей точки введения исходного сырья. Данный принцип также может быть отнесен и к многоточечному нагнетанию. Еще одна форма многоточечного нагнетания, которая может быть объединена с вышеупомянутым принципом, заключается в перпендикулярном нагнетании, например, по кольцу. Как было установлено, порционное добавление жидкого водного аммиака или кислотной жидкости является выгодным в отношении низкой тенденции образования побочных продуктов согласно определению по измерению значения Е₂₉₀.

В частности, этого можно добиться в результате подачи части кислотной жидкости в жидкое водное аммиачное исходное сырье в первой точке введения исходного сырья с образованием тем самым первого реакционного потока, а после этого подачи дополнительной части кислотной жидкости в реакционный поток во второй точке введения исходного сырья по ходу технологического потока после первой точки введения исходного сырья или в результате подачи части аммиака в кислотное жидкое исходное сырье в первой точке введения исходного сырья с образованием тем самым первого реакционного потока, а после этого подачи дополнительной части аммиака в первый реакционный поток во второй точке введения исходного сырья по ходу технологического потока после первой точки введения исходного сырья с образованием тем самым второго реакционного потока.

В первом варианте осуществления устройство с объединенными свойствами смесителя/реактора

- 4 022192 содержит после себя охладитель. Данный вариант осуществления может быть назван одностадийным способом. В альтернативном варианте в другой форме такого одностадийного способа используют устройство с объединенными свойствами смесителя/реактора/охладителя.

В дополнительных частных вариантах осуществления используют установленные последовательно два или более устройства (с объединенными свойствами смесителя/реактора, при необходимости объединенными со свойствами охладителя). Варианты осуществления, включающие установленные последовательно два таких устройства (каждое из которых либо содержит после себя охладитель, либо уже включает свойства охлаждения), могут быть названы двухстадийным способом. Подобным образом, варианты осуществления, включающие установленные последовательно три таких устройства (каждое из которых либо содержит после себя охладитель, либо уже включает свойства охлаждения), могут быть названы трехстадийным способом.

В соответствии с этим, во всех таких вариантах осуществления часть водного аммиака перемешивают с кислотной жидкостью, содержащей сульфат лактама, в первом устройстве (или в случае одностадийного способа в единственном использующемся устройстве). В случае реализации двух- или трехстадийного способа опять-таки часть водного аммиака перемешивают с кислотной жидкостью, содержащей сульфат лактама, во втором или третьем устройстве. Получающуюся в результате смесь после первой стадии двухстадийного способа, соответственно после второй стадии трехстадийного способа (содержащую лактам, растворенный сульфат аммония и сульфат лактама, который не подвергся конверсии в случае неполноты конверсии) подают в последующее устройство, где добавляют дополнительное количество водного аммиака, или подают предпочтительно после охлаждения смеси продуктов в доохладителе до уровня температуры, меньшего чем 120°С, предпочтительно составляющего самое большее 100°С, - в фазовый сепаратор, где полученные фазу, обогащенную лактамом, и водную фазу, обогащенную сульфатом аммония, отделяют друг от друга. Необходимо отметить то, что аммиачное исходное сырье, добавляемое в третье устройство в случае наличия такового и/или во второе устройство в случае наличия такового, необязательно должно быть водным раствором, добавляемым в первое устройство. Аммиак на таких стадиях может иметь более высокую концентрацию в случае использования в виде водного аммиака или даже может быть газообразным.

Как указывалось выше, в соответствии с настоящим изобретением введение в контакт происходит при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С. В частности, в случае использования по меньшей мере части теплоты реакции для нагревания воды или другой теплообменной среды при одновременной выработке водяного пара упомянутая температура в выгодном случае может быть большей, что, таким образом, обеспечивает нагревание теплообменной среды до более повышенной температуры и/или более быстрое нагревание теплообменной среды. Таким образом, упомянутая температура предпочтительно составляет по меньшей мере 130°С, по меньшей мере 140°С, по меньшей мере 150°С или по меньшей мере 160°С. Однако температура должна быть меньшей, чем температура кипения кислотной жидкости (в существующих условиях) и полученного лактама. Как должен понимать специалист в соответствующей области техники, температура кипения может быть увеличена в результате увеличения давления, при котором реализуют способ получения лактама в результате нейтрализации потока сульфата лактама.

