SU946400A3 - Способ выделени @ -капролактама - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ g-КАПРОЛАКТАМА

1

Изобретение относитс  к усовершенствованию способа выделени  f-капролактама.

Известен способ выделени  fi-капролактама из сернокислотной реакционной смеси, полученной при перегруппировке циклогексаноноксима путем экстракции g-капролактама алкилфенолами с последущим фракционированием экстракта, с получением алкилфенола , -капролактама и кубового остатка tl3.

Недостатком известного способа  вл етс  то, что &-капролактам, полученный таким образом, имеет довольно значительное количество примесей . Избыточное количество растворител , который может быть удален посредством дистилл ции, фактически не захватывает с собой значительного количества примесей, которые скапливаютс , загр зн   полученный продукт, а скопление этих загр знений может привести к непригодности

капролактама дл  промышленного использовани .

Цель изобретени  - увеличение чистоты целевого продукта.

5Поставленна  цель достигаетс 

тем, что согласно способу выделени  -капролактама из сернокислотной реакционной смеси, полученной при перегруппировке циклогексанон10 оксима путем экстракции f-капролактама алкилфенолами с последущим фра.кционированием экстракта, с получением алкилфенола и -капролактама , алкилфенолы фракционируют

15 до начала отгонки его смеси -с капролактамом , а в кубовый остаток ввод т воду и жидкий насыщенный углеводород , например н-гексан или циклогексан , и выдел ют целевой продукт

20 из водного сло .

П р и м. е р 1 о Извлекают чистый капролактам из его растворов визопропилфеноле , который получен в результате предварительного процесса экстракции, осуществл емого на

100 г кислотной лактамовой массы, поступающей из системы молекул рной перегруппировки циклогексаноноксима (Бекманна) в сернокислотной среде и содержащей 5 вес.% Е-капролактама

Пример 1, а также другие примеры касаютс  приготовлени  чистого лактама из фенольного раствора, независимо от того каким образом получаетс  этот фенольный раствор, если только процессоры получени  фенольного растворг наход тс  в соответствии с общеприн тым способом.

Раствор капролактама в феноле, получаемый указанным способом, подвергают дистилл ции в 500-миллипитровой колбе, в верхней части которой был установлен короткий -обратный холодильник , нагревание осуществл ют посредством прибора инфракрасного излучени . При абсолютном давлении 3 мм рт.ст. осуществл ют дистилл цию (при посто нной температуре 73°С) 225 г орто-изопропилфенола, который, как показали результаты анализа, имеет те.же характеристики, что и орто-изопропилфенол , используемый дл  экстракции, и таким образом может точас же повторно использоватьс .

Как только температура начинает повышатьс  (указыва  таким образом на почти полное удаление орто-изопропилфенола , который химически не взаимодействовал с капролактамом), дистилл цию прекращают, и массу, котора  оставалась в колбе, охлаждают.

Эту массу далее смешивают в 500миллилитррвой делительной воронке со 100 мл воды и 10П мл циклогексана. Далее осуществл ют декантацию, получа  таким образом две наход щиес  одна над другой фазы: нижний слой сливают во вторую Делительную воронку и осуществл ют четырехкратную экстракцию , использу  дл  каждой операции экстракции по 50 мл циклогексана„ Верхний слой, который оставалс  в первсзй делительной воронке, экстрагируют четырехкратно, использу  дл  каждой операции Э1$стракций по 50 мл воды. Соедин ют все получаемые таким образом водные фазы, а также все фазы циклогексана, Из соединенных фаз циклогексана отгон ют циклогексан , при этом получают остаточный продукт в количестве 31,5 г, который содержит 25 г орто-изопропилфенола, 5 г капролактама и 1,5 г побочных продуктов с

Их соединенных водных фаз отгон ют воду и получают остаточный продукт дистилл ции в количестве 0,2 г. который содержит 39,7 г капролактама и 0,5 г побочных продуктов.

Л р и м е р 2. Раствор капролактама в орто- втор -бутилфеноле, получают путем экстракции капролактама из 100 г массы того же типа состава, что и масса в примере Т, использу  при этом 250 г упом нутого фенола.

Раствор капролактама в орто- втор бутилфеноле сначала подвергают дистилл ции под давлением 3мм рт.ст. Дистилл цию осуществл ют до удалени  225 г фенолзо Оставшуюс  в колбе массу охлаждают и раствор ют в 200 мл н-гексана. Капролактам извлекают в вде белых кристаллов, которые скапливаютс  на фильтре, имеющем пористую стекл нную диафрагму.. На этом фильтре кристаллы подвергают трехкратной промывке Н-гексаном, чзатем их высушивают в вакууме при с

Таким образом, извлекают АО г капролактама , содержащего ничтожно малое количество загр зн ющих примесей Этот Капролактам орто- втор - бутилфенол и побочный продукт, которые не наход тс  в количественном балансе друг с другом, извлекают посредством выпаривани  нтексана из соединенных вместе фильтратов.

