NL8002554A - Werkwijze voor het zuiveren van ruw caprolactam. - Google Patents

Description

f ' ^ t *

Werkwijze voor het zuiveren van ruw caprolactam.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het zuiveren van ruw caprolactam dat als verontreinigingen primaire amiden van formule 1, waarin R een koolwaterstofgroep met 1 tot 14 koolstofatomen is, in het bijzonder hexahydro-5 benzamide, en andere nevenprodukten bevat. Voorts heeft de uitvinding betrekking op het aldus gezuiverde caprolactam.

Werkwijzen voor het zuiveren van het ruwe caprolactam dat amiden als hiervoor omschreven bevat, in het bijzonder hexahydrobenzamide, en andere nevenprodukten, zijn bekend. De 10 genoemde methoden kunnen worden onderverdeeld in twee verschillende klassen, en in het bijzonder kunnen ze worden geklasseerd als methoden van chemische aard en methoden van fysische aard.

Zo wordt bijvoorbeeld een methode van chemische aard beschreven in de Japanse octrooiaanvrage 46-23751, welke als kenmerk heeft 15 dat ruw caprolactam wordt behandeld met een natriumhypochloriet oplossing. Een andere methode van chemische aard werd beschreven in het Duitse Offenlegungsschrift 1.926.932 en bestaat daarin dat men het gesmolten ruwe caprolactam behandelt met metaaloxyden.

De methoden van fysische aard bestaan in hoofdzaak uit destilleren 20 en/of rectificeren van het caprolactam. Zo wordt bijvoorbeeld in het Britse octrooischrift 1.157.416 een methode beschreven voor het zuiveren van caprolactam door destillatie. In aanvragers Italiaanse octrooiaanvrage 20612 A/79 wordt een methode beschreven voor het zuiveren van ruw caprolactam door een combinatie van 25 destillatie- en rectificatie-operaties.

Deze laatstgenoemde methode, beschreven in aanvragers Italiaanse octrooiaanvrage 20612 A/79, heeft, ofschoon 800 25 54 2 zij het mogelijk maakt een groter gedeelte van het caprolactam te verkrijgen in een zodanig zuivere vorm dat het industrieel gebruikt kan worden ter bereiding van polycaprolactam, echter het nadeel dat rectificatie- of destillatie-staartprodukten die naast 5 een of meer amiden als hiervoor omschreven en andere nevenprodukten bevatten, tevens aanzienlijke hoeveelheden caprolactam moeten worden weggegooid. Om de werkwijze economisch te maken is het noodzakelijk dit caprolactam te winnen uit de rectificatie-s taartprodukt en.

10 Aanvrager heeft nu verrassenderwijs een methode gevonden voor het zuiveren van ruw caprolactam dat een of meer amiden als hiervoor omschreven, in het bijzonder hexahydrobenz-amide, en andere nevenprodukten bevat, waarmee de voornoemde nadelen praktisch worden geëlimineerd.

15 De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor het verwijderen van de hiervoor omschreven amiden uit de rectificatie- of destillatie-staartprodukten en derhalve voor het winnen van het caprolactam dat in de genoemde rectificatie-staart-produkten aanwezig is. De genoemde rectificatie- of destillatie-20 staartprodukten kunnen alleen worden behandeld, zoals de voorkeur verdient in een discontinue werkwijze, of ze kunnen worden behandeld tezamen met de lactamolie, zoals de voorkeur verdient in een continue werkwijze.

De onderhavige werkwijze wordt gekenmerkt door-25 dat de voomoemde verontreinigingen worden afgescheiden van het caprolactam door een reeks van extracties met selectieve oplosmiddelen.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt op geschikte wijze gebruikt wanneer het caprolactam, bijvoorbeeld ver-30 kregen door nitroseren van hexahydrobenzoëzuur, wordt geëxtraheerd uit de zwavelzure oplossingen daarvan na neutraliseren daarvan, bijvoorbeeld met ammoniak, en extraheren met een aromatische koolwaterstof, bijvoorbeeld tolueen.

Door de genoemde methode is het mogelijk capro-35 lactam te behandelen dat voortkomt uit caprolactam-destillatie-en/of -rectificatie-operaties, operaties waaruit enerzijds nage- 800 25 54 * * 3 noeg zuiver caprolactam wordt verkregen en anderzijds (bijvoorbeeld als residu van de destillatie en van de rectificatie) een caprolactam waarin het gehalte aan amide-verontreinigingen aanzienlijk is toegenomen tot 10 maal de aanvankelijke waarde. Dit 5 onzuivere lactam kan wanneer het eenmaal de behandeling voor de gedeeltelijke of gehele verwijdering van de amiden volgens de onderhavige uitvinding heeft ondergaan worden teruggeleid in de zuiveringscyclus beschreven in de Italiaanse octrooiaanvrage 20612 A/79 van aanvrager.

