NL8102280A

NL8102280A - Werkwijze voor het zuiveren van epsilon-caprolactam.

Info

Publication number: NL8102280A
Application number: NL8102280A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1981-05-09
Filing date: 1981-05-09
Publication date: 1982-12-01
Also published as: BR8202661A; KR830010064A; ES8303352A1; ES511988A0; US4457807A; IN155613B; EP0065168A1; KR860000515B1; CA1182775A; EP0065168B1; JPS57192358A; DE3265204D1

Description

_ ' - J

i TR -rr —l STAMICARBON B.V. [ & V. CL L ;j

Uitvinders: Peter E.M. RULKENS te Limbricht I

Nico laas F. HAASEN te Limbricht j "C/J98I

Otto G. PLANTEMA te Nederweert Eind ^ ' 1 3279

WERKWIJZE VOOR HET ZUIVEREN VAN ε-CAPRQLACTAM

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het zuiveren van ε-caprolactam (grondstof voor o-a. Nylon-6) verkregen door omlegging volgens Beckmann van cyclohexanonoxime. Een dergelijk caprolactam bevat verschillende verontreinigingen die verwijderd 5 moeten worden om een voor polymerisatie geschikt produkt te verkrijgen. Dit geschiedt in een aantal bewerkingen die men veelal onderscheidt in een vdórzuivering en een eindzuivering. Deze laatste zuivering wordt gewoonlijk uitgevoerd door het caprolactam, dat reeds een hoge zuiverheid heeft bijvoorbeeld 99 %, te onderwerpen aan een 10 destillatie onder verminderde druk.

Volgens de Duitse octrooiaanvrage 2035859 kan een destillatie van ontwaterd vloeibaar ruw caprolactam zeer geschikt worden uitgevoerd met behulp van 3 filmrectificatoren en 3 filmverdampers.

Bij toepassing van deze bekende manier van destillatie voor de eind— 15 zuivering van caprolactam, verkregen door omlegging van cyclohexanon— oxime met behulp van zwavelzuur of oleum, is echter gebleken dat de zuiverheid van het verkregen eindprodukt nog voor verbetering vatbaar is. Er is nu een destillatie-methodiek gevonden voor de eindzui vering van ontwaterd caprolactam (watergehalte minder dan 1 gew.-%) 20 waarbij zeer zuiver caprolactam kan worden verkregen en die minder apparatuurkosten vergt. De werkwijze volgens de uitvinding voor het zuiveten van ε-caprolactam, verkregen door omlegging van cyclohexano-noxime met behulp van zwavelzuur of oleum, door het te zuiveren caprolactam te onderwerpen aan een destillatie onder verminderde druk met 25 afscheiding van laag-kokende en hoog-kokende verontreinigingen is hierdoor gekenmerkt, dat men de destillatie uitvoert in 2 trappen met in elke trap een verdamper met een rectificatie-kolom, die pakkingma-teriaal bevat met een drukval van minder dan 2,5 mbar per theoretische schotel, het te zuiveren caprolactam toevoert aan de rectificatie-30 kolom van de le trap, uit deze kolom als topprodukt de laag-kokende 8102280

V

* φ 2- verontreinigingen afvoert, het ia de le trap overblijvende bodempro- dukt toevoert aan de 2e trap, de hoogkokende verontreinigingen afvoert als bodemprodukt van de rectificatie-kolom van de 2e trap en als topprodukt van deze kolom het gezuiverde caprolactam wint. De genoemde « 5 drukval van minder dan 2,5 mbar per theoretische schotel heeft betrekking op een meting onder standaardcondities, namelijk de rectificatie van een cis-trans dekalienmengsel (50 % cis en 50 % trans) onder totale reflux bij een druk van 50 mbar en een dampsnelheid van 5,2 m/s.

