JPH0841022A - 粗製カプロラクタムの精製方法 - Google Patents

粗製カプロラクタムの精製方法

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JPH0841022A
JPH0841022A JP7044636A JP4463695A JPH0841022A JP H0841022 A JPH0841022 A JP H0841022A JP 7044636 A JP7044636 A JP 7044636A JP 4463695 A JP4463695 A JP 4463695A JP H0841022 A JPH0841022 A JP H0841022A
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caprolactam
crude caprolactam
crude
weight
wastewater stream
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JP7044636A
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Thomas P Losier
トーマス、ピー、ロシール
Donald R Johnson
ドナルド、アール、ジョンソン
Hugo Fuchs
フーゴ、フクス
Gerald Neubauer
ゲールハルト、ノイバウァ
Josef Ritz
ヨーゼフ、リッツ
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BASF Corp
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    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D201/00Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
    • C07D201/02Preparation of lactams
    • C07D201/12Preparation of lactams by depolymerising polyamides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D201/00Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
    • C07D201/16Separation or purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カプロラクタムを従来より高い純度、収率で
もたらし得る粗製カプロラクタムの精製方法を提供する
こと。 【構成】 (a)カプロラクラム重合、カプロラクタム
のポリマーおよびオリゴマーの接触分解およびポリカプ
ロラクタムの熱塑性処理の各方法のうち、粗製カプロラ
クタム含有廃水流を副生成する少くとも1方法から粗製
カプロラクタム含有廃水流を捕集し、(b)この粗製カ
プロラクタム含有廃水流を、これに含有される粗製カプ
ロラクタムに対して0.01から5重量%の酸と混合
し、(c)工程(b)においてえられた、粗製カプロラ
クタム含有廃水流と酸の混合物を、100から180℃
の温度、50から3000Paの圧力下に、精製蒸留処
理に付し、(d)工程(c)で得られる留出物として精
製カプロラクタムを得る各工程から成る、粗製カプロラ
クタム含有廃水からカプロラクタムを回収し、精製する
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は粗製カプロラクタムの精製方法に
関するものであって、さらに具体的には酸の存在下に蒸
留することにより粗製カプロラクタムを精製する方法に
関する。
【0002】
【従来技術】粗製カプロラクタムをもたらす発生源は多
多存在し、例えばポリカプロラクタム(ナイロン6)の
製造、その熱塑性処理、カプロラクタムのオリゴマーお
よびポリマーの接触的分解から生ずる廃水がそれであ
る。
【0003】ポリカプロラクタムの製造から生ずる廃水
の抽出物はε−カプロラクタム(単にカプロラクタムと
称する)のオリゴマー、ポリマーおよびモノマーを含有
する。カプロラクタムのオリゴマーおよびポリマーを含
有するこのような抽出物からカプロラクタムを回収する
ための若干の方法は公知である。西独特願公開9507
26号、同1272287号各公報は、燐酸によるポリ
カプロラクタムの解重合を開示している。粗製カプロラ
クタムは水蒸気蒸留により精製される。しかしながら、
この蒸留精製されたカプロラクタムは必ずしも品質に関
する要件を充足せず、また燐酸含有残渣は廃棄が困難で
ある。
【0004】東独特願公開5310号公報は、水酸化ナ
トリウムによるポリカプロラクタムの解重合を開示して
おり、米国特許5169870号明細書には、ナイロン
6カーペットからポリカプロラクタムの接触的解重合お
よびこれに次ぐ真空蒸留によりε−カプロラクタムを回
収する方法が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この分野における技術
的課題は、カプロラクタムを従来より高い純度、収率で
もたらし得る粗製カプロラクタムの精製方法を提供する
ことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】しかるに上述の課題は、
(a)カプロラクラム重合、カプロラクタムのポリマー
およびオリゴマーの接触分解およびポリカプロラクタム
の熱塑性処理の各方法のうち、粗製カプロラクタム含有
廃水流を副生成する少くとも1方法から粗製カプロラク
タム含有廃水流を捕集し、(b)この粗製カプロラクタ
ム含有廃水流を、これに含有される粗製カプロラクタム
に対して0.01から5重量%の酸と混合し、(c)工
程(b)においてえられた、粗製カプロラクタム含有廃
水流と酸の混合物を、100から180℃の温度、50
から3000Paの圧力下に、精製蒸留処理に付し、
(d)工程(c)で得られる留出物として精製カプロラ
クタムを得る各工程から成る、粗製カプロラクタム含有
廃水からカプロラクタムを回収し、精製する方法により
解決されることが本発明者らにより見出された。
【0007】粗製カプロラクタム発生源の一つは、カプ
ロラクタム重合に際して生ずる廃水である。ポリカプロ
ラクタム製造の間に、1から20重量%、好ましくは2