В общем случае теплота реакции будет вызывать увеличение температуры жидкости, где образовались лактам и сульфат аммония. Наибольшую температуру, которую достигают в любой точке в течение времени пребывания, называют пиковой температурой способа. В общем случае пиковая температура способа составляет по меньшей мере 130°С, в частности по меньшей мере 140°С, говоря более конкретно по меньшей мере 150°С или по меньшей мере 160°С. Более высокая технологическая пиковая температура делает возможным нагревание теплообменной среды или другого технологического потока до более высокой температуры и/или более высокого давления. Обычно технологическая пиковая температура составляет 325°С и менее. Для достижения хороших качества или выхода продукта (меньшего образования побочных продуктов) и/или большей гибкости в отношении технологических условий, при которых относительно легко избегают возникновения нежелательной кристаллизации, технологическая пиковая температура предпочтительно составляет 250°С и менее, в частности 200°С и менее, говоря более конкретно, 190°С и менее или 180°С и менее. В частности, по вышеупомянутым причинам в особенно предпочтительных вариантах осуществления технологическая пиковая температура находится в диапазоне 140-250°С, 150-200°С, 160-190°С или 160-180°С.

Необходимо отметить то, что несущественно, чтобы кислотная жидкость и жидкий водный аммиак, когда они становятся доступными для использования в настоящем способе изобретения, уже первоначально имели бы температуру, составляющую 120°С и более. А именно данные потоки исходного сырья могут быть подвергнуты предварительному нагреванию до температуры, составляющей 120°С и более, до того, как их фактически введут в контакт друг с другом при такой температуре, составляющей 120°С и более. Например, в случае получения кислотной жидкости по перегруппировке Бекмана при температуре, составляющей приблизительно 70°С, при необходимости при нагревании под действием теплоты, выделенной при перегруппировке Бекмана (или в другом способе, где теплота выделяется и рекуперируется, например, в самом способе настоящего изобретения), и непосредственной подачи в способ настоя- 5 022192 щего изобретения температура может быть увеличена в результате такого предварительного нагревания до более чем 120°С, например приблизительно 130°С и более. Это может оказаться выгодным с точки зрения энергетического коэффициента полезного действия.

Сразу после введения в контакт сульфата лактама и аммиака они будут вступать в реакцию, приводя к выделению значительной теплоты реакции, что будет вызывать увеличение температуры до температуры, большей чем 120°С или даже большей чем 140°С и более того. При надлежащем теплообмене время пребывания при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, составляет самое большее 15 мин и, таким образом, по истечении, как максимум, 15 мин после достижения температуры, составляющей по меньшей мере 120°С, температуру потока, содержащего лактам и сульфат аммония, который получают, уменьшают до значения, меньшего чем 120°С. В одном особенно предпочтительном способе время пребывания при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, составляет 10 мин и менее, 5 мин и менее, 2 мин и менее, 1 мин и менее, 30 с и менее или 20 с и менее. Как можно предположить, для получения лактама достаточным является время пребывания, составляющее 1 с и менее. Таким образом, минимальное время пребывания в общем случае определяет использующееся оборудование, как это должны понимать специалисты в соответствующей области техники. В соответствии с этим, по практическим причинам время пребывания обычно составляет 1 с и более, в частности по меньшей мере 5 с, по меньшей мере 10 с, по меньшей мере 30 с, по меньшей мере 1 мин или по меньшей мере 2 мин.

Относительно малое время пребывания, в частности, считается выгодным в том смысле, что может быть уменьшено образование нежелательных побочных продуктов. Как можно себе представить без связывания себя какой-либо теорией, чем большей будет температура, тем меньшим может оказаться особенно предпочтительное время пребывания. Как показывает опыт, можно предположить то, что вышеупомянутое особенно предпочтительное время пребывания уменьшается приблизительно с коэффициентом 2 на 10°С увеличения температуры при том условии, что минимальное время пребывания обычно составляет приблизительно 1 с и более. В зависимости от конкретных условий и требуемого качества продукта специалист в соответствующей области техники должен быть способен определить особенно хорошо подходящие для использования условия на основании информации, описанной в настоящем документе, общедоступных широкоизвестных сведений и при необходимости определенных типовых испытаний. Например, если установить то, что в конкретных условиях при конкретных температуре и времени пребывания образуется чрезмерно много побочных продуктов, то тогда в целях удовлетворения конкретных технических требований в отношении качества продукта (которое может быть определено в результате измерения коэффициента экстинкции в УФ-диапазоне в области 290 нм (Е₂₉₀) по способу, самому по себе известному) специалист в соответствующей области техники может уменьшить время пребывания, температуру, ввести в контакт с сульфатом лактама меньшее количество аммиака. С учетом этого, например, считается выгодным иметь время пребывания по меньшей мере при 140°С, составляющее самое большее 10 мин, в частности самое большее 70 с; иметь время пребывания по меньшей мере при 160°С, составляющее самое большее 140 с, в частности самое большее 70 с; или иметь время пребывания по меньшей мере при 180°С, составляющее самое большее 35 с, в частности самое большее 20 с.

