NO142862B - Presse med to pressvalser med mellomliggende nyp - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved kontinuerlig krystallisasjon av adipinsyre.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved kontinuerlig krystallisasjon av adipinsyre.

En velkjent og industrielt anvendt me-tode til fremstilling av adipinsyre, som er en verdifull forbindelse med utstrakt anvendelse, omfatter en rekke trinn, deri-blant: (1) oxydasjon av cyclohexan i flytende tilstand med luft eller annen gass som inneholder molekylært oxygen, til en blanding av cyclohexanol og cyclohexanon med relativt liten omsetning men med høyt utbytte, (2) adskillelse av ikke oxy-dert cyclohexan fra cyclohexanolen og cyclohexanonet, som dannes som mellomprodukter ved reaksjonen, (3) oxydasjon av disse mellomprodukter med et sterkt oxy-dasjonsmiddel som salpetersyre til adipinsyre sammen med mindre mengder av andre tobasiske, organiske syrer som glu-tarsyre og ravsyre og (4) adskillelse av den erholdte adipinsyre fra de nevnte organiske

biprodukter, så vel som fra oxydasjons-;

midlet.

Adskillelsen av adipinsyren fra de øv- j rige tobasiske syrer som dannes ved oxyda-sjonen med salpetersyre utføres i indu-striell målestokk ved krystallisasjon av adipinsyren. fra oxydasjonsproduktet og sepa-rasjon av den utkrystalliserte adipinsyre fra moderluten. Utkrystalliseringen av adipinsyre utføres hensiktsmessig under anvendelse av krystallisasjonsapparater av inndampningstypen. Det er tidligere funnet at krystallisasjonen av adipinsyre fordel-aktig kan utføres under anvendelse av krystallisasjonsapparater av «Oslo»-typen tilpasset for kontinuerlig krystallisasjon, Ved drift av sådanne apparater ledes en oppløsning av adipinsyre i salpetersyre inn i krystallisasjonsapparatet på slik måte at oppløsningen først passerer gjennom en inndampningssone hvor en del av salpeter-syren og vannet avdampes til likevektstemperatur. I denne sone finner der sted inndampning og avkjøling i en på forhånd bestemt grad, hvorved oppløsningen av adipinsyre overføres i en oppløsning som er overmettet i en på forhånd bestemt grad. Denne overmettede oppløsning av adipinsyre ledes derpå gjennom en krystallisasjonssone i hvilken adipinsyrekrystallene vokser til en størrelse innenfor et passende område. Når krystallene har nådd den ønskede størrelse, taes de kontinuerlig ut fra krystallisasjonssonen i form av en krystallmasse som inneholder en blanding av fast adipinsyre og moderlut. Denne krystallmasse ledes så til en passende sepa-rasjonsanordning som f. eks. et roterende vakuumfilter på hvilket den utkrystalliserte adipinsyre oppsamles.

Det har reist seg visse problemer i forbindelse med anvendelse av krystallisa-sjonsapparatur av den foran nevnte type for fremstilling av adipinsyre. Et besværlig problem er opphopning av adipinsyrekrystaller på krystallisasjonssonens innerveg-ger, så vel som i ledningene fra krystallisasjonssonen til separasjonsanordningene. Selv om krystallisasjonsapparaturen er konstruert for kontinuerlig drift, må driften avbrytes fra tid til annen på grunn av nevnte dannelse av adipinsyreavsetninger i apparaturen.

Et annet problem, i forbindelse med krystallisasjon under anvendelse av appa-ratur som foran nevnt, skyldes skumning av det materiale som inndampes. I mange tilfeller dannes der så meget skum at en del av det går over til kondensatorene og vakuum-apparaturen, hvorved en del av den verdifulle adipinsyre går tapt.

Det har nu vist seg at nærværet av visse siloxaner i vesentlig grad reduserer opphopningen av adipinsyrekrystaller på innerflaten av krystallisasjonsapparaturen og at skumningen av det materiale som underkastes inndampning, også minskes betydelig ved deres nærvær.

Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebrin-ges der således en fremgangsmåte ved kontinuerlig krystallisasjon av adipinsyre fra en vandig oppløsning av samme, hvilken fremgangsmåte utmerker seg ved at der i krystallisasjonsapparatet under krystallisasjonen tilsettes en slik mengde av en vandig emulsjon av et polyorganosiloxan av den generelle formel:

hvor hver R uavhengig av de øvrige betegner et lavere alkyl-, aryl-, alkylaryl- eller aralkylradikal, og n er et helt tall fra 2 til 9, at innholdet av polyorganosiloxan i opp-løsningen holdes mellom 0,1 og 10 deler pr. million deler oppløsning.

Fortrinnsvis settes polyorganosiloxanet i vandig emulsjon til suspensjonen av adipinsyrekrystaller like før adipinsyrekrystallene separeres fra moderluten. Fortrinnsvis er R et methyl- eller ethylradikal. Blan-dinger hvor komponentene har forskjellige kjedelengder kan godt anvendes. Hydro-carbonsubstituentenes orientering og na-tur er ikke av kritisk betydning forutsatt at siloxanets kjede er tilstrekkelig lang til at siloxanet er flytende og at det ikke har tverrbindinger i slik grad at det er et fast stoff. Siloxanet bør ha et kokepunkt som er så høyt at det ikke avdestilleres i inndampningssonen. Polyalkylsiloxaner som polydi-methylsiloxaner med viskositet mellom 50 og 1000 centistoke, målt ved 25°C, er sær-lig fordelaktige. Da siloxaner av den oven-for angitte type i og for seg ikke er bland-bare med vann, tilsettes de krystallisasjonsapparatet i form av emulsjoner. Væsker med forskjellige viskositeter og sammen-setninger finnes blant de i handelen tilgjengelige emulsjoner. Slike emulsjoner inneholder normalt ca. 35—50 pst. polyorganosiloxaner, idet resten er vann og små mengder av en passende emulgator. De i handelen tilgjengelige produkter kan også inneholde rusthindrende midler. Siloxan-emulsj onene er hvite og fløteaktige. De er relativt stabile ved lagring. Emulsjonene kan lett fortynnes med vann. De fortynnede emulsjoner er stabile under de betingelser som benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Før man tilsetter siloxanene til krystallisasjonsapparatet, foretrekkes det å fortynne dem betydelig, f. eks. i for-holdet 10 deler vann til 1 del emulsjon, for å lette behandlingen av materialet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan med fordel anvendes i forbindelse med en krystallisasjonsprosess som nedenfor be-skrevet.

En strøm av en oppløsning av adipinsyre i vandig salpetersyre ledes gjennom en vakuumsone i et vakuumkrystallisasjons-apparat. Denne oppløsning kan være reak-sjonsproduktet fra den konvensjonelle oxydasjon av cyclohexanol og/eller cyclohexanon med salpetersyre til visse tobasiske organiske syrer, hovedsakelig adipinsyre. Det anvendte krystallisasjonsapparat kan være av den type som i alminnelighet betegnes «Oslo»-krystallisasjonsapparat. I vakuum-sonen destilleres den adipinsyreholdige oppløsning til likevektstemperatur. I denne sone finner der også sted fordampning og avkjøling i en på forhånd bestemt grad, slik at man oppnår en på forhånd bestemt over-mettethet av adipinsyreoppløsningen. Den overmettede oppløsning tas kontinuerlig ut fra inndampningssonen og ledes til en krystallisasjonssone i hvilken der dannes adipinsyrekrystaller. Den herved erholdte krystallsuspensjon tas ut fra krystallisasjonssonen med en hastighet som praktisk talt er lik den hastighet med hvilken adipinsyrekrystallene dannes. Den uttatte krystallsuspensjon ledes kontinuerlig til en separasjonssone i hvilken en del av adipinsyrekrystallene og moderluten tas ut ved filtrering eller ved hjelp av andre separa-sjonsmetoder. Den tilbakeværende krystallsuspensjon føres kontinuerlig tilbake til krystallisasjonssonen. Polyorgano-siloxanet tilsettes så kontinuerlig i form av en emulsjon til denne krystallsuspensjon like før suspensjonen ledes tilbake til krystallisasj onssonen.

