PL44093B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wydzielania lak¬ tamu z kwasnej mieszaniny reakcyjnej. Chodzi tu najczesciej o mieszanine reakcyjna, w której powstal laktam na drodze przegrupowania Beckmanna odpowiedniego oksymu w silnym kwasie nieorganicznym jak kwas siarkowy lub fosforowy. Jak wiadomo, te kwasna miesza¬ nine reakcyjna zobojetnia sie przez dodatek zaisady, po czym górna warstwe zawierajaca laktam utworzona w czasie tego zobojetnienia oddziela sie i ekstrahuje rozpuszczalnikiem or¬ ganicznym- W procesie tym tworzy sie dolna warstwa, która zawiera duze ilosci soli nieorganicznej, np. fosforanu amonowego albo siarczanu amo¬ nowego, nadajacej sie do zastosowania jako na¬ wóz sztuczny, która otrzymuje sie z dolnej warstwy na drodze krystalizacji. Jako nawo¬ zy sztuczne — sole te nie sa dostatecznie bia¬ le. Z drugiej strony laktam wydzielony we¬ dlug znanych sposobów zawiera duze ilosci za¬ nieczyszczen, wskutek czego do dalszego oczyszczania tego laktamu - potrzeba *stosunkowa wysokiego nakladu keszsów.Proponowano juz (holenderski o&ie;patento¬ wy nr 81037 górna warslwe zaw*eaj^oai<»k*to 65% laktaiattu stezac-do zawairtosei $0 ^ Sflftb wagowych laktamu praed ekstraJ&oiwlBJ0ieii*fgo za pomoca rozpuszczalnika organicznego. S|»^ sób ten ma jednak te wade, ze st^eaie lak*a^ mu do zawartosci :80 — 90%wagowych »W3N»agftp duzych urzadzen i zwiazane jest z wys#fc«*i kosztami. Oprócz tego sposób ta*?«na te^waato ze czasami podczas ekstraktecii-wyd^Waf»C skladniki smoliste. Te smotole sWa4niki przypadku stosowania trafdycyjnego otwartego urzadzenia ekstrakcyjnego np. tak zwanego mieszalnika osadnikowego mozna usunac fchoc z.wielkim trudem przez wyczerpywanie, jednak prawie uniemozliwiaja one stosowanie nowo¬ czesniejszego, zamknietego urzadzenia ekstrak¬ cyjnego, np. tak zwanej koJwmny z tarczamirotacyjnymi albo kolumny pulsacyjnej* Oprócz tego okazuje sie, ze sól nieoa-ganiaaria. która otrzymuje sie tym sposobem nie jest dostatecz¬ nie biala.Wynalazek dotyczy sposobu nie wykazujace¬ go wyzej wymienionych wad, za pomoca któ¬ rego mozna prowadzic ekstrakcje w nowoczes¬ nym urzadzeniu.Sposób wedlug wynalazku wydzielania lak¬ tamu z kwasnej mieszaniny reakcyjnej, polega na zobojetnianiu kwasnej mieszaniny reakcyj¬ nej, oddzielaniu otrzymywanej górnej war¬ stwy zawierajacej laktam i ekstrahowaniu je] rozpuszczalnikiem organicznym. W tym celu kwasna mieszanine reakcyjna zobojetnia sie tylko w takim stopniu, azeby wartosc Ph dol¬ nej warstwy nie przekraczala 5,5 korzystnie 4,7, podczas gdy górna warstwe zawierajaca laktam, po oddzieleniu zobojetnia sie dalej przed ekstrakcja albo w czasie ekstrakcji tak dalece, zeby wartosc ph fazy wodnej podczas calej ekstrakcji utrzymywala sie powyzej 5,0.Jezeli w przeciwienstwie do sposobu wedlug wynalazku górna warstwe zawierajaca laktam oddzieli sie przy wartosci ph powyzej 5,5, wów¬ czas wytraca sie sól nieorganiczna, która nie jest dostatecznie biala. Oprócz tego wystepuje jeszcze ta niedogodnosc, ze w czasie dalszej ekstrakcji potrzebne jest wieksze urzadzenie ekstrakcyjne.To zjawisko mozna wyjasnic w sposób na¬ stepujacy. Kwasna mieszanina reakcyjna za¬ wiera zanieczyszczenia, które w przypadku do¬ prowadzenia ich do wyzszej wartosci p H dzia¬ laja co najmniej czesciowo jako substancje po- wierzchniowoczynne. Zanieczyszczenia te znaj¬ duja sie czesciowo w górnej warstwie zawie¬ rajacej laktam w przypadku kiedy dolna war¬ stwa wykazuje pH ponizej 5,5; w przypadku kiedy