JPS6061565A - 水との蒸溜によるカプロラクタムからの軽質不純物除去方法 - Google Patents
水との蒸溜によるカプロラクタムからの軽質不純物除去方法Info
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- JPS6061565A JPS6061565A JP59165540A JP16554084A JPS6061565A JP S6061565 A JPS6061565 A JP S6061565A JP 59165540 A JP59165540 A JP 59165540A JP 16554084 A JP16554084 A JP 16554084A JP S6061565 A JPS6061565 A JP S6061565A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D201/00—Preparation, separation, purification or stabilisation of unsubstituted lactams
- C07D201/16—Separation or purification
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other In-Based Heterocyclic Compounds (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は和製カプロラクタムを水とともに蒸留すること
により、カプロラクタムから軽質不純物を除去する方法
に関するものである。粗製カプロラクタム(イプシロン
−カプロラクタム)はシクロヘキサノンオキシムのベッ
クマン転位により得られ、ポリカプロラクタム(ナイロ
ン6)をつくるモノマーとしての適切な用途を有するが
、そのためには精製をしなければならない。Kirk
−Othmer:Encycxopeai、a at
Chemical Technol、ogy、第18巻
、第3版、1982年(John Wi’ley社)4
.25−4.36頁参照。
により、カプロラクタムから軽質不純物を除去する方法
に関するものである。粗製カプロラクタム(イプシロン
−カプロラクタム)はシクロヘキサノンオキシムのベッ
クマン転位により得られ、ポリカプロラクタム(ナイロ
ン6)をつくるモノマーとしての適切な用途を有するが
、そのためには精製をしなければならない。Kirk
−Othmer:Encycxopeai、a at
Chemical Technol、ogy、第18巻
、第3版、1982年(John Wi’ley社)4
.25−4.36頁参照。
最初に本特許明細J[における用語の定義を行う。
「一部分−1とはプロセス流の2−98、好ましくは5
−90%を意味する。「低沸点」とはカプロラクタムと
水の大気圧沸点の間の沸点の不純物を意味する。「低水
分含有量」とは100重量%以下水含有量を意味する。
−90%を意味する。「低沸点」とはカプロラクタムと
水の大気圧沸点の間の沸点の不純物を意味する。「低水
分含有量」とは100重量%以下水含有量を意味する。
「粗製カプロラクタム」とは方法(プロセス)により得
られた不純物を含むカプロラクタムを意味し、カプロラ
クタムプロセスにおける晶出器から得られる母液を含む
。本発明で使用する方法はバッチ式あるいは連続式の何
れでもよい。本発明における晶出は単一式または多段式
の何れであってもよい。また、本発明の方法における蒸
留は単段式または多段式のいずれでもよい。
られた不純物を含むカプロラクタムを意味し、カプロラ
クタムプロセスにおける晶出器から得られる母液を含む
。本発明で使用する方法はバッチ式あるいは連続式の何
れでもよい。本発明における晶出は単一式または多段式
の何れであってもよい。また、本発明の方法における蒸
留は単段式または多段式のいずれでもよい。
粗製カプロラクタムや他のラクタムを精製する方法とし
ては多くの方法が知られている。例えば米国特許第3,