10 Een doel van de onderhavige uitvinding is derhalve het verschaffen van een werkwijze voor het zuiveren van ruw caprolactam dat als verontreinigingen een of meer amiden als hiervoor omschreven en andere nevenprodukten omvat, gekenmerkt door de uitvoering van de volgende handelingen in de hieronder aange- 15 geven volgorde: (a) een oplossing van ruw caprolactam in een organisch oplosmiddel dat nagenoeg onoplosbaar is in water wordt behandeld met water om het: grootste deel van het caprolactam in gezuiverde vorm te extraheren; 20 (b) de waterige caprolactam-oplossing wordt afge scheiden en het caprolactam wordt geïsoleerd door bekende methoden; (c) de resterende oplossing in het organische oplosmiddel, dat een gedeelte van de amiden en van de nevenprodukten bevat, wordt behandeld met een mineraal zuur in zodanige 25 concentratie dat het inert is ten opzichte van het organische oplosmiddel en dat het de vorming van twee afzonderlijke fasen veroorzaakt; (d) de twee fasen van het mengsel die gevormd zijn worden gescheiden in een zware fase, welke het minerale zuur, 30 het respectieve verdunningswater daarvan en het grootste gedeelte van alle amides van formule 1 en de andere voornoemde nevenprodukten bevat; en een lichte fase, welke het organische oplosmiddel en elke uiteindelijke hoeveelheid achtergebleven amiden en nevenprodukten bevat, en 35 (e) de genoemde lichte fase wordt in het alge meen en bij voorkeur teruggeleid naar stap (a) door bekende 800 25 54 4 methode.

Bij voorkeur wordt zwavelzuur met een concentratie aan I^SO^ van 50 tot 90 gew.% als mineraal zuur voor het uitvoeren van de zuivering van het organische oplosmiddel ge-5 bruikt.

De hoeveelheid mineraal zuur gebruikt in stap (c) is van 0,02 tot 0,2 gew.dln per deel ruw caprolactam.

Als organisch oplosmiddel dat nagenoeg onoplosbaar is in water kan bijvoorbeeld benzeen, tolueen, o-, m- of 10 p-xyleen of een mengsel daarvan, bijvoorkeur tolueen, worden gebruikt.

Volgens de uitvinding ligt de concentratie aan ruw caprolactam in het organische oplosmiddel dat nagenoeg onoplosbaar is in water tussen 2 en 12%, bij voorkeur tussen 3 en 10 15 gew.%. Indien tolueen wordt gebruikt als organisch oplosmiddel is de genoemde concentratie ongeveer 10 gew.%.

Op geschikte wijze wordt volgens de uitvinding het water toegevoegd aan de oplossing van ruw caprolactam in het organische oplosmiddel in een hoeveelheid die bij voorkeur is 20 gelegen tussen 20 en 150 gew.% betrokken op het ruwe caprolactam.

Bij voorkeur worden de handelingen aangegeven onder (a), (c) en (d) uitgevoerd bij een temperatuur gelegen tussen 15 en 25°C, bij voorkeur bij kamertemperatuur.

De uitvinding heeft verder betrekking op het 25 caprolactam dat gezuiverd is door de hierboven aangegeven methode.

De volgende voorbeelden zijn ter toelichting en niet ter beperking van de uitvinding.

Voorbeeld I

30 Een inrichting, bestaande uit twee mechanisch geroerde extractiekolommen en een glazen vat, dat een geroerde zone en een decanteerzone omvat, wordt gebruikt voor de behandeling van de tolueenoplossing met zwavelzuur. De zuiveringstest wordt als volgt uitgevoerd. (De temperatuur van de diverse delen 35 van de inrichting en de drukken zijn kamertemperaturen en -drukken; 800 2 5 54 4 f 5 meq betekent milliequivalenten).

495 g per uur ruwe lactamolie, behandeld met soda overeenkomend met 200 g per uur zuiver caprolactam en 9 meq/h amiden van formule 1 worden continu toegevoerd boven in een kolom 5 (C-l). 1700 g per uur tolueen, komend uit het RTS vat (reactor voor de behandeling van afgevoerde tolueen) wordt toegevoerd aan de basis van de genoemde kolom (C-l).

