SU825519A1 - Способ получения капролактама из отходов производства капронового волокна - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к усовершенствованноьсу . способу ползгчени  капролактама из отходов производства капронового волокна - водного раствора капролактамно-олигомерного экстракта и твердых поликапроамидных отходов. Известен способ получени  капролактама из водного раствора капролактамно-олигомерного экстракта и твердых поликапроамндных отходов путем деполимеризации твердых поликапроамидных отходов перегретым паром в присутствии ортофосфорной кислоты, нейтрализации полученного раствора окисью кальци  до рН 7-9 в пpиcyтcтви активированного угл , фильтрации, кон центрировани  смеси полученного фильт рата с водным раствором капролактамно-олигомерного экстракта до 60-70% с последующей обработкой реакционной массы окислителем, например перманганатом кали , и окисью кальци  до рН 11,5-12, фильтрацией, концентрированием фильтрата до 98-99%, обезвоживанием и двукратной дистилл цией. Выход целевого продукта 70% D . Недостатки способа заключаютс  в низкам выходе и недостаточно высоком качестве целевого продукта. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ получени  капролактама из отходов производства капронового волокна - водного раствора капролактамно-олигомерного экстракта и твердых поликапроамидных отходов путем их деполимеризации в присутствии ортофосфорной кислоты снача- ла при 150-210 С и давлении 4-18 ати, а затем в токе вод ного пара при 210-260°С и давлении 0,1-0,5 ати, концентрированием деполимеризата до. 70-80%, нейтрализацией концентрата раствором щелочи, отделением щелочного сло  от концентрата капролактама с последующей обработкой последнего перманганатом кали  сначала при рН 9-10, а затем при рН 4-5, фильтрацией. концентрированием полученного фильтра та до 98-99%, дистилл цией концентрата , растворением капролактама-сырца 8 воде с получением 70%-ного раствора , обработкой ортофосфорной кислотой активированным углем и окисью кальци , фильтрацией, концентрированием фильтрата до 98-99%, обезвоживанием концентрата, ректификацией и кристаллизацией готового продукта. Выход 76,5-80,5% 2J. Недостатками этого способа  вл ютс  сложность оформлени  технологического процесса и низкий выход целевого продукта за счет многостадийности про цесса и больших потерь капролактама в виде щелочного сло  и кубового остатка от дистилл ции капролактамасырца , направл емых на уничтожение. При этом с кубовым остатком в за- висимости от прин той технологии вакуумной дистилл ции и соотношени  перерабатываемых твердых отходов и капролактамно-олигомерного экстракта тер етс  15-25% вырабатываемого капролактама . Невозможность переработки |Кубового остатка в целевой продукт объ сн етс  тем, что данный отход значительно загр знен, вследствие того , что примен емые способы очистки регенерированного капролактама малоэффективны . В кубовом остатке нар ду с капролактамом содержатс  хорошо растворимые в воде смолообразные продукты взаимодействи  кислых органических соединений с едким натром, кальцием, марганцем, калием, продукты щелочного гидролиза - аминокапронаг натри , неорганические составл ющие - едкий натр,фосфаты, олигомеры капролактама и др. Содержание олигстеров значитель но (20-50%) и они не позвол ют применить широко распространенные в производстве синтетического капролактама способы его очистки органическим раст ворителем (бензолом, трихлорэтиленом толуолом), так как олигомеры в растворителе набухают и экстракци  затруд нительна. В то же врем  перерабатывать кубовый остаток методом деполимеризации не представл етс  возмож1О||м из-за значительной его загр зненности . Используемый в процессе деполимеризации кислый катализатор, на пример фосфорна  кислота, вступает в реакцию с едким натром и другими примес ми щелочного характера с образованием солей и каталитическое ее действие резко снижаетс . При этом интенсифицируютс  окислительные реакции и усиливаетс  осмоление кубового ос-, татка, получаемого в процессе деполимеризации , снижаетс  выход целевого продукта. Цель изобретени  - повышение выхода целевого продукта. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  капролактама из отходов производства капронового волокна, включающем стадии деполимеризации твердых поликапроамидных отходов с водньм раствором капролактамно-олигомерного экстракта в присутст-. ВИИ ортофосфорной кислоты при 180260 С в токе перегретого .вод ного, пара , концентрировани  деполимеризата до 60-80%, нейтрализации концентрата щелочью, выделени  капролактама из щелочного раствора, обработки перманганатом кали  в щелочной среде, фильтрации, концентрировани  до 9899% и дистилл ции с получением целевого продукта и капролактамно-олигомерНого кубового остатка, деполимеризации подвергают твердые поликапроамидные отходы совместно с капролактамно-олигомерным кубовым остатком, выделение капролактама из щелочного раствора осуществл ют экстракцией трихлорэтиленом с последующей реэкстракцией водой и концентрированием полученного водного раствора совместно с водным раствором капролактамно-олигомерного экстракта до 20-50%, а обработку перманганатом кали  в щелочной среде провод т при рН 10-12 в присутствии активированного угл  после предварительной очистки раствора ионообменными смолами. Капролактамно-олигомерный кубовый остаток предварительно разбавл ют воой до 20-98%. На чертеже схематически представлео осуществление предлагаемого спооба . Водный раствор кубового остатка 0-98%-ной концентрации совместно