В соответствии с изобретением сульфат аммония, который образуется, остается растворенным в жидкой фазе в течение, по меньшей мере, времени пребывания. В соответствии с использованием в настоящем документе растворенный обозначает то, что осажденный сульфат аммония, по существу, отсутствует. Предпочтительно во время введения в контакт при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, никакой обнаружимой кристаллизации сульфата аммония не происходит. Это может быть осуществлено в результате приложения усилий к тому, чтобы концентрация сульфата аммония оставалась бы ниже концентрации насыщения в заданных условиях. Специалист в соответствующей области техники будет способен позаботиться об этом исходя из общедоступных широкоизвестных сведений и информации, описанной в настоящем документе, без возникновения излишнего обременения.

Введение в контакт сульфата лактама и жидкого водного аммиака может быть проведено в смесительной установке для перемешивания текучих сред, которая сама по себе известна из уровня техники. Например, могут быть использованы один или несколько статических смесителей или смесителей, встроенных в линию. Подходящие для использования смесительные установки представляют собой, в частности:

статические смесительные реакторы (Кс-сидшссттд (Нс сНеш1са1 ргоссккшд р1аи(: ргосскк т(сикбтсаΐίοη, Α. 8(;·ιη1<Κ\νΚζ. 1. Мои1уи, 2004, Магсс1 Эскксг 1пс.);

микросмесители, микрореакторы (Ттаикрой рНсиотсиа ίη тюто ргосскк сидшссттд, N. Косктаии, 8рттдст, 2008, сНар(сг 5, ПШикюи, т1хшд, аиб такк (гаикГсг ссциртст);

спиральные трубчатые реакторы (\νϋ 2009/51322А1);

роторно-статорные реакторы (Воитс ТК. аиб 81ибст М., 1992, Рак! тсасйоик ш го(ог-к(а(ог т1хсгк оГ ббГстсй кк. СНстюа1 Еидшссттд аиб Ргоссккшд 31: 285-296);

центробежные дисковые реакторы (Кс-сидшссттд (Нс сНстюа1 ргоссккшд р1аи(: ргосскк т(сик1Йса(юи Α. 8(аηк^сν^сζ. 1. Мои1уи, 2004, Магсс1 Эскксг 1ис.);

теплообменный реактор (Ебдс, А.М., Рсагсс, I. аиб РНППрк С.Н. Сотрас( Нса( схсНаидсгк ак сНстюа1 гсас(огк Гог ргосскк т(си81йсайои (Р1), 2иб 1и(стайоиа1 СоиГсгсисс ои Ргосскк 1и(сик1йсайои Гог (Нс СНспи- 6 022192 са1 1пДи81ту, Лп1теегр, 1997);

смеситель 5>и1/ег §МК™ для перемешивания и теплообмена в одном аппарате.

Микросмесители при желании являются в особенности хорошо подходящими для использования при предложении способа, характеризующегося в особенности кратким временем пребывания. Кроме того, такие смесители являются в особенности хорошо подходящими для использования при рекуперации теплоты с одновременным введением в контакт кислотной жидкости и сульфата аммония. Для такого способа может быть использовано интегрированное микроустройство, которое включает смеситель, реактор и теплообменник, при необходимости совместно с доохладителем для потока продукта, содержащего лактам и сульфат аммония, по ходу технологического потока после теплообменника. Кроме того, микросмесители являются в особенности хорошо подходящими для использования в способе, характеризующемся относительно высокой технологической пиковой температурой при одновременном выдерживании хороших качества и выхода продукта.

