ES2206408T3 - Procedimiento para la preparacion de epsilon-caprolactama. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de epsilon-caprolactama.Info
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Abstract
Un procedimiento para la preparación de e-caprolactama que parte de: ácido 6-aminocaproico, 6-aminoca-proamida, éster 6-aminocaproico, 6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de estos compuestos o mezclas que comprenden al menos dos de estos compuestos, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo en presencia de N-(5-carboxipentil)-epsilón-caprolactama y/o derivado de la misma, en una cantidad menor que 50% en peso y mayor que 0, 1% en peso (basado en la mezcla de reacción total).
Description
Procedimiento para la preparación de
\varepsilon-caprolactama.
La invención se refiere a un procedimiento para
la preparación de \varepsilon-caprolactama que
parte de: ácido 6-aminocaproico,
6-aminocaproamida, éster
6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de estos
compuestos o mezclas que comprenden al menos dos de estos
compuestos.
Tal procedimiento se describe en la patente
japonesa A-51.039.684. Esta publicación de patente
describe un procedimiento para preparar
\varepsilon-caprolactama a partir de polímero de
nilón-6 usando un aducto de
\varepsilon-caprolactama y ácido tereftálico,
ácido isoftálico o ácido adípico, como catalizador de
despolimerización.
Una desventaja es que el catalizador es un
compuesto extraño del procedimiento que da como resultado
\varepsilon-caprolactama, que contiene impurezas
no deseadas. Tales impurezas no estarían presentes en el caso de
que el procedimiento se llevara a cabo sustancialmente en ausencia
de tales compuestos extraños del procedimiento.
El objeto de la presente invención es un
procedimiento para la preparación de
\varepsilon-caprolactama en que se evita o al
menos se reduce la desventaja mencionada anteriormente.
Este objeto se consigue, puesto que el
procedimiento se lleva a cabo en presencia de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma, en una cantidad menor que 50% en peso y
mayor que 0,1% en peso (basado en la mezcla de reacción total).
Se ha encontrado que la velocidad de la reacción
del procedimiento de acuerdo con la invención, es
significativamente mayor que la velocidad de reacción de un
procedimiento para la preparación de
\varepsilon-caprolactama que parte de los
compuestos mencionados anteriormente, llevado a cabo en ausencia
sustancial de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma o llevado a cabo en presencia de
cantidades mayores de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma. Esto es ventajoso debido a que se puede
usar equipo de reactor más pequeño y/o se requiere menor tiempo de
permanencia dando como resultado menos reacciones de degradación.
Las reacciones de degradación dan como resultado pérdida de
rendimiento y/o la formación de subproductos no deseados haciendo
más difícil la purificación de
\varepsilon-caprolactama. Otra ventaja es que la
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma, sea un compuesto propio del procedimiento
a fin de que el procedimiento de la invención no dé como resultado
\varepsilon-caprolactama que contenga impurezas
extra debido al uso de un compuesto catalítico extraño del
procedimiento.
La patente japonesa A-45.022.946
describe un procedimiento para la preparación de
\varepsilon-caprolactama haciendo reaccionar
N-(5-carbamoilpentil)-\varepsilon-caprolactama
con amoniaco acuoso a una temperatura de 350ºC. El compuesto
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
mismo se conoce a partir de la patente japonesa
A-45.022.946. No se describe, sin embargo, el uso de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
o derivado de la misma, como compuesto que exalte la velocidad de
reacción en un procedimiento para preparar
\varepsilon-caprolactama a partir de: ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
éster 6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de estos
compuestos o mezclas que comprendan al menos dos de estos
compuestos, se dice que la
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
se obtiene por procesamiento del residuo de destilación que se
obtiene en la destilación de
\varepsilon-caprolactama bruta obtenida por la
reacción de caprolactona y amoniaco acuoso. La
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-aprolactama
se debe convertir con posterioridad en
N-(5-carbamoilpentil)-\varepsilon-caprolactama
antes de que se haga reaccionar el último compuesto con amoniaco
acuoso a una temperatura de 350ºC para obtener
\varepsilon-caprolactama.
