KR790001365B1 - Process for recovery -caprolactam - Google Patents
Process for recovery -caprolactamInfo
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Abstract
Description
제 1 도는 본 발명 방법에 사용된 장치의 개략도 로서, 도면중, A, B 및 C은 밀폐된 추출탑을 표시하고 D1및 D2는 증류탑을 표시하며,1 is a schematic diagram of an apparatus used in the method of the present invention, in which A, B and C represent closed extraction towers and D 1 and D 2 represent distillation columns,
제 2 도중 실선은 본 발명의 실시예에 의하여 생성된 락탐의 120일간에 걸쳐 측정된 알카리도를 표시하고 점선은 도관 9로부터 회수된 락탐의 알카리도를 표시한다.The solid line represents the alkalinity measured over 120 days of the lactam produced by the embodiment of the present invention and the dashed line represents the alkalinity of the lactam recovered from conduit 9.
본 발명은 벡크만전위법에 의한 ε-카프로락탐의 회수방법에 관한 것으로서, 특히 이 방법에 의하여 얻어지는 락탐은 나일론으로 중합하는데 적합하다. ε-카프로락탐은 소위 벡크만전위에 의하여 싸이클로헥산과 황산, 예컨대 발열황산으로부터 얻을수 있다. 공지의 락탐회수방법에서 벡크만전위에 의하여 얻어지는 용액은 암모니아용액으로 일부분 중화시키면 벡크만전위 혼합물의 중화도에 따라 소량의 유리황산 또는 황산암모니움을 또한 함유하는 암모니움 하이드로겐설페이트 함유 용액이 생성된다. 이 생성물은 증류하여 물로 더 추출함으로서 락탐으로 부터 유리된 유기용매가 다시 얻어지며, 이것은 다시 고도의 산개시 용액으로 부터 락탐을 추출하는데 사용된다. 수중의 얻어진 락탐용액은 처리하여 락탐의 농도가 중량비로 약 90%가 될때까지 우선 대기압에서 물을 증발시킨 다음에 감압하에서 잔여분의 물을 증발시킨다. 더 정제하기 위해서는 일반적으로 감압하에서 락탐을 증류한다. 이러한 방법으로 회수된 락탐은 나일론으로 중합하는데 필요한 여러가지 특성, 예컨대 융점, 색갈, 선명도 및 과망간산 염수의 요구량이 만족하지만, 이와같이 하여 얻어진 락탐은 알카리도의 요구량이 만족하지 않으며, 이 경우 락탐 kg당 meq로 표시되는 알칼리도는 0.05 이하가 된다. 알카리도는 락탐 40g을 증류수에 용해시키고 용적을 200ml로 증가시켜 이 용액을 pH5-6의 범위로 변하는 혼합 지시약의 존재하에 0.01N염산으로 적정하여 측정한다.The present invention relates to a method for recovering [epsilon] -caprolactam by the Beckman potential method, and in particular, the lactam obtained by this method is suitable for polymerization into nylon. [epsilon] -Caprolactam can be obtained from cyclohexane and sulfuric acid such as pyrogenic sulfuric acid by the so-called Beckman potential. In the known lactam recovery method, the solution obtained by the Beckman potential is partially neutralized with an ammonia solution to produce an ammonium hydrogensulfate-containing solution that also contains a small amount of free sulfuric acid or ammonium sulfate depending on the degree of neutralization of the Beckman potential mixture. . The product is distilled and further extracted with water to obtain an organic solvent free from the lactam, which in turn is used to extract the lactam from the highly acidic solution. The obtained lactam solution in water is treated to first evaporate water at atmospheric pressure until the concentration of lactam is about 90% by weight, and then the remaining water is evaporated under reduced pressure. For further purification, the lactam is usually distilled off under reduced pressure. Lactam recovered in this way satisfies the requirements of various properties necessary for polymerization into nylon, such as melting point, color, sharpness and permanganate, but the lactam obtained in this way does not satisfy the alkalinity requirement, in this case meq per kg lactam The alkalinity displayed will be 0.05 or less. Alkaline is measured by dissolving 40 g of lactam in distilled water and increasing the volume to 200 ml by titrating the solution with 0.01 N hydrochloric acid in the presence of a mixed indicator that changes to pH5-6.
상술한 방법으로 회수된 락탐에서 불변 알카리도가 0.05이상인 락탐과 황산의 벡크만전위 혼합물의 상이한 샘플로 부터 개시하여 일반적으로 약 0.1이 알카리도가 얻어진다.Alkali degrees of about 0.1 are generally obtained starting from different samples of the Beckman potential mixture of lactam and sulfuric acid with a constant alkalinity of at least 0.05 in the lactam recovered by the above-described method.