wartosc pH jest wyzsza od 5,5 zanie¬ czyszczenia te znajduja sie glównie w dolnej warstwie roztworu nieorganicznej soli. Jezeli nastepnie obydwie warstwy rozdziela sie przy wartosci pH powyzej 5,5, wówczas zanieczysz¬ czenia te przechodza czesciowo do roztworu soli nieorganicznej, przez co z jednej strony moga byc przyczyna zabarwienia soli nieorga¬ nicznej, a z drugiej strony nie moga spelnic w czasie procesu ekstrakcji korzystnej funkcji substancji powierzchniowo - czynnej- Jezeli, jak w sposobie wedlug wynalazku, obydwie warstwy rozdzieli sie przy wartosci pH poni¬ zej 5,5 i jezeli wartosc pH podwyzszy sie przed ekstrakcja albo w czasie ekstrakcji przez dodatek zasady, np. amoniaku, wówczas wy¬ mienione zanieczyszczenia dzialaja jako sub¬ stancje powierzchniowo - czynne, wskutek cze¬ go nastepuje lepsze zetkniecie sie obydwu faz w czasie ekstrakcji. Jezeli wydzielona przy war¬ tosci p H ponizej 5,5 górna warstwe zawiera¬ jaca laktam poddawaloby sie ekstrakcji bez dalszego zobojetniania, wówczas zanieczysz¬ czenia te powodowalyby %yzej wspomniane tworzenie substancji smolistych.W czasie eksrakcji wartosc pH fazy wodnej obniza sie. Dlatego konieczne jest warstwe lak- tamowa zawierajaca. wode tak dalece zobojet¬ nic przed ekstrakcja albo w czasie ekstrakcji, azeby wartosc p"h podczas ekstrakcji utrzymy¬ wala sie powyzej 5,0. Jezeli nie uczyniloby sie tego, wówczas pod koniec ekstrakcji otrzyma¬ loby sie faze wodna, o zbyt niskiej wartosci PH, przez co wystapiloby tworzenie sie substan¬ cji smolistych.Wedlug wynalazku korzystnie jest górna warstwe zawierajaca laktam zobojetnic przed ekstrakcja albo w czasie ekstrakcji w takim stopniu, aby wartosc pH fazy wodnej byla utrzymywana w czasie ekstrakcji w granicach od 7 do 8. Przy wartosci p H powyzej 7, dzia¬ lanie wymienionych zanieczyszczen jako sub¬ stancji powierzchniowo - czynnych jest lepsze.W celu osiagniecia wartosci p H ponizej 8 po¬ trzebne sa znowu stosunkowo duze ilcsci zasady.Poniewaz w sposobie wedlug wynalazku nie nastepuje odkladanie sie substancji smolistych, sposób ten nadaje sie korzystnie do stosowania w nowoczesnym urzadzeniu ekstrakcyjnym, przy czym korzystnie ekstrakcje prowadzi sie w tak zwanej kolumnie z tarczami rotacyjnymi.Mozna ewentualnie dodac roztworu soli nieorganicznej podczas destylacji, np. czesc wydzielonego roztworu soli nieorganicznej.Osiaga sie przez to tak zwany efekt wysolenia, dzieki czemu wystarczy mniejsze urzadzenie ekstrakcyjne. Okazalo sie jednak, ze przez do¬ datek tego rodzaju soli w czasie ekstrakcji otrzymuje sie laktam, który w niewielkim stopniu, jednak wyraznie jest gorszej jakosci.Przed decyzja, czy dodac sól nieorganiczna w czasie ekstrakcji nalezy wiec rozwazyc wymie¬ niona zalete z wymieniona niedogodnoscia.Nastepujace przyklady maja na celu blizsze wyjasnienie wynalazku bez ograniczania go. - 2Przyklad L Mieszanine reakcyjna utworzo¬ na na drodze przegrupowania Beckmanna oksy¬ mu cykloheksanonu z kwasem siarkowym zo¬ bojetnia sie amoniakiem wsród intensywnego mieszania, az dolna warstwa osiagnie wartosc Ph = 4, która mierzy sie szklana elektroda ka- lomelowa. Powstaje uklad dwuwarstwowy, którego górna warstwa sklada sie z okolo 65% kaprolaktamu, okolo 1% siarczanu amonowe¬ go i okolo 34% wody, a dolna warstwa sklada sie z okolo 40%-owego wodnego roztworu siar¬ czanu amonowego i malej ilosci kaprolaktamu.Te male ilosci kaprolaktamu wydziela sie z tej warstwy przez obróbke benzenem. Do górnej warstwy dodaje sie amoniak, po