CH322620A - Verfahren zum Reinigen von Lactamen - Google Patents

Description

  Verfahren zum     Reinigen    von     Laetamen       Bekanntlich     enthalten        Lactame,    die bei  spielsweise durch die     Beckmannsche    Um  lagerung     cyclischer        Ketoxime,    durch De  polymerisation aus     Laetarnen    hergestellter  Polyamide oder     durch    Auswaschen von Poly  amiden gewonnen werden, Verunreinigungen,  die sich sogar durch wiederholte Destillation  des     Lactams    nicht völlig beseitigen lassen.  Diese Verunreinigungen rufen unter dem Ein  fluss von Licht und Luft Verfärbungen in dem       Lactam    hervor.

   Solche verunreinigte     Lac-          tame    eignen sich weniger für die Herstellung  von Polymeren, weil die Verunreinigungen  gleichfalls Verfärbungen und sonstige Quali  tätsbeeinträchtigungen im Polymer hervor  rufen, wodurch sich das Polymer weniger für  die Herstellung von Fäden, Fasern., Folien  und sonstigen Formprodukten eignet.  



  Man hat schon verschiedene     Verfahren     zum Reinigen von     Lactamen    vorgeschlagen.  So ist bekannt, dass     Laetame    durch Vakuum  destilladon in Gegenwart von alkalisch oder  sauer reagierenden Zusätzen gereinigt werden  können, vorzugsweise in Gegenwart von Per  boraten,     Percarbonaten    oder Gemischen von  Zink und Natronlauge oder von Zink und  Schwefelsäure, welche Zusätze zugleich oxy  dierende bzw. reduzierende Eigenschaften  aufweisen können.

   Eine weitere Möglichkeit  zum Reinigen von     Laetamen    besteht darin,  dass man     Laetame    mit     Oleum    erhitzt und    nach der Neutralisation die     abgetrennten          Lactame        destillieit.    Diese bekannten Verfah  ren sind jedoch in Anbetracht der beträcht  lichen     Lactamverluste    wenig zusagend.  Ausserdem ist dabei immer eine Destillation  des     Lactams    erforderlich, wodurch diese Rei  nigungsverfahren eine verwickelte und kost  bare Einrichtung bedingen.  



  Es wurde nun gefunden, dass Verunreini  gungen, wie zum Beispiel organische, die sich  nur schwer aus     Lactamen        entfernen    lassen,  überraschenderweise     hinreichend        ionogene     Eigenschaften aufweisen. Gegenstand der vor  liegenden Erfindung ist nun ein     Verfahren     zum Reinigen von     Lactamen,    das dadurch  gekennzeichnet ist, dass man unreines     Lac-          tam    in wässeriger Lösung über Kationen- und       Anionenaustauscher    leitet.  



  Bei dem     erfindungsgemässen        Verfahren     werden die Verunreinigungen, wie zum Bei  spiel organische, die eine Verfärbung im     Lac-          tam    hervorrufen, an die     lonenaustauscher     gebunden, während das     Lactam    in Lösung  bleibt.  



  Die Konzentration der wässerigen     Lac-          tamlösung    kann in starkem Masse variieren.  Vorzugsweise werden jedoch keine zu stark  konzentrierte wässerige Lösungen angewandt,       weil    sich herausstellte, dass die Verunreini  gungen bei zu     hohen.    Konzentrationen weni-           ger        ionisiert    waren, wodurch die     Verunreini-          gungen    weniger gut durch die     Ionenaustau-          scher    gebunden werden.  



  Als     Kationenaustauscher    kommen zum  Beispiel     Ionenaustauscher        :mit    stark sauren  Gruppen, wie sulfonierte     Polymerisations-          und        Polykondensationsprodukte,    beispiels  weise     sulfoniertes    Polystyrol, in Betracht. Es  lassen sich jedoch auch schwächer saure     Kat-          ionenaustauscher    anwenden.  



  Als     Anionenaustauscher    kommen zum  Beispiel hochmolekulare     quaternäre        Ammo-          niumbasen    in Betracht.  



  Die wässerige     Lactamlösung    wird bei  spielsweise durch Säulen geleitet, die mit       Ionenaustauschern    gefüllt sind. Die Reihen  folge, wie die Anionen- und     Kationenaus-          tauscher    aufgestellt werden,     kann    beliebig  gewählt werden. Auch können die     Kationen-          und        Anionenaustauscher    in einem gemischten  Bett angewandt werden.  