Выгодным является то, что смесительная установка, использующаяся для введения кислотной жидкости и жидкого водного аммиака в контакт, характеризуется временем перемешивания, составляющим самое большее 50% от времени пребывания. Минимальное время перемешивания не является критическим моментом и может иметь любое значение, большее чем 0 с, например время перемешивания может составлять по меньшей мере 0,01% от времени пребывания, по меньшей мере 0,1% от времени пребывания или по меньшей мере 1% от времени пребывания. Термин время перемешивания определяют в публикации Мюго Щ1хет8, писго теас1от8 (Ттапзрой рНепошепа ίη тюто ртосекк епдшеетшд), N. Косктапп, §ртшдет, 2008, сНар1ег 5, ЭИГизюп, т1хтд, апб та88 (гапхГег есцпртепГ.

Выгодным является то, что реакция протекает в устройстве, содержащем реакторную установку, изготовленную из материала, характеризующегося высокой теплопроводностью и высокой коррозионной стойкостью. Предпочтительными примерами таких материалов являются δίϋ, Α1Ν 4,4, Α1Ν 3,3, сталь На81е11оу и другие материалы, характеризующиеся подобной или лучшей теплопроводностью и/или подобной или лучшей коррозионной стойкостью. Предпочтительными являются материалы, характеризующиеся хорошей коррозионной стойкостью.

В результате увеличения количества смесителей технологическую пиковую температуру обычно уменьшают. Как показывает опыт, количество смесителей и промежуточных охладителей (Ν) является пропорциональным адиабатическому увеличению температуры технологической жидкости (то есть смесей, полученных из жидкого водного аммиака и кислотной жидкости, которые вводят в контакт друг с другом).

Введение в контакт (перемешивание) кислотной жидкости, содержащей сульфат лактама, и жидкого водного аммиака и теплообмен могут быть осуществлены одновременно (при использовании системы, где пространство для введения в контакт обеспечивает теплообменник) или последовательно (при использовании установки, обеспечивающей пространство для введения в контакт, и теплообменника, установленных последовательно, при этом теплообменник располагается по ходу технологического потока позже).

В принципе передача теплоты реакции может быть осуществлена по любому способу.

Предпочтительно теплоту или, по меньшей мере, ее существенную часть (предпочтительно >50%, в частности >80%) передают при использовании теплообменника, который может быть интегрирован с пространством, где образуется лактам. Например, данное пространство может быть определено, по меньшей мере, частично одной или несколькими наружными стенками теплообменника, или получение может быть проведено в смесительной установке, у которой одна или несколько стенок находятся в теплопроводящем контакте с теплообменником, где теплота передается теплообменной среде. Таким образом, теплота передается по мере образования лактама. Такой способ, в особенности при объединении с введением парциального исходного сырья в нескольких точках нагнетания исходного сырья и использованием одного смесителя/реактора с последующим устройством охладителя или нескольких из данных устройств, установленных последовательно, может, в частности, оказаться выгодным для обеспечения получения относительно низкой технологической пиковой температуры в сопоставлении с температурой, достигаемой в конфигурации с одной емкостью при наличии раздельных перемешивания и охлаждения в способе, в котором теплообменник располагается по ходу технологического потока после пространства, где образуется лактам, и может, в частности, оказаться предпочтительным в варианте осуществления, в котором введение в контакт проводят при относительно высокой температуре и/или в условиях, в которых скорость, с которой выделяется теплота реакции, является относительно высокой. Кроме того, такой вариант осуществления может оказаться выгодным для достижения относительно краткого времени пребывания.

В альтернативном или в дополнительном варианте теплообменник может быть использован по ходу технологического потока после пространства, где сульфат лактама и аммиак вводили в контакт друг с другом. В таком варианте осуществления поток или потоки (жидкого) отходящего продукта, содержащий лактам, соответственно сульфат аммония, и покидающий упомянутое пространство, вводят в теплообменник.

Теплообменник делает возможным передачу теплоты реакции теплообменной среде в отсутствие

- 7 022192 необходимости в физическом введении лактама и/или сульфата аммония в контакт с теплообменной средой, таким образом, при избегании загрязнения теплообменной среды лактамом, сульфатом аммония или любым побочным продуктом в потоке отходящего продукта. В принципе может быть использована любая теплообменная среда, такая как водяной пар, жидкая вода или органическая жидкость, например масло, такое как силиконовое масло, или это может быть другой технологический поток, с которым происходит теплообмен. Способ, соответствующий изобретению, является в особенности хорошо подходящим для (повторного) нагревания водяного пара, говоря более конкретно, для (повторного) нагревания водяного пара высокоэнергетической теплоутилизационной паровой сети, или для генерации водяного пара, в частности высокоэнергетического теплоутилизационного водяного пара из жидкой воды. Как должен понимать специалист в соответствующей области техники, температура и давление полученного водяного пара будут зависеть от таких факторов, как первоначальные температура и давление водяного пара, количество водяного пара и величина выделяемой теплоты. Водяной пар, полученный в соответствии с изобретением, может, в частности, иметь температуру в диапазоне 130-200°С при том условии, что температура обычно будет меньшей, чем наибольшая температура, которую достигает реакционная смесь, содержащая лактам и сульфат аммония (если только полученный водяной пар не будут подвергать воздействию стадии компримирования). Изобретение, в частности, является подходящим для использования при выработке водяного пара, имеющего давление 2-10 бар.