347,852号の第ト欄参照。水性晶出方法(awa
ter Crystallization proce
ss)においては、米国特許第2,817,661号ま
たは第3.761,467号に示されるように、粗製カ
プロラクタムまたは母液について分別結晶法または溶媒
抽出法が適用できる。米国特許第2,813,858号
にも示されている通り、多段式遠心分離および冷凍晶出
器も使用することができる。晶出は米国特許第3,96
6.712号に示されているように、特定の溶媒を使用
して実施してもよい。また、溶媒は米国特許第4.14
−8,793号に示されているように、水の存在下で蒸
留することによって晶出ラクタムから除くことができる
。
ては多くの方法が知られている。例えば米国特許第3,
347,852号の第ト欄参照。水性晶出方法(awa
ter Crystallization proce
ss)においては、米国特許第2,817,661号ま
たは第3.761,467号に示されるように、粗製カ
プロラクタムまたは母液について分別結晶法または溶媒
抽出法が適用できる。米国特許第2,813,858号
にも示されている通り、多段式遠心分離および冷凍晶出
器も使用することができる。晶出は米国特許第3,96
6.712号に示されているように、特定の溶媒を使用
して実施してもよい。また、溶媒は米国特許第4.14
−8,793号に示されているように、水の存在下で蒸
留することによって晶出ラクタムから除くことができる
。
発明の要旨
本発明は粗製カプロラクタムを精製する方法に関するも
のである。この方法は、低沸点不純物を含む粗製カプロ
ラクタムのプロセス流の一部分を取り、この流れを水の
存在下で蒸留して、水と低沸点不純物とを含む塔頂物と
高純度、低水分含有量のカプロラクタムから成る缶出液
とに分留することから成る改良に関するものである。
のである。この方法は、低沸点不純物を含む粗製カプロ
ラクタムのプロセス流の一部分を取り、この流れを水の
存在下で蒸留して、水と低沸点不純物とを含む塔頂物と
高純度、低水分含有量のカプロラクタムから成る缶出液
とに分留することから成る改良に関するものである。
本発明の第二の発明は、低沸点不純物を含む粗製カプロ
ラクタムの低水分含有流を取り、その流れに水を加え、
その流れを蒸留させて水と・低沸点不純物とを含む塔頂
物と改善された不純物量と低水分含有量のカプロラクタ
ムから成る缶出液とに分留する、ことから成る改良粗製
カプロラクタム精製法である。この際分留工程の缶出液
を回収し、晶出器へ供給してカプロラクタムの結晶を形
成させることができる。また、好ましい第二の態様にお
いては、第1の工程における粗製カプロラクタムの流れ
の一部分のみを取り出すようにする。好ましくは、本方
法第1工程のこの流れは01ないし10重計乃の水を含
む。更に一層好ましくは、本方法の第1工程に供給され
る流れは0.5から3重M′係の水を含み、水を第二段
階において第一工程の流れに対し重量で0115対Jか
ら05対]の比率で添加し、この流れを蒸留することに
より過マンガン酸塩α値(permanganate
vumber、)によって」1]定した低沸点不純物量
の4−45%が除かれるようにし、この蒸留工程におけ
る還流比が0.25対1から5対1の間であり、蒸留工
程からの塔頂物のカプロラクタム含量が3重量%以下で
あり、そして、蒸留工程からの缶出液の水分含量が01
1重量%らQ、571’T量チの間にあるようにする。
ラクタムの低水分含有流を取り、その流れに水を加え、
その流れを蒸留させて水と・低沸点不純物とを含む塔頂
物と改善された不純物量と低水分含有量のカプロラクタ
ムから成る缶出液とに分留する、ことから成る改良粗製
カプロラクタム精製法である。この際分留工程の缶出液
を回収し、晶出器へ供給してカプロラクタムの結晶を形
成させることができる。また、好ましい第二の態様にお
いては、第1の工程における粗製カプロラクタムの流れ
の一部分のみを取り出すようにする。好ましくは、本方
法第1工程のこの流れは01ないし10重計乃の水を含
む。更に一層好ましくは、本方法の第1工程に供給され