П р и м е р 3, В качестве фенольного раствора капролактама используют раствор в ррто-изопропилфеноле, не содержащий и получаемый из кислотной лактамовой массы, поступающей из системы нитрозировани  гексагидробензойной кислоты сернокислым раствором NaHSQ4. Фенольный раствор подвергают дистилл ции в колонне фракционировани , включающей подогреватель емкостью 1000 мл, нагреваемый под действием инфракрасного излучени , и секцию колонны внутренним диаметром 25 мм с дес тью фораминовыми пластинами, имею1чую вакуумную рубашку с посеребренной облицовкой, магнитное отражающее устройство , управл емое таймером, VI устройство конденсации пара.

Claims (1)

1. При использовании аппаратуры, в которой поддерживаетс  внутреннее давление 3 мм рт.ст. и коэффициент дефлегмации равен от 5 до 1, прохождение паров орто-изопропилфе:нала,  вл ющихс  головной фракцией, осуществл етс  при 73 С. Дистилл ци  прекращаетс  как только температура головной фракции начинает повышатьс  и в этот момент конденсируетс  б7 г изопропилфенола, имеющего ту же степень чистоты, что и продукт , используемый в предыдущей экстракции капролактама из кислотной лактамовой массы, поступающей из системы нитрозировани . Таким образо этот изопропилфенол может тотчас же и полностью быть использованным повторно . Продукт, оставшийс  в 1009-миллнлитровой колбе, перенос т в200-мил лилитрввую колбу и соедин ют с продук том, наход щимс  в той же установке дистилл ции. После нагрева установки давление в ней довод т до 1,2 мм рт.ст. и регулируют таким образом , чтобы коэффициент дефлегмации составл л от 3 до 1. В головном продукте при температуре 97-98,0 получают поток пара, который конденсируетс  в приемнике конденсата, и дистилл ци  продолжаетс  до тех пор, пока объем получаемого конденсата не достигнет 100 мл Дистилл т, получаемый в количестве 100,5 г, представл ет собой чистую прозрачную Ж1 кость, имеющую тенденцию со временем кристаллизоватьс  о Как показал химический анализ, этот дистилл т состоит kTa весД капролактама и 30,.3 весД орто-изопропилфенола , при этом количество примесей насто/П ко ничтожно, что они не могли быть замерены. Этот дистилл т сливают в отдельну делительную воронку емкостью 500 мл и взбалтывают вместе со 150 мл воды и 150 г циклогексана. Осуществл ют данный процесс практически при тех ж услови х, что описаны в предыдущем примере, получаемый продукт декантируют с образованием двух фаз , при этом нижележащую фазу спивают во вто рую делительную воронку и подвергают четырехкратной экстракции водой, использу  дл  каждой экстракции по 100 мл воды. Все водные, а также цик логексановые фазы соедин ют. Посредством дистилл ции из циклогексановых фаз отгон ют циклогексан и получают остаточный, продукт дистилл ции, который содержит 30,5 г орто-изопропил фенола и 7,5 г капролактама. Из водных фаз посредством дистилл ции удал ют воду. При этом получают остаточ ный продукт дистилл ции, который содержит 62,5 г кристаллического капролактама высокой степени чистоты, имеющего белый цвет. Остаточный продукт( г) вторичной дистилл ции также подвергают отгонке в аппаратуре микродистилл ции , получа  при этом дистилл т в количестве г , состо щий из Л г капролактама, 1,5 г орто-изопропилфенола и 0,5 г побочных продуктов , в то врем , как остаточный продукт микродистилл ции (7,5 г) состоит из г побочных продуктов и 0,5 г капролактама. Таким образом, достигаетс  общее удаление побочных продуктов с очень низкой потерей капролактама. Выход капролактама на различных стади х обработки составл ет 98,6 от исходного количества, в то врем , как количество регенерируемого орто-изопропипфенола в услови х его повторного использовани  составл ет 99,7% от исходного количества. Осуществл ют непрерывный процесс по предложенному способу, при этом используетс  аппаратура, состо ща  из отдельных конструктивных узлов (сборка которых осуществл етс  общеприн тым способом), взаимно св занных и соединенных друг с другом в соответствии со схемой, показанной на чертеже. На черте хе нар ду с изображением каждого конструктивного узла установки , а также некоторых соединительных элементов между ними, и выпускных трубок, показаны скорости потока различных соединений, подвергающихс  обработке, выраженные в г/ч Соединени  представлены следующими символами: CES - циклогексан, CL - капролактам, 01Р орто-изопропилфенол , SP - побочный продукт В аппаратуре об зательно должны быть предусмотрены питающие и перенос щие устройства, обеспечивающие требуемые скорости потока различных соединений, а также устройство термического контрол , а в любом случае - устройства, которые предусматриваютс  в обычных установках данного типа. 1500 г раствора, полученного при экстракции S-капролактама (CL) из кислотной реакционной массы с ортоизопропилфенолом (01Р).