DD226879A1 - Reinigung von caprolactam durch destillation und rektifikation - Google Patents

Abstract

Reinigung von Caprolactam durch Destillation und Rektivikation von entwaessertem Roh-Caprolactam unter vermindertem Druck mit dem Ziel, den Energiebedarf sowie den apparativen und Instandhaltungsaufwand zu senken. Die Aufgabe, die zu einer hohen Caprolactamqualitaet erforderliche wiederholte Verdampfung und Kondensation des Caprolactams unter Mehrfachnutzung der Waermeenergie durchzufuehren, wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass das Roh-Caprolactam nacheinander verdampft, weitestgehend kondensiert, erneut weitestgehend verdampft, rektifizierend teilkondensiert und weitestgehend kondensiert wird, wobei Fallfilmverdampfer zum Einsatz kommen und die abzufuehrende Kondensationswaerme als Waermeenergiequellen fuer die Stufe 3 verwendet wird.

Description

VE3 Leuna-7/erke Leuna,

!!Walter Ulbricht!!

LP 8461

Titel der Erfindung

Reinigung von Caprolactani durch Destillation und -Rektifikation

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Reinigung von Caprolactani durch kontinuierliche Destillation und Rektifikation von entwaessertem Roh-Caprolactam unter vermindertem Druck.

Charakteristik der bekannten technischen Loesungen

Das als Zwischenprodukt in den Vor- und bzw. oder Zwischenreinigungsstufen des: Caprolaotaittherstellungsprozesses gewonnene Roh-Caprolactam enthaelt Verunreinigungen unterschiedlicher Struktur mit voneinander abweichenden Eigenschaften, die bei der Weiterverarbeitung des Caprolactams die Qualitaet der daraus hergestellten Produkte beeinflussen. Insbesondere ist es zur Erreichung einer Caprolactam-Qualitaet, die den Anforderungen der Polyamid-Paser- und -Feinseiden-Herstellung entspricht, erforderlich, diese Verunreinigungen vom Caprolactam abzutrennen. Das erfolgt durch Destillation und Rektifikation des entY/aesserten Roh-Caprolactams unter vermindertem

Druck und unter Zusatz von alkalisch reagierenden Substanzen. Es ist allgemein bekannt, das entwaesserte Roh-Caprolactam unter vermindertem Druck und unter Verwendung von Duennschichtverdampfern und -rektifikatoren in 5 Stufen destillativ in '-eine mit leicht fluechtigen Verunreinigungen angereicherte Fraktion, den Destillationsrueckstand und das reine Caprolactam zu trennen. Dazu wird in der I.Stufe durch Verdampfung des Caprolactams der groesste Teil der hochsiedenden Verunreinigungen mit dem Destillationsrueckstand abgetrennt. Aus dem erhaltenen vorgereinigten Caprolactam werden in der 2.Stufe unter Rektifikationsbedingungen die leichtfluechtigen Verunreinigungen mit dem Kopfprodukt abgetrennt und dieses als mit leicht fluechtigen Verunreinigungen angereicherte Fraktion ausgeschleust. Durch erneute Verdampfung des Sumpfproduktes der Rektifikationsstufe erfolgt in der 3.Stufe die Gewinnung des reinen Caprolactams als Kopfprodukt. Das Sumpfprodukt dieser Stufe wird anschliessend in der 4·Stufe einer weiteren Rektifikation unterworfen, wobei man als Destillat nochmals reines Caprolactam gewinnt. Das Sumpfprodukt dieser Stufe wird gemeinsam mit dem Rueckstand aus der I.Stufe in einer 5.Stufe einer Verdampfung unterworfen und dabei Caprolactam zurueckgewonnen, das man in die 2,Stufe zurueckfuehrt. Den weitgehend caprolactamfreien Rueckstand schleust man aus dem Prozess aus. Dieses Verfahren besitzt den entscheidenden Nachteil, dass zur Erreichung der erforderlichen Qualitaet ein hoher Energieeinsatz- fuer die zweimalige Caprolactam-Verdampfung und die zweimalige Caprolactamrektifikation bei Ruecklaufverhaeltnissen zwischen 4 und 15 erforderlich ist. Der spezifische Energieeinsatz, bezogen auf die hergestellte Menge reinen Caprolactams, betraegt das 3- bis 4-fache der fuer eine einmalige Caprolactam-Verdampfung notwendigen Waermeenergie. Aus Gruenden der Vergleichbarkeit beruecksichtigt diese Angabe zum Energiebedarf nur die fuer die Caprolactam-Verdampfung und -Rektifikation notwendige Waermeenergie. Ausserdem besteht noch der Nachteil, dass trotz des Einsatzes von Duennschichtverdampfern und -rektifikatoren, die eine geringe thermische Belastung des Caprolactams gewaehrleisten, auf Grund der Vielzahl der Stufen durch Addition