る流れは0.5から3重M′係の水を含み、水を第二段
階において第一工程の流れに対し重量で0115対Jか
ら05対]の比率で添加し、この流れを蒸留することに
より過マンガン酸塩α値(permanganate
vumber、)によって」1]定した低沸点不純物量
の4−45%が除かれるようにし、この蒸留工程におけ
る還流比が0.25対1から5対1の間であり、蒸留工
程からの塔頂物のカプロラクタム含量が3重量%以下で
あり、そして、蒸留工程からの缶出液の水分含量が01
1重量%らQ、571’T量チの間にあるようにする。
図は本発明の好ま1.い態様を示す系統図である。
図面に10個の容器、すなわち蒸留塔7、晶出器9、フ
ィルター11、薄膜式蒸発器14、フラッシャ−17、
フラッシャ−18、タンク19、タンク23、タンク3
6、および蒸留塔27をもつ好ましい態様を示す。ベッ
クマン転位法によって得られる水と不純物を含む粗製ラ
クタム(カプロラクタム)を配管6を経て蒸留塔7へ送
り込み、そこで水は配管8を経て塔頂に留出し、ラクタ
ムと水は配管3を経て供給タンク36へ、更に配管37
を経て晶出器9へ供給され、ここでも水は配管1゜を経
て塔頂で取り出される。湿ったカプロラクタム結晶は配
管12を経てフィルター11へ送り込まれ、純粋なカプ
ロラクタム結晶は配管13を経て取り出される。母液は
配管5を経てタンク19へ移され、一方ここで各種の他
の不純カプロラクタム流が配管21を経て送り込まれる
。更にタンク19から配管20を経てフラッシャ−18
へ供給する。フラッシャ−18から水とカプロラクタム
を配管22で塔頂物と1.て取出し、カプロラクタム分
の多くなった缶出液は配管1を経てカブヮラクタムフラ
ッシャ−17に導き、そこでカプロラクタムをフラッシ
ュして配管2により塔頂物として取り出し、缶出液は配
管16を経て薄膜式蒸発器14へ送り込まれる。この蒸
発器ではフラッシュ塔頂物を配管4へ導く。重質残留物
は配管15から取出し回収または廃棄する。配管2及び
4の塔頂物は、タンク36に送りこまれ、配管37を経
て晶出器9へ送られる。この晶出器9で水が除去され、
上記の通りカプロラクタム結晶がフィルター11へ送ら
れる。以上に記載した方法は従来法において既知である
。本発明はこれを改良するものであり、次のようなもの
である。配管1,2゜3.4および、7/または5の流
れの全部または一部分を配管33,35,34.31お
よび/または32を通して、供給タンク23に連絡する
配管3oへ転じさせることができる。この系統図は流れ
2が配管32によって導びかれ、一方供給配管31.3
3゜34および35を代替の又は追加の流れとする好ま
しい例を示す。供給タンク23がらは配管24を経て蒸
留塔27へ送り込まれる。供給タンク23の水分含量が
低いときは、源26から水が配管25を経て配管24中
へ供給される。水と低沸点不純物とは塔27から配管2
8により塔頂物として取出され、低水分含量の精製ラク
タムを含む缶出液が配管29を経て供給タンク36へ、
更に配管37を経て晶出器9へ送られ、すでに説明した
通り処理される。塔27への速流は配管38を経由して
行う。
ィルター11、薄膜式蒸発器14、フラッシャ−17、
フラッシャ−18、タンク19、タンク23、タンク3
6、および蒸留塔27をもつ好ましい態様を示す。ベッ
クマン転位法によって得られる水と不純物を含む粗製ラ
クタム(カプロラクタム)を配管6を経て蒸留塔7へ送
り込み、そこで水は配管8を経て塔頂に留出し、ラクタ
ムと水は配管3を経て供給タンク36へ、更に配管37
を経て晶出器9へ供給され、ここでも水は配管1゜を経
て塔頂で取り出される。湿ったカプロラクタム結晶は配
管12を経てフィルター11へ送り込まれ、純粋なカプ
ロラクタム結晶は配管13を経て取り出される。母液は
配管5を経てタンク19へ移され、一方ここで各種の他
の不純カプロラクタム流が配管21を経て送り込まれる
。更にタンク19から配管20を経てフラッシャ−18
へ供給する。フラッシャ−18から水とカプロラクタム
を配管22で塔頂物と1.て取出し、カプロラクタム分