  Es ist bekannt, dass die austretende Flüs  sigkeit alkalisch reagiert, falls ein starker     An-          ionenaustauscher    in einer Säulenreihe von       Ionenaustauschern    am Ende dieser Reihe  aufgestellt wird.     We=1        Lactame    in alkalischer  Umgebung zu den entsprechenden     Amino-          säuren        hydrolysiert    werden können, emp  fiehlt es sich, falls in     obenstehender    Weise  gearbeitet wird, noch ein     pH        Korrektionsfilter     hinzuzufügen.  



  Zur Bindung etwaig vorhandener     nicht-          ionogener    Verunreinigungen kann man  ausserdem noch einen oberflächenaktiven       Stoff,    wie zum Beispiel Aktivkohle, Bleich  erde, benutzen. Diese können beispielsweise  in Form eines Filterbettes vor oder hinter den       Ionenaustauschern    aufgestellt werden. Be  nutzt man diese oberflächenaktiven Stoffe,  ehe die Flüssigkeit über die     Ionenaustauscher     geleitet wird, so verringern sie zugleich die       Adsorption    von oft ziemlich schwer zu entfer  nenden     Verunreinigungen    durch die     Ionen-          austauscher.     



  Ist das     Adsorptionsmittel    hinter den       Ionenaustauschern    geschaltet, so ist dafür zu  sorgen, dass keine neuen Ionen durch das Ad  sorptionsmittel eingeführt werden. Wenn    nötig, können dafür wieder neue     Ionenaus-          tauscher    verwendet werden.  



  Die     Ionenaustauscher    können in bekann  ter Weise durch     Behandlung    mit verdünnter  Säure und Lauge regeneriert werden.  



  Das     Lactam    kann durch Eindampfen aus  der behandelten wässerigen     Lactamlösung    ge  wonnen werden, wofür die üblichen Vorrich  tungen Anwendung finden können. Vorzugs  weise wird das Eindampfen bei herabgesetz  tem Druck vorgenommen.  



  Um auch etwaige nicht     ionogene    Ver  unreinigungen an die     Ionenaustauscher    zu  binden, kann das     Lactam    auch im voraus  einer     Reduktions-    oder Oxydationsbehand  lung unterzogen werden. Insbesondere eignet  sich dazu die Oxydation in einer homogenen  nichtwässerigen Umgebung, weil hierbei be  trächtliche     Lactamverluste    vermieden wer  den.  



  Die Reinigung von     Lactamen,    indem man       diese    in wässeriger Lösung über     Ionenaus-          tauscher,    etwaig in Kombination mit     Adsorp-          cionsmitteln    leitet, gewährt beträchtliche  Vorteile gegenüber bereits bekannten Reini  gungsverfahren. Da die Verunreinigungen  fast quantitativ entfernt werden, lässt sieh  eine Destillation des     Lactanrs    in vielen Fällen  vermeiden.

   Man kann das     Lactam    dabei als  ein trockenes     Produkt.    oder beispielsweise als  eine 90%ige wässerige Lösung gewinnen und  in dieser Form etwaig nach Hinzufügen eines       Stabilisators    abliefern. Die     Laatamverluste     sind dabei auf ein Mindestmass     beschränkt.     Ausserdem erhält man ein ausgezeichnetes  Produkt.  



  <I>Beispiel 1</I>  Braungelb gefärbtes     Caprolactam    wurde  in Wasser zu einer 50%igen     Lösung    aufgelöst.  Diese Lösung wurde der Reihe nach durch  eine mit      Dowex-50      gefüllte Säule (ein im  Handel zu beziehender, stak saurer     Ionen-          austauscher,    der aus sulfoniertem     Styrolpoly-          mer    besteht) und eine mit      Dowex-?      gefüllte  Säule geleitet (ein im Handel zu beziehender,

    stark basischer     Ionenaustauscher.    der aus       quaternäre        Ammoniumgruppen    enthalten  dem     Styrolcopolymer    besteht.      Die abgeführte     Caprolactamlösung    war  völlig     wasserklar.    Diese Lösung     wurde    nach  Neutralisation durch ein     pH-Korrektions-          fi.lter    eingedampft. Das anfallende     Caprolac-          tani    war nach einer     Aufbewahrungszeit    von  vier Monaten noch völlig farblos.

   Auch das  aus diesem gereinigten     Lactam    hergestellte  Polymer zeigte keine Tendenz zum Ver  färben.    <I>Beispiel 2</I>  Eine 20%ige wässerige Lösung von stark       verunreinigtem        Caprolactam    wurde mit einer  Geschwindigkeit von 2     Volumteilen    Lö  sung je     Volumteil        Ionenaustauscher    je  Stunde nacheinander durch eine mit      Do-          wex-50      gefüllte Säule, eine mit       Dowex-2       gefüllte Säule und ein     Korrektionsfilter    von        Dowex-50     geleitet.

