DD289471A5 - Verfahren zur intensivierung der gegenstromextraktion von polyamid-6-granulat - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Intensivierung der Gegenstromextraktion von Polyamid-6-Granulat. Um den Stoffuebergang in den letzten Extraktionsstufen zu intensivieren und somit das Aufloesen der Oligomeren im Extraktionswasser zu beschleunigen, wird dem Extraktionswasser zu Beginn der Extraktion monomeres Caprolactam zugesetzt. Hierbei musz es in einer Konzentration von 1-40% im Extraktionswasser vorliegen, und die Behandlung des Polyamidgranulates ist in 13-120 der Gesamtextraktionszeit bei Temperaturen oberhalb 60 Grad Celsius und bei einem bestimmten Extraktionsfluessigkeitseinsatz durchzufuehren.{Gegenstromextraktion; Polyamid-6-Granulat; verbesserter Stoffuebergang; letzte Extraktionsstufen; Oligomere; Extraktionswasser; monomerer Caprolactamzusatz; Gesamtextraktionszeit}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Intensivierung der Gegenstromextraktion von Polyamidgranulat, mit welchem bei den bekannten kontinuierlichen und auch diskontinuierlichen Extraktionsverfahren von Polyamidgranulat mittels Heißwasser zum Zwecke der Entfernung der niedermolekularen Bestandteile eine effektivere Prozeßführung erreicht werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Neben Verfahren zur diskontinuierlichen Extraktion von Polyamidgranulat (DD-PS Nr. 225-340) sind Verfahren bekannt, bei denen kontinuierlich im Gegenstrom Granulat und Heißwasser in Kontakt gebracht werden. Dabei werden zur Erreichung eines gleichbleibend hohen Konzentrationsgefälles zwischen den Extraktgehalten des Granulates und des Lösungsmittels im Extraktorraum Zonen vergesehen und aus diesen Zonen Flüssigkeitsströme ausgekreist, die entweder in den oberen Bereich der Entnahmezone zurückgeführt werden (DD-PS Nr. 107 596), oder die bei gleichzeitiger Zufuhr einer Teilmenge Extraktionsflüssigkeit aus der Druckseite einer Zone in die Saugseite des Kreislaufes der darüberliegenden Zone in den unteren Bereich der Entnahmezone zurückgeführt werden (DD-PS Nr. 206999) oder die destillativ von Monomer und Oligomeren gereinigt und ebenfalls wieder in die Extraktorzonen zurückgeführt werden.

Im kontinuierlichen Gegenstrornprozeß macht man sichdabei die Tatsache zunutze, daß wenig lactam-und oligomerenhaltiges Wasser noch zur Extraktion von Granulat mit höherem Extraktgehalt verwendet werden kann, und man überträgt dieses Prinzip zur Wassereinsparung in Form der Wiederverwendung des Extraktionswassers einer Stufe für die Extraktion von Granulat in der davorliegenden Stufe auch auf diskontinuierliche Verfahren.

Trotz der unterschiedlichen Verbesserung des Konzontrationsgefälles und damit der Intensität des Extraktionsvorganges ist allen bisher bekannten Verfahren gemeinsam, daß zur Erreichung niedriger Restextraktgehalte im Granulat eine Reihe von Extraktorzonen vorgesehen werden müssen, in denen nur noch geringfügige Konzentrationsänderungen auftreten, und die die Extraktionsdauer und damit das Extraktorvolumen stark vergrößern und die Anlagenkapazität einschränken. Dieses Absinken der erreichbaren Extraktionsleistuno gerade in dem aus Qualitätsgründen interessierenden Bereich niederer Restextraktgehalte ist nach Analysenergebnisson darauf zurückzuführen, daß sich während der Extraktion die schwer wasserlöslichen Oligomeren gegenüber dem leichtlöslichen Monomeren von einem Ausgangsverhältnis Oligomere/ Monomeres von 1:4 bis aufwerte um 5:2 anreichern.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, den Stoffübergang in den letzten Extraktionsstufen in solcher Weise zu intensivieren, daß bei gleichem Durchsatz und gleichem Restextraktgehalt des Granulats die Extraktorgröße bzw. die Zahl der Extraktionsstufen verringert werden kann, oder daß bei gleicher Extraktorgröße wahlweise die Kapazität erhöht oder der Restextraktgehalt weiter reduziert werden kann.

Wesen der Erfindung

Es ist die Aufgabe zu lösen, durch Änderung des Konzentrationsprofils über die Extraktionszeit den Stoffübergang während der Extraktion zu erhöhen.

Der erfindungsgemäßon Lösung dieser Aufgabenstellung liegt die Beobachtung zugrunde, daß monomeres Caprolactam enthaltendes Wasser ein größeres Lösungsvermögen gegenüber Lactamoligomeren besitzt als reines Wasser.

