ES3062064T3 - Process for the recovery of epsilon-caprolactam from nylon 6 comprising fishing nets - Google Patents

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Proceso para la recuperación de épsilon-caprolactama a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6 Campo técnico de la invención

[0003] La presente invención se refiere a un proceso para la recuperación de ε-caprolactama a partir de material procedente de redes de pesca desechadas que comprenden nylon 6. Más en particular, la presente invención se refiere a un proceso para la recuperación de ε-caprolactama a partir de material procedente de redes de pesca desechadas que comprenden nylon 6, con lo que se obtiene ε-caprolactama de alta calidad.

[0004] Antecedentes de la invención

[0005] Las redes de pesca son redes usadas para pescar. Son dispositivos fabricados con fibras tejidas en una estructura similar a una rejilla. Normalmente, las redes de pesca son mallas que se forman anudando un hilo relativamente fino. Las redes modernas suelen estar hechas de fibras sintéticas (tales como nylon 6, nylon 6,6, poliéster, polipropileno y polietileno).

[0006] Los pescadores pueden abandonar o perder redes de pesca en los mares y océanos. Conocidas como redes fantasma, estas redes causan graves problemas a los peces y otros animales. En general, las tasas de (bio)degradación de las redes de pesca fabricadas con fibras sintéticas suelen ser muy bajas. Por lo tanto, estas redes permanecerán en el ecosistema marino durante muchos años, dando como resultado la acumulación de enormes cantidades de redes fantasma.

[0007] Las últimas estimaciones de la FAO y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) sugieren que la cantidad de aparejos de pesca abandonados, perdidos y descartados ascienden a aproximadamente 640 millones de kilogramos al año.

[0008] En los últimos años se han puesto en marcha numerosas iniciativas para evitar que los aparejos fantasma se filtren al medio ambiente, como la recogida de redes de pesca desechadas en los puertos e incluso su retirada del fondo marino con la ayuda de buzos voluntarios.

[0009] El destino de las redes de pesca desechadas, incluyendo redes de pesca que comprenden nylon 6, varía desde el vertedero, la incineración (opcionalmente con recuperación de calor), la regranulación y la combinación hasta la despolimerización. La regranulación y la combinación son procesos de reciclaje en los que el plástico desechado se funde (y opcionalmente se filtra posteriormente para eliminar las impurezas sólidas) y a continuación se convierte en extruidos o se inyecta directamente en un molde. La despolimerización es una tecnología en la que el polímero se convierte en sus componentes monómeros (ε-caprolactama en el caso del nylon 6).

[0010] El reciclaje mecánico (también conocido como reciclaje de materiales o reciclaje de retorno a plásticos) se refiere a las operaciones que buscan recuperar plásticos mediante procesos mecánicos (molienda, lavado, separación, secado, regranulación y combinación), produciendo así materiales reciclados que se pueden convertir en productos plásticos, sustituyendo a los plásticos vírgenes. Actualmente, la mayoría de los plásticos vírgenes se producen a partir de materias primas petroquímicas, tales como gas natural, carbón o petróleo, que nunca se han usado ni procesado. En los procesos de reciclaje mecánico, la cadena polimérica permanece prácticamente intacta. El reciclaje mecánico es una forma de infraciclado de los residuos, ya que el material reciclado es de menor calidad y funcionalidad que el material original.

[0011] La despolimerización o reciclaje químico es una tecnología en la que el polímero se convierte en sus componentes monoméricos. Las especificaciones del monómero recuperado determinan si puede sustituir a los monómeros vírgenes en todas las aplicaciones o solo en una cantidad limitada. Los monómeros vírgenes se producen a partir de una materia prima petroquímica, tal como gas natural, carbón o petróleo, que nunca se han usado ni procesado. En 1938, Paul Schlack inventó el nylon 6 (Número CAS: 25038-54-4), también conocido como N 6, poliamida 6, PA 6, poli(caprolactama), poli(hexano-6-lactama), poli(ácido 6-aminohexanoico), poli(hexametilenadipamida) o poli[imino(1-oxohexano-1,6-diilo)].

[0012] Generalmente, el nylon 6 (también conocido como poliamida 6 o policaprolactama) se sintetiza mediante polimerización por apertura de anillo de ε-caprolactama a una temperatura de aproximadamente 260 °C en una atmósfera inerte:

[0015]

[0016] Los procesos para la producción de ε-caprolactama virgen se describen, por ejemplo, en el capítulo "Caprolactam", en la Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (25 de mayo de 2018), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Alemania, disponible electrónicamente en https://doi.org/10.1002/14356007.a05_031.pub3.

[0017] Los procesos para la producción de nylon 6 se describen, por ejemplo, en el capítulo "Polyamides", en la Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (martes, 15 de enero de 2013), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Alemania, disponible electrónicamente en https://doi.org/10.1002/14356007.a21_179.pub3.

[0018] La despolimerización del nylon 6 en ε-caprolactama es la reacción inversa de la polimerización por apertura de anillo de la ε-caprolactama:

[0021]

[0024] Se conocen procesos para la despolimerización del nylon 6. Dichos procesos pueden operarse en modo discontinuo, en modo semicontinuo (en general con (re)carga discontinua de nylon 6 al reactor de despolimerización) o en modo continuo.

[0025] L. A. Dmitrieva, A. A. Speranskii, S. A. Krasavin e Y. N. Bychkov, "Regeneration of ε-Caprolactam From Wastes In the Manufacture of Polycaproamide Fibres and Yarns", Fibre Chemistry, págs. 229-241, marzo de 1986, (traducido de Khimicheskie Volokna, N.º 4, págs. 5-12, julio-agosto de 1985) es una revisión bibliográfica que describe procesos para la despolimerización del nylon 6 con y sin el uso de catalizador.

[0026] A. A. Ogale, "Depolymerization of Nylon 6: Some Kinetic Modeling Aspects", Journal of Applied Polymer Science, vol.

[0027] 29, 1984, págs.3947-3954, disponible electrónicamente en https://doi.org/10.1002/app.1984.070291227 es un artículo que describe la cinética de despolimerización del nylon 6.

[0028] El documento US5929234 describe un proceso para la recuperación de ε-caprolactama a partir de material de desecho que contiene policaprolactama. La despolimerización se realiza en ausencia de catalizador añadido con vapor sobrecalentado a una temperatura de aproximadamente 250 °C a aproximadamente 400 °C y a una presión en el intervalo de aproximadamente 1 atm a aproximadamente 100 atm, y sustancialmente inferior a la presión de vapor saturada del agua a la temperatura en donde se forma una corriente de vapor que contiene ε-caprolactama.

[0029] El documento JP 2000178249 describe un método para la despolimerización de materiales de nylon 6 que comprenden cloruros de metales alcalinos y/o a los que se adhieren los cloruros de metales alcalinos.

[0030] El documento EP 0627417 describe un método para preparar épsilon-caprolactama mediante la despolimerización de nylon 6 procedente de residuos de alfombras, en donde la mezcla de épsilon-caprolactama y agua se hidrogena en presencia de hidrógeno y un catalizador de hidrogenación.

[0031] El documento US 5990306 describe un proceso para la preparación de caprolactama purificada que comprende las etapas de: (a) despolimerizar alfombras que contienen poliamida en presencia de vapor para obtener caprolactama en bruto y vapor; (b) eliminar prácticamente toda el agua de dicha caprolactama en bruto y vapor; (c) destilar la caprolactama en bruto concentrada resultante a una presión inferior a aproximadamente 8 mmHg y a una temperatura de aproximadamente 110 °C a aproximadamente 145 °C, para formar las partes superiores y los fondos de la caprolactama; y (d) cristalizar las partes superiores de caprolactama para obtener cristales de caprolactama y aguas madre.

[0032] Synowiec J et al. "Industrial purification of caprolactam by means of crystallization from aqueous solution", Crystal Research and Technology, vol.18, n.º 7, 1 de enero de 1983 (01-01-1983), páginas 951-957, XP93038697, Weinheim, Alemania, ISSN: 0232-1300, DOI: 10.1002/ crat.2170180720 describen métodos de cristalización de caprolactama a escala industrial.

[0033] La despolimerización de redes de pesca que comprenden nylon 6 se ha puesto en práctica en el pasado. Se han empleado numerosas tecnologías de purificación y combinaciones de las mismas para purificar la ε-caprolactama en bruto obtenida de estas reacciones de despolimerización. Con frecuencia, incluso se usa un agente oxidante como permanganato de potasio (KMnO<4>), que forma partículas sólidas de óxido de manganeso (IV) (MnO<2>) como producto de reacción. La eliminación de estas partículas de MnO<2>requiere filtración sólido-líquido, una actividad bastante engorrosa y laboriosa. Otros aplicaron tecnologías basadas en la adsorción, usando adsorbentes sólidos como carbono (activado) y tierra de diatomeas como adsorbentes. Estas tecnologías, que generan grandes cantidades de residuos, son de nuevo actividades bastante engorrosas y laboriosas. Además, la calidad del monómero εcaprolactama obtenido mediante estos procesos ha sido particularmente deficiente, a pesar de la larga trayectoria de reciclaje del nylon 6.

[0034] Como consecuencia, la ε-caprolactama obtenida mediante la despolimerización de las redes de pesca que comprenden nylon 6 solo se aplica en aplicaciones menos exigentes (infraciclado), como plásticos de ingeniería y alfombras. Si la ε-caprolactama obtenida a partir de la despolimerización de redes de pesca se usa para aplicaciones más exigentes, es necesario mezclarla con grandes cantidades de ε-caprolactama de calidad más alta y más pura para disimular la calidad bastante mala de la ε-caprolactama obtenida a partir de la despolimerización de las redes de pesca. La hilatura por fusión a alta velocidad del nylon 6 para la producción de fibras textiles finas requiere εcaprolactama de alta calidad como materia prima. Las ε-caprolactama de alta calidad para estas aplicaciones no solo deben ser muy puras, sino también mantener sus propiedades invariables a lo largo del tiempo.

[0035] En conjunto, los procesos de la técnica anterior para la recuperación de ε-caprolactama a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6 no permiten producir calidades de ε-caprolactama de alta calidad que se puedan usar para reemplazar a las calidades vírgenes de la ε-caprolactama en aplicaciones de alta exigencia.

[0036] Actualmente, no existen procesos disponibles para recuperar ε-caprolactama de alta pureza a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6, a pesar de la urgente necesidad de dichos procesos. En particular, existe la necesidad urgente de procesos de recuperación de ε-caprolactama de alta pureza que puedan reemplazar a las calidades vírgenes de ε-caprolactama en aplicaciones de alta exigencia, como hilatura por fusión a alta velocidad durante la producción de fibras textiles.

[0037] Además, existe la necesidad de procesos que permitan la recuperación de ε-caprolactama de alta pureza a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6 de una manera económicamente razonable. Los costes de producción de la ε-caprolactama de alta pureza recuperada deberían ser similares o inferiores a los costes de producción de la εcaprolactama virgen de alta pureza.

[0038] Además, existe la necesidad de proporcionar ε-caprolactama con calidad de alta pureza a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6, con una huella de carbono significativamente menor que la ε-caprolactama producida mediante un proceso que usa ε-caprolactama virgen obtenida mediante una nueva síntesis, por ejemplo, mediante la transposición de Beckmann de la oxima de ciclohexanona.

[0039] Asimismo, existe la necesidad de purificar la ε-caprolactama en bruto obtenida por despolimerización de redes de pesca que comprenden nylon 6 sin usar agentes oxidantes como permanganato de potasio (KMnO<4>) ni adsorbentes como carbono activado y tierra de diatomeas. Las tecnologías que se basan en estos agentes oxidantes y adsorbentes son bastante laboriosas y generan residuos sólidos.

[0040] Asimismo, existe la necesidad de una planta para la producción de ε-caprolactama con calidad de alta pureza a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6.

[0041] Finalmente, se necesitan procesos que permitan la recuperación de ε-caprolactama de redes de pesca que comprenden nylon 6 a escala industrial para procesar las enormes cantidades de redes de pesca que comprenden nylon 6 que se desperdician anualmente.

[0042] Sumario de la invención

[0043] Un objeto de la presente invención es satisfacer una o más de las necesidades descritas anteriormente y superar o mitigar las desventajas asociadas con los procesos de la técnica anterior.

[0044] En particular, un objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para recuperar ε-caprolactama de alta pureza a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6. En este sentido, un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un proceso para recuperar ε-caprolactama de alta pureza a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 que pueda reemplazar la ε-caprolactama virgen de alta pureza en todas las aplicaciones, incluyendo la hilatura por fusión a alta velocidad del nylon 6 para la producción de fibras textiles finas.

[0045] Un objeto adicional de la invención es proporcionar un proceso para recuperar ε-caprolactama con calidad de alta pureza a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 a escala industrial.

[0046] Es también un objeto de la invención proporcionar un proceso para recuperar ε-caprolactama con calidad de alta pureza a partir de material procedente redes de pesca que comprenden nylon 6 de manera económicamente responsable. En particular, un objeto de la presente invención es proporcionar un proceso que sea adecuado para recuperar ε-caprolactama con calidad de alta pureza a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 que no supere los costes de producción de la ε-caprolactama virgen de alta pureza.

[0047] Es también un objeto de la invención proporcionar un proceso para la purificación de ε-caprolactama en bruto obtenida mediante la despolimerización de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 que no produzca residuos sólidos.

[0048] Un objeto adicional de la invención es proporcionar ε-caprolactama con calidad de alta pureza a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 que esté caracterizado por una huella de carbono significativamente menor que la ε-caprolactama producida mediante un proceso que usa ε-caprolactama virgen obtenida mediante una nueva síntesis, por ejemplo, mediante la transposición de Beckmann de la oxima de ciclohexanona.

[0049] Por lo tanto, la invención también tiene como objetivo proporcionar un proceso que reduzca el impacto ambiental de las redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas.

[0050] También se describe en el presente documento una planta para la producción de ε-caprolactama con calidad de alta pureza a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6.

[0051] Uno o más objetos adicionales pueden resultar evidentes a partir del resto de la descripción.

[0052] Todos, varios o al menos uno de los objetos mencionados anteriormente se resuelven mediante el proceso de la reivindicación 1.