   Es ergab sich, dass die  Lösung, nachdem die Säule      Dowex-2      pas  siert war, einen     pH-Wert    von 9,5 aufwies, der  von dem     Korrektionsfilter    auf 7,5 herab  gesetzt wurde.  



  Nach Eindampfen der wässerigen     Capro-          lactamlösung    zeigte sich das     Caprolactam    als  völlig farblos und farbecht.  



  Die     Ionenaustauscher    wurden unwirksam,  nachdem etwa 400     Volumteile    Lösung je       Volumteil        Ionenäustauscher    durchgeleitet  wurden. Es war leicht, diese mit 1 n Schwe  felsäure bzw. 1 n     Natriumhydroxyd    völlig zu  regenerieren.    <I>Beispiel 3</I>  Eine gelbgefärbte 20%ige wässerige Ca  prolactainlösung wurde nacheinander durch  eine     xnit         Dowex-2      gefüllte Säule, eine mit        Dowex-50      gefüllte Säule und eine mit im  voraus gewaschener Aktivkohle gefüllte       Säule    geleitet.

   Nachdem die Lösung diese  Säulen durchlaufen hatte, war diese klar und  völlig entfärbt. Nach Eindampfen der wässe  rigen Lösung wurde das vorhandene     Capro-          lactam    fast völlig gewonnen, welches     Capro-          lactam    beim Aufbewahren weder in der       nionomeren    noch in der polymeren Form       s    eine Tendenz zum Verfärben aufwies, indem  auch die polymerisierenden Eigenschaften  ausgezeichnet waren.

      <I>Beispiel 4</I>  Eine 20%ige wässerige Lösung von rohem       Caprolactam    wurde     durch.    eine mit einem Ge  misch von gleichen     Volumteilen         Dowex-2      und      Dowex-50     gefüllte Säule geleitet. Die       Zufuhrgeschwindigkeit    der Lösung     betrug     8     Volumteile    Lösung je     Volumteil    ge  mischter     Ionenaustauscher    je Stunde. Nach  des die Lösung     diese    Säule durchlaufen  hatte, war sie klar und nahezu neutral.

   Nach  Eindampfen der wässerigen Lösung erhielt  man     Caprolactam    von ausgezeichneter Qua  lität.  



  <I>Beispiel 5</I>  Während der Neutralisation einer durch  die     Beckmannsche    Umlagerung aus     Cyclo-          hexanonoxim    gewonnenen     Lactamlösung     wurde so viel Benzol hinzugefügt, dass man  eine 20%ige     benzolische        Lactamlösung     erhielt. Das darin aufgelöste Wasser wurde  durch Behandlung     mit    fester Lauge ent  fernt. Je kg Lösung     wurde    anschliessend  3 g     KlVIn04    als gesättigte wässerige Lö  sung zugesetzt.

   Diese Lösung wurde 30       Minuten    in einem Kolben     mit        Rück$uss-          kühler    gekocht, worauf das vorhandene  Wasser als     azeotropes    Gemisch mit Benzol       abdestilliert    wurde. Nach     Filtrierung    der Lö  sung wurde unter Zusatz von so viel Wasser       destilliert,    dass sich eine 20%ige Lösung von       Lactam    in Wasser bildete.

   Diese Lösung       wurde    nach Kühlung durch Säulen geleitet,  die mit Aktivkohle,      Dowex-50     ,      Dowex-2       und      Dowex-50         ,        gefüllt    waren.  



  Die Lösung wurde anschliessend ein  gedampft, wobei eine hohe Ausbeute an       Lactam    gewonnen wurde, das     völlig    rein und  farbecht war.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Reinigen von Lactamen, dadurch gekennzeichnet, dass unreines Lac- tam in wässeriger Lösung über Kationen- und Anionenaustauscher geleitet wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass eine Behandlung mit einem kapillaraktiven Adsorptionsmittel der Behandlung mit Ionenaustauschern vor angeht. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass eine Behandlung mit einem kapillaraktiven Adsorptionsmittel der Behandlung mit Ionenaustauschern folgt. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Lactamlösung zunächst über einen Anionen- und anschlie ssend über einen Kationenaustauscher geleitet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Lactamlösung durch ein gemischtes Bett eines Anionen- und eines Kationenaustauschers geleitet wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Lactamlösung nicht mehr als 30 Ge wichtsprozent beträgt. 6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass nicht ionogene Verunreinigungen des Lactams im voraus einer Oxydationsbehandlung unterzogen werden. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass nickt ionogene Verunreinigungen des Lactams im voraus einer Reduktionsbehandlung unterzogen werden.

   B. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass nicht ionogene Verunreinigungen des Lactams im voraus einer Oxydations- und einer Reduktions behandlung unterzogen werden.