Con
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
se quiere decir un compuesto con la siguiente fórmula
estructural:
Con
N-(5-carbamoilpentil)-\varepsilon-caprolactama
se quiere decir un compuesto con la siguiente fórmula
estructural:
En la presente solicitud, la terminología
derivado de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
incluye compuestos con la siguiente fórmula estructural:
o con la siguiente fórmula
estructural:
en la que R' es NH_{2} o OR^{1}; n es al
menos 1; R'' es OH, NH_{2} o OR^{1}; R^{1} es preferiblemente
un grupo orgánico con 1 a 20 átomos de carbono y más
preferiblemente con 1 a 6 átomos de carbono. El grupo orgánico es un
grupo: alquilo, cicloalquilo, arilo o aralquilo. Más
preferiblemente R^{1} es un grupo alquilo con 1 a 6 átomos de
carbono. Los ejemplos de grupos R^{1} incluyen: metilo, etilo,
propilo, isopropilo, n-butilo,
terc-butilo, isobutilo, ciclohexilo, bencilo y
fenilo. Por preferencia R^{1} es metilo o
etilo.
La
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y la
N-(5-carbamoilpentil)-\varepsilon-caprolactama
se pueden preparar, por ejemplo, por el método según se describe,
por ejemplo, en la patente japonesa A-45.022.946.
La
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
se puede formar o se puede preparar, por ejemplo, a partir de
di-(5-carboxipentil)amina usando las
condiciones como se aplican en el procedimiento de la invención de
acuerdo con el siguiente esquema de reacción:
La
di-(5-carboxipentil)amina se puede formar o
se puede preparar, por ejemplo, a partir de ácido
6-aminocaproico usando las condiciones como se
aplican en el procedimiento de la invención de acuerdo con el
siguiente esquema de reacción:
La
di-(5-carboxipentil)amina se puede formar o
se puede preparar, por ejemplo, a partir de ácido
6-aminocaproico y un éster del ácido
5-formilvalérico usando las condiciones según se
describe, por ejemplo, en la patente
WO-A-9.835.938 de acuerdo con el
siguiente esquema de reacción:
El compuesto con fórmula:
en que R' es según se definió anteriormente, se
puede formar o se puede preparar, por ejemplo, a partir de ácido
6-aminocaproico y 6-aminocaproamida
(en caso de que R' sea -NH_{2}) o a partir de ácido
6-aminocaproico y éster de ácido
6-aminocaproico (en caso de que R' sea -OR^{1})
usando las condiciones según se aplica en el procedimiento de la
invención.
En el caso de que se indique la terminología
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
a continuación, se debería leer como
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-aprolactama
y/o derivado de la misma.
Se puede añadir la
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
al comienzo del procedimiento de acuerdo con la presente invención.
La
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
también puede estar ya presente en una mezcla de reacción obtenida
en una etapa del procedimiento, previa, que también contiene al
menos uno de: ácido 6-aminocaproico,
6-aminocaproamida, éster
6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de estos
compuestos.
Se ha encontrado que la presencia de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-aprolactama
en la mezcla de reacción en una cantidad entre 0,1 y 50% en peso
(basado en la mezcla de reacción total) da como resultado un
aumento de la velocidad de reacción. Con "la mezcla de reacción
total" se quiere decir el compuesto de partida o mezcla de
compuesto de partida (opcionalmente conteniendo agua) que se
alimenta al procedimiento de acuerdo con la invención. Se ha
encontrado que la presencia de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
en la mezcla de reacción en una cantidad mayor que 50% en peso da
como resultado una disminución de la velocidad de reacción. La
cantidad de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
en la mezcla de reacción está preferiblemente entre 0,1% en peso y
10% en peso (basado en la mezcla de reacción total).
La cantidad de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
también se puede mantener y/o llevar al valor deseado dentro de los
intervalos generales y preferidos anteriores por adición o por
separación de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama,
por ejemplo, por purgación.
El procedimiento de acuerdo con la invención se
puede llevar a cabo en la fase gaseosa poniendo en contacto
el(los) compuesto(s) de partida (ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
éster 6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de estos
compuestos o mezclas que comprenden al menos dos de estos
compuestos) con vapor sobrecalentado a una temperatura entre 150 y
500ºC y una presión entre 0,1 y 2 MPa. Un ejemplo de un posible
procedimiento en fase gaseosa se describe en la patente
WO-A-9.837.063. El procedimiento
también se puede llevar a cabo en la fase líquida a temperaturas
elevadas y presiones superatmosféricas tal como se describe, por
ejemplo, en la patente de EE.UU. A-4.730.040, la
patente europea A-729.944 y la patente
WO-A-9.809.844.