der Verweilzeiten, insbesondere in den zwischen die Stufen geschalteten Kondensatoren, Abscheidern und Vorlagen, eine hohe thermische Belastung und damit eine Qualitaetsbeeintraechtigung zu erwarten ist. Sin weiterer Nachteil ist der hohe technische, insbesondere apparative Aufwand infolge des erforderlichen Einsatzes von kostenintensiven und instandhaltungsaufwendigen Rotationsduennschichtapparaten. In der DD-PS 81 846 wird vorgeschlagen, unter Verwendung von DuennschichtVerdampfern und -rektifikatoren die Verdampfungs- und Rektifikationsstufen so zu kombinieren, dass das entwaesserte Roh-Caprolactam in einer Stufe unter zweifacher Rektifikation ohne Zwischenkondensation der Caprolactamdaempfe in eine mit leichtfluechtigen Verunreinigungen angereicherte Kopffraktion, in reines Caprolactam und in ein Sumpfprodukt getrennt wird. Das die hochsiedenden Verunreinigungen enthaltende ,Sumpfprodukt fuehrt man einer weiteren . Rektifikationsstufe zu, in der unter Abtrennung der hochsiedenden Verunreinigungen mit dem Destillationsrueckstand nochmals reines Caprolactam gewonnen wird. Das im Destillationsrueckstand enthaltene Caprolactam wird in einer nachgeschalteten Verdampferstufe zurueckgewonnen und in die I.Stufe zürueckgefuehft. liäch "diesem Verfahren "kann durch die Senkung der Verweilzeit zwar die thermische Belastung des Caprolactams verringert werden, hinsichtlich des apparativen Aufwandes und des Energieverbrauches tritt jedoch keine Reduzierung ein.

Im Grunde fuehrt das Verfahren gemaess DD-PS 81 846 nur su einer Verringerung der Anzahl der Verdampferstufen und -apparate bei Srhoehung der Anzahl der. hinsichtlich Energieverbrauch, Anschaffung und Instandhaltung hoehere Aufwendungen verursachenden Rektifikationsstufen und -apparate. Die Wirtschaftlichkeit wird nicht verbessert, Nach der DD-PS 152 914 erfolgt die destillative Caprolactam-Reinigung 5-stufig mittels Duennschichtapparaten analog dem eingangs beschriebenen allgemein bekannten Verfahren. Zur Senkung des Energieverbrauches wird das in der 5.Stufe aus dem Destillationsrueckstand zurueckgewonnene Caprolactam nicht fluessig, sondern als Caprolactamdampf in den Sumpf einer

Rektifikationsstufe zurueckgefuehrt. Auf Grund der geringen Menge dieses Gaprolactamstromes (ca. 8 % des Gesamtdurchsatzes) wird jedoch der Energieverbrauch nur geringfuegig gesenkt. - ·

Eine wesentliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit tritt nicht ein.

Gemaess der DE-OS 3 007 338 wird das entwaesserte Roh-Caprolactam unter Einsatz von Alkali- oder Srdalkalihydroxid in der I.Stufe destillativ in den Destillationsrueckstand und in vorgereinigtes Caprolactam getrennt. In der 2.Stufe erfolgt unter Rektifikationsbedingungen die Abtrennung der leichtfluechtigen Verunreinigungen mit einer Kopffraktion und weiterer hochsiedender Verunreinigungen in Form einer Sumpffraktion unter Gewinnung von gereinigtem Caprolactam als Destillat. Das gereinigte Caprolactam wird in der 3.Stufe unter erneutem Zusatz von Alkali- oder Erdalkalihydroxid abermals destilliert und das reine Caprolactam als Destillat gewonnen. Dieses Verfahren besitzt ebenfalls den entscheidenden Nachteil des unverhaeltnismaessig hohen Energieverbrauches. Bedingt durch die dreifache Caprolactam-Verdampfung und die Rektifikation betraegt'der spezifische Energieeinsatz bezogen auf die hergestellte Menge reinen Caprolactams das ca. Vierfache der fuer eine einmalige Caprolactam-Verdampfung notwendigen Energie. Ausserdem besteht ein weiterer grosser Nachteil dieses Verfahrens darin, dass nur ca. 60 % des eingesetzten Caprolactams als reines Caprolactam gewonnen werden koennen.