の多くなった缶出液は配管1を経てカブヮラクタムフラ
ッシャ−17に導き、そこでカプロラクタムをフラッシ
ュして配管2により塔頂物として取り出し、缶出液は配
管16を経て薄膜式蒸発器14へ送り込まれる。この蒸
発器ではフラッシュ塔頂物を配管4へ導く。重質残留物
は配管15から取出し回収または廃棄する。配管2及び
4の塔頂物は、タンク36に送りこまれ、配管37を経
て晶出器9へ送られる。この晶出器9で水が除去され、
上記の通りカプロラクタム結晶がフィルター11へ送ら
れる。以上に記載した方法は従来法において既知である
。本発明はこれを改良するものであり、次のようなもの
である。配管1,2゜3.4および、7/または5の流
れの全部または一部分を配管33,35,34.31お
よび/または32を通して、供給タンク23に連絡する
配管3oへ転じさせることができる。この系統図は流れ
2が配管32によって導びかれ、一方供給配管31.3
3゜34および35を代替の又は追加の流れとする好ま
しい例を示す。供給タンク23がらは配管24を経て蒸
留塔27へ送り込まれる。供給タンク23の水分含量が
低いときは、源26から水が配管25を経て配管24中
へ供給される。水と低沸点不純物とは塔27から配管2
8により塔頂物として取出され、低水分含量の精製ラク
タムを含む缶出液が配管29を経て供給タンク36へ、
更に配管37を経て晶出器9へ送られ、すでに説明した
通り処理される。塔27への速流は配管38を経由して
行う。
実施例
粗製カプロラクタムを水溶液から晶出することによって
精製する方法では、精製された結晶を、1不純物とかな
りの鮭のラクタムを含む水性母液から分ツ1[#するこ
ととなる。この分離後の母液をその中のラクタムの大部
分を回収しないで廃棄することは経済的でない。ラクタ
ムは通常フラッシュ蒸留によって回収され、晶出工程に
循環される。我々は本発明の好ましい態様として、水を
フラッシュしたラクタム(図の数字2の流れ)に添加し
、水添加後との材料を新しい分留工程に付したならば、
不純物の大部分を軽質水性留分として除くととどめろこ
とができ、供給原料より実質的に純粋な再循環用缶出液
生成物を得ることができることを見出した。
精製する方法では、精製された結晶を、1不純物とかな
りの鮭のラクタムを含む水性母液から分ツ1[#するこ
ととなる。この分離後の母液をその中のラクタムの大部
分を回収しないで廃棄することは経済的でない。ラクタ
ムは通常フラッシュ蒸留によって回収され、晶出工程に
循環される。我々は本発明の好ましい態様として、水を
フラッシュしたラクタム(図の数字2の流れ)に添加し
、水添加後との材料を新しい分留工程に付したならば、
不純物の大部分を軽質水性留分として除くととどめろこ
とができ、供給原料より実質的に純粋な再循環用缶出液
生成物を得ることができることを見出した。
ラクタムフラッシング・再循環法に相当する商業的(傑
作から得られる流れと、晶出への供給流自体とは実験室
的蒸留において同様に作用する。すなわち、不純物の実
質的量を分別水蒸気蒸溜によって軽質留分として除くこ
とができる。不純物にライては過マンガン酸塩数値(p
ermanganate number。
作から得られる流れと、晶出への供給流自体とは実験室
的蒸留において同様に作用する。すなわち、不純物の実
質的量を分別水蒸気蒸溜によって軽質留分として除くこ
とができる。不純物にライては過マンガン酸塩数値(p
ermanganate number。
PN)を測定した(その方法は米国特許第3,406,
167号及び第3,021,326号に記載されている
)6以下の表に定量的データとして、除去したPN%を
示した。又添加した水量を供給原料のパーセントと1−
て示した。最も代表的な実施例は23−7.23−12
.23−26および23−28である。このような軽質
沸点不純物を再循環流れから従去することの利点はより
良い品質のラクタム晶出生成物を得ること、又は同じ品
質のラクタム生成物を得るための晶出能力の増大である
(総合PN価(overallp N Yfl’l 1