본 발명에 의하여 필요한 수치의 알카리도는 ε-카프로락탐의 수용액을 물과 혼합되지 않는 유기용매로 추출하여 유기용매중에 락탐용액을 생성시킨 다음에 이 용액으로 부터 용매를 증발시켜 회수하고, 통상의 방법으로 감압하에 락탐을 증류시킴으로서 얻을수 있다.The alkaline degree required by the present invention extracts an aqueous solution of ε-caprolactam with an organic solvent that is not mixed with water to form a lactam solution in the organic solvent, and then recovers the solvent by evaporating from the solution. Can be obtained by distilling the lactam under reduced pressure.
본 발명은 암모니움 하이드로겐설페이트를 생성시켜 중화한 벡크만전위혼합물로 부터 ε-카프로락탐의 회수방법을 제공하며, 이 경우 락탐은 물과 혼합되지 않는 락탐용 유기용매로 추출하고, 다음에 이 용매를 물로 추출하여 락탐으로 부터 유리시켜 락탐수용액을 얻는다. 이와같이 하여 얻어진 락탐 수용액을 물과 혼합되지 않은 유기용매로 추출하여 유기용매중에 락탐용액을 생성시키고 이 용액으로 부터 용매를 증발시켜 락탐을 분리하여 감압하에서 증류하여 더 정제한다.The present invention provides a method for recovering ε-caprolactam from the Beckman potential mixture neutralized by producing ammonium hydrogensulfate, in which case the lactam is extracted with an organic solvent for lactam that is not mixed with water, and then The solvent is extracted with water and liberated from the lactam to obtain a lactam aqueous solution. The aqueous lactam solution thus obtained is extracted with an organic solvent that is not mixed with water to form a lactam solution in the organic solvent. The solvent is evaporated from the solution to separate the lactam and distilled under reduced pressure for further purification.
본 발명의 방법은 락탐수용액으로 부터 물을 전부 증발시켜 제거할 필요가 있는데, 물의 제거에는 에나지가 소비된다. 이 경우 제2유기용매 추출단계에서 물보다 증발열이 대단히 낮은 적합한 유기용매, 예컨대 클로로포름(증발열 59kcal/kg)을 사용하면 증발비용이 상당히 절감된다. 예컨대 락탐 30중량 %와 클로로로포름 2중량 %를 함유하는 락탐수용액으로부터 물과 클로로포름을 증발시키는데 락탐 kg당 1,260kcal의 증발열이 필요하다. 그러나 클로로포름을 사용하여 추출하면 락탐 34중량%와 클로로포름중에 물 3.8중량 %를 함유하는 용액이 얻어진다. 총괄해서 상술한 클로로포름과 물을 증발시키려면 락탐 kg당 167kcal가 필요하다.The method of the present invention needs to remove all of the water from the lactam solution by evaporation, and the energy is consumed to remove the water. In this case, the use of a suitable organic solvent, such as chloroform (heating evaporation 59 kcal / kg), in which the heat of evaporation is much lower than that of water in the second organic solvent extraction step, significantly reduces the evaporation cost. For example, evaporation heat of 1,260 kcal per kg lactam is required to evaporate water and chloroform from a lactam aqueous solution containing 30% by weight of lactam and 2% by weight of chloroform. However, extraction with chloroform yields a solution containing 34% by weight lactam and 3.8% by weight water in chloroform. Collectively, the evaporation of chloroform and water described above requires 167 kcal per kg lactam.
본 발명을 첨부도면 및 실시예에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and examples.