In der DE-OS 3 106 350 wird ein dreistufiges Verfahren vorgeschlagen. Dazu verdampft man im Duennschichtverdampfer das entwaesserte Roh-CaproIactarn in einer 1,Stufe unter Abtrennung der nicht-fluechtigen Verunreinigungen mit dem Destillationsrueckstand. Die Caprolactamdaempfe werden ohne Zwischenkondensation einer Rektifikationseinheit als 2.Stufe zugefuehrt. In dieser erfolgt unter Rektifikationsbedingungen bei Einsatz eines Duennschichtverdampfers als Bodenverdampfer einer Rieselsaeule die Abtrennung von hochsiedenden Verunreinigungen mit dem Sumpfprodukt unter Gewinnung von vorgereinigtem Caprolactam als Destillat. Das vorgereinigte

Caprolactam wird anschliessend in Gegenwart von Alkalihydroxid in der 3.Stufe einer Duennschichtdestillation unterworfen und unter Abtrennung weiterer hochsiedender Verunreinigungen mit dem Rueckstand das reine Caprolactam als Destillat gewonnen. Mit diesem Verfahren wird zwar der apparative Aufwand etwas verringert und der spezifische Energieverbrauch, bezogen auf die hergestellte Menge reinen Caprolactams, auf etwa das Dreifache der fuer eine einmalige Caprolactam-Verdampfung notwendigen Energie gesenkt. Die Anwendung dieses Verfahrens ist jedoch eingeschraenkt auf den Einsatz von Roh-Caprolactam, das ausschliesslich nicht-fluechtige und hochsiedende Verunreinigungen enthaelt. Leichtfluechtige Verunreinigungen sind mit diesem Verfahren nicht abtrennbar. Roh-Caprolactam, das diese enthaelt, ist nach diesem Verfahren nicht im erforderlichen Masse zu reinigen bzw. muss zur Abtrennung der leichtfluechtigen Verunreinigungen zusaetzlich gereinigt werden. Damit wird der Vorteil des relativ verringerten Apparateaufwandes und Energieverbrauches aufgehoben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Energiebedarf sowie den apparativen und Instandhaltungsaufwand bei der destillativen und rektifikativen Reinigung des Caprolactams zu senken, ohne dabei die Anwendungsbreite des Verfahrens und die Qualitaet des Caprolactams zu beeintraechtigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, die '.Va'ermeenergie, die fuer die wiederholte Verdampfung und Kondensation des Caprolactams eingesetzt wird, um eine hohe Caprolactamqualitaet zu erreichen, innerhalb des Destillationsprozesses mehrfach zu nutzen, und dafuer Apparate einzusetzen, die einen geringen Aufwand fuer Anschaffung und Instandhaltung verursachen. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass man das

entwaesserte Roh-Caprolactam unter vermindertem Druck in einer I.Stufe bis auf einen geringen Anteil an die hochsiedenden Verunreinigungen enthaltenden Destillationsrueckstand weitestgehend verdampft, die erzeugten Caprolactamdaempfe ineiner 2.Stufe unter Rektifikationsbedingungen weitestgehend kondensiert, das dabei erhaltene Caprolactamkondensat in einer 3.Stufe erneut weitestgehend verdampft, die in der 3.Stufe erzeugten Caprolactamdaempfe in einer 4.Stufe rektifizierend teilkondensiert, die in der 4.Stufe nicht kondensierten Caprolactamdaempfe in einer 5.Stufe unter Rektifikaticnsbedingungen v/eitestgehend kondensiert und das dabei erhaltene Caprolactamkondensat als reines Caprolactam gewinnt, die Teilkondensation in der 4.Stufe und die. weitestgehende Kondensation in der 5.Stufe unter Gegenstromfuehrung von Kondensat und Dampf im Mantelraum von'Rohrbuendelwaermeuebertragern, die weitestgehende Kondensation in der 2.Stufe unter Gegenstromfuehrung von Kondensat und Dampf im Mantelraum von Fallfilmverdampfer!! durchfuehrt, unter Einstellung der notwendigen Temperaturdifferenz fuer die weitestgehende Verdampfung in der 3.Stufe die bei der weitestgehenden Kondensation in der 2.Stufe abzufuehrende Kondensat!οnswaerme als Waermeenergiequelle verwendet, die in der 2.Stufe und in der 5.Stufe nicht kondensierten, die leichtfluechtigen Verunreinigungen enthaltenden Caprolactamdaempfe' einer Zwischen- und Totalkondensation oder Rektifikation unterwirft, dabei die leichtfluechtigen Verunreinigungen im Totalkondensat oder.im Destillat der Rektifikation anreichert und diesen Stoffstrom als mit leichtfluechtigen Verunreinigungen angereicherte Fraktion ausschleust, das in der 3.Stufe abgetrennte Sumpfprodukt und das in der 4.Stufe erzeugte Teilkondensat in der Weise in den Destillationsprozess zurueckfuehrt, dass man die darin enthaltenen hochsiedenden Verunreinigungen mit dem Destillationsrueckstand in der I.Stufe ausschleust. Zur v/eitestgehenden Verdampfung in der I.Stufe und in der 3.Stufe v/erden zweckmaessigerweise 90 bis 96 Masse-% des in diese Stufen eingesetzten Caprolactams verdampft. Es ist weiterhin zweckmaessig, bei der Teilkondensation in der 4,Stufe bis 15 Masse-% und bei der v/eitestgehenden Kondensation

-Y-

±n der 2.Stufe und in der 5.Stufe 90 bis 98 Masse-% der in diese Stufen eingesetzten Caprolactamdaempfe zu kondensieren.

