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L'invention est relative à l'extraction d'w -amino capronitrile de mélanges qui contiennent , en plus de ce nitrile, de 1' w -caprolactame et de l'eau. Les mélanges de ce type qui contiennent, en plus d'w-amino-capronitrile, de l' w-caprolactame et de l'eau sont par exemple obtenus comme produit de réaction lors de la réaction de caprolactame avec de l'ammoniac selon l'équation de réaction;
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Bien que le point d'ébullition de 1' w-aminocapronitrile et celui du caprolactame , qui sont respectivement de 1400 et de 168 C à une pression de 35 mm de Hg, soient suffisamment distincts l'un de l'autre pour réaliser une séparation par distillation, une distillation du produit de réaction brut résultant de cette conversion ne donne pas le résultat voulu.
Ainsi, on a constaté que, pendant la distillation, des produits à point d'ébullition élevé se forment et que la quantité d'aminonitrile ainsi obtenue est beaucoup plus faible que celle se trouvant originellement dans le mélange .
Or, on a découvert que cet inconvénient peut être évité quand, lors de l'extraction de 1' w -aminocapronitrile de mélanges bruts contenant, outre le nitrile, de #1' W-capro- lactame et de l'eau, on ajoute un solvant organique inerte qui
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est capable de former un azéotrope avec de l'eau, tandis qu'une partie au moins de l'eau, est enlevée par évaporation du mélange et que, finalement, 1' w-aminocapronitrile est extrait par distillation de la partie restante du mélange.
Lors de l'application du présent procédé -dans la pratique, il n'est pas nécessaire d'enlever toute la quantité dteau du mélange brut par distillation azéotropique. Une grande partie de l'eau, jusqu'à 75% environ, peut être enlevée par -évaporation, de préférence dans un évaporateur à couche mince à marche continue, qui est' capable d'effectuer l'évaporation à une vitesse suffisamment grande pour éviter la formation de produits ayant un point d'ébullition élevé.
L'eau restante est enlevée subséquemment par distillation azéotropique .
La distillation azéotropique peut donc être effectuée de façon que la quantité de solvant organique additionné ne ouffuse pas à enlever toute la quantité dteau présente.
Selon cette variante du présent procédé , le sôlvant organique inerte est liminé, pendant 1'évaporation, avec les impuretés volatiles et avec une partie de l'eau, en sorte qu'il reste peu d'eau dans le mélange, par exemple 0,5 à 2% en poids d'eau. Pour éviter la formation d'importantes quantités de sous-produits à point d'ébullition élève, on préfère effectuer la distillation subséquente dans un appareil de distillation à marche continue, dans lequel la quantité d'eau encore présente est enlevée assez rapidement et dans lequel 1' w-aminocapronitrile n'est pas soumis longtemps à des températures éle. vées .
Lorsqu'on'opère une distillation continue à pression réduite, par exemple à 25 - 35 mm de Hg , la température d'ébullition de it w-aminocapronitrile n'est pas supérieure à 130 - 140 C et à une pression plus basse, par exemple à une
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pression de' 5 mm environ, la température peut être maintenue en dessous de 100 C.
.Les solvants organiques inertes capables d'enlever l'eau sont des solvants connus parmi lesquels le benzène et les xylènes sont les plus usités.
EXEMPLE I . -
Les trois essais'suivants démontrent l'effet de l'enlèvement de l'eau .
Essai 1.- - Un mélange de 100 g d'w -aminocapronitrle et de 100 g d'w-caprolactame, qui ne contient pas d'eau, est distillé à pression réduite. On obtient à une température de 129-132 C et sous une pression de 26 mm de Hg, 98,5 g d'amino- nitrile et, à une température de 158-161 C et sous la même pression, 97,5 g de caprolactame, le résidu étant de 4 g.