[0053] La presente invención proporciona un proceso para recuperar ε-caprolactama purificada a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 en una planta, en donde la planta comprende

[0054] - una sección de despolimerización [B],

[0055] - una sección de recuperación [C], y

[0056] - una sección de purificación [D],

[0057] - y en donde el proceso comprende las etapas de:

[0058] a) cargar el material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 en la sección de despolimerización [B];

[0059] b) despolimerizar el material procedente del material de redes de pesca que comprenden nylon 6 en la sección de despolimerización [B] a una temperatura que varía de 180 °C a 400 °C, preferentemente de 200 °C a 350 °C, más preferentemente de 220 °C a 340 °C, y lo más preferentemente de 240 °C a 325 °C de manera que se obtiene una corriente que comprende ε-caprolactama;

[0060] c) descargar la corriente que comprende ε-caprolactama de la sección de despolimerización [B] y recuperar la εcaprolactama en bruto de dicha corriente en la sección de recuperación [C]; y

[0061] d) purificar dicha ε-caprolactama en bruto en la sección de purificación [D] para obtener å-caprolactama purificada, en donde la purificación comprende las etapas de

[0062] (i) extraer la ε-caprolactama en bruto con un disolvente orgánico, por lo que se obtiene una fase orgánica, y en donde la fase orgánica comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas; y

[0063] (ii)a) intercambiar el disolvente basándose en la retroextracción con agua, o

[0064] (ii)b) intercambiar el disolvente basándose en la destilación por intercambio de disolvente;

[0065] (iii) eliminar por destilación las impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama en condiciones de vacío; y

[0066] (iv) obtener ε-caprolactama purificada mediante cristalización de la ε-caprolactama a partir de una solución que comprende ε-caprolactama e impurezas a una temperatura de 10 a 95 °C.

[0067] Sorprendentemente, la combinación de la secuencia especial de etapas de procesamiento y condiciones de proceso de acuerdo con la invención, es decir, la secuencia de las etapas de despolimerización, recuperación y purificación definidas anteriormente, permite recuperar ε-caprolactama con calidad de alta pureza a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6 con alto rendimiento, de forma sencilla y económicamente razonable. El proceso de la invención es económicamente razonable y ventajoso desde varios puntos de vista. En primer lugar, el proceso de la invención es adecuado para una gran diversidad de materiales de redes de pesca que comprenden nylon 6, que pueden diferir, por ejemplo, en su composición general y/o en su contenido de nylon 6. En segundo lugar, el proceso de la invención permite separar eficazmente la ε-caprolactama de los compuestos diferentes de ε-caprolactama, de manera que se puede obtener ε-caprolactama con calidad de alta pureza que puede reemplazar a la ε-caprolactama virgen de alta pureza para todas las aplicaciones, incluyendo la hilatura por fusión a alta velocidad de nylon 6 para la producción de fibras textiles finas. En tercer lugar, el proceso de la invención es tan eficaz que se puede obtener ε-caprolactama con alto rendimiento. En cuarto lugar, el proceso de la invención permite la recuperación de ε-caprolactama de redes de pesca que comprenden nylon 6 a escala industrial para procesar las enormes cantidades de redes de pesca que comprenden nylon 6 que se desechan actualmente. Por último, el proceso de la invención permite producir εcaprolactama con una huella de carbono significativamente menor en comparación con la ε-caprolactama producida mediante síntesis de novo de ε-caprolactama, por ejemplo, mediante la transposición de Beckmann de la oxima de ciclohexanona. El proceso de la invención permite procesar redes de pesca que comprenden nylon 6 de forma eficiente y reducir el impacto ambiental de dichos productos. En particular, el proceso de la invención permite la producción de ε-caprolactama purificada con una huella de carbono inferior a 2 kg de equivalente de CO<2>por kg de ε-caprolactama purificada, lo que supone una mejora sustancial en comparación con los 6,5 a 7,5 kg de equivalente de CO<2>por kg de ε-caprolactama asociados con la producción de ε-caprolactama "virgen" obtenida mediante una transposición de Beckmann de la oxima de ciclohexanona (según datos de ecoinvent, versión 3.7.1; ubicación: Europa). Los valores de la huella de carbono del producto que se indican en el presente documento se basan, a menos que se indique lo contrario, en datos de ecoinvent, versión 3.7.1, y Europa como ubicación.

[0068] También se describe en el presente documento una planta para la producción de ε-caprolactama purificada de redes de pesca que comprenden nylon 6 en una planta, en donde la planta comprende

[0069] una sección de despolimerización [B],

[0070] una sección de recuperación [C],

[0071] una sección de purificación [D], y

[0072] en donde la planta está configurada para realizar el proceso de la invención.

[0073] En el presente documento se describe además la ε-caprolactama purificada obtenida mediante la despolimerización de nylon 6, que se produce a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6, de acuerdo con un proceso de la invención, en donde ε-caprolactama tiene una huella de carbono del producto inferior a 2 kg de equivalente de CO<2>por kg de ε-caprolactama purificada (según datos de ecoinvent, versión 3.7.1; ubicación: Europa).

[0074] Las realizaciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes y se explican con más detalle a continuación.

[0075] Descripción detallada de la invención

[0076] Las redes de pesca que comprenden nylon 6

[0077] El proceso de la invención usa redes de pesca que comprenden nylon 6 o material de redes de pesca procedente de las mismas como material de partida. Una red de pesca que comprende nylon 6 es típicamente un material sólido, en particular, las redes de pesca que comprenden nylon 6 suelen ser mallas formadas mediante el anudado de un hilo que comprende nylon 6 relativamente fino. Material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6, como se usa en el presente documento, significa material que procede de redes de pesca que comprenden nylon 6, por ejemplo, tras su trituración, lavado, clasificación, densificación y similares. La presente divulgación usa la expresión "redes de pesca" para referirse también a "uno o más materiales de redes de pesca", es decir, estos términos se usan como sinónimos en el presente documento. Como se usan en la presente divulgación y en las reivindicaciones, las formas en singular "un", "uno/a", y "el/la" incluyen las formas en plural, especialmente en el sentido de "uno o más", a menos que el contexto indique claramente lo contrario.

[0078] Las redes de pesca que comprenden nylon 6 pueden contener una amplia diversidad de compuestos añadidos durante su polimerización, la formación de los hilos o posteriormente para lograr diferentes variaciones en sus propiedades. Estos compuestos incluyen, por ejemplo, agentes abrillantadores, agentes endurecedores, lubricantes antiestáticos, colorantes, agentes abrillantadores, acabado de hilatura, agentes para la suavidad de la superficie, agentes antioxidantes, estabilizantes UV, etc. La composición de las redes de pesca también depende de su aplicación específica. Las redes para piscicultura, las redes de cerco y las redes para la pesca de arrastre de fondo tienen, por lo tanto, una composición química diferente.

[0079] Las superficies sumergidas en el agua de mar se cubren rápidamente de organismos marinos, lo que se denomina incrustación biológica marina o bioincrustación. Las bioincrustaciones son un fenómeno complejo resultante de varios procesos, cuya velocidad y extensión se ven influenciadas por numerosos factores físicos, químicos y biológicos en la proximidad inmediata de la superficie y afectan a la mayoría de las superficies húmedas, lo que genera importantes costes económicos. La acumulación de algas y percebes aumenta la resistencia del barco y destruye la protección y los equipos usados en la acuicultura.

[0080] Hoy en día, las pinturas antiincrustantes se formulan con cobre tóxico u otros biocidas para prevenir el crecimiento de organismos marinos sésiles. El cobre es un biocida eficaz y aún ampliamente usado. Sin embargo, su eficacia es relativamente corta, a menudo de solo unos meses, por lo que se requiere con frecuencia la limpieza y la reaplicación de pintura. Además de los aspectos económicos, la lixiviación del cobre u otros biocidas contamina el agua de mar y causa problemas a organismos no objetivo.

[0081] El proceso de la invención tiene la ventaja de que, a diferencia de los procesos de la técnica anterior que, por ejemplo, se limitaban a materiales que contienen nylon 6 bastante puro, como alfombras, y residuos de hilado que contienen PA 6, el proceso de la invención no está tan limitado y, en particular, también puede aplicarse con gran éxito a redes de pesca de cualquier tipo que comprendan nylon 6.

[0082] Posibles etapas de pretratamiento

[0083] Antes de someterse a la etapa a) del proceso de la invención, las redes de pesca que comprenden nylon 6 que comprenden materia se someten a un pretratamiento para obtener material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 en una sección de pretratamiento [A], en particular una limpieza en la sección de limpieza [á] y/o reducción mecánica de tamaño en una sección de reducción mecánica de tamaño [β] y/o una sección de densificación [γ]. Esto tiene la ventaja de que las redes de pesca que comprenden nylon 6 que se cargan en la sección de despolimerización [B] están menos contaminadas con materiales distintos del nylon 6, lo que mejora el rendimiento y la pureza de la ε-caprolactama producida en la planta química de la invención. Otra ventaja es que las redes de pesca que comprenden nylon 6 de tamaño reducido y/o densificadas se pueden manipular con mayor facilidad.

[0084] Como se usa en el presente documento, el término "limpieza" se define como cualquier proceso de eliminación de materiales distintos del nylon 6 adheridos a redes de pesca que comprenden nylon 6 o mezclados con las redes de pesca que comprenden nylon 6. En consecuencia, la limpieza es ventajosa porque cualquier material distinto del nylon 6 que se elimine no alterará las siguientes etapas del proceso de la invención.

[0085] Las redes de pesca que comprenden nylon 6 (desechadas) pueden mezclarse con una amplia gama de materiales diferentes, como rocas, materiales metálicos (por ejemplo, cabos, cadenas, anclas), materiales orgánicos (por ejemplo, peces y mejillones muertos) y otros desechos marinos (por ejemplo, cuerdas, flotadores de poliestireno y cabos de inmersión). Además, las redes de pesca que comprenden nylon 6 (desechadas) podrían mezclase con redes de pesca de materiales distintos del nylon 6, como las fabricadas con nylon 6,6, tereftalato de polietileno (PET), polipropileno (PP) o polietileno (PE). Las redes de pesca que comprenden nylon 6 (desechadas) también pueden recubrirse, por ejemplo, con un recubrimiento antiincrustante a base de metales como el cobre o con un recubrimiento antiincrustante no metálico.

[0086] Las dimensiones de las redes de pesca que comprenden nylon 6 (desechadas) dependen en gran medida de la aplicación específica. Las redes de pesca que comprenden nylon 6 (desechadas) varían desde unos pocos metros cuadrados hasta más de 200.000 metros cuadrados. Estas redes de gran tamaño, por ejemplo, las redes de cerco y las redes que se colocan verticalmente en el agua con flotadores fijados en el borde superior, pesos fijados en el borde inferior y una serie de anillas por las que pasa el cable, pueden tener una longitud de hasta 1,5 km y una profundidad de más de 150 m.

[0087] Preferentemente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se fragmentan antes de su despolimerización en la sección de despolimerización [B] de la etapa a). Este pretratamiento mecánico, es decir, la trituración o fragmentación mecánica de las redes de pesca que comprenden nylon 6, se puede lograr, por ejemplo, mediante corte, troceado, molienda, trituración y/o astillado. En una realización preferida, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se cargan en la etapa a) en forma de trozos que tienen un peso que varía de 0,005 gramos a 100 kg, preferentemente de 0,01 gramos a 10 kg, y lo más preferentemente de 0,02 gramos a 1 kg. El uso de trozos de redes de pesca que comprenden nylon 6 con los pesos mencionados anteriormente ofrece la ventaja de que se pueden manipular y/o limpiar más fácilmente mediante lavado con disolvente.

[0088] Opcionalmente, antes de la trituración o fragmentación mecánica de las redes de pesca que comprenden nylon 6, se eliminan los fragmentos metálicos grandes, las rocas y otros materiales molestos que causan un desgaste grave del equipo usado para la trituración o fragmentación mecánica. Preferentemente, los materiales distintos del nylon 6, como polietileno, polipropileno y los materiales que comprenden nylon 6,6, como las redes de pesca, se eliminan antes de la trituración o fragmentación mecánica de las redes de pesca que comprenden nylon 6 o posteriormente, como se describe más adelante. La eliminación de materiales extraños puede realizarse de forma mecánica o manual. La eliminación de estos materiales molestos ofrece la ventaja de reducir en gran medida los costes de mantenimiento de los equipos usados para la trituración o fragmentación mecánica. Además, el contenido de nylon 6 del material obtenido tras la trituración o fragmentación mecánica es mayor que sin la eliminación de los materiales molestos. En particular, la eliminación del nylon 6,6 es ventajosa porque altera la despolimerización del nylon 6, produce bloqueos en el propio reactor, reduce el rendimiento de recuperación de ε-caprolactama y altera la posterior purificación de la εcaprolactama recuperada.

[0089] Preferentemente, las redes de pesca (que comprenden nylon 6) con recubrimientos antiincrustantes a base de Cu también se eliminan antes de la trituración o fragmentación mecánica de las redes de pesca que comprenden nylon 6. Más preferentemente, las redes de pesca con recubrimiento antiincrustante a base de Cu se lavan en una etapa de lavado adicional independiente para eliminar dichos recubrimientos antiincrustantes a base de Cu. A continuación, este material de red lavado puede añadirse a un material con una composición similar.

[0090] Opcionalmente, los materiales extraños se separan de las redes de pesca que comprenden nylon 6 que se han triturado o fragmentado mecánicamente. Para ello, se pueden aplicar diversos procesos de separación, incluyendo, pero sin limitación, la separación por densidad y la separación magnética. En la separación por densidad, los materiales de diferentes densidades se colocan en un líquido de densidad intermedia, donde el material menos denso flota y se separa del material más denso que se hunde. En la práctica, la separación por densidad se realiza a menudo mediante una serie de etapas de separación por densidad. Por ejemplo, en una etapa, se separan los materiales de alta densidad, como rocas, arena y metales (incluidos hierro y plomo), mientras que en otra etapa, se eliminan por separación los materiales de baja densidad, como poliolefinas, polipropileno y polietileno. La separación magnética es el proceso para separar los componentes de las mezclas mediante el uso de imanes para atraer materiales magnéticos. El proceso que se usa típicamente para la separación magnética desprende el material no magnético del material magnético. La eliminación de materiales extraños en las redes de pesca que comprenden nylon 6 trituradas o fragmentadas resulta ventajosa, ya que estos materiales pueden alterar la despolimerización del nylon 6, reducir el rendimiento de recuperación de ε-caprolactama y alterar la posterior purificación de la ε-caprolactama recuperada. Opcionalmente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se limpian lavándolas con un disolvente, preferentemente agua, antes de cargarse en la sección de despolimerización [B]. Preferentemente, al disolvente se le añaden agentes de lavado que varían en concentraciones del 0 al 20 % en peso con respecto al disolvente para mejorar la eficiencia de lavado. El NaOH es el agente de lavado preferido. Preferentemente, en la etapa de lavado se usa una solución acuosa que contiene del 0 al 10 % en peso de NaOH, aún más preferentemente del 0 al 5 % en peso de NaOH. Preferentemente, los recubrimientos antiincrustantes a base de Cu se eliminan mediante lavado con una solución acuosa que contiene del 1 al 5 % en peso de NaOH, preferentemente del 1,5 al 3 % en peso de NaOH, más preferentemente aproximadamente el 2 % en peso de NaOH. El mayor efecto de lavado del NaOH probablemente se deba a una mayor hidrólisis de moléculas, incluyendo biopolímeros y no biopolímeros. Además, se sabe que el NaOH hidroliza copolímeros, como polietileno-acetato de vinilo (PEVA, también conocido como EVA), que se usan en recubrimientos antiincrustantes a base de Cu. Preferentemente, el disolvente de lavado se calienta para mejorar aún más el proceso de lavado. En otra realización preferida, el proceso de lavado incluye una etapa de aclarado final con disolvente de lavado (limpio) sin agente de lavado para eliminar los residuos de agente de lavado y la suciedad adheridos a las redes de pesca que comprenden nylon 6.

