DE2716527A1

DE2716527A1 - METHOD FOR PURIFYING CAPROLACTAM USING OZONE

Info

Publication number: DE2716527A1
Application number: DE19772716527
Authority: DE
Inventors: Mario Cattoni; Roberto Mattone
Original assignee: SNIA Viscosa SpA
Current assignee: SNIA Viscosa SpA
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1977-10-20
Also published as: BE853436A; FR2347351B1; GB1537994A; NL7703643A; FR2347351A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Caprolactam mittels Ozon.The invention relates to a method for purifying caprolactam by means of ozone.

Es ist bekannt, Caprolactam von oxidierbaren Verunreinigungen durch Behandlung mit einem Oxidationsmittel wie Kaliumpermanganat zu reinigen. Dieses Verfahren ist jedoch sowohl unter wirtschaftlichen als auch verfahrensmäßigen Gesichtspunkten besonders aufwendig und umständlich, da es erfordert:It is known that oxidizable impurities can be removed from caprolactam by treatment with an oxidizing agent such as potassium permanganate. However, this method is particularly complex and laborious, both from an economic and procedural point of view, since it requires:

a) die Notwendigkeit der Dosierung eines Feststoffs, was in Abhängigkeit von der kristallinen Form des Salzes mehr oder weniger Schwierigkeiten bietet;a) the need to dose a solid, which, depending on the crystalline form of the salt, presents more or less difficulties;

b) die Notwendigkeit des Abfiltrierens des gebildeten Mangandioxids nach Zusatz von Kieselgur, wobei auch der Filterku- chen, abgesehen davon, dass er einen der Träger der Caprolactamverluste darstellt, unter dem Gesichtspunkt der Abfallbeseitigung ein Problem aufgibt.b) the need to filter off the manganese dioxide formed after the addition of kieselguhr, whereby the filter cake chen, besides being one of the carriers of caprolactam losses, poses a problem from the point of view of waste disposal.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass es durch Verwendung von Ozon möglich wird, eine außerordentlich wirksame Reinigung von Caprolactam durchzuführen; dieses Verfahren ist frei von den Nachteilen, die den bekannten Verfahren anhaften.Surprisingly, it has now been found that the use of ozone makes it possible to carry out an extremely effective purification of caprolactam; this method is free from the disadvantages inherent in the known methods.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Reinigung von Caprolactam von oxidierbaren Verunreinigungen, die es enthält, vermittels einer Behandlung mit einem Oxidationsmittel, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Oxidationsmittel Ozon verwendet.The subject of the invention is a process for cleaning caprolactam from oxidizable impurities which it contains by means of a treatment with an oxidizing agent, which process is characterized in that ozone is used as the oxidizing agent.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das durch oxidierbare Beimengungen verunreinigte Caprolactam zunächst in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst; dann wird Ozon durch die erhaltene Lösung geleitet.According to a preferred embodiment of the process according to the invention, the caprolactam contaminated by oxidizable admixtures is first dissolved in a suitable solvent; then ozone is passed through the resulting solution.

Jedes gegenüber Ozon inerte Lösungsmittel, zum Beispiel Wasser, kann im Verfahren eingesetzt werden.Any solvent inert to ozone, for example water, can be used in the process.

Das Caprolactam kann mit Ozon entweder in konzentrierter oder in verdünnter Lösung behandelt werden. Vorzugsweise liegt die Konzentration des Caprolactams in der Lösung zwischen etwa 40 Gew.-% und etwa 78 Gew.-% Caprolactam, wobei dieser Konzentrationsbereich nicht als Einschränkung zu verstehen ist, da er bezüglich der Durchführbarkeit oder -genauer gesagt- in Bezug auf den Reaktionsmechanismus des Verfahrens nicht ausschlaggebend ist, sondern nur aus technischen und wirtschaftlichen Gründen vorgeschlagen wird. Es wird im Allgemeinen bevorzugt, mit der durch die Löslichkeit des Caprolactams bei den Verfahrenstemperaturen gegebenen zulässigen Höchstkonzentration zu arbeiten.The caprolactam can be treated with ozone either in concentrated or in dilute solution. The concentration of the caprolactam in the solution is preferably between about 40 wt.% And about 78 wt of the procedure is not decisive, but is only proposed for technical and economic reasons. It is generally preferred to work with the maximum permissible concentration given by the solubility of the caprolactam at the process temperatures.

Das als Oxidationsmittel verwendete Ozon kann in Sauerstoff, Luft, mit Stickstoff verdünnter Luft oder in einem anderen Gasgemisch enthalten sein.The ozone used as an oxidizing agent can be contained in oxygen, air, air diluted with nitrogen or in another gas mixture.

Die Konzentrationsgrenzen des Ozons in Luft hängen vom speziellen System ab, das zur O[tief]3-Erzeugung verwendet wird, und sind daher vorrangig durch technologische Überlegungen bestimmt. Vorzugsweise werden diese Konzentrationen unter 30 mg Ozon pro Liter gehalten, besonders bevorzugt zwischen 8 und 30 mg/Liter.The concentration limits of ozone in air depend on the particular system used to generate O [deep] 3 and are therefore primarily determined by technological considerations. These concentrations are preferably kept below 30 mg ozone per liter, particularly preferably between 8 and 30 mg / liter.