Essai II.-
Un mélange de 100 g d'w-aminocapronitrile, de 100 g d' w-caprolactame et 20 g d'eau est distillé. A la pression normale et à une température de 100-103 C, on enlève d'abord 12 g d'eau; on continue la. diestillation à pression réduite en enlevant ¯encore 8 g dteau et on obtient ensuite,, à une température de 129-132 C et sous une pression de 26 mm de Hg, 85 g d'aminocapronitrile, et à une température de 158-161 C sous une pression de 26 mm de Hg, 84 g de caprolactame , la auantité de résidu étant de 31 g.
Essai III.-
D'un mélange de 100 g d'w-aminocapronitrile, de 100 g d'w-caprolactame et de 20 g d'eau, on enlève d'abord 12 g d'eau dans un évaporateur à couche-mince. Au mélange oui contient toujours 8 g d'eau, on ajoute ensuite 100 g de benzène, après quoi l'eau est chassée, à une température de 69-70 C, par distillation azéotropique sous pression normale .
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Ensuite, on soumet le mélange à une distillation sous pression réduite et après avoir séparé le reste du benzène on obtient, à une température de 129-132 C et sous une pression de 26 mm de Hg, 98 g d'aitiiiiocaproiiitrile et, à une température de 158-161 C et sous la même pression, 97 g de caprolactame. La quantité de résidu est de 5 g.
EXEMPLE II. -
A travers un tube de réaction (diamètre 3 cm, longueur .60 cm) qui est rempli de tablettes d'oxyde d'alumi- fait nium (diamètre : 3 mm, épaisseur :2 mm) on/passer en contint à une température de 340 C ,de la vapeur d'w -caprolactame* et de l'ammoniac dans un rapport de 12-moles d'ammoniac par mole de lactame, à une vitesse horaire de 3080 1 (calculée à 0 C et 1 atmopshère) par litre de catalyseur .
Le mélange de réaction sortent du tube de réaction est condensé et ensuite conduit à travers un évaporateur à couche mince pour en séparer la majeure partie de l'eau de réaction présente . le mélange ainsi obtenu se compose (en % poids) de : 44% de lactame, 52,5% d'aminonitrile, 2,5% d'eau et 1% de sous-produits. à 1000 g de ce mélange, on ajoute 350 g de benzène après quoi on enlève l'eau de ce mélange par distillation azéotroDique à 69-70 C.
Ensuite, on distille de façon continue sous Dression réduite et après enlèvement du reste du benzène on obtient, à 135-144 C (22-50 mm), 516 g d'aminocapronitrile; à partir du produit de fond, on obtient 432 g de caprolactame, La quantité de résidu est de 27 g . Le caprolactame obtenu est utilisé de nouveau comme matière de départ .
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EXEMPLE III. -
Suivant un processus continu tel que reproduit schématique@ent au dessin ci-annexé, l'w-caprolactame est mis en réaction avec de l'ammoniac.
Un mélange de lactame éva.poré et d'ammoniac (25 moles d'ammoniac par mole de lactame) est préchauffé à 310 C et introduit par un tube 1 dans un réacteur à tubes. contenant un Certain nombre de tubes 2 rempli chacun de tablettes d'alumi- ne . A l'intérieur du réacteur, la température est maintenue à 310 C.
Les gaz de réaction chauds sortant par le tube de sortie 3 du réacteur passent pa.r un échangeur de chaleur non représenté, dans lequel la température'des gaz est réduite à 250 C.Ensuite, les gaz passent par un refroidisseur 4. Dans ce refroidisseur 4, la température du gaz est réduite usqu'à 150 C à l'aide d'un agent refroidisseur'se composant d'eau qui est maintenue, au moyen d'azote, à une 'pression supérieure à la pression atmosphérique. L'agent refroidisseur est introduit en 5 et évacué en 6.