[0091] El lavado se realiza preferentemente por fricción. Existen diferentes tipos de sistemas de lavado industrial en el mercado, como las lavadoras de fricción de alta velocidad.

[0092] El lavado de las redes de pesca que comprenden nylon 6, en particular de redes de pesca que comprenden nylon 6 trituradas o fragmentadas mecánicamente, resulta ventajoso porque se elimina cualquier suciedad (adherida), lo que no altera las siguientes etapas del proceso de la invención.

[0093] Opcionalmente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se secan después de la etapa de limpieza y antes de cargarse en la sección de despolimerización [B]. Esto tiene la ventaja de que se reduce el peso de las redes de pesca que comprenden nylon 6 con disolvente limpio y que la siguiente etapa del proceso no se ve afectada por la dilución o contaminación con el disolvente de lavado.

[0094] Opcionalmente, las redes de pesca que comprenden nylon 6, que, preferentemente, se lavan y se reducen de tamaño, se cargan en un fundidor (por ejemplo, una extrusora). En el fundidor, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se funden. Preferentemente, la masa fundida de polímero resultante se filtra. Esto tiene la ventaja de eliminar las impurezas sólidas. La masa fundida de polímero, fundida y opcionalmente filtrada, se enfría a continuación y se suministra a una peletizadora. La peletizadora corta el producto en microesferas. Las microesferas o la masa fundida de polímero, fundida y opcionalmente filtrada, se cargan directamente en la sección de despolimerización [B].

[0095] Las dimensiones y la forma de las microesferas (también llamados gránulos) se pueden elegir dentro de amplios límites. En general, las microesferas tienen forma cilíndrica (se originan a partir de hebras delgadas que se cortan en trozos). Sin embargo, también son posibles otras formas, como esferas (no perfectas). Las dimensiones de las microesferas se pueden elegir dentro de amplios límites. Por lo general, las microesferas tienen un diámetro que varía de 1 a 10 mm, preferentemente de 2 a 7 mm, más preferentemente de 3 a 5 mm. En una realización preferida, las microesferas tienen una longitud que varía de 1 a 50 mm, preferentemente de 2 a 25 mm, más preferentemente de 3 a 15 mm.

[0096] La granulación de redes de pesca que comprenden nylon 6, preferentemente lavadas y de tamaño reducido, ofrece la ventaja de una mayor densidad aparente, lo que reduce los costes de almacenamiento intermedio y transporte en caso de que el pretratamiento se realice en un lugar diferente (véase más adelante). Además del aumento de la densidad, la granulación también ofrece otras ventajas, tales como una forma y estructura homogéneas del material a tratar, lo cual resulta ventajoso para el suministro (automatizado) a la sección de despolimerización [B].

[0097] El lugar donde se realiza el pretratamiento de las redes de pesca que comprenden nylon 6 y el lugar donde se ubica la sección de despolimerización [B] pueden ser el mismo. Sin embargo, preferentemente, una o más etapas de pretratamiento se realizan en lugares diferentes, por ejemplo, cerca de un puerto donde se recogen las redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas y/o en una ubicación especializada en el pretratamiento de redes de pesca desechadas. A continuación, las redes de pesca que comprenden nylon 6, pretratadas en diversas ubicaciones, se pueden cargar en la sección de despolimerización [B] de la planta (química) de la invención para la producción de εcaprolactama purificada a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6.

[0098] Por lo tanto, de acuerdo con una realización ventajosa en particular de la invención, antes de la etapa a) las redes de pesca que comprenden nylon 6 que comprenden materia se someten a un pretratamiento para obtener material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 en una sección de pretratamiento [A], en particular una limpieza en la sección de limpieza [α] y/o reducción mecánica de tamaño en una sección de reducción mecánica de tamaño [β] y/o una sección de densificación [γ].

[0099] La etapa de carga a)

[0100] En la etapa a) de la invención, las redes de pesca que comprenden nylon 6 que, opcionalmente, se han reducido de tamaño y/o se han lavado y/o fundido y resolidificado se cargan en la sección de despolimerización [B]. La sección de despolimerización [B] comprende uno o más reactores de despolimerización que funcionan en serie y/o en paralelo. En una realización, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se comprimen mecánicamente hasta un volumen menor antes de cargarse en la sección de despolimerización [B]. Esto tiene la ventaja de que se necesita menos volumen para el almacenamiento intermedio y el transporte, y también facilita la dosificación a la sección de despolimerización [B].

[0101] En otra realización, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se comprimen en partículas de mayor densidad antes de cargarse en la sección de despolimerización [B], por ejemplo, mediante compactación mecánica o extrusión del material fundido, seguida de enfriamiento y corte a medida. De nuevo, esto tiene la ventaja de que se necesita menos volumen para el almacenamiento intermedio y el transporte, y facilita la dosificación a la sección de despolimerización [B].

[0102] En una realización preferida adicional, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se secan antes de cargarse en la sección de despolimerización [B], en particular después de someter las redes de pesca que comprenden nylon 6 a una etapa de limpieza. Esto tiene la ventaja de que se introduce menos disolvente o nada en absoluto en la sección de despolimerización [B]. Se espera que el disolvente introducido en la sección de despolimerización [B] influya negativamente en el proceso de despolimerización (por ejemplo, menores velocidades de reacción de despolimerización, mayor consumo de catalizador, mayor consumo de energía, y se espera que la corriente de vapor que comprende ε-caprolactama y agua que se obtiene en la sección de despolimerización [B] contenga más impurezas).

[0103] El (material procedente de) las redes de pesca que comprenden nylon 6 se suministra preferentemente a uno o más reactores de despolimerización en fase sólida o como masa fundida. Preferentemente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se cargan como masa fundida. El suministro como masa fundida se puede lograr mediante una extrusora, una bomba de engranajes u otros medios conocidos por el experto en la técnica.

[0104] El suministro de (el material procedente de) las redes de pesca que comprenden nylon 6 al uno o más reactores de despolimerización puede realizarse mediante dosificación continua o intermitente de las redes de pesca que comprenden nylon 6.

[0105] La etapa de despolimerización b)

[0106] En la sección de despolimerización [B], (el material procedente de) las redes de pesca que comprenden nylon 6 se despolimerizan para formar ε-caprolactama. La ε-caprolactama formada se descarga de la sección de despolimerización [B] como una corriente que comprende ε-caprolactama.

[0107] La despolimerización de las redes de pesca que comprenden nylon 6 se logra aumentando la temperatura de las redes de pesca que comprenden nylon 6 a una temperatura de al menos 180 °C, pero no superior a 400 °C en la sección de despolimerización [B]. El intervalo de temperatura preferido para la reacción de despolimerización es de 200 °C a 350 °C, más preferentemente de 220 °C a 340 °C, y lo más preferentemente de 240 °C a 325 °C.

[0108] Generalmente, la velocidad de formación de ε-caprolactama aumenta a temperaturas elevadas. Se prefieren temperaturas inferiores a 400 °C, ya que a temperaturas superiores a 400 °C se producen con mayor frecuencia reacciones secundarias del nylon 6 y reacciones de impurezas, lo que dará lugar a la formación de un conjunto más diverso de impurezas. Parte de estas impurezas terminará en la corriente de producto que comprende ε-caprolactama que se descarga del uno o más reactores de despolimerización. En una realización preferida de la invención, la despolimerización de las redes de pesca que comprenden nylon 6 se realiza a temperaturas que varían de 220 °C a 340 °C o de 240 °C a 325 °C. Este intervalo de temperatura permite la producción de ε-caprolactama particularmente pura.

[0109] La presión en la sección de despolimerización [B] puede variar y podría oscilar de 1 kPa a 100 MPa, preferentemente de 10 kPa a 5 MPa, más preferentemente de 25 kPa a 2 MPa, lo más preferentemente de 50 kPa a 1 MPa. Este intervalo de presión permite la producción de ε-caprolactama particularmente pura.

[0110] La despolimerización de (el material procedente de) las redes de pesca que comprenden nylon 6 se puede lograr en presencia o ausencia de un disolvente. Preferentemente, la despolimerización de (el material procedente de) las redes de pesca que comprenden nylon 6 se logra en presencia de agua como disolvente. En este caso, el agua se encuentra preferentemente en forma de vapor, en particular vapor sobrecalentado.

[0111] Preferentemente, la despolimerización se completará en un plazo de 0,1 horas a 24 horas, más preferentemente de 0,5 horas a 6 horas.

[0112] El suministro de agua en forma de vapor al reactor de despolimerización permite, opcionalmente sin calentamiento adicional, obtener una corriente de vapor que comprende ε-caprolactama y agua. La relación peso-peso de εcaprolactama con respecto a agua en esta corriente de vapor se puede ajustar modificando la cantidad de vapor que se suministra a las redes de pesca que comprenden nylon 6 en la sección de despolimerización [B]. En una realización preferida, la despolimerización de la etapa b) se realiza en presencia de agua, por lo que la corriente que comprende ε-caprolactama es una corriente de vapor que comprende ε-caprolactama y agua en una relación peso-peso de 1:1 a 1:50, preferentemente de 1:2 a 1:15, más preferentemente de 1:2 a 1:10 y lo más preferentemente de 1:3 a 1:8. Preferentemente, la ε-caprolactama en la corriente de vapor que comprende ε-caprolactama y agua tiene una presión parcial de 0,1 kPa a 1 MPa, más preferentemente de 0,3 kPa a 0,5 MPa, y lo más preferentemente de 1 kPa a 0,1 MPa. Durante la reacción de despolimerización, pueden formarse productos de descomposición, incluyendo oligómeros lineales de ε-caprolactama y oligómeros cíclicos de ε-caprolactama. Además, la corriente de alimentación de las redes de pesca que comprenden nylon 6 también puede contener otros componentes, es decir, impurezas tales como compuestos distintos del nylon 6 y residuos de uno o más disolventes aplicados en el pretratamiento que permanecen estables, reaccionan o se descomponen en las condiciones de despolimerización. Por lo tanto, en caso de usar agua como disolvente, entonces la corriente de vapor que se retira de la sección de despolimerización [B] no solo comprende agua y ε-caprolactama, sino también impurezas.

[0113] Preferentemente, se carga vapor sobrecalentado a una temperatura de entre 100 °C y 600 °C en el uno o más reactores de despolimerización. Preferentemente, el vapor sobrecalentado que se carga en el uno o más reactores de despolimerización tiene una temperatura de al menos la temperatura de fusión del nylon 6. Preferentemente, el contenido energético del vapor sobrecalentado que se carga en el uno o más reactores de despolimerización es lo suficientemente alto como para que no se necesite ningún otro aporte de calor para realizar la reacción de despolimerización y evaporar la ε-caprolactama formada. En otra realización preferida, la sección de despolimerización [B] se carga con vapor sobrecalentado a una temperatura que varía de 220 °C a 575 °C. En una realización incluso más preferida, la sección de despolimerización [B] se carga con vapor sobrecalentado a una temperatura que varía de 275 °C a 500 °C. En otra realización preferida, parte del aporte de calor necesario para realizar la reacción de despolimerización y evaporar la ε-caprolactama formada se introduce a través de las paredes del uno o más reactores de despolimerización.

[0114] Generalmente, la masa de la corriente de vapor, que se retira de la sección de despolimerización [B], es menor que la masa del suministro total a la sección de despolimerización. El suministro total a la sección de despolimerización [B] comprende redes de pesca que comprenden nylon 6 y, opcionalmente, disolvente, catalizador, agentes adicionales y/o agentes despolimerizantes. Por lo tanto, sin medidas adicionales, se producirá una acumulación de material (a menudo denominado "material residual") en la sección de despolimerización [B]. Preferentemente, se descarga otra corriente de la sección de despolimerización [B]. Esto tiene la ventaja de que se reduce o se evita la acumulación de material en la sección de despolimerización [B]. La corriente adicional puede contener impurezas presentes en redes de pesca que comprenden nylon 6, nylon 6 no despolimerizado, ε-caprolactama no evaporada, uno o más catalizadores y compuestos que se formaron en las condiciones de despolimerización, como fosfato monoamonio, diamonio y/o triamonio, en caso de que se use ácido fosfórico como catalizador de despolimerización. En una realización preferida, se descarga una corriente que comprende fosfato de monoamonio, diamonio y/o triamonio de la sección de despolimerización [B]. Incluso más preferentemente, esta corriente, que se descarga de forma intermitente o continua desde la sección de despolimerización [B], comprende fosfato de monoamonio, diamonio y/o triamonio en una fracción en peso del 0,01 al 50 % en peso, preferentemente del 0,1 al 25 % en peso, más preferentemente del 0,5 al 10 % en peso, lo más preferentemente del 0,5 al 5 % en peso.

[0115] La despolimerización de las redes de pesca que comprenden nylon 6 en presencia de vapor se puede realizar en presencia de agentes despolimerizantes adicionales, tal como amoniaco. La concentración de amoniaco en la sección de despolimerización [B] puede variar. Por lo tanto, en caso de que haya presente amoniaco en la sección de despolimerización [B], entonces la corriente de vapor que se elimina de la sección de despolimerización [B] no solo comprende ε-caprolactama e impurezas, sino que también puede comprender amoniaco.