Bei der Anwendung einer Zwischenkondensation der in der 2. Stufe und in der 5.Stufe nicht kondensierten, die leichtfluechtigen Verunreinigungen enthaltenden Caprolactamdaempfe werden zweckmaessigerweise 50 bis 70 Masse-% dieser Caprolactamdaempfe kondensiert und das Caprolactamkondensat in die I.Stufe oder die 3.Stufe zurueckgefuehrt. Bei Anwendung einer Rektifikation der in der 2.Stufe und in der 5.Stufe nicht kondensierten, die leichtfluechtigen Verunreinigungen enthaltenden Caprolactamdaempfe ist es zweckr maessig, diese Caprolactamdaempfe in einer Verstaerkersaeule unter Anwendung eines Ruecklaufverhaeltnisses zwischen 2 und 4 ohne Zufuehrung zusaetzlicher Waermeenergie zu rektifizieren und das Sumpfprodukt der Verstaerkersaeule in die I.Stufe oder die 3. Stufe zürueck'zufuehieh* Vorteilhafterweise erreicht man die fuer den Waermeaustausch in der 2.Stufe und 3.Stufe notwendige Temperaturdifferenz durch Einstellung einer entsprechenden Druckdifferenz mittels Drosselorgan in der Daempfeleitüng der 2.Stufe. Es ist von Vorteil, die weitestgehende Verdampfung des Cap-rolactams in der 3.Stufe unter Gleich- oder Gegenstromfuehrung von Dampf und Pluessigkeit und bei Kreislauffuehrung , des Sumpfproduktes im Rohrraum von Fallfilmverdampfern durchzufuehren. Die weitestgehende Verdampfung des Caprolactams in der I.Stufe wird in Rotationsduennschichtverdampfern oder vorteilhafterweise unter Gleich- oder Gegenstromfuehrung von Dampf und Pluessigkeit bei Kreislauffuehrung des Sumpfproduktes'im Rohrraum von Pallfilmverdampfern durchgefuehrt. Es ist weiterhin von Vorteil, dem Roh-Caprolactam Alkalisalze der Spsilon-Aminocapronsaeure als Raffinationsmittel zuzusetzen.

Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemaessen Verfahrens ist der ausserordentlich geringe Energieverbrauch. Der spezifische Energieeinsatz, bezogen auf die hergestellte Menge reinen Caprolactams, betraegt das 1,2- bis 1,3-fache der fuer eine einmalige Caprolactam-Verdampfung notwendigen Waermeenergie.

Demgegenueber erfordern die bekannten Verfahren einen spezifischen Energieeinsatz, der das 3- bis 4-fache der fuer eine einmalige Caprolactam-Verdampfung notwendigen Vfeermeenergie betraegt.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemaessen Verfahrens ist es, dass ueberwiegend bzw. ausschliesslich Rolirbuendelwaermeuebertraeger, fuer die Verdampferstufen vorzugsweise Fallfilmverdampfer, Anwendung finden. Diese Apparate sind bekanntlich im Vergleich zu den bei den herkoemmlichen Verfahren erforderlichen Rotationsduennschichtverdampfern nicht nur wesentlich kostengünstiger hinsichtlich des Investitionsaufwandes, sondern darueber hinaus erheblich wirtschaftlicher bezueglich der Wartung und Instandhaltung. -

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemaessen Arbeitsweise ist die relativ geringe thermische Belastung des Caprolactams auf Grund der geringen 'Temperaturdifferenzen in der Mehrzahl der Verdampferstufen und der geringen Verweilzeit des Caprolactams in den einzelnen Stufen wegen nicht erforderlicher SwischenkonxLensat ionen.

Äusfuehrungsbeispiele

Beispiel 1 .

Sine Ausfuehrungsform des erfindungsgemaessen Verfahrens ist in Figur T dargestellt. Durch Rohrleitung T werden stuendlich 556O Gewichtsteile entwaessertes Roh-Caprolactam mit einem Gehalt von 0,18 Masse-% Natriumaminocapronat in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers 2 eingeleitet. Ausserdem v/erden ueber Rohrleitung 3 stuendlich 4OO Gewichtst eile und ueber Rohrleitung 4 ebenfalls 400 Gewicht steile Rueckfuehrungs-Caprolactam in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers eingespeist.