В одном особенно предпочтительном варианте осуществления водяной пар генерируют из жидкой воды. Одно преимущество данного варианта осуществления в сопоставлении с повторным нагреванием водяного пара заключается в потребности в меньшей поверхности теплообмена в сопоставлении с тем, что имеет место для парожидкостного теплообменника (требуемого для повторного нагревания водяного пара). А именно, для генерации водяного пара из воды может быть использован жидкостно-жидкостной теплообменник, где жидкость, которую нагревают, подвергают кипячению.

Обычно температура теплообменной среды будет меньшей, чем температура фазы или фаз, от которых передают теплоту реакции (содержимого пространства, где происходит введение в контакт, или отходящего продукта (продуктов) из упомянутого пространства, содержащего лактам и сульфат аммония). Обычные разности температур, которые используют, зависят от использующегося оборудования, как это должен понимать специалист в соответствующей области техники. Обычно температура теплообменной среды является по меньшей мере на 0,01°С меньшей, в частности по меньшей мере на 0,1°С меньшей, говоря более конкретно по меньшей мере на 0,5°С меньшей. В принципе разность температур может быть очень большой, например, составляя 30°С и более, но, как можно предположить, для эффективного использования температура теплообменной среды в выгодном случае является на вплоть до 20°С меньшей, чем данная температура, предпочтительно на вплоть до 10°С меньшей, в частности на вплоть до 5°С меньшей, говоря более конкретно, на вплоть до 2°С меньшей. Таким образом, может быть генерирован водяной пар высокой температуры высокого давления, имеющий температуру, составляющую, например, по меньшей мере 120°С, по меньшей мере 150°С или по меньшей мере 180°С. Необходимо отметить то, что несмотря на в общем случае непревышение температурой водяного пара температуры в пространстве, где вводят в контакт сульфат лактама и аммиак, в качестве непосредственного результата передачи теплоты температура генерированного водяного пара может быть увеличена выше данной температуры в результате компримирования водяного пара.

В одном конкретном варианте осуществления теплота передается от потока продукта, содержащего лактам и сульфат аммония, и данный поток продукта после этого подвергают (дополнительному) охлаждению предпочтительно до температуры, меньшей чем 100°С, в частности до температуры, составляющей 80°С и менее. Поток продукта может быть охлажден до температуры окружающей среды (например, приблизительно 25°С) или более высокой температуры. Стадия охлаждения является, в частности, выгодной для подавления прохождения любых нежелательных побочных реакций в потоке продукта, облегчения фазового разделения на фазу, обогащенную лактамом, и фазу, обогащенную сульфатом аммония, или в той мере, в которой такое фазовое разделение уже произошло, для улучшения выхода сульфата аммония в фазе, обогащенной сульфатом аммония, или выхода лактама в фазе, обогащенной лактамом.

(Дополнительное) охлаждение упомянутого потока продукта выгодно проводить до проведения для потока продукта стадии разделения, где фазу, обогащенную лактамом, и фазу, обогащенную сульфатом аммония, отделяют друг от друга (смотрите также ниже). Также можно поток продукта сначала подвергнуть воздействию стадии разделения, где фазу, обогащенную сульфатом аммония, и фазу, обогащенную лактамом, отделяют друг от друга, а после этого одну или обе из упомянутых фаз можно подвергнуть охлаждению.

После получения лактама и сульфата аммония образуются фаза, обогащенная лактамом, и фаза, обогащенная сульфатом аммония. Фазовое разделение может происходить, по существу, моментально по мере образования лактама и сульфата аммония или постепенно в зависимости от условий проведения реакции (температуры, концентрации продуктов, значения рН), как это должен понимать специалист в соответствующей области техники. Например, фазовое разделение может происходить по мере образования лактама и сульфата аммония при достаточно высокой концентрации лактама и сульфата аммония.