[0116] Lo más preferentemente, la despolimerización se realiza en presencia de un catalizador. Preferentemente, el catalizador usado es un ácido o una base (de Lewis o Brønsted). El catalizador ácido puede seleccionarse, en particular, del grupo que consiste en ácido ortofosfórico, ácido p-toluenosulfónico, ácido bórico, ácido sulfúrico, ácido orgánico, ácido sulfónico orgánico, incluyendo ácido xilenosulfónico, ácido 4-sulfoisoftálico y otros hidrocarburos aromáticos sulfonados, ácido sólido, sales de los ácidos mencionados anteriormente, Al<2>O<3>y SiO<2>, y combinaciones de los mismos. El catalizador básico puede seleccionarse, por ejemplo, del grupo que consiste en hidróxido alcalino, sal alcalina, hidróxido alcalinotérreo y sales alcalinotérreas, tales como bases orgánicas y bases sólidas, y combinaciones de los mismos. Preferentemente, se usan como catalizadores ácido ortofosfórico, ácido bórico, ácido orgánico, hidróxidos alcalinos y sales alcalinas. Más preferentemente, se usan como catalizadores ácido ortofosfórico, fosfato de sodio, fosfato de potasio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, hidrogenocarbonato de sodio e hidrogenocarbonato de potasio. Aún más preferentemente, se usan como catalizadores ácido ortofosfórico, ácido p-toluenosulfónico, ácido bórico e hidróxido de sodio. En una realización particularmente preferida, se usa ácido ortofosfórico como catalizador para la despolimerización, mientras que en otra, se usa ácido p-toluenosulfónico.

[0117] En otra realización preferida, sin embargo, no se usa catalizador para la despolimerización de las redes de pesca que comprenden nylon 6. Esto ofrece la ventaja de reducir los costes (tanto del catalizador como de la eliminación de los residuos del catalizador). Sin embargo, suelen requerirse temperaturas (y presiones) más altas en comparación con las despolimerizaciones de las redes de pesca que comprenden nylon 6, que se realizan en presencia de un catalizador.

[0118] La ventaja de usar un catalizador (y especialmente de ácido ortofosfórico) es que la reacción de despolimerización comienza a temperaturas más bajas y se puede realizar en condiciones atmosféricas. El experto conoce la concentración adecuada del catalizador usado para la despolimerización del nylon 6 en ε-caprolactama y se puede determinar fácilmente mediante experimentación rutinaria. Si la concentración del catalizador usado es demasiado baja, la velocidad de reacción es lenta. Por el contrario, si la concentración del catalizador usado es demasiado alta, la reacción es rápida, pero también aumentan las reacciones secundarias. Además, el coste del catalizador aumenta, lo que es desfavorable desde el punto de vista económico. Preferentemente, el contenido de catalizador es del 0,01 al 100 % en peso con respecto al nylon 6 contenido en el reactor de despolimerización. Incluso más preferentemente, el contenido de catalizador es del 0,1 al 50 % en peso. La concentración óptima del catalizador depende del tipo de catalizador que se aplica para la despolimerización del nylon 6. Para el catalizador de ácido ortofosfórico, el contenido preferido es del 0,1 al 25 %, y más preferentemente, del 1 al 20 % en peso. El contenido preferido para el catalizador de ácido p-toluenosulfónico es del 10 al 35 % en peso, y el contenido más preferido es del 15 al 30 % en peso. La despolimerización del nylon 6 se puede realizar en modo discontinuo, en modo semicontinuo o en modo continuo, todos los cuales se conocen por el experto en la técnica. Las expresiones "modo discontinuo", "modo semicontinuo" y "modo continuo", como se usan en el presente documento, se refieren al modo en que la materia prima que contiene nylon 6, es decir, las redes de pesca que comprenden nylon 6 y, opcionalmente, el catalizador, se cargan en el reactor de despolimerización, y al modo en que el material residual se descarga del reactor de despolimerización.

[0119] En una realización preferida, la despolimerización del nylon 6 se realiza en modo discontinuo. En el modo discontinuo, la materia prima, es decir, las redes de pesca que comprenden nylon 6 y, opcionalmente, el catalizador, se cargan inicialmente en el reactor de despolimerización. Posteriormente, se carga vapor sobrecalentado en el reactor de despolimerización y la ε-caprolactama se descarga del reactor de despolimerización como una corriente de vapor que comprende ε-caprolactama y agua. A continuación, se interrumpe la carga de vapor sobrecalentado en el reactor de despolimerización. Después de la eliminación opcional del material residual del reactor de despolimerización, se inicia un nuevo ciclo cargando la materia prima (y opcionalmente el catalizador) en el reactor de despolimerización. En una realización preferida, no se elimina el material residual entre cada ciclo.

[0120] En una realización particularmente ventajosa, la despolimerización del nylon 6 se realiza en modo continuo. En el modo continuo, la materia prima que contiene nylon 6 (y opcionalmente el catalizador) se carga continuamente en el reactor de despolimerización. Al mismo tiempo, se carga continuamente vapor sobrecalentado en el reactor de despolimerización y la ε-caprolactama se descarga continuamente del reactor de despolimerización como una corriente de vapor que comprende ε-caprolactama y agua. Opcionalmente, el catalizador se carga de forma continua o intermitente en el reactor de despolimerización. Además, se descarga continuamente material residual del reactor de despolimerización. Preferentemente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se cargan como masa fundida. Preferentemente, el catalizador se carga como masa fundida, una suspensión o una solución.

[0121] En otra realización preferida, la despolimerización del nylon 6 se realiza en modo semicontinuo. En el modo semicontinuo, la materia prima que contiene nylon 6 (y opcionalmente el catalizador) se carga de forma intermitente en el reactor de despolimerización, mientras que se carga continuamente vapor sobrecalentado en el reactor de despolimerización y la ε-caprolactama se descarga continuamente del reactor de despolimerización como una corriente de vapor que comprende ε-caprolactama y agua. El material residual se descarga de forma intermitente del reactor de despolimerización en el modo semicontinuo de despolimerización del nylon 6.

[0122] La etapa de recuperación c)

[0123] En la sección de recuperación [C], la ε-caprolactama se recupera de la corriente que comprende ε-caprolactama que se descarga de la sección de despolimerización [B]. Esta corriente contiene ε-caprolactama e impurezas. Preferentemente, esta recuperación se realiza mediante una condensación (parcial) de la corriente que comprende εcaprolactama.

[0124] Preferentemente, si no se carga disolvente en la sección de despolimerización [B], la ε-caprolactama que se obtiene por condensación se disuelve en agua, obteniéndose así una fase rica en ε-caprolactama. Esta fase rica en εcaprolactama también contiene impurezas.

[0125] Preferentemente, si se carga agua en la sección de despolimerización [B] como disolvente, la corriente que comprende ε-caprolactama que se descarga de la sección de despolimerización [B] comprende ε-caprolactama, agua e impurezas. El agua se puede cargar en forma líquida o de vapor. Preferentemente, el agua se carga en forma de vapor. La εcaprolactama se puede separar de la corriente que comprende ε-caprolactama que se descarga de la sección de despolimerización [B] enviando esta corriente de vapor o gaseosa desde el reactor de despolimerización, preferentemente por la parte superior, a un condensador (preferentemente parcial) para obtener un condensado que contiene ε-caprolactama. Preferentemente, la ε-caprolactama se separa de los componentes restantes de la corriente de vapor enviando la corriente de producto desde el reactor de despolimerización, preferentemente por la parte superior, a una columna de destilación, de la que se obtiene una fase rica en agua como producto superior y una fase rica en ε-caprolactama como producto inferior.

[0126] La ε-caprolactama recuperada en la sección de recuperación [C] está en bruto, ya que contiene impurezas, tales como productos de descomposición del nylon 6 u otras impurezas procedentes de (productos de descomposición de) componentes distintos del nylon 6 de las redes de pesca que comprenden nylon 6. La ε-caprolactama en bruto que se recupera en la etapa c) comprende agua y ε-caprolactama, preferentemente es una solución acuosa que comprende ε-caprolactama. Por lo tanto, la ε-caprolactama en bruto recuperada en la sección de recuperación [C] requiere una purificación adicional para producir ε-caprolactama de alta pureza. Por lo tanto, el término "en bruto", como se usa en el presente documento, puede definirse como menos puro, es decir, que contiene más impurezas, que la εcaprolactama purificada obtenida como producto del proceso de la invención.

[0127] Preferentemente, la ε-caprolactama en bruto comprende ε-caprolactama en el intervalo del 6 al 95 % en peso, más preferentemente del 20 al 90 % en peso, y lo más preferentemente del 35 al 80 % en peso. El resto es principalmente agua.

[0128] La etapa de purificación d)

[0129] En la etapa d), la ε-caprolactama en bruto que se obtiene en la sección de recuperación [C] se purifica en la sección de purificación [D] para producir ε-caprolactama de alta pureza.

[0130] Opcionalmente, la ε-caprolactama en bruto se filtra antes de cargarse en la sección de purificación [D]. La filtración garantiza la eliminación de impurezas no disueltas que, de otro modo, podrían dificultar el proceso de purificación. Opcionalmente, el aceite se separa de la ε-caprolactama en bruto antes cargarse en la sección de purificación [D]. La separación del aceite garantiza la eliminación de impurezas que, de otro modo, podrían dificultar el proceso de purificación.

[0131] La ε-caprolactama purificada se obtiene a partir de la ε-caprolactama en bruto extrayendo primero en la etapa (i) la εcaprolactama en bruto con un disolvente orgánico, obteniéndose así una fase acuosa y una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas. El disolvente orgánico con el que se extrae la εcaprolactama en bruto es preferentemente un hidrocarburo aromático, un hidrocarburo alifático, un hidrocarburo cicloalifático, un hidrocarburo halogenado y/o un alcohol alifático o cicloalifático C<4>-C<10>. Opcionalmente, el disolvente orgánico con el que se extrae la ε-caprolactama en bruto es preferentemente un extractante mixto compuesto por un hidrocarburo aromático, un hidrocarburo alifático, un hidrocarburo cicloalifático, un hidrocarburo halogenado y/o un alcohol alifático o cicloalifático C<4>-C<10>, y un alcano C<5>-C<8>o un cicloalcano C<5>-C<8>. Se obtienen resultados de purificación particularmente buenos si el disolvente orgánico para la extracción de la ε-caprolactama en bruto se selecciona del grupo que consiste en ciclohexano, benceno, tolueno, cloruro de metileno, cloroformo, tricloroetano, 4-metil-2-pentanol (también conocido como MIBC, metil isobutil carbinol), 1-octanol, 2-etilhexanol y mezclas de los mismos. Más preferentemente, el disolvente orgánico para la extracción de la ε-caprolactama en bruto se selecciona del grupo que consiste en benceno, tolueno, alcoholes y mezclas de los mismos. Aún más preferentemente, el disolvente orgánico para la extracción de la ε-caprolactama en bruto se selecciona del grupo que consiste en tolueno, 1-octanol, 4-metil-2-pentanol, 2-etilhexanol y mezclas de los mismos. Preferentemente, la relación en peso del disolvente orgánico con respecto a la ε-caprolactama es de 0,01:1 a 40:1, preferentemente de 0,05:1 a 15:1, más preferentemente de 0,1:1 a 7:1 y lo más preferentemente de 0,1:1 a 5:1.

[0132] Opcionalmente, el disolvente orgánico para la extracción de la ε-caprolactama en bruto se mezcla con un alcano, C<m>H<2m+2>, en donde m es de 5 a 8, un cicloalcano o C<m>H<2m>, en donde m es de 5 a 8, de modo que se forma un agente de extracción mixto. Se obtienen resultados particularmente buenos si el alcano o cicloalcano está presente en el agente de extracción mixto en el intervalo del 5 al 90 %, y preferentemente del 25 al 75 % en peso del peso total del agente de extracción mixto.

[0133] En otra realización, en la que el disolvente orgánico tiene una densidad menor que la ε-caprolactama en bruto, la extracción con disolvente orgánico en la etapa d)(i) se realiza en una columna de extracción a contracorriente, por lo que la ε-caprolactama en bruto a purificar se introduce en la parte superior y el disolvente orgánico en la parte inferior de la columna. La extracción da como resultado una fase acuosa que comprende agua e impurezas, y una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas. La extracción da como resultado una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, con una relación en peso de impurezas con respecto a ε-caprolactama reducida en comparación con la relación en peso de impurezas con respecto a ε-caprolactama en la ε-caprolactama en bruto. Por lo tanto, como consecuencia de esta extracción, la ε-caprolactama es más pura que antes de la extracción.

[0134] En otra realización de la invención, en la que el disolvente orgánico tiene una densidad mayor que la ε-caprolactama en bruto, la extracción con disolvente orgánico en la etapa d)(i) se realiza en una columna de extracción a contracorriente, por lo que la ε-caprolactama en bruto a purificar se introduce en la parte inferior y el disolvente orgánico en la parte superior de la columna. La extracción da como resultado una fase acuosa que comprende agua e impurezas, y una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas. La extracción da como resultado una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, con una relación en peso de impurezas con respecto a ε-caprolactama reducida en comparación con la relación en peso de impurezas con respecto a ε-caprolactama en la ε-caprolactama en bruto. Por lo tanto, como consecuencia de esta extracción, la ε-caprolactama es más pura que antes de la extracción.

[0135] También se describe en el presente documento una etapa de lavado en la que la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, se lava con agua o con una solución alcalina acuosa antes de iniciar la etapa d)(iv). Si el lavado se realiza con una solución alcalina acuosa, la solución alcalina es preferentemente una solución acuosa que comprende un hidróxido de metal alcalino y/o un carbonato de metal alcalino, preferentemente hidróxido de sodio o hidróxido de potasio. Dicha solución de hidróxido de metal alcalino comprende preferentemente del 0,5 al 2,0 % en peso de hidróxido de sodio o hidróxido de potasio.

[0136] El experto en la técnica puede determinar mediante experimentación rutinaria la cantidad de agua o solución alcalina acuosa necesaria para un lavado eficiente de la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas. Preferentemente, esta cantidad se encuentra entre el 0,1 y el 5 % en peso con respecto a la cantidad de disolvente orgánico, excluyendo la ε-caprolactama disuelta en la fase orgánica a lavar. En otra realización preferida, el lavado de la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, con agua o una solución alcalina acuosa se realiza en una columna de lavado a contracorriente, por lo que la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas se introduce en la parte inferior y el agua o la solución alcalina acuosa en la parte superior de la columna. El lavado da como resultado una fase orgánica lavada que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, y una fase acuosa que comprende residuos. Por lo general, la fase acuosa que comprende residuos comprende agua, ε-caprolactama e impurezas. Como consecuencia del lavado, el contenido de impurezas de la fase orgánica lavada se reduce en comparación con el contenido de impurezas de la fase orgánica antes del lavado.

[0137] De acuerdo con la etapa d)(ii) del proceso de la invención, la fase orgánica obtenida que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, que opcionalmente se lava con agua o con una solución alcalina acuosa, se cambia de disolvente, por lo que el disolvente orgánico en la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, εcaprolactama e impurezas se reemplaza por agua y por lo que se obtiene una fase acuosa que comprende agua, εcaprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama, y en donde el proceso de intercambio de disolvente se selecciona de procesos basados en la retroextracción (también conocida como reextracción) con agua, y procesos basados en destilación por intercambio de disolvente, por lo que el disolvente orgánico se elimina por destilación y se carga agua.