Een oplossing van caprolactam in tolueen, bestaande uit ongeveer 90 gew.% tolueen en ongeveer 10 gew.% caprolactam 10 verlaat de top van kolom C-l en wordt toegevoerd aan de basis van kolom C-2.

200 g per uur wat>er wordt toegevoerd aan de top van kolom C-2, terwijl 400 g per uur 50 %-ige waterige caprolac-tamoplossing met een gehalte aan amiden vanfcrmule 1 van 5,6 milli-15 equivalent per uur uit de bodem daarvan wordt afgevoerd. Ongeveer 1700 g per uur ruw tolueen met een totaal gehalte aan amiden van formule 1 van 3,6 meq/h stromen uit de top van kolom C-2.

Tolueen wordt toegevoerd aan de RTS waarin 14 g per uur 82 %-ig H^SO^ in gelijkstroom wordt toegevoerd. Het gehalte aan amiden 20 van formule 1 in het tolueen dat uit RTS stroomt is nagenoeg nul; het genoemde tolueen komt rechtstreeks binnen bij de bodem van kolom C-I. Zwavelzuur stroomt uit RTS met een gehalte aan amiden van formule 1 van 3,6 meq/h. De balans van de amiden van formule 1 laat zien dat 40 % van de amiden toegevoerd aan kolom 25 C-l tezamen met het caprolactam worde af gevoerd met het zwavelzuur.

80025 54

Claims (11)

1. Werkwij ze voor het zuiveren van ruw caprolactam dat als verontreinigingen een of meer primaire amiden van formule 1, waarin R een koolwaterstofgroep met 1 tot 14 koolstof- 5 atomen is en andere nevenprodukten bevat, met het kenmerk, dat de volgende handelingen in de aangegeven volgorde worden uitgevoerd: (a) een oplossing van het genoemde ruwe caprolactam in een organisch oplosmiddel daarvoor, dat nagenoeg onoplosbaar is in water, wordt behandeld met water op zodanige wijze 10 dat het grootste gedeelte van het caprolactam in gezuiverd vorm wordt geëxtraheerd; (b) de waterige caprolactam-oplossing wordt afgescheiden en het caprolactam wordt bekende methoden geïso^leerd; (c) de achterblijvende oplossing van het orga-15 nische oplosmiddel dat een hoeveelheid van de amiden en nevenprodukten als hiervoor aangegeven bevat wordt behandeld met een mineraal zuur in een zodanig-e concentratie dat het inert is ten opzichte van het voornoemde organische oplosmiddel en de vorming van twee afzonderlijke fasen veroorzaakt; 20 (d) de twee fasen van het mengsel dat zich ge vormd heeft worden gescheiden in een zware fase, die het minerale zuur, het respectieve verdunningswater daarvan en het grootste gedeelte of alle amiden van formule 1 en de genoemde nevenprodukten bevat; en een lichte fase die het organische oplosmiddel en 25 een eventueel resterend gedeelte van de amiden en de nevenprodukten bevat; en (e) de genoemde lichte fase wordt in het algemeen en bij voorkeur teruggeleid naar (a) door bekende methoden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 30 dat het amide van formule 1 hexahydrobenzamide is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het gebruikte organische oplosmiddel tolueen is.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande condu-sies, met het kenmerk, dat het minerale zuur zwavelzuur is met 35 een E^SO^-concentratie van 50 tot 90 gew.%.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 80025 54 met het kenmerk, dat het minerale zuur genoemd onder (c) in conclusie 1 wordt gebruikt in een hoeveelheid tussen 0,02 en 0,2 gew.dln per deel ruw caprolactam.

6. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, 5 dat de concentratie aan ruw caprolactam in de oplossing in organisch oplosmiddel is gelegen tussen 2 en 12, bij voorkeur tussen 3 en 20 gew.%.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de concentratie aan ruw caprolactam in to^lueen ten hoogste 10 ongeveer 10 gew.% is.

8. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoeveelheid water toegevoegd aan de ruwe caprolactamoplossing is gelegen tussen 20 en 150 gew.%, betrokken op het ruwe caprolactam.

9. Werkwijze volgens een van de voorgaande con clusies, met het kenmerk, dat de handelingen, aangegeven onder (a), (c) en (d) worden uitgevoerd bij een temperatuur gelegen tussen 15 en 25°C, bij voorkeur bij kamertemperatuur.

10. Caprolactam gezuiverd door de werkwijze vol- 20 gens een van de voorgaande conclusies.

11. Werkwijzen en voortbrengselen als beschreven in de beschrijving en/of de voorbeelden. //1 800 25 54