11Q ))−とtT+ 古8− d I& −1−”
c hすF + 、γha ’lh +、’?生成物に
含まれる汚染物となる。
167号及び第3,021,326号に記載されている
)6以下の表に定量的データとして、除去したPN%を
示した。又添加した水量を供給原料のパーセントと1−
て示した。最も代表的な実施例は23−7.23−12
.23−26および23−28である。このような軽質
沸点不純物を再循環流れから従去することの利点はより
良い品質のラクタム晶出生成物を得ること、又は同じ品
質のラクタム生成物を得るための晶出能力の増大である
(総合PN価(overallp N Yfl’l 1
11Q ))−とtT+ 古8− d I& −1−”
c hすF + 、γha ’lh +、’?生成物に
含まれる汚染物となる。
この実験で試験したプラント流は概略第1表の組成をも
つ: 第1表 ] 缶出1夜 99 1. 2000 2 塔頂物 98 2 2000 3 缶出1夜 92 8 500 4、塔頂物 99+ <1. 15005母i 93
7 2000 」二記数字、■から5、は図の同じ番号を付した流れを
示す。
つ: 第1表 ] 缶出1夜 99 1. 2000 2 塔頂物 98 2 2000 3 缶出1夜 92 8 500 4、塔頂物 99+ <1. 15005母i 93
7 2000 」二記数字、■から5、は図の同じ番号を付した流れを
示す。
代表実験例
還流凝縮器、塔頂物試料取出し口、およびカラム底部の
再沸器を備えた15段の多孔板(プレート数は可変)を
有する内径1インチ(2,54cM)のオールグーショ
ウ・カラム(01d、ershaw column)を
すべての実験において使用した。
再沸器を備えた15段の多孔板(プレート数は可変)を
有する内径1インチ(2,54cM)のオールグーショ
ウ・カラム(01d、ershaw column)を
すべての実験において使用した。
オールグーショウ・カラムはガラス管中に封じ込めた一
連の多孔ガラス板から成っている。各プレートには液の
流れを導くためのバッフル、プレート上の液水位を保つ
ための堰、および1・゛レーンパイプが設けられている
。一連のプレートの第一のプレートは第一の正規プレー
トからの)−ゝレーンパイプ用の液封を保つ作用をする
小貯槽の役をする。なお、 C,F、オールグーショウ
の報文「多孔板塔−1、工nd−ustrial &
Eng:Lnr+erinp; Chemistry。
連の多孔ガラス板から成っている。各プレートには液の
流れを導くためのバッフル、プレート上の液水位を保つ
ための堰、および1・゛レーンパイプが設けられている
。一連のプレートの第一のプレートは第一の正規プレー
トからの)−ゝレーンパイプ用の液封を保つ作用をする
小貯槽の役をする。なお、 C,F、オールグーショウ
の報文「多孔板塔−1、工nd−ustrial &
Eng:Lnr+erinp; Chemistry。
13巻、届4.265−268頁(1,941年4月)
を参照。
を参照。
ラクタム・フラッシャ−からの塔頂物である流れ2、は
過マンガン酸塩数値11111定による軽質不純物の除
去に使用するのに好ましい流れである。
過マンガン酸塩数値11111定による軽質不純物の除
去に使用するのに好ましい流れである。
含水供給原料を5段目のプレートの上方でカラムの11
111面へ導入する。その他の供給口も可能であるが、
5段目プレートでの添加が最良の結果を与えた。第■表
はオールグーショウ・カラムについて行った一連の実験
のパラメーターと結果を示している。実験はすべて]、
Ow H9の圧力下で実施した、軽質不純物(PN値
)対総不純物の比は流れ扁2中で最高である。実験A
1.4−45の実1験では、外部還流は使用せず、内部
還流のみ生起させた。実験A 29−4は、供給ポンプ
閉塞のために等質な実験とはいえなかった。
111面へ導入する。その他の供給口も可能であるが、
5段目プレートでの添加が最良の結果を与えた。第■表
はオールグーショウ・カラムについて行った一連の実験
のパラメーターと結果を示している。実験はすべて]、