Im Rohrraum des Fallfilmverdampfers 2 erfolgt unter einen Druck von 1,S kPa bei einer Temperatur von 142 C bei Gleichst romfuehrung von Dampf und Fluessigkeit und unter Kreislauffuehrung des Sumpfproduktes in einer Menge von 40000 Gewichtει eilen pro Stunde durch Rohrleitung 5 die Gaprolactam-

Verdampfung. Dabei werden stuendlich 5960 Gewichtst eile Caprolactamdaempfe erzeugt und durch Rohrleitung 6 in den Mantelraum des Fallfilmverdampfers 7 eingeleitet. Aus dem Rohrraum des Fallfilmverdampfer 2 werden durch Rohrleitung 8 stuendlieh 400 Gewicht steile Destillationsrueckstand abgezogen und in eine vorgeschaltete Synthese- oder Reinigungsstufe zurueckgefuehrt. Die Beheizung des Fallfilmverdampfers 2 erfolgt mittels- Heizdampfes von 1,0 MPa, wobei der Heizdampf ueber Rohrleitung 9 dem Mantelrauin des Fallfilmverdampfer 2 zugefuehrt und das Kondensat ueber Rohrleitung 10 abgefuehrt wird. Der Heizdampfverbrauch betraegt 1850 Gewicht steile pro Stunde.

Die durch Rohrleitung 6 in den Mantelraum des Fallfilmverdampfers 7 eingeleiteten Caprolactamdaempfe werden in diesem unter einem Druck von 1,25 kPa bei einer Temperatur von 134°C bei Gegenstr_romfuehrung von Dampf und Kondensat weitest gehend kondensiert und das dabei erhaltene Caprolactamkondehsat in einer ΊΚέιίββ von 5560 Gewicht st eilen pro Stunde durch Rohrleitung 11 in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers 7 eingespeist. In diesem erfolgt unter einem Druck von 1,0 SIPa bei einer Temperatur von 128 G bei Gegenstromfuehrung von Dampf ün'd Flues sig'k'eit und unter Kreislauffuehrung des Sumpf produkt es in einer Menge von 85000 Gewichtst eilen pro Stunde durch Rohrleitung 12 die Gaprolactam-Verdampfung. Dabei werden stuendlich 5560 Gewichtsteile Gaprolactamdaempfe erzeugt und durch Rohrleitung 1 3 in den Mantelraum des Rohrbuendelwaermeuebertraegers 14 geleitet. Aus dem Sumpf des Fallfilmverdampfers 7 werden durch Rohrleitung 3 stuendlich 400 Gewichtsteile Sumpfprodukt abgezogen, und in den Rohrraum des Pallfilmverdampfers 2 zurueckgefuehrt.

Die durch Rohrleitung 13 in den heisswassergekuehlten Rohrbuendelwaermeuebertrager 14 eingeleiteten Caprolactamdaempfe werden in diesem bei einem Druck von 0,7 kPa und einer Temperatur von 121⁰G unter Gegenstromfuehrung von Dampf und Pluessigkeit teilkondensiert und dabei stuendlich 400 Gewichtsteile Caprolactamkondensat erhalten,, das durch Rohrleitung 4 in den Rohrraum des Pallfilmverdampfers 2 zurueckgefuehrt wird.

-IU-

Die im Rohrbuendelwaermeuebertrager 14 nicht kondensierten Caprolactamdaempfe werden durch Rohrleitung 15 (5160 Gewichtsteile pro Stunde) in den heisswassergekuehlten Rohrbuendelwaermeuebertrager 16 eingeleitet und in diesem unter einem Druck von 0,5 kPa bei einer Temperatur von 114⁰G bei Gegenstromfuehrung von Dampf und Pluessigkeit weitestgehend kondensiert.

Dabei werden 4800 Gewichtsteile pro Stunde reines Caprolactam als Kondensat gewonnen und ueber Rohrleitung 17 abgezogen. Die im Mantelraum des Fallfilmverdampfers 7 nicht kondensierten Caprolactamdaempfe in einer Menge von 400 Gewichtsteilen pro Stunde werden ueber Rohrleitung 18 und die im Mantelraum des Rohrbuendelwaermeuebertragers 16 nicht kondensierten Caprolactamdaempfe in einer Menge von stuendlich 360 Gewichtsteilen werden ueber Rohrleitung 19 in den Mantelraum des heisswassergekuehlten Rohrbuendelwaermeuebertragers 20 eingeleitet und in diesem unter einem Druck von 0,3 kPa bei einer Temperatur von 104°C bei Gegenstromfuehrung von Dampf und Pluessigkeit einer Zwischenkondensation unterworfen. Dabei werden stuendlich 400. Gewichtsteile Caprolactamkondensat erhalten und ueber Rohrleitung 21 in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers 7 zurueckgefuehrt. Die nicht kondensierten Caprolactamdaempfe verlassen den Mantelraum des Rohrbeundelwaermeuebertragers 20 durch Rohrleitung 22, werden in den heisswassergekuehlten Kondensator 23 geleitet, in diesem unter einem Druck von 0,2 kPa niedergeschlagen, das Caprolactamkondensat in einer Menge von 360 Gewicht st eilen pro Stunde ueber Rohrleitung 24 als mit leichtfluechtigen Verunreinigungen angereicherte Fraktion abgezogen und in eine vorgeschaltete SyntheseoderReinigungsstufe des Caprolactamprozesses zurueckgefuehrt. Die Abfuehrung der Kondensationswaerme in den Rohrbuendelwaermeuebertragern 14, 16 und 20 erfolgt mittels Eeisswasser, das ueber die Rohrleitungen 25, 26 und 27 den Rohrraeumen der Rohrbuendelwaermeuebertraeger zugefuehrt und ueber die Rohrleitungen 28, 29 und 30 abgefuehrt wird. Mit dem Dampfstrahler 31 wird der erforderliche Unterdruck erzeugt. Das Drosselorgan 32 dient der Einstellung der fuer den Waermeaustausch im Fallfilmverdampfer- 7 notwendigen Druckdifferenz.