から10、ことに3から8重量%の固体分を含有する廃
水がもたらされる。この固体分は、その全量に対して1
から70重量%のカプロラクタム、0.1から10重量
%のカプロラクタムオリゴマー、1から99重量%のポ
リカプロラクタムを含有する。
【0008】この廃水は水分の蒸留除去により濃縮され
て、固体分濃度50から90重量%、ことに60から8
5重量%になされる。
【0009】カプロラクタムのオリゴマーおよびポリマ
ーは、約270から約400℃、ことに約290から約
360℃の温度において、廃水を酸化アルミニウムの流
動床に導入することにより接触的分解される。流動床反
応器への導入は、不活性ガスの存在下もしくは不存在下
に、ノズルを経て行われる。
【0010】適当な酸化アルミニウムは、触媒として、
α−もしくはγ−酸化アルミニウム、ことに後者であ
る。この触媒は一般的に二酸化炭素、アルゴン窒素、こ
とに窒素のような不活性ガスにより流動床の状態に維持
される。不活性ガスは、通常、290から400℃の温
度で流動床中に導入される。
【0011】流動床反応器から排出される混合ガスは、
凝縮させて粗製カプロラクタム水溶液にするのが好まし
い。この粗製カプロラクタム水溶液の水分は、蒸留もし
くは薄層蒸発により除去されるのが好ましい。
【0012】適当な薄層エバポレータとしては、例えば
減圧をもたらす蒸気ジェットを使用する、傾斜ロータ水
平装置を使用する。この装置は一般的に、水分除去用脱
水装置、第1および第2蒸留装置から成り、例えばアー
ティザン、インダストリー社製の市販品として入手可能
である。
【0013】水分除去後、残存粗製カプロラクタムは、
その全量に対して、一般的に85から99重量%、好ま
しくは90から99、ことに95から99重量%のカプ
ロラクタムを含有する。
【0014】粗製カプロラクタムの他生成源は、ポリカ
プロラクタムの熱塑性処理の際の廃水であって、これは
水分の蒸留除去後、一般的に85から99重量%、こと
に90から99重量%のカプロラクタムを含有する。
【0015】さらに他の粗製カプロラクタム生成源は、
ナイロン6カーペット、ナイロン6屑糸などからポリカ
プロラクタムを接触的分解する際の廃水であって、この
分解処理は例えば米国特許5169870号明細書に記
載されている。
【0016】上述した種々の生成源からの粗製カプロラ
クタムは、本発明において無機酸、例えば硫酸、発煙硫
酸、p−トルエンスルホン酸のような有機酸、またはス
ルホン酸基を有する架橋ポリスチレンのようなイオン交
換樹脂の存在下に、蒸留に付される。ことに好ましいの
はスルホン酸であって、酸の適当な使用量は、粗製カプ
ロラクタムに対して1から30重量%、ことに2から1
0重量%である。
【0017】蒸留は通常、50Paから3000Pa、
ことに100から2000Paの圧力、100から18
0℃、ことに120から150℃の温度で行われる。
【0018】留出物は一般に95から99.9重量%、
ことに96から99.9重量%のカプロラクタムを含有
する。蒸留後の残余の塔底留出分は、例えばアンモニ
ア、NaOHまたはCaOにより中和され、次いで灰化
される。
【0019】実験例1(対比例) 95重量%のカプロラクタム、5重量%の水から成り、
固体分95重量%のチップ洗浄水から回収されたポリカ
プロラクタムを解重合して得られる粗製カプロラクタム
500gを、165−180℃に加熱し、次いで666
−1066Paの圧力下に蒸留処理に付した。留出物の
99重量%は、下表1に示される特性を有するカプロラ
クタムであった。
【0020】実験例2(実施例) 95重量%のカプロラクタム、5重量%の水から成り、
固体分95重量%のチップ洗浄水から回収されたポリカ
プロラクタムを解重合して得られる粗製カプロラクタム
500gを、95−98%硫酸1重量%に混合し、これ
を165−180℃に加熱し、666−1066Paの
圧力下に蒸留に付した。450gの無色の留出物が得ら
れたが、その99重量%は下表1に示される特性を有す
るカプロラクタムであった。
【0021】実験例3(実施例) 95重量%のカプロラクタム、5重量%の水から成り、
固体分95重量%のチップ洗浄水から回収されたポリカ
プロラクタムを解重合して得られる粗製カプロラクタム
500gを、95−98%硫酸0.1重量%と混合し、
これを165−180℃に加熱し、5−8mmHg(6
66−1066Pa)の圧力下に蒸留に付した。450
gの無色の留出物が得られたが、その99重量%は下表
1に示される特性を有するカプロラクタムであった。
【0022】
【表1】 表1の結果は、えら得たカプロラクタムの質が、酸を使
用する精製により著しく改善され得たことを示してい
る。
【0023】(1)カプロラクタムにおける過マンガン
酸カリ吸光価の測定 カプロラクタムにより減少する過マンガン酸塩の量を、
測光的に測定した。0.01Nの過マンガン酸カリウム
溶液の等量を、3%(m/m)濃度のカプロラクタム水
溶液と無酸素、pH6.2−6.5の重量水(空試験参
照体)とに添加する。10分後に溶液の吸収量をλ=4
20nmで測定し、過マンガン酸カリウム吸光度を以下
の等式から算出する。
【0024】PAN=(A1 −A0 )・100/3 A1 =過マンガン酸カリウム塩を添加したカプロラクタ
ム溶液の水に対する吸光度 A0 =過マンガン酸カリウム塩を添加した参照水溶液の
水に対する吸光度
【0025】(2)カプロラクタムの蛍光価の測定 蛍光価はシマズRF5000分光計上の調製されたカプ
ロラクタム試料を走査して測定する、400から650
nmの波長が使用される。試料は脱イオン水43gにカ
プロラクタム5gを溶解させて調製され、これを厚さ1
cm石英セル中に充填する。セルを上記分光計中に装着
し、安定化のため1分間そのまま静置する。この試料を
λ=374nmからλ=600nmで走査し、430n
mにおけるピーク値が、試料蛍光の定量的測定値であっ
て400nmから490nmまでの範囲を積分し、この
数を蛍光価とする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド、アール、ジョンソン アメリカ合衆国、テキサス州、77566、レ ーク ジャクソン、チャービル コモン、 73 (72)発明者 フーゴ、フクス ドイツ、67071、ルートヴィヒスハーフェ ン、エゲルシュトラーセ、28 (72)発明者 ゲールハルト、ノイバウァ ドイツ、69469、ヴァインハイム、モーツ ァルトシュトラーセ、24 (72)発明者 ヨーゼフ、リッツ ドイツ、67069、ルートヴィヒスハーフェ ン、オスラー、ヴェーク、8