Le ga.z, qui a maintenant une température de 150 C passe par un.système de condensation dans lequel s'effectue une condensation fractionnée . Par le tube 7, le gaz s'introduit dans le premier condenseur 8. Un mélange de gaz et de liquide s'introduit par le tube 9 dans un séparateur 10, dans lequel un premier condensat se sépare du gaz à une température de 70 C. Le gaz sortant du séparateur 10 passe par le tube 11 et s'introduit dans un second condenseur 12. Le gaz et le liquide sortant du second condenseur 12 passent par le tube 13 et s'introduisent-dans un séparateur 14, dans lequel le second condensat se sépare du gaz à une température de 30 C. Dans les condenseurs 8 et 12, on utilise de l'eau cornue agent refroidisseur .
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Le gaz sortant du séparateur 14 par le tube 15 contient toujours 75% d'eau et on le soumet à une '.épuration ultérieure non représentée pour en enlever l'ammoniac.
Le premier condensât du séparateur 10 contient 45% de lactame, 51% d' aminocapronitrile, 1,2% d' eau , 0,8% d'ammoniac dissous et 2% de sous-produits (exprimé en % en poids) Le condensat passe par le tube 16 et s'introduit 'dans le récipient mélangeur 17.
Le second condensat du séparateur 14 contient 7% de lactame, 59% d'aminocapronitrile, 27% d'eau, 6% d'ammoniac dissous et 1% de sous-produits (exprimé.en % en-poids). La majeure partie de l'eau du second condensat est enlevée en in- troduisant le condensat par le tube 18, un réchauffeur 19 et un tube 20 dans un épaississeur 21, dans lequel l'eau est évaporée-, à une température de 80 C et sous une pression réduite, et évacuée par le tube 22.
Le produit concentré de 1'épaississeur 21 passe par le tube 23 et s'introduit dans le récipient mélangeur 17. '
Dans le récipient mélangeur 17, les liquides se mélangent avec du benzène provenant du-tube 24 et le mélange passe ensuite par le tube 25 et s'introduit dans le premier évaporateur 26 d'où l'on évacue les vapeurs contenant du benzène et de l'eau par le tube 27. Le produit de fond de l'évaporateur 26 passe par le tube 28 et s'introduit dans le second évaporateur 29, d'où les vapeurs s'évacuent dans le tube 30. Les évaporateurs 26 et 29 marchent à pression réduite et la température du premier évaporateur 26 est maintenue, à l'aide de vapeur, à 95-100 C et celle du second évaporateur 29 à 130-135 C.
Dans la partie supérieure des évaporateurs 26 . et 29, on introduit(de manière non représentée au dessin) du benzène du séparateur 33 pour aider au reflux.
Les vapeurs des tubes 27 et 30 s'introduisent dans
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un condenseur 31 et le condensat passe par le tube 32 et s'introduit dans le séparateur 33 dans lequel un liquide aqueux se''sépare du benzène. Le liquide aqueux s'évacue par le tube 34 et le benzène s'introduit par lé tube 24 dans le récipient mélangeur 17.
Le liquide de fond de l'évaporateur 29 s'introduit par le tube 35 dans une colonne de rectification 36, qui opère sous vide et dans laquelle, à une température qui ne dépasse pas les 10C C, des vapeurs d'aimnocapronitrile s'évacuent par un tube 37 monté au sommet de la colonne. L'aminocapronitrile est condensé dans un refroidisseur 38 et le produit fini est recueilli dans un réservoir 39.
Le liquide de fond de la colonne de rectification 36 est évacué. par le tube 40 et soumis à une épuration ultérieure pour en enlever le caprolactame non converti qui est utilisé de nouveau.
REVENDICATIONS.- ----------------
1.- Procédé pour l'extraction d'w -aminocaproni- trile de mélanges qui contiennent en plus de ce nitrile, de 0 -caprolactame et de l'eau, caractérisé é en ce qu'on ajoute un solvant organique inerte qui est capable de former un azéotrope avec de l'eau, tandis qu'une partie au moins de l'eau est évaporée du mélange et ensuite que l'w-a- minocapronitrile est extrait, par distillation, de la partie restante du mélange .