El procedimiento de acuerdo con la invención se
lleva a cabo preferiblemente en la fase gaseosa. Los procedimientos
en fase gaseosa son ventajosos debido a que se obtiene
\varepsilon-caprolactama en una fase de vapor,
gaseosa, en la que no están o no están prácticamente presentes
oligómeros. Esto es ventajoso debido a que es más fácil la
purificación de \varepsilon-caprolactama. La fase
gaseosa se lleva a cabo preferiblemente como se describe en la
patente WO-A-9.837.063, se incorpora
la descripción completa en la presente memoria como referencia. El
procedimiento en fase gaseosa se lleva a cabo preferiblemente a una
temperatura entre 250 y 400ºC, más preferiblemente a una temperatura
entre 270 y 350ºC. Lo más preferiblemente, la temperatura es mayor
que 280ºC debido a que se obtienen selectividades mayores para
\varepsilon-caprolactama y por lo tanto un
rendimiento total mayor para
\varepsilon-caprolactama. La presión del
procedimiento en fase gaseosa es preferiblemente entre 0,5 y 2 MPa,
más preferiblemente por debajo de 1,5 MPa.
La mezcla de partida que comprende: ácido
6-aminocaproico, éster del ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
6-aminocapronitrilo, oligómeros de estos compuestos
y/o polímeros de estos compuestos, se puede obtener por diversos
procedimientos. Por ejemplo, en la patente de EE.UU.
A-4.730.040, se describe un procedimiento en que se
obtiene una mezcla acuosa que contiene ácido
6-aminocaproico y algo de
\varepsilon-caprolactama, que parte de éster del
ácido 5-formilvalérico. Además, en la patente
europea A-729.943, se describe un procedimiento en
que se obtiene una mezcla acuosa que contiene ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida y
\varepsilon-caprolactama que también parte de un
éster de ácido 5-formilvalérico. La patente de
EE.UU. A-5.068.398 describe un procedimiento en que
se obtiene una mezcla acuosa que contiene éster de ácido
6-aminocaproico y algo de
\varepsilon-caprolactama, que parte de un éster de
ácido 5-formilvalérico. La patente
WO-A-9.835.938 describe un
procedimiento en que se obtiene una mezcla acuosa que contiene
\varepsilon-caprolactama y ácido
6-aminocaproico y/o
6-aminocaproamida, que parte de ácido
5-formilvalérico o de
5-formilvalerato de alquilo en agua.
Los compuestos de partida son, preferiblemente,
ácido 6-aminocaproico y/o
6-aminocaproamida debido a que son posibles altos
rendimientos para \varepsilon-caprolactama cuando
se parte de estos compuestos. Junto al ácido
6-aminocaproico y/o a la
6-aminocaproamida, puede estar presente algo de
\varepsilon-caprolactama y oligómeros de
\varepsilon-caprolactama, ácido
6-aminocaproico y/o
6-aminocaproamida. Una mezcla típica que se puede
usar como mezcla de partida para la presente invención comprende
entre 5 y 50% en peso de ácido 6-aminocaproico, 10
y 50% en peso de 6-aminocaproamida, 0 y 40% en peso
de \varepsilon-caprolactama y entre 0 y 35% en
peso de los oligómeros mencionados anteriormente en que el total de
estas fracciones es 100% en peso.
También se pueden obtener mezclas de partida
partiendo de 6-aminocapronitrilo como se describe,
por ejemplo, en la patente
WO-A-9.837.063. Los procedimientos
que parten de 6-aminocapronitrilo pueden dar como
resultado mezclas que comprenden ácido
6-aminocaproico. Se pueden usar ventajosamente tales
mezclas en el procedimiento de acuerdo con la invención. En primer
lugar, se pone en contacto 6-aminocapronitrilo con
agua en condiciones de hidrólisis. En segundo lugar, se separan
preferiblemente agua y amoníaco, que se forma en la etapa de
hidrólisis. En una tercera etapa la mezcla resultante se trata con
el procedimiento de acuerdo con la invención.
El procedimiento de acuerdo con la invención
también se puede aplicar sobre mezclas de partida acuosas que
contienen 6-aminocapronitrilo. Los procedimientos
para preparar \varepsilon-caprolactama, que
parten de 6-aminocapronitrilo se describen, por
ejemplo, en la patente de EE.UU. A-5.495.018 y la
patente europea A-659.741.