10 Bij de destillatie volgens de uitvinding kan men diverse verdampers toepassen, bijvoorbeeld een valfilmverdamper. Als pakkingmateriaal voor de destillatiekolommen is elk pakkingmateriaal. geschikt waarbij de drukval minder dan 2,5 mbar per theoretische schotel bedraagt. Een dergelijk pakkingmateriaal. is in de handel verkrijgbaar, bijvoorbeeld 15 Intalox metaal pakking· (beschreven in Chemical. Engineering Progress Maart 1979 pag. 86-91), Sulzer pakking type BX (zie Chemie Ingenieur Technik deel 37 pag. 322, 1965) en Sulzer pakking type Mellapak (zie Chemical Engineering Progress November 1977 pag. 71-77). Bij voorkeur wordt een pakkingmateriaal toegepast waarbij bedoelde drukval minder 20 dan 1,5 mbar per theoretische schotel bedraagt bijvoorbeeld het genoemde type Mellapak van Sulzer*. Het aantal benodigde theoretische schotels in de>rectlficatie-kolommen is afhankelijk van het gewenste scheidend, vermogen. Gewoonlijk kan met 5-15 theoretische schotels in de le trap en 1-5 in de 2e trap een goed resultaat worden verkregen.

25 De toevoer van het: te zuiveren caprolactam aan de rectificatie-kolom van de· le trap. kan geschieden aan de top van deze kolom of aan de kolom zelf. De toevoer van het bodemprodukt van de le trap aan de 2e· trap kan plaatsvinden aan de verdamper of aan de rectificatie-kolom van deze trap bijvoorbeeld aan de le theoretische schotel vanaf de 30 bodem van de kolom. De zuiverheid van het volgens de uitvinding te destilleren caprolactam kan verschillend zijn en bedraagt meestal 95-99,5 %. Indien de zuiverheid van het te destilleren produkt lager dan 95 % is, dan kan dit produkt desgewenst worden gedestilleerd volgens, de uitvinding doch het. verdient dan aanbeveling de vöörzui-35 vering te verbeteren zodat voor de eindzuivering volgens de uitvinding een uitgangsprodukt met een hogere zuiverheid dan 95 % kan 81 0 2 2 8 0 » ** -- > 3 worden toegepast. Be verminderde druk waarbij de destillatie volgens de uitvinding kan worden uitgevoerd kan, in samenhang met de gewenste bodemtemperatuur in de rectificatiekolommen, verschillend worden gekozen. Bij voorkeur wordt in de in de rectificatie-kolom van de le 5 trap een bodemdruk van 5-30 mbar en in de rectificatie-kolom van de 2e trap een bodemdruk van 5-15 mbar toegepast. De bodemtemperatuur van de rectificatie-kolom in de le trap wordt bij voorkeur tussen 115 en 155 “C en in de 2e trap bij voorkeur tussen 115 en 145 °C gekozen.

In de volgende voorbeelden wordt de uitvinding nader toegelicht: 10

Voorbeeld I

In een 2 traps-vacuumdestillatie-inrichting met in elke trap een rectificatie-kolom met een condensor en een valfilmverdamper voor het verhitten der bodemvloeistof wordt ε-caprolactam, verkregen door omlegging van cyclohexanonoxime met oleum, (zuiverheid 99,4 gew.-Z) 15 gezuiverd. Als valfilmverdamper wordt een Normag valfilmverdamper type 9318 S toegepast. In de rectificatie-kolommen (diameter 7 cm) wordt Sulzer pakking type BX (drukval 0,7 mbar per theoretische schotel) toegepast.

Het te zuiveren caprolactam wordt in een hoeveelheid van 8827 g per 20 uur toegevoerd aan de rectificatie-kolom van de le trap (7,5 theoretische schotels) op de 5e theoretische schotel (gerekend vanaf de bodem). Be bodemdruk van de rectificatie-kolom bedraagt 12 mbar, de temperatuur in de bodem 141 °C en in de top 134,5 eC. In de valfilmverdamper van de le trap wordt een verwarmingsmedium toegepast met een 25 temperatuur van 180 eC. Per uur wordt, bij een reflux-verhouding van 3, in de le.trap via de condensor 466 g destillaat af gevoerd. Van het in de le trap verkregen bodemprodukt wordt een hoeveelheid van 1972 g per uur toegevoerd aan de verdamper van de 2e trap. In deze trap bedraagt het aantal theoretische schotels van de rectificatie-kolom 30 2,5, de reflux-verhouding 0,3, de bodemdruk in de kolom 8 mbar, de temperatuur in de top van de kolom 123 °C en de temperatuur in de bodem van de kolom 133 °C. In de valfilmverdamper van de 2e trap wordt een verwarmingsmedium met een temperatuur van 165,5 °C toegepast. Per uur wordt in de 2e trap 1780 g ε-caprolactam met een zuiverheid boven 35 99,9 gew.-Z via de condensor afgevoerd.