Ow H9の圧力下で実施した、軽質不純物(PN値
)対総不純物の比は流れ扁2中で最高である。実験A
1.4−45の実1験では、外部還流は使用せず、内部
還流のみ生起させた。実験A 29−4は、供給ポンプ
閉塞のために等質な実験とはいえなかった。
第 ■ 表(続き)
連続蒸留
23−7 15 2
23−11 1.5 2
23−12 1.5 2
23−1 1.5 2
23−14 1.5 2
14−50 2.0 2
23−3 1.5 2
23−13 1.5 2
14−4.9 2.0 2
14−45 3.0 2
23−24. 1.5 2
23−26 1.5 2
23−28 3.5 2
23−29 2.5 2
23−31 3.5 2
29−2 2.0 1
29−6 2.0 1
29−4. 2.0 1
23−50 3.5 1
23−46 2.5 1
23−47 3.0 1
29−11 1.5 4
23−44 5.0 5
23−4.0 5.0 5
23−435.05
図は本発明の好ましい態様を説明するための系統図であ
る。 第1頁の続き 0発 明 者 ウイリアウ・バーナー ゛ド優フィッシ
ャー 0発 明 者 ロイ・ジエフレー・リ レー・ジュニア− γメリカ合衆国バージニア州23831.チェスター、
ウェイグリッジ・ロード 10931 γメリカ合衆国バージニア州23235. リッチモン
ド、チスウイツク・ロード 1021
る。 第1頁の続き 0発 明 者 ウイリアウ・バーナー ゛ド優フィッシ
ャー 0発 明 者 ロイ・ジエフレー・リ レー・ジュニア− γメリカ合衆国バージニア州23831.チェスター、
ウェイグリッジ・ロード 10931 γメリカ合衆国バージニア州23235. リッチモン
ド、チスウイツク・ロード 1021
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 粗製カプロラクタムを精製する方法において、 (a、) 低沸点不純物を含む粗製カプロラクタムのプ
ロセス流の一部分を取り、 (′1lI) このプロセス流を水の存在のもとに蒸留
して、水と低沸点不純物とを含む塔頂物と、高純度、低
水分含有量のカプロラクタムからなる缶出液とに、分留
させること から成る改良方法。 2、粗製カプロラクタムを精製する方法において、 (a) 低沸点不純物を含む粗製カプロラクタムの低水
分含有流を取り、 (b)この流れに水を加え、 (C) この流れを蒸留させて、水と低沸点不純物とを
含む塔頂物と高純度、低水分含有量のカプロラクタムか
らなる缶出液とに、分留させること、 から成る改良方法。 3、工程(c)の缶出液を晶出器へ供給してカプロラク
タムの結晶を形成させる、特許請求の範囲第2項に記載
の方法。 4、工程1a)において、粗製カプロラクタム流の一部
分のみを取る、特許請求の範囲第2項に記載の方法。 5、工程falの流れが重量で0.1%と10チの間の
水を含む、特許請求の範囲第2項に記載の方法。 6、工程falの流れが重量で0.5’%から3チの間
の水を含み、工程(b)において水を重量で工程(a)
の流れに対し0.15対1から05対】の比率で添加し
、工程(C)の蒸留を過マンガン酸塩数値によって測定
した低沸点不純物量の4%から45饅が除去されるよう
に行い、工程(c)の蒸留の際の還流比が0.25対1
と5対1の間にあり、工程(c)の蒸留からの塔頂物の
カプロラクタム含量が3重量−以下であり、そして、工
程1c)からの缶出液の水分含量が0.1重量%と5重
量%の間にある;特許請求の範囲第3項に記載の方法。
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-
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- 1984-08-13 CA CA000460839A patent/CA1216813A/en not_active Expired
Also Published As
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