제 1 도는 본 발명에 사용된 장치의 개략도로서 도면중 A, B 및 C는 밀폐된 추출탑을 표시하는 바, 밀폐된 추출탑 대신에 기타의 추출장치도 사용할 수 있으며 D1및 D2는 증류탑을 표시한다. 락탐과 암모니아 하이드로겐설페이트의 수용액으로 조성된 일부가 중화된 벡크만전위 혼합물을 도관 1을 통해서 추출탑 A에 공급하고 여기에 유기용매, 예컨대 클로로포름을 도관 2을 통해서 공급하여 역류식으로 추출한다. 락탐으로 부터 유리된 암모니움 하이드로겐설페이트를 상부측의 도관 3을 통해서 배출시키고 또한 용해된 물과 황산을 함유하는 락탐이 풍부한 용매는 황산을 중화시킨후에 도관 4를 통해서 증류탑 D1에 이송시켜 이 증류탑 D1에서 용매를 농축시키고 용매의 일부는 냉각제일관에 의하여 탑정부에서 응축, 증류하여 제거하며 응축물은 도관 5를 통해서 배출시켜 편입된 물을 제거한후 다시 상술한 추출단계에 사용한다. 락탐 농축액은 도관 6을 통해서 추출탑 6에 도입하고 배관 7을 통해서 공급된 물의 보조에 의하여 락탐을 더 역류식으로 추출한다. 사실상 락탐으로부터 유리된 용매는 도관 8을 통해서 배출시켜 다시 상술한 일부 중화된 벡크만-전위혼합물로 부터 락탐을 제거하는데 추출제로서 사용한다. 이로부터 얻어진 락탐수용액은 추출탑 A의 탑정부로 부터 도관 9를 통해서 제 3 추출탑 C에 도입시키고, 여기에서 도관 10을 통해서 공급된 유기용매의 보조에 의하여 락탐을 역류식으로 더 추출한다. 락탐으로 부터 유리된 물은 도관 7을 통해서 재순환시키고, 소량의 물을 함유한 락탐이 풍부한 용매는 도관 11을 통해서 제2증류탑 D2에 도입하여 용매를 증류제거한후 탑정부로부터 도관 12를 통해서 응축물로서 배출시킨다. 증류된 물은 분리기 13에 정치되어 도관 14를 통해서 추출탑 D2에 환류로서 회송된다.1 is a schematic view of the apparatus used in the present invention, in which A, B and C in the drawings indicate a sealed extraction tower, other extraction devices may be used instead of the closed extraction tower, and D 1 and D 2 are distillation towers. Is displayed. A partially neutralized Beckman potential mixture, composed of an aqueous solution of lactam and ammonia hydrogensulfate, is fed to extraction tower A through conduit 1 and an organic solvent such as chloroform is fed through conduit 2 and extracted in a countercurrent fashion. Ammonium hydrogensulfate liberated from lactam is discharged through conduit 3 on the upper side, and the lactam-rich solvent containing dissolved water and sulfuric acid is neutralized to sulfuric acid and then transferred to distillation column D 1 through conduit 4. The solvent is concentrated in the distillation column D 1 , and a part of the solvent is removed by condensation and distillation at the top of the tower by the coolant pipe, and the condensate is discharged through the conduit 5 to remove the water incorporated therein and then used again in the aforementioned extraction step. The lactam concentrate is introduced into the extraction tower 6 through conduit 6 and the lactam is extracted in a more countercurrent manner with the aid of water supplied through the
물로 부터 유리된 유기용매는 도관 10을 통해서 추출탑 C에 이송된다. 물을 함유하는 락탐 용해물은 도관 15를 통해서 증류물설비(도면에 없음)에 이송시켜 여기에서 물을 감압하에 제거하고 락탐을 증류하여 얻는다. 상술한 처리중에 추출수는 도관 7, 추출탑 B, 도관 9, 추출탑 C 및 도관 7을 다시 통해서 계속 순환시킨다. 이 순환계에 세척된 불순물이 축적하게 된다. 따라서 순환계에는 신선한 물공급용 공급도관 16 및 배출관 17이 장치되어 있어서 불순한 물은 주기적으로 또는 연속적으로 교체시킬 수 있다. 추출탑 C에서는 추출탑 A에서 사용한것과 다른 유기추출제를 사용할 수 있다. 조작상제어를 단순화하는 방법으로는 추출탑 A 및 추출탑 C에서 동일한 유기용매를 사용함이 좋다.The organic solvent liberated from the water is transferred to extraction column C through conduit 10. The lactam melt containing water is transferred via
락탐을 함유하는 수용액 개시제의 산계(酸系)성질로 보아 사용하는 용매는 물에 대한 락탐의 분산효율이 대단히 좋은 것이어야 한다. 더욱이 증류에 의하여 용매를 제거하는 다음 단계를 위해서는 비점이 비교적 낮은 것이 바람직하다.The solvent used in view of the acidic nature of the aqueous solution initiator containing lactam should be a very good dispersion efficiency of lactam in water. Furthermore, it is preferable that the boiling point is relatively low for the next step of removing the solvent by distillation.
특히, 적당한 용매는 염소화된 탄화수소류, 예컨대 클로로포름, 염화메틸 및 1-2 디클로로에탄등이 있다.In particular, suitable solvents are chlorinated hydrocarbons such as chloroform, methyl chloride and 1-2 dichloroethane.