- 8 022192

Последующее фазовое разделение обычно осуществляют в результате уменьшения температуры до температуры, при которой технологические потоки являются химически стабильными и при которой происходит фазовое разделение. Подходящие для использования условия на современном уровне техники широко известны. Для капролактама в общем случае подходящим для использования является охлаждение до температуры, составляющей 80°С и менее. Предпочтительно для капролактама образуется фаза, обогащенная капролактамом, содержащая в диапазоне от 60% капролактама до концентрации насыщения капролактама в воде. Предпочтительно образуется фаза, обогащенная сульфатом аммония, содержащая в диапазоне от 30 мас.% до концентрации насыщения сульфата аммония в воде.

Разделенные фазы могут быть выделены друг из друга по способу, самому по себе известному. Любая из операций, выбираемых из фазового разделения, выделения и дальнейшей переработки выделенных фаз, может быть проведена в том же самом непрерывном способе, что и получение лактама.

После выделения фазы, обогащенной лактамом, лактам может быть извлечен из фазы, обогащенной лактамом, по способу, самому по себе известному, например, в результате жидкостного экстрагирования при использовании бензола, толуола или другой экстрагирующей среды. После извлечения лактам может быть подвергнут дополнительной очистке. Подходящие для использования методики очистки, такие как те, которые включают перегонку и/или кристаллизацию, на современном уровне техники также широко известны.

Согласно наблюдениям способ, соответствующий изобретению, делает возможной, по существу, полную конверсию сульфата лактама в лактам в течение упомянутого времени пребывания при том условии, что в контакт с сульфатом лактама вводят, по меньшей мере, стехиометрическое количество аммиака, в особенно предпочтительных вариантах осуществления при реализации способа изобретения в рамках двухстадийного или трехстадийного способа. Способ также может быть реализован в условиях, в которых по истечении времени пребывания конверсия не является полной. Обычно конверсия составляет 90-100%, в частности 95-100%. В одном конкретном варианте осуществления способ реализуют, обеспечивая конверсию сульфата лактама в лактам, составляющую 99% и менее или 98% и менее. Для облегчения устойчивости технологического контроля выгодным считается способ, когда конверсия в течение времени пребывания является неполной.

В случае неполной конверсии в течение времени пребывания остаток сульфата лактама может быть введен в реакцию с аммиаком для получения лактама и сульфата аммония на последующей стадии. Данная реакция может быть проведена при использовании только фазы, обогащенной лактамом, после фазового разделения потока продукта, содержащего лактам и сульфат аммония, на фазу, обогащенную лактамом, и фазу, обогащенную сульфатом аммония, и при желании после выделения фазы, обогащенной лактамом, из фазы, обогащенной сульфатом аммония. Это может быть осуществлено по способу, самому по себе известному, например, в корпусном реакторе с непрерывным перемешиванием или в рецикловом охладителе. Однако предпочтительно объединение обеих фаз (фазы, обогащенной лактамом, и фазы, обогащенной сульфатом аммония) для нейтрализации. Последующую обработку, на которой остающийся сульфат лактама превращается в лактам, в общем случае проводят при температуре, меньшей чем 120°С.

Лактам, полученный в соответствии с изобретением, может, в частности, быть использован при получении полимера, предпочтительно полиамида. Подходящие для использования способы получения полимера при использовании лактама, в частности капролактама, в качестве мономера в общем случае известны из уровня техники.

При необходимости сульфат аммония может быть извлечен из жидкой фазы. Обычно извлечение включает кристаллизацию сульфата аммония после выделения фазы, обогащенной сульфатом аммония, из фазы, обогащенной лактамом. Специалист в соответствующей области техники исходя из общедоступных широкоизвестных сведений должен знать то, как вызвать кристаллизацию. Кристаллизацию обычно осуществляют в результате проведения обработки, при которой концентрация сульфата аммония превышает концентрацию насыщения. Это обычно осуществляют в результате выпаривания воды из жидкой фазы.

В частности в способе, соответствующем изобретению, получают водную фазу, обогащенную сульфатом аммония, и фазу, обогащенную лактамом, при этом данные фазы отделяют друг от друга, после чего первую подвергают воздействию стадии кристаллизации, в результате чего образуются кристаллы сульфата аммония и маточный раствор, при этом кристаллы из маточного раствора выделяют. Стадию кристаллизации обычно проводят при температуре, меньшей чем 200°С, в частности при температуре, находящейся в диапазоне 30-160°С, говоря более конкретно, при температуре, находящейся в диапазоне 40-120°С.