Polyorganosiloxanet tilsettes kontinuerlig til krystallisasjonsapparatet og ikke chargevis. Det er nemlig funnet at chargevis tilsetning av polyorganosiloxanet ikke forhindrer skumning eller dannelse av adi-pinsyrekrystallavsetninger, men bare un-dertrykker disse ulemper når de først er oppstått.

Det er meget overraskende at tilsetning av flytende polyorganosiloxaner i form av emulsjoner forhindrer skumning i inndampningssonen. Det er velkjent at hvert enkelt skumningsproblem er forskjellig og i alminnelighet krever en empirisk løsning. I sin alminnelighet er de fleste antiskum-ningsmidler lite oppløselige i de medier hvor de er effektive. Da de emulsjoner som ifølge oppfinnelsen tilsettes til krystallisasj onsapparatene, er oppløselige i væsken i disse, kunne man ikke vente at skumningen ville nedsettes.

Det sted hvor det flytende polyorganosiloxan tilføres krystallisasjonsapparatet, er ikke av kritisk betydning, forutsatt at der er tilstede i inndampningssonen en mengde som er tilstrekkelig til å forhindre skumning i krystallisasj onssonen og forhindre oppsamling av krystallavsetninger på krystallisasj onsapparatets vegger og i ledninger forbundet med apparatet. Det foretrekkes imidlertid å tilsette siloxanet kontinuerlig til den krystallsuspensjon som ledes tilbake fra separasjonssonen til krystallisasj onssonen.

Der refereres nu til vedføyede tegning som viser en utførelsesform for et apparat til anvendelse i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

På tegningen betegner 10 en inndampningssone i hvilken vann og salpetersyre fjernes slik at oppløsningen i sonen over-mettes. Utgangsmaterialet, altså en opp-løsning av adipinsyre i vandig salpetersyre, ledes inn i apparaturen gjennom en ledning 12. Det kommer inn i apparaturen ved 14 og blandes med en oppadgående strøm i ledning 16. Blandingen drives oppover gjennom denne ledning 16 ved hjelp av en pumpe og kommer inn i en destillasjonsbe-holder 18. Ved toppen av denne beholder er der en utløpsledning 20 som kan være forbundet med kondensasjonsanordninger og anordninger for frembringelse av vakuum. Ved destillasjonen får man avkjøling og inndampning i en viss grad, hvorved oppløsningen blir overmettet i en bestemt grad. Den overmettede oppløsning passerer gjennom ledning 22 til krystallisasjonssone 24. I tank 26 dannes der krystaller av adipinsyre, og væskestrømmen i denne tank har en klassifiserende virkning. Moderlut kan tas ut fra tanken 26 ved 28 og ledes tilbake til inndampningssonen gjennom ledningen 16.

Krystallmasse tas ut fra tankens 26 bunn og føres gjennom ledning 30 ved hjelp av en pumpe til en separasjonssone 32. I denne sone er der på tegningen vist en tank 34 for krystallsuspensjonen, i hvilken der er anbragt et roterende vakuumfilter 36. Moderluten i krystallsuspensjonen tas ut i filtrets indre mens en filterkake 38 dannes på filterets ytterflate. Denne filterkake fjernes fra filtret og faller ut gjennom ledning 40 for eventuell viderebehandling. Filtratet bestående av moderlut for-later separasjonssonen gjennom ledningen 42 for eventuell viderebehandling. Den øvre del av krystallmassen i tanken 34 ledes gjennom ledning 44 tilbake til krystallisasjonssonen.