8102280 4 ί •v *«·

Het kleurgetal. van het gezuiverd caprolactam bedraagt 3 ’Hazen (50 gew.-% waterige oplossing), de extinctie (50 gew.waterige oplossing, gemeten bij een laagdikte van 4· cm met licht van 290 nm, uitgedrukt als de logarithme van het gedeelte van het licht dat geab— 5 sorbeerd wordt) bedraagt 0,11 en het permanganaatgetal is groter dan 10.000.

Voorbeeld II

In de destillatie-lnrichting als beschreven in voorbeeld I wordt op de 5e theoretische schotel van de rectificatie-kolom van de 10 le trap per uur 9144- g ε-caprolactam, verkregen door omlegging: van cyclohexanonoxime met oleum, (zuiverheid 99,3 gew.-%) toegevoerd.

In de le trap wordt bij een bodemdruk in de; rectificatie-kolom van 10 mbar en een reflux-verhoudlng van 8, per uur 331 g destillaat via de condensor af gevoerd. De top tempera tuur in de rectificatie-kolom. in de 15 le trap bedraagt 133 °C en de bodemtemperatuur 142,5 °C.

In de valfilmverdamper van de le trap wordt een verwarmingsmedium toegepast met: een temperatuur van 180 °C. Van het in de le trap verkregen bodemprodukt wordt een hoeveelheid van 2255 g per uur toege— voerd aan de verdamper van de. 2e trap. Bij een bodemdruk in de ree— 20 tificatie-kolom van de 2e trap van 7,33 mbar en een reflux-verhouding van 0,05 .wordt per uur 2145 g caprolactam met een zuiverheid boven 99,9 gew..-% via de condensor af gevoerd. De top tempera tuur in de rectificatie-kolom van de 2e trap bedraagt 122. °C en de bodemtemperatuur 134,5 °C. In de valfilmverdamper van de 2e· trap wordt een 25 verwarmingsmedium toegepast met een temperatuur van 166 °C. Het verkregen eindprodukt heeft een kleurgetal van 2 eHazen, een extinctie van 0,1 en een permanganaatgetal van meer dan 10.000.

81 0 2 28 0

Claims

1. Werkwijze voor het zuiveren van ε-caprolactam, verkregen door omlegging van cyclohexanonoxime met behulp van zwavelzuur of oleum, door het te zuiveren caprolactam te onderwerpen aan een destillatie onder verminderde druk met afscheiding van laag-5 kokende en hoog-kokende verontreinigingen, met het kenmerk, dat men de destillatie uitvoert in 2 trappen met in elke trap een verdamper met een rectificatie-kolom, die pakkingmateriaal bevat met een drukval van minder dan 2,5 abar per theoretische schotel, het te zuiveren caprolactam toevoert aan de rectificatie-kolom van de 10 le trap, uit deze kolom de laag-kokende verontreinigingen afvoert, het in de le trap overblijvende bodemprodukt toevoert aan de 2e trap, de hoog-kokende verontreinigingen afvoert als bodemprodukt van de rectificatie-kolom van de* 2e trap en als topprodukt van deze kolom het gezuiverd caprolactam wint.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men in de rectificatie-kolom van beide trappen een pakkingmateriaal met een drukval beneden 1,5 mbar per theoretische schotel toepast.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men uitgaat van ε-caprolactam met een zuiverheid van 95-99,5 gew.-Z.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men in de rectificatie-kolom van de le trap een bodemdruk van 5-30 mbar en In de rectificatie-kolom van de 2e trap een bodemdruk van 5-15 mbar toepast.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat men 25 in de rectificatie-kolom van de le trap een bodemtemperatuur van 115-155 °C en in de rectificatie-kolom van de 2e trap een bodemtemperatuur van 115-145 °C toepast.

5 3279

6. Werkwijze volgens conclusie 1, zoals in hoofdzaak is beschreven en/of in de voorbeelden nader Is toegelicht. 30 7. ε-caprolactam verkregen onder toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies. 8102280