Сульфат аммония может быть подвергнут дополнительной переработке по способу, самому по себе известному, и использован, например, в качестве удобрения.

Изобретение теперь будет проиллюстрировано при использовании следующих далее примеров.

- 9 022192

Пример.

Смесь перегруппировки Бекмана с молярным отношением 1,6 моль/моль (моль Н₂§О₄ + 8О₃/моль капролактама) и водный аммиачный раствор (10 мас.% ΝΗ₃) подавали во встроенный в линию Т-образный смеситель из нержавеющей стали. Обе разновидности исходного сырья, каждая из которых доступна при 70°С, нагревали до 130°С при одновременной подаче в Т-образный смеситель. Т-образный смеситель и последующую зону перемешивания и реакции размещали в масляной ванне, которую контролирована выдерживали при фиксированной температуре реакции. Зона перемешивания и реакции состояла из трубки из нержавеющей стали на 75 см, имеющей внутренний диаметр в 1 мм. Выпускное отверстие зоны перемешивания и реакции соединяли с зоной охлаждения, состоящей из трубки из нержавеющей стадии на 50 см, имеющей внутренний диаметр в 1 мм. Данную зону размещали в охлаждающей ванне. Данную зону всегда контролирована выдерживали при температуре, составляющей приблизительно 20°С на выпускном отверстии из зоны охлаждения. Для измерения и контроля локальных технологических температур использовали встроенные в линию термопары. Зоны перемешивания, реакции и охлаждения выдерживали под давлением во избежание газообразования и для выдерживания содержимого реактора в жидкой форме при всех обстоятельствах. После зоны охлаждения давление продукта сбрасывали и продукт собирали в емкости при температуре окружающей среды. Здесь продукт разделяли на две жидкие фазы, при этом нижняя фаза представляла собой водный раствор, обогащенный сульфатом аммония (приблизительно 30-40 мас.%). Верхняя фаза представляла собой масляный продукт, обогащенный капролактамом. Расход при подаче в смеситель потока водного исходного сырья, содержащего ΝΗ₃, регулировали для получения значения рН, составляющего приблизительно 4-5 в фазе водного продукта, обогащенной сульфатом аммония.

При одновременном выдерживании зоны перемешивания и реакции при 130°С на наружной поверхности Т-образного смесителя расходы при подаче исходного сырья регулировали для варьирования совокупного времени пребывания в зоне перемешивания и реакции в диапазоне от 2 до 20 с.

Таблица 1

Результаты экспериментов, описанных в примере 1

Время пребывания (в секундах)	Температура реакции	Егад
20,2	130	0,785
10,1	130	0,781
2,4	130	0,756

Пример 2.

Другую смесь перегруппировки Бекмана с молярным отношением 1,35 моль/моль (моль Н₂§О₄ + 8О₃/моль капролактама) и водный аммиачный раствор (10 мас.% ΝΗ₃) подавали в работающий под давлением реактор с непрерывным перемешиванием при приложении скорости перемешивания 1000 об/мин. Реакцию проводили при постоянной температуре 160°С. Выпускное отверстие реактора охлаждали в две стадии до комнатной температуры. Для измерения и контроля локальных технологических температур использовали встроенные в линию термопары. Зоны перемешивания, реакции и охлаждения выдерживали под давлением во избежание газообразования и для выдерживания содержимого реактора в жидкой форме при всех обстоятельствах. После зоны охлаждения давление продукта сбрасывали и продукт собирали в емкости при температуре окружающей среды. Здесь продукт разделяли на две жидкие фазы, при этом нижняя фаза представляла собой водный раствор, обогащенный сульфатом аммония (приблизительно 30-40 мас.%). Верхняя фаза представляла собой масляный продукт, обогащенный капролактамом. Расход при подаче в смеситель потока водного исходного сырья, содержащего ΝΗ₃, регулировали для получения значения рН, составляющего приблизительно 4-5 в фазе водного продукта, обогащенной сульфатом аммония.

Расходы при подаче обоих разновидностей исходного сырья регулировали для достижения совокупного времени пребывания в реакторе в диапазоне от 4 до 30 мин.

Таблица 2

Результаты экспериментов, описанных в примере 2

Время пребывания (в секундах)	Температура реакции	Е290
4	160	2,159
8	160	2,234
20	160	2,390
30	160	2,590

Пример 3 (сравнительный пример для примера 1).