Das Wesen der Erfindung besteht nur darin, in Abweichung von allen bisher bekannten Verfahren in einer der ersten Extraktorzonen dem Extraktionswasser so viel monomeres Caprolactam zuzusetzen, daß es In einer Konzentration zwischen 1 und 40% im Extraktionswasser vorliegt, um auf diese Welse während Vs bis V20 der Gesamtextraktlonsdauer durch eine Beeinflussung des Aufnahmevermögens des Extraktionsmittels gezielt die Oligomeren aus dem Granulat herauszulösen. Das im Gegensatz zu bisher bekannten Verfahren im Vergleich zu den Oligomeren im Überschuß verbleibende Monomere im Granulat bewirkt dann im folgenden Extraktionsprozeß wiederum eine Förderung der Oligomerenextraktion. Zur Verbesserung des Lösungsvorganges ist bei erhöhten Temperaturen - über 60 Grad Celsius- und mit einem Lactamwassereinsatz von 0,2 bis 2,0t pro t Granulat zu arbeiten.

Zur erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe kann auch ein der ersten Extraktionszone unmittelbar vorgelagerter Granulatspeicherbehälter mit gesondertem Lactamwasserkreislauf genutzt werden. Zur Einstellung der notwendigen Konzentration können sowohl Frischlactam als auch aus den Extraktionswässern gewonnenes lactamreiches Wasser oder Rücklactam Anwendung finden.

Ausführunysbelsplel

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen an zwei Beispielen deutlich gemacht werden:

1. Beispiel

a. - ohne Lactamzusatz -

150 Gramm Polyamidgranulat mit einem Extraktgehalt von 10% werden in 10 Stufen mit je 100 Gramm destilliertem Wasser je

1 Stunde bei 95 Grad Celsius gewaschen. Nach der 10. Stufe ergibt sich ein Restextraktgehalt im Granulat von 0,93%, wobei in den letzten 3 Stufen nur noch Änderungen von jeweils 0,1 % festzustellen sind.

Das Verhältnis Oligomere:Monomer im Granulat beträgt 2,4:1.

b. - mit Lactamzusatz -

Gleiches Polyamidgranulat wird 2 Stunden bei 95 Grad Celsius mit 20%igem Lactamwasser vorgewaschen. Anschließend wird wie in Beispiel 1 a weiterbehandelt.

Der Extraktgehalt im Granulat fällt dabei deutlich schneller ab als in Beispiel 1 a, erreicht den Wert 0,93 schon nach 6 Stunden Nachwäsche-Verhältnis Oligomere:Monomer = 3:5-und liegt nach 8 Stunden bei 0,6%, nach 10 Stunden bei 0,39%. Die Konzentrationen wurden auf flüssigkeitschromatografischem Wege bestimmt.

2. Beispiel

a. - ohne Lactamzusatz -

In einem kontinuierlichen Gegenstromextraktor mit Zoneneinteilung und Flüssigkeitskreisläufen entsprechend DD-PS Nr. 206999 werden 20t/Tag Polyamidgranulat von 10% Extraktorgehalt in 14 Stunden Verweilzeit mit 0,6t Frischwasser pro t Granulat bei 95 Grad Celsius in Kontakt gebracht.

Das Granulat aus dem Extrakior weist einen Restextraktgehalt von 2,72% auf.

b. - mit Lactamzusatz -

In einem Vorextraktor werden die 20t/Tag Polyamidgranulat mit 0,83t/t 20%igem Lactamwasser vorgewaschen. Waschdauer

2 Stunden; Temperatur 95 Grad Celsius. Danach wird wie in Beispiel 2 a weiterbehandelt. Das Granulat hat nach der Extraktion einen Restextraktgehalt von nur noch 0,61 %.

Demgegenüber ergibt sich bei einer um 2 Stunden verlängerten Extraktion nach dem Verfahren in Beispiel 2 a lediglich eine Absenkung auf 2,27%

Meßverfahren analog I.Beispiel

Claims (5)

1. Verfahren zur Intensivierung der Gegenstromextraktion von Polyamid-6-Granulat durch eine Erhöhung des Aufnahmevermögens des Extraktionswassers gegenüber Oligomeren, gekennzeichnet dadurch, daß dem Extraktionswasser zu Beginn der Extraktion so viel monomeres Caprolactam zugesetzt wird, daß es in einer Konzentration von 1-40% im Extraktionswasscr vorliegt, und daß das Polyamidgranulat bei diesem Caprolactamzusatz im Extraktionswasser V3-V20 der Gesamtextraktionszeit bei Temperaturen oberhalb 60 Grad Celsius und einem Extraktionsflüssigkeitseinsatz von 0,2-2t pro t Polyamidgranulat behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß 5 bis 25% Caprolactam im Extraktionswasser eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Behandlung des Polyamidgranulates Vb-Vi2 der Gesamtextraktionszeit beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei Temperaturen von 80-95 Grad Celsius gearbeitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß 0,4-1,6t Extraktionsflüssigkeit pro t Polyamidgranulat eingesetzt werden.