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)カプロラクラム重合、カプロラク
    タムのポリマーおよびオリゴマーの接触分解およびポリ
    カプロラクタムの熱塑性処理の各方法のうち、粗製カプ
    ロラクタム含有廃水流を副生成する少くとも1方法から
    粗製カプロラクタム含有廃水流を捕集し、 (b)この粗製カプロラクタム含有廃水流を、これに含
    有される粗製カプロラクタムに対して0.01から5重
    量%の酸と混合し、 (c)工程(b)においてえられた、粗製カプロラクタ
    ム含有廃水流と酸の混合物を、100から180℃の温
    度、50から3000Paの圧力下に、精製蒸留処理に
    付し、 (d)工程(c)で得られる留出物として精製カプロラ
    クタムを得る各工程から成る、粗製カプロラクタム含有
    廃水からカプロラクタムを回収し、精製する方法。
  2. 【請求項2】 工程(b)の前において、廃水流中の粗
    製カプロラクタムを85から99重量%に濃縮する工程
    (a1)を有する、請求項(1)による方法。
  3. 【請求項3】 工程(c)により得られる蒸留塔底物を
    中和させ、この中和処理された塔底物を灰化する工程を
    追加的に有する、請求項(1)による方法。
JP7044636A 1994-03-04 1995-03-03 粗製カプロラクタムの精製方法 Pending JPH0841022A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/205,979 US5458740A (en) 1994-03-04 1994-03-04 Process for the purification of crude caprolactam
US08/205979 1994-03-04

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EP (1) EP0670307B1 (ja)
JP (1) JPH0841022A (ja)
AT (1) ATE166643T1 (ja)
DE (1) DE69502640T2 (ja)
DK (1) DK0670307T3 (ja)
ES (1) ES2116632T3 (ja)

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ATE166643T1 (de) 1998-06-15
US5458740A (en) 1995-10-17
EP0670307A3 (en) 1996-03-06
EP0670307A2 (en) 1995-09-06
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EP0670307B1 (en) 1998-05-27
DK0670307T3 (da) 1998-10-12
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ES2116632T3 (es) 1998-07-16

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