Erfindungsgemäß wird die Behandlung der Caprolactamlösung mit Ozon bei einer Temperatur ausgeführt, die zweckmäßigerweise zwischen dem Erstarrungspunkt der Lösung und 70°C, vorzugsweise zwischen 20° und 50° C liegt; diese Behandlung kann entweder bei atmosphärischem Druck oder unter- bzw. überatmosphärischem Druck oder sogar unter leichtem Saugdruck durchgeführt werden.According to the invention, the treatment of the caprolactam solution with ozone is carried out at a temperature which is expediently between the solidification point of the solution and 70 ° C., preferably between 20 ° and 50 ° C .; this treatment can be carried out either at atmospheric pressure or under or over atmospheric pressure or even under a slight suction pressure.

Vorzugsweise entspricht die Absorption während der Behandlung einem Ozon-Caprolactam-Verhältnis zwischen 150 und 1500 mg Ozon pro kg Caprolactam, wobei die spezielle Menge von der Menge der im Rohcaprolactam vorhandenen Verunreinigungen abhängt.The absorption during the treatment preferably corresponds to an ozone-caprolactam ratio between 150 and 1500 mg of ozone per kg of caprolactam, the specific amount depending on the amount of impurities present in the crude caprolactam.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, sie jedoch nicht einschränken.The following examples are intended to illustrate the invention, but not to restrict it.

Beispiel 1example 1

500 g einer 78gew.-%igen wässrigen Caprolactamlösung werden in einen mit Rührer ausgerüsteten Kolben gegeben.500 g of a 78% strength by weight aqueous caprolactam solution are placed in a flask equipped with a stirrer.

Ein Sauerstoffstrom, der 0,08 g/l Ozon enthält, wird bei Raumtemperatur während 1 Stunde durch diese Lösung geperlt und zwar mit einer Geschwindigkeit von 10 l/Std., wobei eine Ozonmenge gleich 0,09 Gew.-% des Caprolactams absorbiert wird.A stream of oxygen containing 0.08 g / l of ozone is bubbled through this solution for 1 hour at room temperature, namely at a rate of 10 l / h, an amount of ozone equal to 0.09% by weight of the caprolactam being absorbed .

Nach dieser Behandlung mit Ozon wird die Caprolactam enthaltende Lösung einer ersten Rektifikation unterworfen unter Entfernung von 5 Gew.-% Kopffraktionen und einer zweiten Rektifikation unter Eliminierung von 20 Gew.-% Schnittfraktionen, wodurch eine Fraktion isoliert wird, die aus einem Caprolactam mit einer Permanganatzahl von etwa 3.000 besteht (gemessen nach der Norm für Caprolactam der UNICHIN Italiana).After this treatment with ozone, the caprolactam-containing solution is subjected to a first rectification to remove 5% by weight of top fractions and a second rectification to eliminate 20% by weight of cut fractions, whereby a fraction is isolated which consists of a caprolactam with a permanganate number of about 3,000 (measured according to the UNICHIN Italiana standard for caprolactam).

Das gleiche Caprolactam, jedoch nicht mit Ozon behandelt, sondern nur diesen beiden Rektifikationen unterworfen, weist eine Permanganatzahl von Null (0) auf.The same caprolactam, but not treated with ozone, but only subjected to these two rectifications, has a permanganate number of zero (0).

Beispiel 2Example 2

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, jedoch unter Hindurchperlen des Ozon-haltigen Sauerstoffs durch die Caprolactamlösung während eines Zeitraums von 2 Std. wird eine Ozonmenge gleich 0,11 Gew.-% des Caprolactams absorbiert. Das Produkt zeigt, nachdem es den in Beispiel 1 beschriebenen Rektifikationen unterworfen worden ist, eine Permanganatzahl von 9.000.According to the procedure described in Example 1, but with the ozone-containing oxygen bubbling through the caprolactam solution for a period of 2 hours, an amount of ozone equal to 0.11% by weight of the caprolactam is absorbed. After being subjected to the rectifications described in Example 1, the product shows a permanganate number of 9,000.

Claims

1. A process for the purification of caprolactam from the oxidizable impurities contained therein by treatment with an oxidizing agent, characterized in that ozone is used as the oxidizing agent.

2. The method according to claim 1, characterized in that the caprolactam is treated with ozone when it is in solution in a solvent inert to ozone.

3. The method according to claim 2, characterized in that the solvent used is water.

4. The method according to claim 2, characterized in that one uses a concentration of the caprolactam in the solution between 40 and 78 wt .-%.

5. The method according to claim 2, characterized in that the treatment with ozone is carried out at a temperature between the freezing point of the solution and 70 ° C.

6. The method according to claim 5, characterized in that the treatment with ozone is carried out at a temperature between 20 ° and 50 ° C.

7. The method according to claim 1, characterized in that an ozone-caprolactam ratio between 150 and 1500 mg of ozone per kg of caprolactam is used.

8. The method according to claim 1, characterized in that the ozone is applied in a dilute mixture with air and a concentration in the mixture between 8 and 30 mg ozone per liter.

9. Caprolactam, characterized in that it has been cleaned of oxidizable impurities by treatment with ozone.

10. Caprolactam according to claim 9, characterized in that it has a permanganate number of about 3000 to 9000, measured according to the UNICHIN Italiana standard for caprolactam.

11. Caprolactam according to claim 9 or 10, characterized in that it is an epsilon-caprolactam.