Otros ejemplos de mezclas de partida que se
pueden usar en el procedimiento de acuerdo con la invención son
residuos de procesamiento de policaprolactama, residuo de alfombras
de policaprolactama y/o agua de lavado de extracción de
policaprolactama.
Cuando el procedimiento de la invención se lleva
a cabo en la fase gaseosa, el compuesto de partida o mezcla de
compuestos de partida se ponen en contacto preferiblemente con el
vapor sobrecalentado como líquido, por ejemplo como masa fundida.
Preferiblemente se alimenta residuo de policaprolactama al reactor
como masa fundida. Esta alimentación se puede conseguir por el uso
de un extrusor, bomba de engranajes u otro medio conocido en la
técnica.
El procedimiento de acuerdo con la presente
invención se puede aplicar con ventaja particular usando una mezcla
acuosa obtenida en una etapa del procedimiento, previa, cuya mezcla
ya contiene ácido 6-aminocaproico,
6-aminocaproamida, éster
6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros y/o polímeros de
estos compuestos. La mezcla acuosa contiene entre 1 y 50% en peso
de agua, preferiblemente entre 1 y 20% en peso de agua y entre 60 y
99% en peso de compuesto(s) de partida, preferiblemente entre
80 y 99% en peso de compuestos de partida. Se puede obtener con
particular ventaja una mezcla acuosa que contiene: ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
oligómeros de los mismos y
\varepsilon-caprolactama, a través de aminación
reductora de ácido 5-formilvalérico o su éster,
como se describe, por ejemplo, en la patente europea
A-729.934 o la patente
WO-A-9.835.938.
El compuesto de ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida y
éster 6-aminocaproico es respectivamente de la
fórmula siguiente:
H_{2}N-(CH_{2})_{5}-
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}-R
en la que R es OH, NH_{2} y OR^{1},
respectivamente. R^{1} es como se definió
anteriormente.
El compuesto de
6-aminocapronitrilo es de la fórmula siguiente:
H_{2}N-(CH_{2})_{5}-C \equiv
N
Con el procedimiento de acuerdo con la invención,
se obtiene una composición que comprende: (a)
\varepsilon-caprolactama y (b)
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama,
en la que la cantidad de componente (b) en la composición es mayor
que 0,1% en peso y menor que 50% en peso (basado en la composición
total).
El procedimiento de acuerdo con la invención se
lleva a cabo preferiblemente como procedimiento continuo. Se puede
separar \varepsilon-caprolactama de la mezcla de
reacción obtenida en el procedimiento de la invención usando
cualquier técnica de separación conocida por un experto en la
técnica. Son ejemplos de técnicas de separación adecuadas:
cristalización, destilación (a vacío) y/o extracción.
En una realización preferida, la purificación de
\varepsilon-caprolactama comprende las etapas
siguientes:
- 1)
- alimentar la corriente de producto de \varepsilon-caprolactama obtenida en el procedimiento de acuerdo con la invención a una unidad de condensación parcial en que la corriente de producto se divide en una corriente de cabeza que comprende vapor y una corriente de cola líquida que comprende: \varepsilon-caprolactama, agua, componentes ligeros y pesados;
- 2)
- alimentar la corriente de cola líquida a una columna de destilación de la que la corriente de cabeza es principalmente agua y la corriente de cola comprende \varepsilon-caprolactama, componentes ligeros y pesados;
- 3)
- alimentar la última corriente de cola a una columna de destilación a vacío de la que la corriente de cabeza es principalmente componentes ligeros y la corriente de cola comprende \varepsilon-caprolactama y componentes pesados;
- 4)
- alimentar la última corriente de cola a una columna de destilación a vacío de la que la corriente de cabeza es la corriente de \varepsilon-caprolactama y la corriente de cola es la corriente de componentes pesados.
Los compuestos que tienen un punto de ebullición
mayor que la \varepsilon-caprolactama se
denominan como componentes pesados en esta memoria descriptiva. Son
ejemplos: ácido 6-aminocaproico,
6-aminocaproamida, oligómeros de estos compuestos y
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama.