En fortynnet emulsjon av et polyorganosiloxan pumpes eller måles med en på forhånd bestemt hastighet fra en beholder for emulsjonen (ikke vist på tegningen) gjennom en ledning 46. Denne emulsjon kommer inn i separasjonssonen like over det sted hvor krystallsuspensjonen føres tilbake gjennom ledningen 44. På denne måte opprettholdes der en på forhånd bestemt mengde av siloxanet i inndampningssonen og i krystallisasj onssonen under driften.

I det følgende beskrives som eksempel en utførelsesform for oppfinnelsen.

Eksempel.

Der ble anvendt et kontinuerlig va-kuumkrystallisasjonsapparat av «Oslo»-typen, som vist i vedføyede tegning, til å krystallisere adipinsyre fra oppløsningen i salpetersyre av produktet fra oxydasjon av en blanding av cyclohexanol og cyclohexanon med salpetersyre på konvensjonell måte. Krystallisasjonsapparatet ble anvendt under stadig opprettholdelse av samme betingelser. Man fortynnet et i vann dispergerbart siloxan som fåes i handelen under betegnelsen «Dow Coming 36 Emulsion». Denne emulsjon inneholdt før fortynningen 35 pst. flytende polydimethyl-siloxan, en liten mengde av et disperger-ingsmiddel, en liten mengde natriumnitrit som rusthindrende middel og vann som for-tynningsmiddel. Til fortynningen ble der anvendt ca. 16 deler vann til 1 del emulsjon. Den fortynnede emulsjon ble utmålt kontinuerlig til tanken 34 i slik mengde at man fikk ca. 0,5 deler siloxan pr. million deler i materialet i inndampningssonen samt i krystallisasj onssonen. Det ble ob-

servert at ingen overdreven skumning fant

sted efter tilsetningen av emulsjonen og at

avsetningen av adipinsyrekrystaller i krystallisasjonsapparatet ble minsket i bemerkelsesverdig grad.

I et kontrollforsøk som ble utført under identiske betingelser, men med tilsetning av siloxanet porsjonsvis når overdreven skumning ble observertiinndampnings-sonen, ble overdreven skumning ikke for-hindret men bare undertrykket når den

først var begynt. Heller ikke fant der sted

noen bemerkelsesverdig minskning av avsetningen av adipinsyre i krystallisasjonsapparatet.

Av det foregående sees det at der opp-. nås mange fordeler ved fremgangsmåten

ifølge oppfinnelsen. En fordel er at skumningen i krystallisasj onssonen blir minimal.

Dette betyr at en relativt effektiv inndampning av utgangsmaterialet kan oppnås uten

risiko for at skum går over til kondensa-sjonsapparaturen. Dessuten oppnår man at

der forløper relativt lange tidsrom før man

behøver å avbryte driften av krystallisasjonsapparatet for å fjerne avsetninger av

adipinsyre i ledningene og i krystallisasj onssonen.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved kontinuerlig

krystallisasjon av adipinsyre fra en vandig oppløsning av samme, karakterisert v e d at der i krystallisasjonsapparatet un- der krystallisasjonen kontinuerlig tilsettes en slik mengde av en vandig emulsjon av et polyorganosiloxan av den generelle formel: hvor hver R uavhengig av de øvrige betegner et lavere alkyl-, aryl-, alkylaryl- eller aralkylradikal, og n er et helt tall fra 2 til 9, at innholdet av polyorganosiloxan i oppløsningen holdes mellom 0,1 og 10 deler pr. million deler oppløsning.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at polyorganosiloxanet i vandig emulsjon settes til suspensjonen av adipinsyrekrystaller like før adi-pinkrystallene separeres fra moderluten.

3. Fremgangsmåten ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at der anvendes et polyorganosiloxan med en viskositet fra 50 til 1000 centistoke, målt ved 25°C.