[0138] El término "reemplazado", como se usa en el presente documento, significa que al menos el 60 %, preferentemente al menos el 80 % y, lo más preferentemente, al menos el 90, 95 o el 98 % en peso del disolvente orgánico presente en la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas se reemplaza por agua. El intercambio de disolvente puede ser un proceso basado en la retroextracción con agua, mediante el cual se obtiene una fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama. Preferentemente, esta fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama se separa y/o se destila para eliminar el disolvente orgánico residual. Aunque la cantidad de agua usada para la retroextracción de ε-caprolactama puede variar, la cantidad de agua usada es preferentemente de 0,3 a 20 veces, más preferentemente de 0,4 a 10 veces y lo más preferentemente de 0,5 a 5 veces en peso, basándose en la ε-caprolactama recuperada.

[0139] Preferentemente, la retroextracción con agua se puede realizar en una columna de extracción operada a contracorriente.

[0140] En otra realización preferida, en la que la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, que se ha lavado opcionalmente, tiene una densidad menor que la del agua, la fase orgánica se introduce en la parte inferior de la columna de extracción y el agua en la parte superior de la columna de extracción. La retroextracción da como resultado una fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama, y una fase de disolvente orgánico que comprende impurezas. La retroextracción da como resultado una fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebulliciσn mαs bajos o mαs altos que la ε-caprolactama, con una relación en peso de impurezas con respecto a la ε-caprolactama reducida en comparación con la relación en peso de impurezas con respecto a la εcaprolactama en la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas antes de la retroextracción. Por lo tanto, gracias a la retroextracción, se obtiene una ε-caprolactama más pura. Preferentemente, la fase de disolvente orgánico que comprende impurezas se reutiliza, opcionalmente tras la purificación (preferentemente por destilación).

[0142] En otra realización preferida, en la que la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas tiene una densidad mayor que la del agua, la fase orgánica se introduce en la parte superior de la columna de extracción y el agua en la parte inferior de la columna de extracción. La retroextracción da como resultado una fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama, y una fase de disolvente orgánico que comprende impurezas. La retroextracción da como resultado una fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama, con una relación en peso de impurezas con respecto a la ε-caprolactama reducida en comparación con la relación en peso de impurezas con respecto a la ε-caprolactama en la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas antes de la retroextracción. Por lo tanto, gracias a la retroextracción, la ε-caprolactama es más pura que antes de la retroextracción. Preferentemente, la fase de disolvente orgánico que comprende impurezas se reutiliza, opcionalmente tras la purificación (preferentemente por destilación).

[0143] Por lo tanto, de acuerdo con una realización ventajosa en particular de la invención, tras la extracción de la εcaprolactama en bruto en la etapa d)(i), la purificación en la etapa d) también comprende la etapa (ii)a) de intercambio de disolvente basado en retroextracción con agua.

[0145] El proceso de intercambio de disolvente también puede ser un proceso basado en la destilación por intercambio de disolvente, por lo que el disolvente orgánico se elimina por destilación y se carga agua. En una realización preferida, el proceso de intercambio de disolvente es un proceso basado en la destilación por intercambio de disolvente y se realiza como un proceso de una sola etapa, por lo que el disolvente orgánico se elimina por destilación de la fase orgánica, que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, y se añade agua. Más preferentemente, el intercambio de disolvente se realiza como una destilación azeotrópica con adición de agua, en cuyo caso el disolvente orgánico se evapora como una mezcla azeotrópica que comprende disolvente orgánico y agua. El propósito de la destilación azeotrópica es eliminar el disolvente orgánico y añadir agua. Preferentemente, se elimina prácticamente todo el disolvente orgánico. En este contexto, "prácticamente todo" significa que se elimina al menos el 90 %, preferentemente al menos el 95 % y, lo más preferentemente, al menos el 98 o el 99 % en peso del disolvente orgánico presente en la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas. Preferentemente, el agua se añade en estado líquido. Más preferentemente, se añade agua, en estado líquido, a la parte superior de la columna de destilación como reflujo. Incluso más preferentemente, una parte del agua que se añade como reflujo se obtiene por condensación de la mezcla azeotrópica que se elimina por destilación en la columna de destilación.

[0147] Se puede usar cualquier recipiente adecuado para el proceso de intercambio de disolvente, por ejemplo, una columna, preferentemente una columna de destilación que funcione en modo continuo. La columna de destilación puede incluir bandejas, relleno o una combinación de los mismos.

[0149] En otra realización preferida, la destilación por intercambio de disolvente se realiza como un proceso de dos etapas. La primera etapa es una etapa de preconcentración y la segunda etapa es la destilación por intercambio de disolvente.

[0150] La fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas se carga en la primera etapa. En la primera etapa, una primera fracción del disolvente orgánico se elimina por destilación de la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas en la parte superior de la columna de destilación. Preferentemente, esta destilación se realiza a reflujo. A reflujo significa que el disolvente orgánico, en la fase líquida, se carga en la parte superior de la columna de destilación. Más preferentemente, una parte del disolvente orgánico que se elimina por destilación en la parte superior de la columna de destilación se carga, después de la condensación, en forma líquida en la parte superior de la columna de destilación. La fase orgánica restante que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas se descarga de la primera etapa y se carga en la segunda etapa. Debido a la destilación en la primera etapa, la composición química de la fase orgánica restante que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, es diferente de la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, que se carga en la primera etapa. Generalmente, en comparación con la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, que se carga en la primera etapa, la fase orgánica restante que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, contiene una mayor cantidad en porcentaje en peso de ε-caprolactama y compuestos con un punto de ebullición superior al de la εcaprolactama, y un menor porcentaje en peso de compuestos con un punto de ebullición inferior al de la εcaprolactama.

[0152] En la segunda etapa, el disolvente orgánico restante se elimina por destilación de la fase orgánica restante que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, y se añade agua. Más preferentemente, en la segunda etapa, el intercambio de disolvente se realiza como una destilación azeotrópica con adición de agua, en cuyo caso el disolvente orgánico se evapora como una mezcla azeotrópica que comprende disolvente orgánico y agua.

[0153] El propósito de la destilación azeotrópica es eliminar el disolvente orgánico y añadir agua. Preferentemente, se elimina prácticamente todo el disolvente orgánico. En este contexto, "prácticamente todo" significa que se elimina al menos el 90 %, preferentemente al menos el 95 % y, lo más preferentemente, al menos el 98 % o el 99 % en peso del disolvente orgánico presente en la fase orgánica restante que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas. Preferentemente, el agua se añade en estado líquido. Más preferentemente, se añade agua, en estado líquido, a la parte superior de la columna de destilación como reflujo. Incluso más preferentemente, una parte del agua que se añade como reflujo se obtiene por condensación de la mezcla azeotrópica que se elimina por destilación en la columna de destilación.

[0154] Puede usarse cualquier recipiente adecuado en cada etapa para el intercambio de disolvente, por ejemplo, una columna, preferentemente una columna de destilación que funcione en modo continuo. La columna de destilación puede incluir bandejas, relleno o una combinación de los mismos.

[0155] La destilación por intercambio de disolvente (ya sea realizada como un proceso de una etapa o como un proceso de dos etapas) da como resultado una fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama y, opcionalmente, el disolvente orgánico residual. Preferentemente, el contenido de ε-caprolactama de esta fase acuosa se encuentra entre el 25 y el 99,9 %, más preferentemente entre el 50 y el 99,5 % y, lo más preferentemente, entre el 85 y el 99 % con respecto a la fase acuosa total.

[0156] Por lo tanto, de acuerdo con una realización ventajosa en particular de la invención, tras la extracción de la εcaprolactama en bruto en la etapa d)(i), la purificación en la etapa d) también comprende la etapa (ii)b) de intercambio de disolvente basado en destilación por intercambio de disolvente.

[0157] De acuerdo con la etapa d)(iii) del proceso de la invención, las impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama se eliminan mediante destilación al vacío antes de la cristalización en la etapa d)(iv), obteniéndose así una fase que comprende ε-caprolactama e impurezas. La fase obtenida que comprende εcaprolactama e impurezas es más pura, es decir, contiene menos impurezas, que la fase que se carga en la etapa d)(iii).

[0158] En el presente documento se describe un proceso en el que, en la etapa d)(iii), la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, que opcionalmente se lava con agua o con una solución alcalina acuosa, que se obtiene mediante extracción en la etapa d)(i), se destila para eliminar el disolvente orgánico y las impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama de dicha fase orgánica. Preferentemente, la destilación se realiza a presión reducida. Incluso más preferentemente, la destilación se efectúa a una presión inferior a 80 kPa, más preferentemente inferior a 20 kPa y lo más preferentemente inferior a 10 kPa. Preferentemente, la temperatura se sitúa entre 90 °C y 210 °C, y más preferentemente entre 110 °C y 180 °C. Estas temperaturas se refieren a la temperatura en el fondo de la columna de destilación en la que se realiza la destilación. En la etapa d)(iii) del proceso de la invención, la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama que se obtiene mediante el intercambio de disolvente en la etapa d)(ii), se destila para eliminar las impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la εcaprolactama de dicha fase acuosa.

[0159] Preferentemente, primero se evapora el agua de la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama. Tras la evaporación del agua, la ε-caprolactama se destila para recuperar ε-caprolactama de alta pureza. Preferentemente, la destilación se realiza a presión reducida. Incluso más preferentemente, la destilación se efectúa a una presión inferior a 50 kPa, más preferentemente inferior a 20 kPa y lo más preferentemente inferior a 10 kPa. Preferentemente, la temperatura se sitúa entre 100 °C y 200 °C, y más preferentemente entre 110 °C y 180 °C. Estas temperaturas se refieren a la temperatura en el fondo de la columna de destilación en la que se realiza la destilación.

[0160] La destilación incluye la separación de impurezas orgánicas de bajo punto de ebullición (con un punto de ebullición más bajo que la ε-caprolactama) de la ε-caprolactama y/o la separación de impurezas orgánicas de alto punto de ebullición (con un punto de ebullición más alto que la ε-caprolactama) de la ε-caprolactama. La destilación incluye preferentemente, en una primera etapa, la separación de las impurezas de bajo punto de ebullición de la εcaprolactama como producto superior y la producción de ε-caprolactama con impurezas de alto punto de ebullición como producto inferior. En una segunda etapa, la ε-caprolactama de alta pureza se elimina por separación como producto superior y se obtiene un residuo de destilación que comprende ε-caprolactama e impurezas de alto punto de ebullición como producto inferior.

[0161] Por lo tanto, de acuerdo con una realización ventajosa en particular de la invención, antes de la cristalización en la etapa d)(iv), la purificación en la etapa d) también comprende la etapa (iii) de eliminación por destilación de impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama en condiciones de vacío.

[0162] También se describe en el presente documento una etapa del proceso en la que, antes de la eliminación por destilación en la etapa d)(iii), se añade hidróxido de metal alcalino, preferentemente NaOH, a la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama. Preferentemente, la cantidad de NaOH que se añade varía de 0,5 a 100 mmol, más preferentemente, y lo más preferentemente de 2 a 80 mmol por kg de ε-caprolactama. Experimentos han demostrado que la adición de un hidróxido de metal alcalino, en particular NaOH, permite una eliminación por destilación particularmente eficaz de impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama.

[0163] En el presente documento se describe además una etapa del proceso en la que, antes de la eliminación por destilación en la etapa d)(iii), un oxidante, por ejemplo, permanganato de potasio, permanganato de sodio y/o peróxido ácido, se añade a la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama. Lo más preferentemente, se usa permanganato de potasio como oxidante.

[0164] El oxidante se puede añadir como un sólido, como una suspensión o en forma de una solución acuosa a la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la εcaprolactama, de modo que se obtiene una solución acuosa diluida. El experto en la técnica puede determinar mediante experimentación rutinaria la cantidad de oxidante necesaria para una oxidación eficiente de la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la εcaprolactama. La cantidad exacta de oxidante depende, entre otros, en gran medida de la composición de las redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas que se usan como suministro en el proceso de la invención. Preferentemente, la cantidad de oxidante se encuentra entre el 0,01 y el 5 % en peso con respecto a la cantidad de εcaprolactama disuelta en la fase acuosa a oxidar.

[0165] La temperatura usada para la oxidación de la solución acuosa en el proceso de la invención puede variar. Preferentemente, la oxidación de la solución acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama antes de la eliminación por destilación en la etapa d)(iii) con un oxidante se realiza a una temperatura que varía de 20 °C a 85 °C, más preferentemente que varía de 30 °C a 80 °C, en donde el oxidante se selecciona del grupo que consiste en permanganato de potasio, permanganato de sodio y peróxido ácido y combinaciones de los mismos, en particular permanganato de potasio.

[0166] El tiempo empleado para la oxidación con un oxidante puede variar. Preferentemente, la oxidación de la solución acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la εcaprolactama con un oxidante se realiza durante 1 minuto a 24 horas, más preferentemente durante 2 minutos a 6 horas, y lo más preferentemente durante 5 minutos a 2 horas.

[0167] La concentración de ε-caprolactama en la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama usada para la oxidación con un oxidante puede variar. Preferentemente, la solución acuosa usada para la oxidación comprende una relación peso-peso de ε-caprolactama con respecto a agua de 5:1 a 1:5, más preferentemente de 3:1 a 1:3 y lo más preferentemente de 2:1 a 1:2. Opcionalmente, antes de la adición del oxidante a la fase acuosa, se adapta la relación peso-peso de ε-caprolactama con respecto a agua. Preferentemente, la relación peso-peso de ε-caprolactama con respecto a agua se adapta mediante la adición o la eliminación de agua.

[0168] Si se usa permanganato de potasio o permanganato de sodio como oxidante, se forman partículas sólidas de óxido de manganeso (IV) (MnO<2>) como producto de reacción. El experto en la técnica puede determinar mediante experimentación rutinaria el procedimiento óptimo de filtración sólido-líquido para la eliminación eficiente de partículas sólidas de óxido de manganeso (IV) de la fase acuosa después de la oxidación. El uso de auxiliares de filtración, como carbono activado o partículas de tierra de diatomeas, para mejorar el procedimiento de filtración es una práctica común en este sentido.

[0169] También se describe en el presente documento una etapa del proceso en la que, antes de la cristalización en la etapa d)(iv), la solución acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas se hidrogena en presencia de un catalizador de hidrogenación. Los catalizadores de hidrogenación pueden ser cualquier catalizador heterogéneo conocido. Los ejemplos de dichos catalizadores son rutenio sobre óxido de aluminio, rodio sobre óxido de aluminio, platino sobre carbono, paladio sobre carbono, níquel Raney, níquel sobre sílice y níquel sobre óxido de aluminio. Preferentemente, se usan catalizadores que contienen níquel. Los catalizadores de níquel adecuados suelen tener un contenido de níquel de entre el 5 y el 80 % en peso, en relación con el metal y el soporte. Además del níquel, el catalizador puede contener algunos activadores, tales como Zr, Mn, Cu o Cr. El contenido de activador generalmente se encuentra entre el 1 y el 20 % en peso. Si se usan catalizadores heterogéneos que contienen paladio, el contenido de paladio generalmente se encontrará entre el 0,01 y el 10 % en peso.

