Способ выделения капролактама из кубовых продуктов его дистилляции

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИН х а) С 07 Ь 201 16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Руставский химический завод(54)(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КАПРОЛАКТИИ ИЗ КУБОВЫХ ПРОДУКТОВ ЕГО ДИС Я О,. МЫИй. ТИЛЛЯЦИИпутем их.обработки сернокислым раствором сернокислой соли капролактама с последующей нейтрализацией и выделением капролактама, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта и упрощения технологии процесса, обработку кубовых продуктов дистилляции капролактама проводят, непосредственно сернокислым раствором сернокислой соли капролактама, используя для этого продукты Бекмановской перегруппировки прн 110-130 фС в течение 1-5 мин.СИзобретение относится к способу выделения капролактама (Кл) из кубовых продуктов его дистилляции.Известен способ выделения кап, ролактама иэ кубового остатка его дистилляции, заключающийся в обработке продукта серной кислотой или олеумом при 80-140 С, нейтрали- зации полученной смеси полностью или частично экстракции лактама органическим растворителем и выделении капролактама известными приемами 1,Недостатком известного способа является применение дополнительного количества серной кислоты, что приводит к увеличению количества, сульфата аммонияНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ выделения капролактама из кубовых продуктов его дистилляции, заключающийся в обработке последних сернокислым раствором сернокислой соли капролактама при 40-80 С, времени обработки 15 мин с последующей нейтрализацией и выделением капролактама известными приемами. Полученный капролактам имеет следующие показатели качества: пермангаиатное число 7200 с, окраска 1,0, летучие основания 0,7 млэкв/кг. Выход капролактама не ука, зан 2.Известный способ обладает рядом недостатков, одним иэ которых является низкое качество целевого продукта. Кроме того обработку кубовых продуктов ведут при 40-80 С, что требует дополнительного охлаждения, так как продукты после стадии перегруппировки поступают из реактора с температурой 110-130 С.оЦель изобретения - улучшение качества целевого продукта и упрощение технологического процесса.Поставленная цель достигается согласно способу выделения капролактама иэ кубовых продуктов его дистилляции путем их обработки сернокислым раствором сернокислой соли капролактама с последующей нейтрализацией и выделением капролактама, обработку кубовых продуктов дистилляции капролактама проводят сернокислым раствором сернокислой соли капролактама, используя для этого продукты Бекмановской перегрупйировки при 110"130 С в течениео 1-5 мин. При обработке кубового продукта стаФпгдйстйлляцйонной очистки кап- ролактама продуктом Бекмановской перегруппировки, содержащим серно- кислую соль капролактама 70- 75 мас. В и серную кислоту 20- 25 мас. %, проводимой при 110-130 СО происходит нейтрализация гидроокиси щелочного металла, разложение 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бО щелочных солей, а также сульфинирование отдельных примесей, содержащихся в кубовом продукте. Неожиданным является то, что в результате такой обработки примеси претерпевают химические превращения исравнительнолегко отделяются откапролактама на последующих стади-ях зкстракции капролактама органическим. растворителем и реэкстракции водой.На чертеже приведена принципиальная схема выделения капролактама из продуктов изомеризации циклогексаноноксима.