В данном реакторе зону реакции продлевали для обеспечения возможности достижения продолжительного времени пребывания при высокой температуре. При использовании данной продленной зоны реакции эксперимент примера 1 повторяли при 130°С с использованием того же самого исходного материала, что и в примере 1. Время пребывания жидкости в зоне перемешивания и реакции варьировали в диапазоне от 30 до 240 мин. Значение Е₂₉₀ слоя капролактамового продукта, полученного в данных экс- 10 022192 периментах, увеличивалось от 1,06 при времени пребывания 30 мин до 1,27 при времени пребывания 240 мин. Как демонстрируют данные эксперименты, на значение Е₂₉₀ продолжительное время пребывания оказывает значительное воздействие.

Пример 4 (сравнительный пример для примера 2).

В данном примере использовали те же самые способ и исходный материал (смесь перегруппировки Бекмана), что и в экспериментах, описанных в примере 2. В данном случае температуру реакции выдерживали на уровне 50°С, тогда как другие условия были теми же самыми.

Таблица 3

Результаты экспериментов, описанных в примере 4

Время пребывания (в секундах.)	Температура реакции	Е₂90
8	50	1,994

Как демонстрируют примеры 3 и 4, продолжительное время пребывания в зоне перемешивания и реакции оказывает негативное воздействие на значение Е₂₉₀, но в результате сильного уменьшения времени пребывания можно увеличивать температуру реакции без неприемлемого негативного воздействия на значение Е290.

Claims

1. Способ получения лактама в рамках непрерывного технологического процесса, включающий стадии, на которых получают лактам и сульфат аммония в результате введения сульфата лактама, содержащегося в кислотной жидкости, в контакт с аммиаком, отличающийся тем, что в ходе указанного образования лактама выделяется теплота реакции, которую частично или полностью рекуперируют, аммиак, вводимый в контакт с кислотной жидкостью, представляет собой часть жидкого водного аммиачного раствора, введение в контакт осуществляют при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, при этом среднее время пребывания при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, составляет не более 15 мин, и сульфат аммония остается растворенным в жидкой фазе в течение упомянутого времени пребывания.

2. Способ по п.1, в котором теплоту частично или полностью используют для генерации водяного пара, предпочтительно водяного пара, имеющего сверхатмосферное давление.

3. Способ по п.2, в котором теплоту рекуперируют при использовании теплообменника в результате передачи теплоты потоку воды, который преобразуют в поток водяного пара.

4. Способ по п.2 или 3, в котором теплота передается от потока продукта, содержащего лактам и сульфат аммония, который после этого подвергают дополнительному охлаждению до температуры, меньшей чем 120°С, предпочтительно меньшей чем 100°С, в частности до температуры, составляющей 80°С и менее.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором среднее время пребывания полученной смеси при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, составляет не более 10 мин, в частности не более 5 мин, в частности не более 2 мин.

6. Способ по любому из пп.1-5, в котором введение в контакт кислотной жидкости и жидкого водного аммиака проводят при использовании многоточечного нагнетания кислотной жидкости или жидкого водного аммиака.

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором получают фазу, обогащенную сульфатом аммония, и фазу, обогащенную лактамом, при этом данные фазы отделяют друг от друга, после чего первую фазу подвергают кристаллизации, в результате чего образуются кристаллы сульфата аммония и маточный раствор, и кристаллы выделяют из маточного раствора.

8. Способ по п.7, в котором стадию кристаллизации проводят при температуре, меньшей чем 200°С, в частности находящейся в диапазоне 30-160°С, в частности в диапазоне 40-120°С.

9. Способ по любому из пп.1-8, в котором конверсия сульфата лактама в лактам после введения в контакт при температуре, составляющей по меньшей мере 120°С, является неполной, в частности находится в диапазоне 90-99%, при этом остающийся сульфат лактама вводят в контакт с аммиаком с образованием тем самым лактама и сульфата аммония при температуре, меньшей чем 120°С.

10. Способ по любому из пп.1-9, в котором лактам извлекают и подвергают дополнительной очистке в одну или несколько стадий.

11. Способ по любому из пп.1-10, в котором лактам представляет собой эпсилон-капролактам.

12. Способ получения полиамида, включающий стадии, на которых получают лактам непрерывным способом по любому из пп.1-11 и затем используют указанный лактам в качестве мономера для получения полиамида.