[0170] El catalizador heterogéneo puede ponerse en contacto con la mezcla de reacción que contiene hidrógeno de diversas maneras. La hidrogenación puede tener lugar, por ejemplo, en un reactor de tanque agitado en el que las partículas del catalizador se suspenden en la mezcla a purificar (proceso en fase de suspensión). En otra realización, la hidrogenación se efectúa en un reactor de lecho fijo, estando el catalizador fijado en el reactor.

[0171] La hidrogenación se puede realizar en un sistema trifásico (gas, líquido, sólido) que comprende una mezcla acuosa de ε-caprolactama, hidrógeno gaseoso y un catalizador de hidrogenación heterogéneo. Como alternativa, la hidrogenación se puede realizar en un sistema bifásico (líquido, sólido) que comprende una mezcla acuosa de εcaprolactama, que está total o parcialmente saturada con hidrógeno, y un catalizador de hidrogenación heterogéneo. La disolución del hidrógeno en la mezcla de agua-ε-caprolactama para obtener una mezcla total o parcialmente saturada de hidrógeno se puede efectuar mediante cualquier proceso conocido por un experto en la técnica.

[0172] La temperatura de hidrogenación se encuentra generalmente entre 20 y 160 °C. La presión de hidrogenación se encuentra generalmente entre 0,1 y 15 MPa.

[0173] La hidrogenación de mezclas de agua-ε-caprolactama se realiza para hidrogenar los compuestos insaturados presentes en la ε-caprolactama impura. La presencia de estos compuestos insaturados es desventajosa, ya que puede afectar a las propiedades físico-mecánicas del nylon 6 obtenido mediante la polimerización de ε-caprolactama. Los compuestos saturados formados por hidrogenación no afectan negativamente a estas propiedades físico-mecánicas del nylon 6 y, además, estos compuestos se eliminan más fácilmente, por ejemplo, mediante una etapa de destilación y/o una etapa de cristalización posterior a la etapa de hidrogenación.

[0174] En la etapa d)(iv) del proceso de la invención, se obtiene ε-caprolactama purificada mediante cristalización de la εcaprolactama a partir de una solución que comprende ε-caprolactama e impurezas a una temperatura de 10 a 95 °C, más preferentemente a una temperatura de 20 a 85 °C.

[0175] También se describe en el presente documento un proceso en donde la solución que comprende ε-caprolactama e impurezas, de la que se obtiene ε-caprolactama purificada por cristalización, es la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, que opcionalmente se lava con agua o con una solución alcalina acuosa, que se obtiene por extracción en la etapa d)(i). En el presente documento se describe además un proceso en donde la solución que comprende ε-caprolactama e impurezas, de la que se obtiene ε-caprolactama purificada por cristalización, es la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama que se obtiene por intercambio de disolvente en la etapa d)(ii). De acuerdo con la invención, la solución que comprende ε-caprolactama e impurezas, a partir de la que se obtiene ε-caprolactama purificada por cristalización, es la fase que comprende ε-caprolactama e impurezas que se obtiene por destilación en condiciones de vacío en la etapa d)(iii).

[0176] Preferentemente, el proceso de cristalización de ε-caprolactama de la etapa d(iv) comprende las siguientes etapas: 1. Una solución que comprende ε-caprolactama e impurezas se suministra a un cristalizador;

[0177] 2. en el cristalizador, las condiciones se ajustan de manera que se formen cristales de ε-caprolactama y aguas madre;

[0178] 3. los cristales de ε-caprolactama y las aguas madre se separan;

[0179] 4. las aguas madre se reciclan.

[0180] Más preferentemente, el proceso de cristalización de ε-caprolactama de la etapa d(iv) comprende las siguientes etapas:

[0181] 1. Una solución que comprende ε-caprolactama e impurezas se suministra a un cristalizador;

[0182] 2. en el cristalizador, las condiciones se ajustan de manera que se formen cristales de ε-caprolactama y aguas madre;

[0183] 3. una corriente del cristalizador se suministra a un separador donde los cristales de ε-caprolactama se separan de las aguas madre;

[0184] 4. las aguas madre se reciclan.

[0185] La cristalización se puede aplicar para la producción de ε-caprolactama. Se usa principalmente por su potencial de purificación y/o recuperación del producto para aumentar el rendimiento. Todos los procesos de cristalización se basan en la formación de una fase cristalina sólida a partir de un líquido. En una realización preferida, la cristalización en la etapa d)(iv) se realiza mediante cristalización en solución o cristalización por fusión.

[0186] La expresión cristalización en solución se usa para la cristalización de un compuesto a partir de una solución que comprende ese compuesto (impuro) y a la que se añade un disolvente auxiliar. El disolvente auxiliar es agua o un disolvente no acuoso. En caso de que el disolvente auxiliar sea agua, entonces la cantidad de agua en la solución se puede elegir dentro de amplios intervalos, preferentemente, la cantidad de agua varía del 0,5 al 25 % en peso, más preferentemente, del 1 al 8 % en peso. Preferentemente, la temperatura de cristalización varía de 20 a 70 °C, más preferentemente de 30 a 65 °C. La ε-caprolactama purificada y cristalizada se recupera de la suspensión a una concentración de suspensión que varía preferentemente del 5 al 75 % en peso, más preferentemente que varía del 10 al 70 % en peso, lo más preferentemente que varía del 15 al 50 % en peso. En caso de que el disolvente auxiliar sea un disolvente no acuoso, entonces la cantidad de disolvente no acuoso en la solución se puede elegir dentro de amplios intervalos, preferentemente, la cantidad de agua varía del 5 al 95 % en peso, más preferentemente del 10 al 90 % en peso, lo más preferentemente del 30 al 70 % en peso. Preferentemente, la temperatura de cristalización varía de 20 a 70 °C, más preferentemente de 30 a 65 °C. La ε-caprolactama purificada y cristalizada se recupera de la suspensión a una concentración de suspensión que varía preferentemente del 5 al 75 % en peso, más preferentemente que varía del 10 al 70 % en peso, lo más preferentemente que varía del 15 al 50 % en peso. Los ejemplos de disolventes no acuosos incluyen alcanos (como n-hexano, n-heptano, isooctano y ciclohexano), alcoholes (como metanol, etanol, n-propanol, butanol), hidrocarburos aromáticos (como benceno, tolueno, o-xileno, m-xileno, pxileno), amoniaco, hidrocarburos clorados (como tetraclorometano, cloroformo o cloruro de etilo), cetonas (como acetona o metiletilcetona) y ésteres (como acetato de etilo), y mezclas de estos disolventes. Entre ellos, se prefiere ciclohexano.

[0188] La cristalización en solución se realiza habitualmente a presión atmosférica, pero puede realizarse a presión reducida o en condiciones de presión. En caso de cristalización en solución, el producto se recupera mediante cristalización por evaporación, mediante la cual el disolvente se evapora, o mediante cristalización por enfriamiento, mediante la cual el enfriamiento se obtiene mediante enfriamiento directo, enfriamiento indirecto o enfriamiento al vacío, o mediante una combinación de estos métodos. Tras la etapa de cristalización, los cristales formados y las aguas madre se separan mediante, por ejemplo, sedimentación, filtración y/o centrifugación. Opcionalmente, los cristales resultantes se lavan con, por ejemplo, disolvente limpio. Opcionalmente, la secuencia de cristalización-separación se repite varias veces. El producto se obtiene en forma de cristales.

[0190] La definición estricta de la expresión cristalización por fusión es la cristalización de un compuesto a partir de una solución que contiene ese compuesto (impuro) sin usar un disolvente auxiliar. En una definición más amplia, la expresión cristalización por fusión también se aplica a la cristalización de una solución que contiene bajas concentraciones de disolvente. Preferentemente, la concentración de disolvente en la solución es inferior al 25 % en peso, más preferentemente inferior al 10 % en peso, lo más preferentemente inferior al 5 % en peso. En este caso, se usará la definición más amplia de cristalización por fusión, a menos que se mencione explícitamente lo contrario. Los cristales de compuesto obtenidos mediante cristalización por fusión se separan de las aguas madre y, opcionalmente, se lavan con la masa fundida del material compuesto puro. Opcionalmente, la secuencia de cristalización-separación se repite varias veces. Finalmente, los cristales lavados opcionalmente se funden y se descargan como masa fundida o se eliminan mecánicamente.

[0192] Preferentemente, el disolvente está presente en la mezcla del cristalizador, aunque la cristalización también se puede realizar sin disolvente. Muchos disolventes son adecuados para la ε-caprolactama. Los ejemplos de disolventes adecuados son agua, alcanos (como n-hexano, n-heptano, isooctano y ciclohexano), alcoholes (como metanol, etanol, n-propanol, butanol), hidrocarburos aromáticos (como benceno, tolueno, o-xileno, m-xileno, p-xileno), amoniaco, hidrocarburos clorados (como tetraclorometano, cloroformo o cloruro de etilo), cetonas (como acetona o metiletilcetona) y ésteres (como acetato de etilo). Preferentemente, se usan agua e hidrocarburos aromáticos como disolvente, ya que estos disolventes producen cristales grandes. El disolvente más preferido es el agua. El disolvente actuará como depresor del punto de congelación de la masa fundida en el cristalizador.

[0194] En general, la cristalización por fusión requiere menos energía que la cristalización en solución, sin embargo, las operaciones a escala industrial pueden ser más desafiantes.

[0196] La cristalización por fusión, como se usa en el presente documento, se refiere en particular a la cristalización por fusión en capas o a la cristalización por fusión en suspensión. Estos dos tipos de procesos técnicos de cristalización por fusión se caracterizan por (1) la formación de una capa cristalina en una pared de intercambiador de calor (cristalización por fusión en capas) y (2) cristales que crecen en suspensión (cristalización por fusión en suspensión). En general, el funcionamiento de un proceso para el crecimiento de una capa cristalina en la pared de un intercambiador de calor se denomina cristalización por fusión en capas. En primer lugar, la masa fundida se carga en el cristalizador, a continuación, crece una capa cristalina sobre la superficie enfriada del intercambiador de calor, a continuación, la masa fundida restante, que contiene impurezas expulsadas de los cristales en crecimiento, se drena del cristalizador y, posteriormente, la capa cristalina se funde y se recupera el producto purificado. La eficiencia de la purificación puede mejorarse aún más mediante, por ejemplo, la exudación, también conocida como fusión parcial, es decir, calentar ligeramente la capa cristalina hasta casi su temperatura de fusión, lo que provoca el drenaje de las aguas madre impuras atrapadas y adheridas. Los procesos de cristalización por fusión en capas se realizan en modo discontinuo. Los ejemplos ya conocidos de procesos que se basan en la cristalización por fusión en capas son el proceso ProABD de BEFS Prokem y el proceso Sulzer Chemtech.

[0198] La cristalización por fusión en capas se puede realizar en modo estático o dinámico. En el modo de cristalización estático, los cristales crecen sobre la superficie de enfriamiento a partir de una masa fundida estancada. En el modo estático, el compuesto deseado se cristaliza de forma discontinua en la pared de un intercambiador de calor a partir de una masa fundida estancada en un recipiente cerrado. Este tipo de cristalización se caracteriza por bajas velocidades de crecimiento de los cristales y, como consecuencia, por largos tiempos de residencia (o por lotes). Preferentemente, el tiempo de cristalización varía de 1 hora a 75 horas, más preferentemente, de 2 horas a 50 horas, lo más preferentemente de 4 horas a 24 horas. Tras la etapa de cristalización, se drena la masa fundida restante. A continuación, opcionalmente, se introduce una fase de exudación para eliminar las impurezas adheridas o atrapadas en los cristales. Finalmente, los cristales se funden completamente y se drenan, o se eliminan mecánicamente. En general, la cristalización dinámica se realiza en un intercambiador de calor de tubos y carcasa, mediante el cual la masa fundida circula hacia abajo por la superficie de enfriamiento donde cristaliza el compuesto. En general, la masa fundida se bombea a través de los tubos y los cristales crecen en el interior de los tubos, mientras el medio de enfriamiento fluye a través de la carcasa. El grosor de la capa cristalina aumenta con el tiempo. Transcurrido un determinado período de tiempo, la circulación de la masa fundida se detiene y la masa fundida restante se drena. La cristalización en capas dinámica es similar a la cristalización en capas estancada, pero también se realiza de modo discontinuo. Las velocidades de crecimiento de los cristales son mayores en el modo dinámico que en el modo estancado y, como consecuencia, los tiempos de cristalización son más cortos. Preferentemente, el tiempo de cristalización varía de 0,05 hora a 12 horas, más preferentemente, de 0,1 horas a 6 horas, lo más preferentemente de 0,3 horas a 3 horas. A continuación, opcionalmente, se introduce una fase de exudación para eliminar las impurezas adheridas o atrapadas en los cristales. Finalmente, los cristales se funden completamente y se drenan, o se eliminan mecánicamente.

[0199] La cristalización por fusión en suspensión se puede realizar en un modo discontinuo o continuo. Con la cristalización por fusión en suspensión, la masa fundida se enfría por debajo de su temperatura de saturación y los cristales comienzan a crecer (opcionalmente, tras la adición de núcleos). La velocidad de crecimiento de los cristales se controla mediante la temperatura de sobresaturación de la masa fundida. La cristalización por fusión en suspensión se puede realizar en cualquier tipo de intercambiador o cristalizador de tipo recipiente que permita el enfriamiento de la masa fundida. Preferentemente, la cristalización por fusión en suspensión se realiza en un cristalizador de superficie rascada. Opcionalmente, tras la cristalización, la mezcla resultante de cristales y aguas madre se separa por filtración. Opcionalmente, tras la cristalización, la mezcla resultante de cristales del compuesto deseado y aguas madre se carga en una columna denominada de lavado. En una columna de lavado, las aguas madre se drenan de los cristales, después de lo cual, opcionalmente, los cristales se lavan con material compuesto purificado.