Схема включает реактор 1 перегруппировки, реактор 2, нейтрализации, смеситель 3 кубового остатка стадии дистилляционной очисткикапролактама с продуктом Бекмановской перегруппировки разделительныйсосуд 4, экстрактор 5 капролактамаиэ сульфатных щелоков, экстрактор бкапролактама из лактамноГо масла,водный экстрактор 7 капролактама,выпарной аппарат 8, дистилляционныйаппарат 9,Работа по данной схеме осуществляется следующим образом.В реактор 1 перегруппировки поступает циклогексаноноксим и олеум,в результате реакции, протекающейпри 110-130 С, происходит иэомеризация циклогексаноноксима в капролактам. Продукт иэомериэации, содержащий 60 мас. % серной кислотыи 40 мас. Ъ капролактама, выходяиз реактора 1, делится на два потока: один поступает непосредственно в реактор 2 нейтрализации, другой - в смеситель 3, где при 110130 С осуществЛяют обработку кубового остатка стадии дистилляциикапролактама поступающего иэ ко)лонны.9. Из аппарата 3 укаэаннаясмесь также поступает в реактор 2нейтрализации. В качестве нвйтралиэующего агента в аппарат 2 подается водный раствор аммиака. Нейтрализованный продукт поступает в разделительный сосуд 4, из верхней части которого отбирают органическийслой (лактамное масло), а иэ ниж.ней - водный слойраствор сульфата аммония). Экстракцию капролакта"ма водным растворителем иэ растворасульфата аммония СА) осуществляют в зкстракторе 5, из которого вкачестве экстракта выводится раствор капролактама в органическомрастворителе, а в качестве рафяната - водный раствор сульфатааммония, содержащий 0,15 мас. %капролактама, направляют на дальнейшую переработку известными приемами. Экстракцию капролактама иэ лактамного масла органическим растворителем проводят в экстракторе Ь и получают рафинат, водный остатокВО, содержащий водорастворимые примеси и 1,0 - 1,5 мас. Ъ капролактйма, уничтожаемый сжиганием. Экстракт-раствор капролактама в органическом растворителе - направляют в экстрактор 7, где происходит водная реэкстракция капролактама. Водный раствор капролактама далее упаривают в выпарном аппарате 8, после чего капролактам подвергают очистке дистилляцией в аппарате 9 в присутствии гидроокиси щелочного металла, Дистиллят представляет со- бой очищенный товарный капролактам, а кубовый остаток содержит 40- ,50 мас.В капролактама. олигомеры, щелочную соль Я -аминокапроновой кислоты, различные примеси и нзбыточ ную гидроокись щелочного металла. Кубовый остаток направляют в смеситель 5, где обрабатывают продуктом изомеризации.Примеси, образующиеся при изомери зации циклогексаноноксима и при обработке кубового остатка стадии дистилляции капролактама продуктом изомеризации, выводятся из технологической схемы с рафинатом (водным остатком 1 стадии экстракции капролактама иэ лактамного масла и с кубовым остатком стадии регенерации органического экстрагента (не показан), что обеспечивает высокое качество товарного капролактама. В то же время осуществляемая обработка кубового остатка продуктом изомеризацни способствует уменьшению в цикле водных, потоков и ведет к повышению выхода капролактама за счет сокращения его потерь с водным остатком стадии экс тракции капролактама из лактамного масла и водным раствором сульфата .аммония. Уменьшение водных потоков ведет также к уменьшению габаритов аппаратуры стадии нейтрализации, экстракции и выпарки и сокращению энергозатрат на их переработку, а также отпадает необходимость в охлаждении продукта перед обработкой кубовых остатков.Преимущество данной схемы извлечения капролактама из кубовых продуктов его дистилляции заключается в упрощении технологии, а капролактам получается с большим выходом.и лучшего качества, перманганатное число до 42000 с, окраска 0,65 и летучие основания 0,5 мгэкв/кг.