Los compuestos que tienen un punto de ebullición menor que la
\varepsilon-caprolactama se denominan como
componentes ligeros en esta memoria descriptiva. Son ejemplos
N-metil-\varepsilon-caprolactama,
ácido hexanoico, ácido 5-hexenoico, ácido valérico
y valeramida.
Las corrientes de
\varepsilon-caprolactama resultantes del
procedimiento de acuerdo con la invención, se pueden purificar de
acuerdo con técnicas convencionales. Ventajosamente, la
caprolactama se purifica por un procedimiento de cristalización,
como se describe por ejemplo en la patente
WO-A-9.948.867.
La condensación de la corriente de producto
(etapa 1) se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura de
80-200ºC, más preferiblemente a una temperatura de
100-170ºC.
La destilación en la etapa 2) se lleva a cabo,
por ejemplo, a una temperatura de 60-160ºC,
preferiblemente a una temperatura de 80-140ºC.
La destilación en la etapa 3) y 4) se lleva a
cabo preferiblemente a una presión menor que 10 kPa, más
preferiblemente a una presión menor que 5 kPa. La temperatura de la
destilación en la etapa 3) y 4) es preferiblemente entre
110-170ºC, más preferiblemente entre
120-150ºC.
Se ha encontrado que la
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
tiene un efecto beneficioso en la velocidad de reacción para
preparar \varepsilon-caprolactama a partir de:
ácido 6-aminocaproico,
6-aminocaproamida, éster
6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de estos
compuestos o mezclas que comprenden al menos dos de estos
compuestos. La invención, por lo tanto, se refiere también al uso de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
como compuesto que exalta la velocidad de reacción en un
procedimiento para preparar
\varepsilon-caprolactama a partir de: ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
éster 6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de
estos compuestos o mezclas que comprenden al menos dos de estos
compuestos.
La invención también se refiere a un
procedimiento para la preparación de poliamida-6
que parte de agua y ácido 6-aminocaproico,
6-aminocaproamida, éster
6-aminocaproico, 6-aminocapronitrilo
y/o \varepsilon-caprolactama, procedimiento que
se lleva a cabo en presencia de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma en una cantidad menor que 50% en peso y
mayor que 0,1% en peso. Se describe un procedimiento para la
polimerización hidrolítica de
\varepsilon-caprolactama en
poliamida-6, por ejemplo, en Kunststoff
Handbuch ¾, Polyamide, Becker/Braun, Hanser Verlag, 1.998,
páginas 41-47. Un procedimiento para preparar
poliamida-6 que parte de
6-aminocapronitrilo y agua, se describe por ejemplo
en la patente WO-A-9.808.889. Se ha
encontrado que la presencia de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
en tal cantidad tiene un efecto beneficioso en la velocidad de la
polimerización hidrolítica de: ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
éster 6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo y/o
\varepsilon-caprolactama.
La invención se aclarará por los siguientes
ejemplos, sin embargo no se pretende que éstos limiten el alcance
de la invención en ningún modo.
Un autoclave de 500 ml con un diluidor de turbina
se cargó con 54 g de ácido 6-aminocaproico y 6,0
gramos de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama.
El autoclave se descargó con posterioridad con nitrógeno y se
ajustó una válvula de presión de manera que se mantuviera la
presión en el reactor a 1,2 MPa. Cuando la temperatura alcanzó
300ºC, la alimentación de substrato, que constaba de una solución de
ácido 6-aminocaproico, al 14,5% en peso, acuosa, se
puso en marcha a un régimen de 260 ml por hora. En las condiciones
de reacción de 300ºC y 1,2 MPa se convirtió momentáneamente el agua
en la alimentación en vapor, vapor que arrastró la
\varepsilon-caprolactama de la masa fundida de
reacción. Al cabo de una hora se alcanzó un estado estacionario. Se
hizo continuar el experimento durante otras 7 horas en condiciones
de estado estacionario. El contenido del reactor en condiciones de
estado estacionario ascendió a 50 gramos de masa fundida de
nilón-6, que contenía 12% en peso de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama.
Se condensó y se analizó el vapor que contenía
\varepsilon-caprolactama que salía del reactor.
El producto condensado acumulado, que era incoloro en examen visual,
contenía 254 gramos de \varepsilon-caprolactama,
que correspondía a rendimiento del 99%. Se fijó la cinética usando
la ecuación de Arrhenius, en que se fijó la energía de activación a
la velocidad constante k_{0} calculada a 2,41 x 10^{6}
min^{-1}.