Der Reinigungseffekt wird durch die in der folgenden Tabelle aufgefuehrten Qualitaetskennziff em (gemaess TGL 7430) der Einsatz- und Endprodukte verdeutlicht.

Stoffstrom

Permanganat- Gehalt an

Ext inlet ions zahl fluechtigen

Basen

Extinktion bei 290 nm

Entwaessertes Roh-Caprolactam (Rohrleitung 1) 34,7

Reines Caprolactam (Rohrleitung 17) 90,2

Mit leichtfluechtigen-Verunreinigungen angereicherte Fraktion Rohrleitung 24) 14,6

Destillationsrueckstand(Rohrleitung 8) 0

0,31 mval/kg 0,66

0,134 mval/kg 0,013

0,64 mval/kg 0,33

3,43 mvai/kg 8,73

Beispiel 2

Eine weitere Ausfuehrungsform des erfindungsgemaessen Verfahrens zeigt Figur 2. Durch Rohrleitung 33 werden 5400 Gewicht st eile pro Stunde entwaessertes Roh-Caprolactam mit einem Gehalt von 0,03 Massel Natriumhydroxid in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers 34 eingespeist. Ausserdem gelangen durch Rohrleitung 35 stuendlich 500 Gewicht3teile und durch Rohrleitung 36 stuendlich 300 Gewichtst eile Rueckfuehrungs-Caprolactam in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers 34. Unter Gegenstromfuehrung von Dampf und Fluessigkeit und unter Kreislauffuehrung des SumpfProduktes in einer Menge von 40000 Gewichtst eilen pro Stunde durch Rohrleitung 37 erfolgt im Rohrraum des Fallfilmverdampfer 34 unter einem Druck von 1,7 kPa und bei einer Temperatur von 141⁰C die Caprolactam-Verdampfung. Dabei werden 5850 Gewichtsteile pro Stunde Caprolactamdaernpfe erzeugt und durch Rohrleitung 38 in den Mantelraum des Fallfilmverdampfers 39 eingeleitet. Durch Rohrleitung 40 werden stuendlich 350 Gewicht st eile Destillationsrückstand abgesogen und in eine vorgeschaltete Synthese- oder Reinigungsstufe des

Caprolactamprozesses zurueckgefuehrt. Die Beheizung des Fallfilmverdampfers 34 erfolgt mittels Heizdampfes von 1,0 MPa Druck.

Die Heizdampf-Zufuehrung erfolgt durch Rohrleitung 4I, die Kondensatabfauehrung durch Rohrleitung 42. Der Heizdampfverbrauch bet raegt 1820 Gewichtsteile pro Stunde.

Im Mantelraum des Fallfilmverdampfers 39 v/erden die durch Rohrleitung 38 eingeleiteten Caprolactamdaempfe (5850 Gewichtsteile pro Stunde) unter einem Druck von 1,15 kPa bei einer Temperatur von 132⁰C unter Gegenstromfuehrung von Dampf und Kondensat weitestgehend kondensiert. Das dabei in einer Menge von 5350 Gewichtsteilen pro Stunde erhaltene Caprolactamkondensat wird durch Rohrleitung 43 in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers •^ 39 eingespeist. In diesem erfolgt bei Gleichstromfuehrung von Dampf und Fluessigkeit und unter Kreislauffuehrung des Sumpfproduktes in einer Menge von 85000 Gewichtsteilen pro Stunde durch Rohrleitung 44 unter einem Druck von 0,95 kPa bei einer Temperatur von 127°C die Caprolactam-Verdampfung, Dabei werden stuendlich 5350 Gewicht steile Caprolactamdaempfe erzeugt und durch Rohrleitung 45 in den Mantelraum des Rohrbuendelwaermeuebertragers 46 geleitet. Aus dem Sumpf des Fallfilmverdampfers 39 werden, stuendlich 5OO Gewichtst eile Sumpfprodukt abgezogen und durch Rohrleitung 35 in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers 34 zurueckgefuehrt. Die durch Rohrleitung 45 in den Rohrbuendelwaermeuebertrager 46 eingeleiteten Caprolactamdaempfe werden in diesem bei einem Druck von 0,5 kPa und ) einer Temperatur von 114°C unter Gegenstromfuehrung von Dampf und Kondensat teilkondensiert und dabei stuendlich 300 Gewichtsteile Caprolactamkondensat erzeugt, das durch Rohrleitung 36 in den Rohrraum des Fallfilmverdampfers 34 zurueckgefuehrt wird.