с содержанием 195 г С1, 1290 г Й1Р и 15 г побочных продуктов (SP), главным образом с высокой температурой кипени  непрерывно в течение каждого маса подают в коло.нну 1 дистилл ции с дес тью фораминовыми пластинами, диаметром 50 мм. В головной фракции удал етс  1236 г/ч чистого 01Р, который рециркулируют в установку экстракции CI, Хвостовые фракции направл ют в центральную часть колонны экстракции жидкость - жидкость, включающую вращающиес  диски 2, в которую сверху подают 1000 г/ч воды, а снизу 441,5 г/ч циклогексана (CES). В головной фракции выдел етс  532 г/ч продукта, содержащего 22,5 г С, 54,0 г OIP, 14,0 SP и 441,5 CES. В хвостовой фракции в течение каждого часа получают 172,5 г CL 1,0 г SP и 1000 г Ни О, которую далее очищают . Головной продукт направл етс  в отпарную колонну 3, вьслючающую обычный подогреватель колонны дистилл ции , в верхней части которого находитс  капельный разделитель. Весь ци логексан в этой колонне (CES).выдел етс  в ходе дистилл ции в количест ве 441,5 г и возвращаетс  в колонну 2, в то врем  как выпускаемый снизу этой колонны продукт направл етс  в отпарную колонну 4, аналогичную предыдущей отпарной колонне, но действующую при более высокой температуре . Из колонны извлекаетс  74,5 г/ головного продукта, содержащего 19,5 CI, 34,0 г 01Р и 1,0 грамм SP, который может рециркулировать в колонну 1, в то врем  как пррдукт, выход щий снизу этой отпарной колонны, который содержит весь .остаточный SP и 3,0 г С1, может удал тьс  из данной системы, Водный pacTBCip капролактама, который скапливаетс  на дне колонны 2 подвергаетс  дегидратации посредством отгонки воды в вакууме. Остаточный капролактам, при простой дистилл ции которого из системы отводитс  перва  фракци ,, составл Ю1ца  5% от исходного количества продукта , и хвостова  фракци , составл юща примерно 10 от общего количества пр дукта, дает продукт, имеющий следующие свойства. Перманганатное число 7200 Цвет (АРНА) 5 Кислотность (как CHgCOOH) 0,0005 м-эьвЛс1Летучие осно0 ,1 м-экв 0,1н. , вани  NaOH на 20 г продукта Раствор капролактама в алкилфенольных растворител х имеет следующие свойства. Орто-изопропилфенол (01Р) Раствор капролактама лактама 12 вес.% Плотность при , г/см , 1,036 В зкость при 35°С, с1111,7 Орто-втор -бутилфенол (OSBP) Раствор капролактама 12 вес.% Плотность при , ,023 В зкость при 35 с,СП Орто-трет-бутилфенол (ОТВР) Раствор капролактама 12 вес.% Плотность при 35С, ,024 В зкость при , сП 12,6 Алкилфенольные растворители имеют различную экстракционную способность по отношению к ароматическим и хлорированным растворител м, что видно из следующих опытов. 100 г сернокислотного раствора капролактама, который получаетс  после перегруппировки Beckmanna циклогексаноноксима , после разбавлени  водой содержит 30 вес. капролактама,, 34 весо серной кислоты, 2 вес.% побочных продуктов и 34 вес.% воды. Эту смесь, использу  каждый раз, п тикратно , экстрагируют 50 мл ортоизопропилфенола . Анализ этого раствора алкилфенола показывает, что 29,6 г (99) капролактама экстрагировано алкилфенолом. Другую пробу кислого раствора п тикратно экстрагируют , использу  каждый раз 50 мл толуола. Анализ толуольного экстракта показывает, что только 3,5 г (12%) капролактама экстрагировано толуолом. Описанную экстракцию повтор ют в таких же услови х с использованием 5 -ч. по 80 мл кажда  орто-трет-бутилфенола . Анализ алкилфенольного раствора показывает, что 29,75 г капролактама было экстрагировано. Такой же образец п тикратно экстр гируют хлороформом, по 80 мл каждый раз. Анализ экстракта показывает, чт только 5,8 г (19%) капролактама было экстрагировано хлороформом. Формула изобретени  Способ выделени  -капролактама из сернокислотной реакционной смеси, пол1ученной при перегруппировке циклогвксаионоксима путем экстракции С-капропактама алкилфенолами с последующим фракционированием экстракoif use

   HfO 1000

   f2.5

   5,o 14.0

   441,5

   узго та, с получением алкилфенола и 5-капролактама , отличающийс   тем, что, с целью увеличени  чистоты целевого продукта, вначале алкилфенолы фракционируют до начала отгонки его смеси с капролактамом , а в кубовый остаток ввод т воду и жидкий насыщенный углеводород, например н-гексан или цикпогексан, и выдел ют целевой продукт из водного сло . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии № 1021709, кл. С 2 С, опублик. 196t.

   сг af

   SP fS Dip itio

   (900

   т 5

   ct SP

   HfO 1000,0

   1173 f

   19S IS 54

   Cl SP Otf

   ev

   CIS 44i.}

   - ct n.5

   Oif 51.0

   SP 1.0

   74,S

   Cl 21,S Oif S4,0 SP 14.0

   90.5

   3.0

   CL SP

   13.0

   le.o