твердыми пoликaпpoa D{дными отходами одвергают деполимеризации в аппарае 1, полученный при этом деполимеизат концентрируют до 50-80% в аппаате 2 и нейтрализуют водным раствоом щелочи до рН 9-13 в аппарате 3. апролактам из концентрата извлекают кстракцией трихлорэтиленом в аппарате 4 и из трихлорэтилена реэкстрагируют водой в аппарате 5. Полученны раствор капролактама совместно с вод ным раствором капролактамно-олигомер ного экстракта концентрируют до 2050% в алпарате 6, полученный капролактамно-олигомерный концентрат очищают катионитом и анионнтом в аппаратах 7 и 8. Затем обраба-плвают перманганатом кали  и раствором щелочи до рН 10-12 в присутствии активированного угл  в аппарате 9. Реакционную массу фильтруют в аппарате 10, фильтрат концентрируют до 98-99% в аппарате 11 и дважды дистиллируют в аппаратах 12 и 13. Полученньй при дистилл ции капролактама кубовый остаток разбавл ют водой до 20-98% и направл ют на деполимеризацию. Качество 1сапролактама соответствует ГОСТу 7850-74, выход его 82-84%. Пример 1.В сосуд емкостью 5 л, установленный в масл ный термостат , загружают 480 г твердых поли|капроамидн1 .1х отходов, 250 мл водной суспензии кубового остатка, содержащей 80% капролактама и олигомеров капролактама (ди-, три-, тетрамеры и т.пО, 28 г ортофосфорной кислоты 72%-ной концентрации. При температур масл ного термостата 250 С в сосуд п дают перегретый пар с температурой 480 С. Подача пара осуществл етс  в течение 1,5 ч со скоростью, обеспечи вающей расход его 4000-5000 г/ч. Пар газовую смесь охлаждают и полученный при этом деполимеризат концентрируют до 78%, затем нейтрализзпот водным 4Ь%-ным раствором щелочи до рН-12, который подают в колбу перед концент рированием. Из концентрата капролакт извлекают дробной п тиступенчатой эк ракцией трихлорэтиленом, вз том в со отношении 1:4. Из трихлорэтиленовых выт жек капролактам реэкстрагируют в дой, вз той в соотношении 1:5, также методом дробной экстракции. Дробную экстракцию провод т в делительной во ронке при тщательном перемешивании. Первые 3 ступени экстракции ведут во вратным трихлорэтиленом, вз том в ко личестве 60%-ного общего расхода на экстракцию, а последующие 2 ступени - чистым трихлорэтиленом. Получей ный.в процессе водной реэкстрации раствор капролактама 23,2%-ной конце трации смешивают с 12,75 г водного раствора капролактамно-олигомерного экстракта с концентрацией 5,1% и смесь концентрируют до 25,5%. Затем концентрат последовательно пропускают через анионообменный марки АВ-17 и катионообменный марки КУ-2 фильтраты, со скоростью обработки раствора 1,13 м/ч при комнатной температуре. Полученный фильтрат обрабатывают 5 г активированного угл  и 12 г кристаллического перманганата кали . Эту об работку провод т в течение 1,5 ч при перемелшвании при 30-35 0 и рН 10-11, создаваемом дозированием водного раствора щелочи. Реакционную массу фильтруют , фильтрат концентрируют до 98,4% и подвергают двукратной вакуумной дистилл ции. Полученные при дистилл ции 220 г капролактамно-олигомерного кубового остатка разбавл ют 50 мл воды и подают на деполимеризацию. В результате процесса получают 614,2 г капролактама ( выход от первоначально загружаемых отходов 83,0 с показател ми качества: Перманганатное число 1%-ного водного раствора54000 Содержание летучих оснований , мг-экв/кг 0,24 Окраска 50%-ного водного раствора в единицах пла- тино-кобальтовой шкалы 1,2 Оптическа  плотность 50%-ного водного раствора при длине волны 290 нм 0,025 Капролактам удовлетвор ет требовани м ГОСТа 7850-74. Кубовый остаток по предлагаемому способу имеет содержание свободной щелочи 0,4%, перманганатную потребность 250 мг/кг, а кубовый остаток,получаемый по известному способу, содержит свободной щелочи 2,8-3,5% и перманганатна  потребность его 1600-2200 мг/ /кг. Пример 2. В автоклав емкостью 2 л загружают 1000 мл водного раствора кубового остатка, содержащего 20% капролактама и олигомеров капролактама (ди-, три-, тетрамеры и т.п, 488 г твердых и волокнистых поликапроамидных , 18 г ортофосфорной кислоты 72%-ной концентрации. Процесс деполимеризации провод т сначала при 180 С (давление в системе 10 ати) в течение 3,5 ч, затем частично деполиеризованный продукт за счет инек цегос  в системе давлени  передавливают

Claims (2)

1. Формула изобретения волокна, включающий стадии деполимеризации твердых поликапроамадных отходов с водным раствором капролактамно-олигомерного экстракта в присутствии ортофосфорной кислоты при 180260°С в токе перегретого водяного пара, концентрирования деполимеризата до 60-80%, нейтрализации концентрата щелочью, выделения капролактама из щелочного раствора, обработки перманганатом калия в щелочной среде, фильтрации, концентрирования до 98-99% и дистилляции с получением целевого продукта и капролактамно-олигомерного кубового остатка, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, деполимеризации подвергают твердые поликапроамидныа отходы совместно с- капролактамноолигомерным кубовым остатком, выделение капролактама из щелочного раствора осуществляют экстракцией трихлорэтиленом с последующей реэкстракцией водой и концентрированием полученного водного раствора совместно с водным раствором капролактамно-олигомерного экстракта до 20-50%, а обработку перманганатом калия в щелочной среде проводят при pH 10-12 в присутствии активированного угля после предварительной очистки раствора ионообменными смолами.
2. 2. Способ поп. 1,отличающ и й с я тем, что капролактамноолигомерный кубовый остаток предварительно разбавляют водой до 20-98%.