Die im Rohrbuendelwaermeuebertrager 46 nicht kondensierten Caprolactamdaempfe in einer Menge von 5050 Gewicht steilen pro Stunde werden durch Rohrleitung 47 in den Mantelraum des Rohrbuendelwaermeuebertragers 48 eingeleitet und in diesem unter einem Druck von 0,4 kPa bei einer Temperatur von 11O⁰C bei Gegenstromfuehrung von Dampf und Kondensat weitestgehend kondensiert. Dabei werden stuendlich 4800 Gewichtst eile reines

Caproiactam als Kondensat gewonnen und durch Rohrleitung 49 abgezogen. Die im Mantelraum des Fallfilmverdampfers 39 nicht kondensierten Caprolactamdaempfe in einer Menge von 500 Gewichtsteilen pro Stunde werden ueber Rohrleitung 50 und die im Mantelraum des Rohrbuendelwaermeuebertragers 48 nicht kondensierten Caprolactamdaempfe in einer Menge von 250 Gewichtsteilen pro Stunde werden durch Rohrleitung 51 in den Sumpf der Verstaerker-saeule 52 eingeleitet und in dieser unter einem Druck von 0,35 kPa bei einer Temperatur von 107°C rektifiziert. Die die Verstaerkersaeule 52 in einer Menge von 750 Gewicht ει eilen pro Stunde verlassenden Caprolactamdaempfe v/erden durch Rohrleitung 53 in den heisswassergekuehlten Kondensator 54 eingefuehrt und in diesem bei einem Druck von 0,2 kPa kondensiert. Das dabei erhaltene Caprolactamkondensat wird in einer Menge von 500 Gewichtsteilen pro Stunde durch Rohrleitung 55 als Ruecklauf auf den Kopf der Yerstaerke.rsaeule ,52 aufgegeben und in einer Menge von stuendlich 240 Gewichtsteilen ueber Rohrleitung 5δ als mit reichtflüechtigen Verunreinigungen angereicherte Fraktion abgezogen und in eine vorgeschaltete Syntheseoder Reinigungsstufe des Caprolactamprozesses zurueckgefuehrt. Das Sumpfprodukt der Verstaerkersaeule 52 wird in einer Menge von 500 ~'Gewichtst'eileh pro Stunde durch Rohrleitung 57 in den Rohrraum des Fallfilmverdampfer 39 zurueckgefuehrt. Die Abfuehrung der Kondensationswaerme in den Rohrbuendelwaermeuebertragern 46 und 48 erfolgt mittels Heisswassers, das ueber die Rohrleitungen 58 und 59 den Rohrraeumen der Rohrbuendelwaermeuebertrager zugefuehrt und ueber die Rohrleitungen 60 und 61 abgefuehrt -wird.

Mit d.em Dampfst rahler 62 wird der erforderliche Unterdruck erzeugt. Das Drosselorgan 63 dient der Einst ellung der fuer den Waermeaustausch im Fallfilmverdampfer 39 notwendigen Druckdifferenz. Den Reinigungseffekt zeigen die in der folgenden Tabelle angefuehrten Qualitaetskennzziffern (gemaess TGL 7430) der Einsatz- und Sndürodukte.

Stoffstrom

Permanganat- Gehalt an Extinktions- fluechtigen zahl Basen

Extinktion bei 290 nm

Entwaessertes Roh-Caprolactarn (Rohrleitung 33)

Reines Caprolactam (Rohrleitung 49)

i t leicht fluechtigen Verunreinigungen angereicherte !Fraktion (Rohrleitung 56)

Destillationsrueckstand (Rohrleitung 40)

37	,2	0,34	mval/kg
89	,9	0,133	mval/k
15	,1	0,69	mval/kg
0		4,52	mval/kg

0,71

0,014

0,36

10,52

Claims (9)

Erfindungsanspruch

1. Stufe in Rotationsduennschichtverdampfern oder vorteilhafterweise unter Gleich- oder Gegenstromfuehrung von Dampf und Pluessigkeit bei Kreislauffuehrung des Sumpfproduktes im Rohrraum von Fallfilmverdampfern durchgefuehrt.