Experimento comparativo
A
Se repitió el Ejemplo 1 sin la adición de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama,
manteniendo todas las otras condiciones de reacción idénticas a las
del ejemplo 1. En estado estacionario, el reactor contenía 67
gramos de masa fundida de nilón-6 y se calculó
k_{0} a 1,80 x 10^{6} min^{-1}.
Se repitió el Ejemplo 1, partiendo de una mezcla
de aminación reductora que contenía
\varepsilon-caprolactama (33,9% en peso) y
precursores de \varepsilon-caprolactama (10,9% en
peso de ácido 6-aminocaproico, 38,3% en peso de
6-aminocapronamida, 13,6% en peso de oligómeros de
nilón-6), así como algo de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
(0,2% en peso) y agua (3,1% en peso). Previamente a la reacción, se
cargaron 71 gramos de la mezcla de aminación reductora al reactor,
y después de descargar el autoclave con nitrógeno y calentar a
300ºC a 1,2 MPa de presión, se inició la alimentación de una mezcla
de aminación reductora, acuosa, que contenía
\varepsilon-caprolactama y precursores de
\varepsilon-caprolactama, con una concentración
que correspondía a 14,5% en peso de
\varepsilon-caprolactama, a un régimen de 260 ml
por hora. Las condiciones de estado estacionario se alcanzaron al
cabo de 1 hora. K_{0} ascendió a 1,85 x 10^{5} min^{-1}
llegado a este punto, con 76 gramos de masa fundida de
nilón-6 en el reactor que contenía 0,2% en peso de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama.
Al cabo del tiempo de funcionamiento de 29 horas, se aumentó la
velocidad de la alimentación a 400 ml por hora. Se hizo continuar la
reacción durante un total de 56 horas, después de lo cual, el
reactor contenía 87 gramos de masa fundida de
nilón-6 en el nuevo estado estacionario, que
contenía 5,3% en peso de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama.
La velocidad de reacción aumentó gradualmente durante el curso de
la reacción; a t = 66 horas, se calculó k_{0} a 2,45 x 10^{5}
min^{-1}, mostrando una exaltación de velocidad comparable a la
del ejemplo 1. El producto condensado acumulado contenía 2.600
gramos de \varepsilon-caprolactama.
Claims (7)
1. Un procedimiento para la preparación de
\varepsilon-caprolactama que parte de: ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
éster 6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de estos
compuestos o mezclas que comprenden al menos dos de estos
compuestos, caracterizado porque el procedimiento se lleva a
cabo en presencia de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma, en una cantidad menor que 50% en peso y
mayor que 0,1% en peso (basado en la mezcla de reacción total).
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la mezcla de partida es una mezcla
acuosa que contiene: ácido 6-aminocaproico,
6-aminocaproamida, oligómeros de los mismos y
\varepsilon-caprolactama, mezcla acuosa que se
obtiene a través de aminación reductora de ácido
5-formilvalérico o su éster.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la mezcla de partida es una mezcla
acuosa que contiene 6-aminocapronitrilo.
4. Uso de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma, como compuesto que exalta la velocidad de
reacción en un procedimiento para preparar
\varepsilon-caprolactama a partir de: ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
éster 6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo, oligómeros o polímeros de
estos compuestos o mezclas que comprenden al menos dos de estos
compuestos.
5. Una composición que comprende: (a)
\varepsilon-caprolactama y (b)
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama,
en la que la cantidad de componente (b) en la composición es mayor
que 0,1% en peso y menor que 50% en peso (basado en la composición
total).
6. Un procedimiento para la preparación de
poliamida-6 que parte de agua y ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
éster 6-aminocaproico,
6-aminocapronitrilo y/o
\varepsilon-caprolactama, caracterizado
porque el procedimiento se lleva a cabo en presencia de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma, en una cantidad menor que 50% en peso y
mayor que 0,1% en peso.
7. Uso de
N-(5-carboxipentil)-\varepsilon-caprolactama
y/o derivado de la misma, como aditivo que exalta la velocidad de
reacción, en un procedimiento para la preparación de
poliamida-6 partiendo de agua y
\varepsilon-caprolactama, ácido
6-aminocaproico, 6-aminocaproamida,
éster 6-aminocaproico y/o
6-aminocapronitrilo.
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