czyni eks¬ trahuje sie w kolumnie z tarczami rotacyjnymi w temperaturze okolo 20°C za pomoca benzenu zawierajacego laktam, otrzymanego przy obrób¬ ce dolnej warstwy. Wysokosc kolumny wynosi 440 cm, a srednica 6,5 cm. Szybkosc obrotu wy¬ nosi 475 obr/minute. Górna warstwa doplywa do kolumny z szybkoscia 10 litrów/godzine, a benzen z szybkoscia 30 litrów/godzine.Faza wodna wyplywajaca u dolu kolumny * wykazuje wartosc pH = 7,5, podczas gdy za¬ wartosc laktamu wynosi 0,4%. Po pracy kolum¬ ny w ciagu 120 godzin blizsze badania nie wy¬ kazaly obecnosci skladników smolistych.Przyklad II, Postepuje sie jak w przykla¬ dzie I, przy czym jednak w przeciwienstwie do sposobu wedlug wynalazku, po wydzieleniu górnej warstwy zawierajacej laktam nie doda¬ je sie amoniaku. Wartosc ph fazy wodnej wy¬ chodzacej z kolumny z tarczami rotacyjnymi wynosi w tym przypadku 3,5, a zawartosc lak¬ tamu okolo 2%. Po 50 godzinach trzeba kolum¬ ne wylaczyc z pracy z powodu calkowitego zanieczyszczenia skladnikami smolistymi.Przyklad III. Postepuje sie jak w przy¬ kladzie I, jednak z ta róznica, ze juz przed od¬ dzieleniem warstwy wartosc ph doprowadza sie do 7. Bez dalszego dodawania amoniaku górna warstwe zawierajaca laktam, ekstrahuje sie w kolumnie z tarczami rotacyjnymi. W tym przypadku zawartosc laktamu w wodnym roz¬ tworze wychodzacym z kolumny wynosi 2,5%.Siarczan amonowy otrzymany po wydzieleniu z wodnej warstwy jest znacznie mniej bialy anizeli produkt otrzymany w obydwu poprzed¬ nich przykladach.Wynalazek nie ogranicza sie w zadnym ra¬ zie do wydzielania kaprolaktamu. Wynalazek mozna równiez stosowac przy innych lakta¬ mach, np. przy kapryloiaktamie. Poza tym wynalazek nie ogranicza sie do laktamu otrzy¬ manego na drodze przegrupowania Beckmanna odpowiedniego oksymu. Równiez przy obróbce np 1 — nitro — 1 — hydroksymetylocykloheksa- nu w kwasnym srodowisku otrzymuje sie lak¬ tam w kwasnej mieszaninie reakcyjnej w sto¬ sunku, do którego mozna znalezc zastosowanie sposób wiejdlug wynalazku. Daleg wynalazek nie ogranicza sie do kwasnych mieszanin za¬ wierajacych kwas siarkowy; takze przy zasto¬ sowaniu innych kwasów nieorganicznych jak kwasu fosforowego mozna stosowac sposób wedlug wynalazku. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wydzielania laktamu z kwasnej mie¬ szaniny reakcyjnej, przez zobojetnienie kwasnej mieszaniny reakcyjnej, oddzielenie otrzymanej górnej warstwy zawierajacej laktam i ekstrakcje rozpuszczalnikiem or¬ ganicznym, znamienny tym, ze kwasna mieszanine reakcyjna zobojetnia sie tylko w takim stopniu, ze wartosc p H dolnej war¬ stwy nie przekracza 5,5, podczas gdy gór¬ na warstwe zawierajaca laktam po oddzie¬ leniu zobojetnia sie dalej przed ekstrakcja albo w czasie ekstrakcji tak, iz wartosc pH fazy wodnej podczas calej ekstrakcji wy¬ nosi powyzej 5,0.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kwasna mieszanine reakcyjna zobojetnia sie korzystnie tylko w takim stopniu, azeby wartosc pH dolnej warstwy nie wzrosla po¬ wyzej 4,7. 3- Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tymi, ze górna warstwe zawierajaca laktam po wydzieleniu zobojetnia sie przed ekstrak¬ cja albo w czasie ekstrakcji tak, zeby war¬ tosc pH fazy wodnej podczas calej ekstrak¬ cji wynosila 7 — 8. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, 2 lub 3, znamienny tym, ze ekstrakcje prowadzi sie w kolum¬ nie z tarczami rotacyjnymi. StamicarbonN. V. Zastepca: mgr inz. Actolf Towpik rzecznik patentowy 2320. RSW „Prasa", Kielce. PL