П р и м е р 1. В реакторе емкостью 1500 мл с мешалкой и рубашкой, служащей для термостатироваиия реактора, смешивают производственный кубовый остаток стадии дистилляции капролактама, содер 10 25 30 35 40 50 жащий 35 мас, Ъ капролактама и0,5 мас. Ъ гидроокиси натрия с производственным перегруппированннымпродуктом, содержащим 60 мас, Ф серной кислоты, Процесс осуществляют .при 100 ОС, атмосферном давлении втечение 1 мин.Полученную реакционную массу охлаждают инейтрализуют аммиачной водой до рН 5,3, после чего разделяют образовавшиесяслои лактамного масла и водногораствора сульфата аммония и проводят экстракцию капролактама трихлорэтиленом (ТХЭ на лабораторномэкстракторе раздельно из каждогослоя. Экстракт, полученный при экстракции капролактама из раствора сульфата аммония, содержащий 3,5 мас.%капролактама, также подают в экстрактор капролактама из лактамногомасла. Раствор капролактама в три"хлорэтилене, полученный в последнем экстракторе и содержащий12 мас. % капролактама подвергаютреэкстракции дистиллированной водой на лабораторном экстракторе иполучают водный раствор капролактама, содержащий 25 мас.В капролактама. Указанный раствор,выпаривают и подвергают вакуумной дистилляционной очистке при остаточномдавлении 2 мм рт;ст. при добавлении гидроокиси натрия в количестве0,5 мас. %,Материальный баланс, выход и ка".чество:лактама-дистиллята, а такжерасшифровка основных потерь приведены в таблице.П р и м е р 2. Процесс проводят аналогично .примеру 1 при температуре смешения кубов дистилляции .перегруппированного продукта110 С.Результаты приведены в таблице.П р и м е р 3. Процесс проводятаналогично пример 1 при температуре смешения 120 С.Результаты приведены в таблице.П р и м е р 4. Процесс проводятаналогично пример 1 при температуре смешения 130 С.Результаты приведены в таблице,П р и м е р 5. Процесс проводят. аналогично примеру 1 при температу.ре смешения 140 оС,Результаты приведены в таблице.П р и м е р 6. Процесс проводятаналогичнопримеру 3 при временисмешения кубового остатка с перегруппированным продуктом 5 мин.Результаты приведены в таблице.П р и и е р 7.сравнительный).В реакторе емкостью 1500 мл с ме",Шалкой и рубашкой, служащей длятермостатирования реактора, смешивают 500 мл производственногокубового остатка стадии дистилляции капролактама, содержащегоИ мас. В капролактама и 0,3 мас, %.1038340 онную массу обрабатывают аналогично примеру 1. В результате выделяют 444,5 г капролактама (выход 92,7), имеющего следующие качественные показатели: перманганатное число 5 33600 с, летучие основания 0,5 мгэкв/кг, окраска 0,78, экстинкция О, 027. Исходные продукты Температура ОС Пример перегруппированный продукт 1 Кубы дистилляции,содержание КЛ коли- чество, г коли- чество, г г мас. Ф г мас.Ъ 1 100 1 500,0 .175,0 35,0 500,0 200,0 40,0 375,0 367,5 2 110 1 500,0 175,0 35,0 500,0 200,0 40,0 3 120 1 500,0 175,0 35,0 500,0 200,0 40,0 375,0 368,6 375,0 371,3 4 130 1 500,0 175,0 35,0 500,0 200,0 40,0 375,0 369,4 5 140 1 500,0 175,0 35,0 500,0 200,0 40,0 375,0 366,8 6 120 5 500,0 175,0 35,0 500,0 200,0 40,0 375,0 371,6 Продолжение таблицы Качество К 3-дистиллята Потери КЛ, г ан антом числе Пермганноечисло Окрасс кубыкубыТХЭтилляции,5 0 0,019 5,2 0,51, 0,71 3600 2 75 2100 36 019 гндроокиси натрия с 406 г сернокис.- лоао раствора сернокислой соли капролактама, содержащего 25 мас.Ъ серной кислоты (мольное соотношение НБ 04:капролактам в кубовомпродукте = 2;1) . Процесс проводят при 65 С атмосферном давлении в течение 15 мин. Полученную реакцивремяконтакта,мин чиеоенованиямгэкв/к Суммарное ко- личество КЛ,г Конеч"ныйпродуктлактам.дистиллят, г,1038340 Составитель Д. БродскТехрЕд М. Гергель рректор Б. Вутяга едактор И. Ковальчу каз б 138/25 Тираж 418 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д.