1. Reinigung von Caprolactam durch Destillation und Rektifikation von entwaessertem Roh-Gaprolactam unter vermindertem Druck und unter Zusatz alkalisch reagierender Substanzen zur Trennung in eine mit leichtfluechtigen Verunreinigungen angereicherte Fraktion, in den mit hochsiedenden Verunreinigungen angereicherten Destillationsrückstand und in reines Caprolactam, dadurch gekennzeichnet, dass man das entwaesserte Roh-Gaprolactam in einer 1. Stufe bis auf einen geringen Anteil an die hochsiedenden Verunreinigungen enthaltenden Destillationsrueckstand weitestgehend verdampft, die erzeugten Caprolactamdaempfe in einer 2. Stufe unter Rektifikationsbedingungen weitestgehend kondensiert, das dabei erhaltene Caprolactamkondensat in einer 3. Stufe erneut ,weitestgehend verdampft, die in -der 3. Stufe erzeugten Caprolactamdaempfe in einer 4. Stufe rektifizierend teilkondensiert, die in der 4. Stufe nicht kondensierten Caprolactamdaempfe in einer 5. Stufe unter Rektifikationsbedingungen weitestgehejnd und das dabei erhaltene Caprolactamkondensat als reines Caprolactam gewinnt, die Teilkondensation in der 4. Stufe und die weitestgeheride Kondensation in der 5. Stufe unter Gegenstromfuehrung von Kondensat und Dampf im.Mantelraum von Rohrbuendelwaermeuebertragera, die weitestgehende Kondensation in der 2. Stufe unter Gegenstromfuehrung von Kondensat und Dampf im Mantelrauin von Fallfilmverdampfer^ durchgefuehrt, unter Einstellung der notwendigen Temperaturdifferenz fuer die weitestgehende Verdampfung in der 3. Stufe die bei der weitestgehenden Kondensation in der 2. Stufe abzufuehrende Kondensationswaerme als Waermeenergiequelle verwendet, die in der 2. Stufe und in der 5. Stufe nicht kondensierten, die leichtfluechtigen Verunreinigungen enthaltenden Caprolactamdaempfe einer Zwischen- und Totalkondensation oder Rektifikation unterwirft, dabei die leichtfluechtigen Verunreinigungen im Totalkondensat oder im Destillat der Rektifikation anreichert und diesen Stoffstrom als mit leichtfluechtigen Verunreinigungen angereicherte Fraktion ausschleust, das in der 3. Stufe abge-

trennte Sumpfprodukte und das in der 4. Stufe erzeugte Teilkondensat in der Weise in den'Destillationsprozess zurueckgefuehrt, dass man die darin enthaltenen hochsiedenden Verunreinigungen mit dem Destillationsrueckstand in der 1. Stufe ausschleust.

2. Reinigung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur weitestgehenden Verdampfung in der 1. Stufe und in der 3. Stufe 90 bis 96 Masse-% des in diese Stufen eingesetzten Caprolactams verdampft.

3. Reinigung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichent, dass man zur Teilkondensation in der 4. Stufe 5 bis 1 5 Masse-%

j) und zur weitestgehenden Kondensation in der 2. Stufe und in der 5. Stufe 90 bis 98 Masse-% der in diese Stufen eingesetzten Caprolactamdaempfe kondensiert.

4. Reinigung nach Punkt 1 bis '3, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Anwendung einer Zwischenkondensation 50 bis 70 Masse-% der in der 2. Stufe und in der 5. Stufe nicht kondensierten, die leichtfluechtigen Verunreinigungen enthaltenden Caprolactamdaempfe kondensiert und das Gaprolactamkondensat in die 1. Stufe oder die 3. Stufe zurueckfuehrt.

5. Reinigung nach Punkt 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass x . man bei Anwendung einer Rektifikation die in der 2. Stufe und in der 5. Stufe nicht kondensierten, die leichtfluechtigen Verunreinigungen enthaltenden Caprolactamdaempfe in einer Verstaerkersaeule unter Anwendung eines Ruecklaufverhaeltnisses zwischen 2 und 4 ohne Zufuehrung zusaetzlicher Waermeenergie rektifiziert., und das Sumpfprodukt der Verstaerkersaeule in die 1. Stufe oder die 3. Stufe zurueckfuehrt .

6. Reinigung nach Punkt 1 bis' 5> dadurch gekennzeichnet, dass man die fuer den Waermeaustausch in der 2. Stufe und 3. Stufe notwendige Temperaturdifferenz durch Einstellung einer entsprechenden Druckdifferenz mittels Drosselorgan in der Daempfeleitung der 2. Stufe erreicht.

7. Reinigung nach. Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die v/eitestgehende Verdampfung des Caprolactams in der 3. Stufe unter Gleich- oder Gegenstromfuehrung von Dampf und Fluessigkeit und bei Kreislauffuehrung des Sumpfproduktes, im Rohrraum von Fallfilmverdampfern durchgefuehrt.

8. Reinigung nach Punkt 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die weitestgehende Verdampfung des Caprolactams in der

9. Reinigung nach Punkt 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Roh-Caprolactam Alkalisalze als Epsilon-Aminocapronsaeure als Raffinationsmittel zusetzt.

Hierzu gehöeren 2 Bla.tt Zeichnurigen