제 1 도의 장치를 사용한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 시간당 약 3kg의 락탐을 생산할 능력이 있는 장치에서, 싸이클로헥사는 옥심을 벡크만전위하여 전위혼합물을 중화시켜 얻어진 용액을 시간당 13kg의 비율로 도관 1을 통해서 연속하여 도입한다. 이 용액은 3.39kg의 락탐을 함유한다. 다음, 시간당 10kg의 클로로포름을 도관 2를 통해서 도입하면 추출탑 A의 저부에서 클로로포름중의 락탐용액 24.2중량 %가 얻어지며 이 용액을 증류탑 D1에서 농축시키면 클로로포름중에 60 중량 %의 락탐용액 5.7kg이 얻어진다. 이 용액을 추출탑 B에서 물 8kg으로 추출하면 락탐 29.6 중량% 및 클로로포름 2중량 %를 함유하는 수용액 11.66kg이 생성된다. 이 수용액의 락탐을 추출탑 C에서 클로로포름 8kg으로 추출하면 락탐 28.6중량 % 및 물 3중량 %를 함유하는 용액 11.9kg이 얻어진다. 이 결과의 용액은 공정수단(도면에는 없음)으로 감압하에서 더 처리할 수 있다.An embodiment using the apparatus of FIG. 1 will now be described in detail. In a device capable of producing about 3 kg of lactam per hour, cyclohexa is continuously introduced through conduit 1 at a rate of 13 kg per hour at a rate of 13 kg per hour to neutralize the potential mixture with a Beckman potential. This solution contains 3.39 kg of lactam. Next, introducing 10 kg of chloroform per hour through conduit 2 yields 24.2 wt% of a lactam solution in chloroform at the bottom of extraction tower A. Concentrating the solution in distillation column D 1 gives 5.7 kg of 60 wt% lactam solution in chloroform. Obtained. Extracting this solution with 8 kg of water from Extraction Column B yields 11.66 kg of an aqueous solution containing 29.6 wt% lactam and 2 wt% chloroform. Extracting the lactam of this aqueous solution with 8 kg of chloroform in the extraction column C yielded 11.9 kg of a solution containing 28.6 wt% lactam and 3 wt% water. The resulting solution can be further treated under reduced pressure by processing means (not shown).
이와같이 하여 생성된 락탐의 120일간에 걸쳐 측정된 알카리도는 제 2 도에서 실선으로 표시된 바와같으며, 도관 9로 부터 제거된 수용액의 샘플로 부터 회수된 락탐의 알카리도는 제 2 도에서 점선으로 표시된 바와 같다. 연속공정의 처음 70일간은 물을 교체할 필요가 없다.The alkalinity measured over 120 days of the thus produced lactam is as indicated by the solid line in FIG. 2, and the alkalinity of the lactam recovered from the sample of the aqueous solution removed from conduit 9 is indicated by the dotted line in FIG. 2. same. The first 70 days of the continuous process need not be replaced.
본 발명은 특허청구의 범위를 요지로 하는 바이나 다음의 실시태양을 또한 포함한다.The invention is subject to the scope of the claims, but also includes the following embodiments.
(1) 두 유기 추출단계를 동일한 조성물의 유기용매로 수행하는 특허청구의 방법.(1) The method of claim wherein the two organic extraction steps are carried out with an organic solvent of the same composition.
(2) 상술한 유기용매가 클로로포름, 염화메틸렌 또는 1,2-디클로로에탄인 실시태양(1)의 방법.(2) The method of embodiment (1), wherein the organic solvent described above is chloroform, methylene chloride or 1,2-dichloroethane.
(3) 실질적으로 상술한 내용 및 첨부도면과 실시예 에서 기술된 바와 같이 ε-카프로락탐을 회수하는 방법.(3) A method for recovering ε-caprolactam substantially as described above and in the accompanying drawings and examples.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR740003355A KR790001365B1 (en) | 1974-08-17 | 1974-08-17 | Process for recovery -caprolactam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR740003355A KR790001365B1 (en) | 1974-08-17 | 1974-08-17 | Process for recovery -caprolactam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR790001365B1 true KR790001365B1 (en) | 1979-09-28 |
Family
ID=19200398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR740003355A KR790001365B1 (en) | 1974-08-17 | 1974-08-17 | Process for recovery -caprolactam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR790001365B1 (en) |
-
1974
- 1974-08-17 KR KR740003355A patent/KR790001365B1/en active
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