[0200] Tras una etapa de cristalización de ε-caprolactama, se obtienen aguas madre que, además de impurezas, también contienen ε-caprolactama. Los métodos para recuperar la ε-caprolactama de este tipo de aguas madre se conocen bien por el experto en la técnica. Gracias a estos métodos de recuperación, casi toda la ε-caprolactama presente en las aguas madre se puede recuperar y convertirla en ε-caprolactama de alta pureza. Una posible solución, en el caso de la cristalización multietapa, es reciclar las aguas madre a contracorriente, es decir, las aguas madre obtenidas en la n-ésima etapa de cristalización se cargan en el suministro de la (n-1)-ésima etapa de cristalización. En general, las aguas madres obtenidas de la 1.ª etapa de cristalización se cargan en una unidad (de purificación) aguas arriba del proceso o en una unidad de procesamiento de aguas madre dedicada (por ejemplo, basada en destilación o cristalización). Tras la cristalización de la ε-caprolactama, puede ser necesario purificar las aguas madres obtenidas (o parte de ellas), por ejemplo, reciclándolas a la ε-caprolactama en bruto acuosa extraída con un disolvente orgánico. Como alternativa, las aguas madres se pueden purificar, por ejemplo, mediante destilación, antes de recargarse en una etapa de cristalización de ε-caprolactama.

[0201] La ε-caprolactama de alta pureza obtenida de acuerdo con el proceso de la invención se puede usar para fabricar nylon 6 mediante procesos ya conocidos por el experto en la técnica. Este nylon 6 puede usarse posteriormente en todos los materiales conocidos, incluyendo materiales de ingeniería, fibras y películas. Este nylon 6, que se produce a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6, es especialmente adecuado para aplicaciones de hilatura a alta velocidad, incluyendo prendas que contienen spandex (también conocido como elastano).

[0202] La planta

[0203] También se describe en el presente documento una planta, es decir, una planta química, que comprende una sección de despolimerización [B], una sección de recuperación [C] y una sección de purificación [D], que está configurada para realizar el proceso descrito anteriormente de la invención. Todas las características de la planta que se describen específicamente en relación con la planta a continuación también corresponden a realizaciones específicas del proceso de la invención y viceversa. Por lo tanto, la planta es adecuada para realizar el proceso de la invención y debe entenderse que lo descrito en relación con el proceso de la invención se aplica igualmente a la planta.

[0204] La planta puede ser una instalación de laboratorio como en los ejemplos. Preferentemente, sin embargo, la planta es una planta a escala industrial. "Escala industrial" significa que la planta tiene una capacidad de producción de εcaprolactama (es decir, en principio es capaz de producir la misma en una cantidad de) de al menos 500 toneladas al año si opera de forma continua.

[0205] La planta es adecuada para la producción de ε-caprolactama purificada a partir de material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6, y comprende al menos las siguientes tres secciones: una sección de despolimerización [B], una sección de recuperación [C] y una sección de purificación [D]. Estas secciones, y por lo tanto la planta, están configuradas para realizar el proceso de la invención descrito anteriormente.

[0206] Además, la planta puede comprende una sección de pretratamiento [A], que puede comprender una sección de reducción mecánica de tamaño [β] para fragmentar las redes de pesca que comprenden nylon 6 que comprenden materia y/o una sección de limpieza [α] para limpiar las redes de pesca que comprenden nylon 6 que comprenden materia y/o una sección de densificación [γ] para obtener material con mayor densidad aparente. La limpieza incluye tanto el lavado como la separación de materiales extraños de las redes de pesca que comprenden nylon 6. La separación de materiales extraños se puede realizar tanto manualmente (selección manual) como mecánicamente (por ejemplo, separación por densidad y separación magnética). Tanto dispositivos manuales como mecánicos, como cepillos, pueden ayudar en el proceso de lavado en la sección de limpieza [α]. Preferentemente, el lavado se realiza mediante un efecto adicional de fricción. Existen diferentes tipos de sistemas de lavado industrial en el mercado, como las lavadoras de fricción de alta velocidad. La sección de reducción mecánica de tamaño [β] comprende equipos para la fragmentación mecánica de las redes de pesca que comprenden nylon 6 en trozos. Los ejemplos no limitativos de este equipo de fragmentación son una cortadora, una troceadora, un molino, una trituradora y una astilladora. La sección de densificación [γ] comprende un equipo para la densificación de redes de pesca que comprenden nylon 6 que comprenden materia, que opcionalmente se fragmentan y/o se limpian. La densificación para obtener material con mayor densidad aparente puede realizarse mediante diversas tecnologías conocidas por el experto en la técnica. Los ejemplos ya conocidos de equipos de densificación incluyen máquinas compactadoras eléctricas e hidráulicas y prensas, así como equipos en los que el suministro se funde primero y posteriormente se solidifica por enfriamiento, tal como, por ejemplo, extrusoras de un solo husillo y de doble husillo.

[0207] La planta comprende además una sección de pretratamiento [A] que incluye una sección de extracción [ω] y, opcionalmente, una sección de reducción mecánica de tamaño [β], y opcionalmente una sección de limpieza [α] y opcionalmente una sección de densificación [γ].

[0208] También se describe en el presente documento una planta que comprende una sección de pretratamiento [A] que incluye una sección de reducción mecánica de tamaño [β], una sección de limpieza [α] y, opcionalmente, una sección de densificación [γ].

[0209] La sección de despolimerización [B] comprende uno o más reactores de despolimerización que funcionan en serie y/o en paralelo. Las redes de pesca que comprenden nylon 6 se suministran al reactor en forma sólida o como una masa fundida, preferentemente como una masa fundida. Este suministro puede lograrse mediante una extrusora, una bomba de engranajes u otros medios conocidos en la técnica.

[0210] Durante la producción, un reactor de despolimerización se llena, al menos parcialmente, con materia prima que contiene nylon 6, material residual, ε-caprolactama (y, opcionalmente, catalizador). El reactor de despolimerización puede tener cualquier forma deseada. Los tipos de reactor preferidos son los reactores de columna de burbujas agitados o no agitados, los reactores agitados y los reactores de tipo extrusora.

[0211] El reactor de despolimerización debe estar equipado con instalaciones para el suministro de redes de pesca que comprenden nylon 6 y, opcionalmente, el vapor sobrecalentado y el catalizador. Además, el reactor de despolimerización está equipado con instalaciones para la descarga de la corriente que comprende ε-caprolactama y el material residual.

[0212] Un buen contacto entre el vapor y el contenido del reactor es esencial para un funcionamiento eficaz. Dicho contacto se puede lograr mediante diversos medios conocidos por el experto en la técnica. A modo de ejemplo, se puede rociar vapor a través del material usando múltiples entradas, por ejemplo, usando un distribuidor de vapor. Se puede lograr un contacto aún mejor mediante la inclusión de agitación mecánica en el reactor, por ejemplo, mediante una combinación de paletas giratorias y aletas estáticas.

[0213] Preferentemente, la despolimerización se completará en un plazo de 0,5 a 6 horas.

[0214] Si no se dispone de vapor sobrecalentado a altas temperaturas en una planta de producción, este debe generarse específicamente mediante el sobrecalentamiento del vapor disponible de una caldera en un denominado sobrecalentador.

[0215] La sección de recuperación [C] puede comprender uno o más condensadores (preferentemente parciales) a los que se carga una corriente que comprende ε-caprolactama en forma de corriente de vapor que comprende ε-caprolactama y agua. Tal condensador (parcial) puede tener cualquier forma deseada. Preferentemente, un condensador es una columna de destilación de la que se obtiene una fase rica en agua como producto superior y ε-caprolactama en bruto como producto inferior.

[0216] La sección de purificación [D] puede comprender una o más partes del equipo de extracción, una o más partes del equipo de intercambio de disolvente, una sección de oxidación, una sección de hidrogenación, una o más partes del equipo de destilación y una sección de cristalización, donde se carga la ε-caprolactama en bruto y se descarga la εcaprolactama de alta pureza.

[0217] En el equipo de extracción se cargan ε-caprolactama en bruto y el disolvente orgánico, y se descargan una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, y una fase acuosa que comprende agua e impurezas. El equipo de extracción se selecciona de extractores mezcladores-sedimentadores, columnas de extracción, extractores centrífugos y combinaciones de los mismos. Preferentemente, el equipo de extracción es una columna de extracción estática o agitada, como columnas KARR<®>, columnas SCHEIBEL<®>, contactores de disco rotatorio (RDC), columnas pulsadas, columnas de bandejas de tamiz (estáticas), columnas de relleno aleatorio (estáticas) y columnas de relleno estructurado (SMVP) (estáticas).

[0219] En el equipo de intercambio de disolvente se cargan agua y una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas, y se descargan un disolvente orgánico y una fase de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas. El equipo de intercambio de disolvente para procesos basados en retroextracción se selecciona de extractores mezcladores-sedimentadores, columnas de extracción, extractores centrífugos y combinaciones de los mismos. Preferentemente, el equipo para retroextracción es una columna de extracción estática o agitada, como columnas KARR<®>, columnas SCHEIBEL<®>, contactores de disco rotatorio (RDC), columnas pulsadas, columnas de bandejas de tamiz (estáticas), columnas de relleno aleatorio (estáticas) y columnas de relleno estructurado (estáticas).

[0221] El equipo de intercambio de disolvente para procesos basados en destilación por intercambio de disolvente se selecciona de columnas de destilación de bandejas de tamiz, columnas de destilación de relleno aleatorio y columnas de destilación de relleno estructurado. Preferentemente, la columna de destilación está equipada con un rehervidor, un condensador y equipo para reflujo. La columna de destilación puede hacerse funcionar a presión atmosférica, presión subatmosférica o presión superatmosférica. Preferentemente, se carga agua en la parte superior de la columna de destilación y la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama se descarga desde la parte inferior de la columna de destilación.

[0223] La sección de oxidación comprende uno o más reactores de oxidación que operan en serie y/o en paralelo. Un oxidante y la fase de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas se cargan en la sección de oxidación. Por lo general, el oxidante se carga en forma sólida, como una suspensión o como una solución acuosa. En caso de que se aplique permanganato de potasio o sodio como oxidante, la sección de oxidación también comprende una sección de filtración. El reactor de oxidación puede tener cualquier forma deseada. Los tipos de reactor preferidos son los reactores agitados y no agitados, y los reactores de tipo columna con relleno. El reactor de oxidación debe estar equipado con instalaciones para el suministro de la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición inferiores o superiores a los de la ε-caprolactama, y el oxidante. Además, el reactor de oxidación debe estar equipado con instalaciones para la descarga de la fase oxidada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas, y partículas sólidas de óxido de manganeso (IV) (MnO<2>) formadas opcionalmente. Preferentemente, la oxidación se realiza a una temperatura que varía de 20 °C a 85 °C y en condiciones atmosféricas.

[0225] Las partículas sólidas de óxido de manganeso (IV) (MnO<2>) presentes opcionalmente se pueden eliminar mediante sedimentación o mediante filtración sólido-líquido, preferentemente mediante filtración sólido-líquido. El uso de auxiliares de filtración, como partículas de carbono activado o tierra de diatomeas, para mejorar el procedimiento de filtración es una práctica común. Los expertos en la técnica conocen sistemas de filtrado adecuados para la separación de partículas sólidas de óxido de manganeso (IV). En dicho sistema de filtrado se cargan una suspensión de la fase oxidada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas, y las partículas sólidas de óxido de manganeso (IV), y se descarga la fase oxidada filtrada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, εcaprolactama e impurezas. Generalmente, las partículas sólidas de óxido de manganeso (IV) quedan retenidas en el sistema de filtrado. Preferentemente, tal sistema de filtrado funciona en modo semicontinuo, por lo que la suspensión y la fase filtrada se cargan y se descargan continuamente, mientras que los sólidos separados se recogen en el sistema de filtrado. Ocasionalmente, la carga de la suspensión se interrumpe y los sólidos recogidos se retiran del sistema de filtrado.

[0227] La purificación de la ε-caprolactama en bruto para obtener ε-caprolactama purificada en la etapa d) puede comprender una hidrogenación con un catalizador heterogéneo, en cuyo caso, la planta comprenderá una sección de hidrogenación. Preferentemente, el catalizador comprende níquel o paladio.

[0229] La sección de hidrogenación comprende uno o más reactores de hidrogenación que funcionan en serie y/o en paralelo. La hidrogenación se puede realizar en un sistema trifásico (gas, líquido, sólido) que comprende una mezcla acuosa de ε-caprolactama, hidrógeno gaseoso y un catalizador de hidrogenación heterogéneo. Como alternativa, la hidrogenación se puede realizar en un sistema bifásico (líquido, sólido) que comprende una mezcla acuosa de εcaprolactama, que está total o parcialmente saturada con hidrógeno, y un catalizador de hidrogenación heterogéneo. La disolución del hidrógeno en la mezcla de agua-ε-caprolactama se puede efectuar mediante cualquier proceso conocido por un experto en la técnica. Preferentemente, la mezcla se pone en contacto con el hidrógeno en un absorbedor o en un mezclador en el que se mantiene una presión de hidrógeno constante. Un contacto intenso entre el hidrógeno y la mezcla garantiza que el hidrógeno se disuelva en la mezcla. Tal proceso se realiza preferentemente de forma continua. Posteriormente, la mezcla que contiene hidrógeno se pone en contacto con el catalizador de hidrogenación, por ejemplo, en un reactor independiente.

[0231] El catalizador heterogéneo puede ponerse en contacto con la mezcla de reacción que contiene hidrógeno de diversas maneras. La hidrogenación puede tener lugar, por ejemplo, en un reactor de tanque agitado en el que las partículas del catalizador se suspenden en la mezcla a hidrogenar (proceso en fase de suspensión). En tal proceso en fase de suspensión, las partículas del catalizador y la mezcla purificada deben separarse en una etapa adicional del proceso después de la reacción de hidrogenación, por ejemplo, mediante filtración. Preferentemente, los catalizadores comprenden paladio o níquel.

[0232] Como alternativa, la hidrogenación se puede efectuar en un reactor de lecho fijo, estando el catalizador fijado en el reactor, de modo que se puede prescindir de la etapa adicional para la separación del catalizador y la mezcla de reacción. Preferentemente, el lecho fijo consiste en un catalizador de paladio o níquel soportado.

[0233] La temperatura de hidrogenación se encuentra generalmente entre 20 y 160 °C. La presión de hidrogenación se encuentra generalmente entre 0,1 y 15 MPa.

[0234] En el equipo de destilación se carga la fase de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas, y se descargan ε-caprolactama, agua e impurezas de alta pureza (es decir, impurezas orgánicas de bajo punto de ebullición (con un punto de ebullición más bajo que el de la ε-caprolactama) e impurezas orgánicas de alto punto de ebullición (con un punto de ebullición más alto que el de la ε-caprolactama)). El equipo de destilación se selecciona de columnas de destilación de bandeja de tamiz, columnas de destilación de relleno aleatorio, columnas de destilación de relleno estructurado y evaporadores de película horizontal y vertical (descendente y ascendente). Preferentemente, las columnas de destilación están equipadas con un rehervidor, un condensador y equipo para reflujo. El equipo de destilación puede hacerse funcionar a presión atmosférica, presión subatmosférica o presión superatmosférica, preferentemente a presión subatmosférica.

[0235] Preferentemente, la destilación incluye la separación de agua, impurezas orgánicas de bajo punto de ebullición (con un punto de ebullición más bajo que el de la ε-caprolactama) y/o impurezas orgánicas de alto punto de ebullición (con un punto de ebullición más alto que el de la ε-caprolactama) de la ε-caprolactama. Preferentemente, la destilación incluye, en una primera etapa, la eliminación por separación del agua como producto superior y la producción de εcaprolactama que contiene impurezas de bajo punto de ebullición e impurezas de alto punto de ebullición como producto inferior. En una segunda etapa, las impurezas de bajo punto de ebullición se eliminan por separación como producto superior y se obtiene ε-caprolactama que contiene impurezas de alto punto de ebullición como producto inferior. En una tercera etapa, la ε-caprolactama de alta pureza se elimina por separación como producto superior y, como producto inferior, se produce un residuo de destilación que comprende ε-caprolactama e impurezas de alto punto de ebullición. Opcionalmente, se combinan la primera etapa y la segunda etapa.

[0236] Preferentemente, antes de la eliminación por destilación del agua y las impurezas, se añade hidróxido de metal alcalino, preferentemente NaOH, a la fase oxidada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas. Preferentemente, la cantidad de NaOH que se añade varía de 0,5 a 100 mmol por kg de ε-caprolactama, y más preferentemente de 2 a 80 mmol por kg de ε-caprolactama. Esto permite una eliminación por destilación particularmente eficaz de impurezas con puntos de ebullición más bajos y más altos que los de la ε-caprolactama en la destilación posterior.

[0237] La sección de cristalización comprende uno o más cristalizadores que funcionan en serie y/o en paralelo. En general, una sección de cristalización también comprende varios recipientes para almacenar corrientes de producto (intermedias) y/o líquidos de lavado nuevos y usados. La cristalización de la ε-caprolactama se puede realizar mediante cristalización en solución o cristalización por fusión, como se ha descrito anteriormente.

[0238] En el caso de la cristalización en solución, la ε-caprolactama se recupera mediante cristalización por evaporación, mediante la cual el disolvente se evapora, o mediante cristalización por enfriamiento, mediante la cual el enfriamiento se obtiene mediante enfriamiento directo, enfriamiento indirecto o enfriamiento al vacío, o mediante una combinación de estos métodos. Después de la etapa de cristalización en un cristalizador, los cristales formados y las aguas madre se separan mediante, por ejemplo, sedimentación en un sedimentador, filtración en un filtro y/o centrifugación en una centrífuga. Opcionalmente, el cristalizador está equipado con un agitador y/o uno o más deflectores.

[0239] Opcionalmente, los cristales resultantes se lavan con, por ejemplo, disolvente limpio. Opcionalmente, la secuencia de cristalización-separación se repite varias veces. El producto se obtiene en forma de cristales.

[0240] El disolvente auxiliar es agua o un disolvente no acuoso. Los ejemplos de disolventes no acuosos incluyen alcanos (como n-hexano, n-heptano, isooctano y ciclohexano), alcoholes (como metanol, etanol, n-propanol, butanol), hidrocarburos aromáticos (como benceno, tolueno, o-xileno, m-xileno, p-xileno), amoniaco, hidrocarburos clorados (como tetraclorometano, cloroformo o cloruro de etilo), cetonas (como acetona o metiletilcetona) y ésteres (como acetato de etilo), y mezclas de estos disolventes. En general, el disolvente auxiliar se recupera y se reutiliza en el proceso de cristalización.

[0241] La cristalización en solución se realiza habitualmente a presión atmosférica, pero puede realizarse a presión reducida o en condiciones de presión.

[0242] La cristalización por fusión de la ε-caprolactama se puede realizar mediante cristalización por fusión en capas, mediante la cual se forma una capa cristalina que contiene ε-caprolactama en una pared del intercambiador de calor, o mediante cristalización por fusión en suspensión, mediante la cual crecen cristales que contienen ε-caprolactama en suspensión.

[0244] Preferentemente, el disolvente está presente en la mezcla del cristalizador por fusión, aunque la cristalización por fusión también se puede realizar sin disolvente. Muchos disolventes son adecuados para la ε-caprolactama. Los ejemplos de disolventes adecuados son agua, alcanos (como n-hexano, n-heptano, isooctano y ciclohexano), alcoholes (como metanol, etanol, n-propanol, butanol), hidrocarburos aromáticos (como benceno, tolueno, o-xileno, m-xileno, p-xileno), amoniaco, hidrocarburos clorados (como tetraclorometano, cloroformo o cloruro de etilo), cetonas (como acetona o metiletilcetona) y ésteres (como acetato de etilo). Preferentemente, se usan agua e hidrocarburos aromáticos como disolvente, ya que estos disolventes producen cristales grandes. El disolvente más preferido es el agua. El disolvente actuará como depresor del punto de congelación de la masa fundida en el cristalizador.

[0246] Cristalización por fusión en capas:

[0248] En primer lugar, la masa fundida se carga en el cristalizador, a continuación, crece una capa cristalina sobre la superficie enfriada del intercambiador de calor, a continuación, la masa fundida restante, que contiene impurezas, que se expulsaron por los cristales en crecimiento, se drena del cristalizador y, posteriormente, la capa cristalina se funde y se recupera el producto purificado. La eficiencia de la purificación puede mejorarse aún más mediante, por ejemplo, la exudación, también conocida como fusión parcial, es decir, calentar ligeramente la capa cristalina hasta casi su temperatura de fusión, lo que provoca el drenaje de las aguas madre impuras atrapadas y adheridas. Los procesos de cristalización por fusión en capas se realizan en modo discontinuo. Los ejemplos ya conocidos de procesos que se basan en la cristalización por fusión en capas son el proceso ProABD de BEFS Prokem y el proceso Sulzer Chemtech.

[0249] La cristalización por fusión en capas se puede realizar en modo estático o dinámico. En el modo de cristalización estático, los cristales crecen sobre la superficie de enfriamiento a partir de una masa fundida estancada. En el modo estático, el compuesto deseado se cristaliza de forma discontinua en la pared de un intercambiador de calor a partir de una masa fundida estancada en un recipiente cerrado. Este tipo de cristalización se caracteriza por bajas velocidades de crecimiento de los cristales y, como consecuencia, por largos tiempos de residencia (o por lotes). Preferentemente, el tiempo de cristalización varía de 1 hora a 75 horas, más preferentemente, de 2 horas a 50 horas, lo más preferentemente de 4 horas a 24 horas. Tras la etapa de cristalización, se drena la masa fundida restante. A continuación, opcionalmente, se introduce una fase de exudación para eliminar las impurezas adheridas o atrapadas en los cristales. Finalmente, los cristales se funden completamente y se drenan, o se eliminan mecánicamente.

[0250] Cristalización por fusión en suspensión:

[0252] La cristalización por fusión en suspensión de ε-caprolactama se puede realizar en modo discontinuo o continuo. Con la cristalización por fusión en suspensión, la masa fundida se enfría por debajo de su temperatura de saturación y los cristales de ε-caprolactama comienzan a crecer (opcionalmente, tras la adición de núcleos). La velocidad de crecimiento de los cristales se controla mediante la temperatura de sobresaturación de la masa fundida. La cristalización por fusión en suspensión se puede realizar en cualquier tipo de intercambiador o cristalizador de tipo recipiente que permita el enfriamiento de la masa fundida. Preferentemente, la cristalización por fusión en suspensión se realiza en un cristalizador de superficie rascada. Opcionalmente, tras la cristalización, la mezcla resultante de cristales y aguas madre se separa por filtración. Opcionalmente, tras la cristalización, la mezcla resultante de cristales de å-caprolactama y aguas madre se carga en una columna denominada de lavado. En una columna de lavado, las aguas madre se drenan de los cristales de å-caprolactama, después de lo cual, opcionalmente, los cristales de εcaprolactama se lavan con ε-caprolactama purificada.

[0254] El proceso de la invención se puede hacer funcionar de forma continua, semicontinua o discontinua. Por consiguiente, la planta también puede estar configurada para permitir uno o más de estos modos de funcionamiento. La planta puede estar configurada para hacer funcionar el proceso de la invención de forma continua o semicontinua. Sin embargo, también es posible un proceso discontinuo. Por ejemplo, no es necesario que la planta contenga todas las secciones descritas en el presente documento en una sola ubicación. En particular, la sección de pretratamiento [A] puede estar ubicada en una primera ubicación, mientras que la sección de despolimerización [B], la sección de recuperación [C] y la sección de purificación [D] se ubican en una segunda ubicación. De manera similar, también una sección de reducción mecánica de tamaño [β], como parte de la sección de pretratamiento [A], puede estar ubicada en una primera ubicación, mientras que una sección de limpieza [α], como parte de la sección de pretratamiento [A], puede estar ubicada en una segunda ubicación, mientras que la sección de despolimerización [B], la sección de recuperación [C] y la sección de purificación [D] se ubican en una tercera ubicación. Opcionalmente, la sección de limpieza [α] se divide en dos o más segmentos que están todos ubicados opcionalmente en diferentes ubicaciones. Por ejemplo, un primer segmento de la sección de limpieza [α], como parte de la sección de pretratamiento [A], se puede ubicar en una primera ubicación, una sección de reducción mecánica de tamaño [β], como parte de la sección de pretratamiento [A], puede estar ubicada en una segunda ubicación, mientras que un segundo segmento de la sección de limpieza [α], como parte de la sección de pretratamiento [A], se puede ubicar en una tercera ubicación, mientras que la sección de despolimerización [B], la sección de recuperación [C] y la sección de purificación [D] se ubican en una cuarta ubicación. Opcionalmente, la sección de despolimerización [B], se ubica en una ubicación diferente a la de la sección de pretratamiento [A] y/o la sección de recuperación [C] y la sección de purificación [D]. El producto

[0255] También se describe en el presente documento un producto de ε-caprolactama obtenido mediante la despolimerización de nylon 6, que se produce a partir de (material procedente de) redes de pesca que comprenden nylon 6 de acuerdo con el proceso de la invención. Esta ε-caprolactama se caracteriza ventajosamente, en particular, por tener una huella de carbono inferior a 2 kg de equivalente de CO<2>por kg de ε-caprolactama purificada (según datos de ecoinvent, versión 3.7.1; ubicación: Europa). La ε-caprolactama obtenida de acuerdo con la invención también puede denominarse "ε-caprolactama purificada". "Purificada", como se usa en el presente documento, significa que la ε-caprolactama se produce a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6 de acuerdo con el procedimiento de la invención, lo que resulta en su obtención en forma purificada. En este sentido, la ε-caprolactama se obtiene y se purifica a partir de redes de pesca que comprenden nylon 6.

[0256] El proceso de la invención permite producir ε-caprolactama de alta pureza y, por lo tanto, de alta calidad, que cumple con las especificaciones para aplicaciones de alta exigencia y, al mismo tiempo, el proceso es particularmente rentable debido a su menor huella de carbono y al uso de residuos como material de partida. La ε-caprolactama descrita en el presente documento y obtenida mediante el procedimiento de la invención cumple una o más de las siguientes especificaciones, en donde los parámetros y métodos de medición se definen como en la sección de Ejemplos a continuación en el presente documento:

[0257] PAN: máx. 5

[0258] E290: máx. 0,05

[0259] VB: máx. 0,5 mmol/kg

[0260] Alcalinidad: máx. 0,1 mmol/kg.

[0261] La ε-caprolactama producida mediante el proceso de la invención también es particularmente económica y respetuosa con el medio ambiente. Esto resulta evidente a partir de la mucho menor huella de carbono de la ε-caprolactama producida por el proceso de la invención en comparación con la ε-caprolactama producida de forma tradicional (por ejemplo, mediante la transposición de Beckmann de la oxima de ciclohexanona).

[0262] El impacto ambiental de un producto se expresa generalmente como "huella de carbono del producto". La huella de carbono de un producto se define como las emisiones totales causadas por su formación de ese producto, expresadas en toneladas de equivalente de dióxido de carbono por tonelada de producto. La huella de carbono de un producto depende, entre otros factores, de la materia prima, los materiales auxiliares, el consumo de energía, las fuentes de energía, el proceso de producción y la eficiencia del proceso. La cuantificación de la huella de carbono de un producto puede realizarse como se describe en, por ejemplo, la Norma europea EN ISO 14040:2006 ("Gestión ambiental -Análisis del ciclo de vida - Principios y marco").

[0263] Los cálculos de la huella de carbono del producto se pueden realizar de forma interna o por organizaciones externas (preferentemente) certificadas. Estas organizaciones verifican y certifican los cálculos de la huella de carbono del producto basándose, por ejemplo, en la norma de ACV ISO 14040.

[0264] J. Hong y X. Xu ("Environmental impact assessment of caprolactam production - a case study in China"; J. de Cleaner production 27 (2012) 103-108; DOI: 10.1016/j.jclepro.2011.12.037) informaron que el impacto potencial de la εcaprolactama "virgen" obtenida mediante la transposición de Beckmann de la oxima de ciclohexanona en el calentamiento global es de 7,5 toneladas de equivalente de CO<2>por tonelada de ε-caprolactama (lo que equivale a 7,5 kg de equivalente de CO<2>por kg de ε-caprolactama), en caso de que esté implicada la generación de electricidad y vapor a partir de carbón. Si está implicado el gas natural para la generación de electricidad y vapor, el impacto potencial de la ε-caprolactama virgen en el calentamiento global del proceso de producción de ε-caprolactama se reducirá a 6,4 toneladas de equivalente de CO<2>por tonelada de ε-caprolactama (lo que equivale a 6,4 kg de equivalente de CO<2>por kg de ε-caprolactama).

[0265] La huella de carbono del producto de la ε-caprolactama que se obtiene de acuerdo con el proceso de la invención es mucho menor que la de la ε-caprolactama sintetizada de novo o "virgen". La huella de carbono del producto de la εcaprolactama que se obtiene en el proceso de la invención es inferior a 4 kg, más preferentemente inferior a 3 kg de CO<2>, y lo más preferentemente igual o inferior a 2 kg de equivalente de CO<2>por kg de ε-caprolactama (según datos de ecoinvent, versión 3.7.1; ubicación: Europa).

[0266] Breve descripción de los dibujos

[0267] A continuación, la invención se describe con referencia a las figuras, que representan determinadas realizaciones de la invención. La invención, sin embargo, es como se define en las reivindicaciones y como se describe generalmente en el presente documento. No debe limitarse a las realizaciones mostradas con fines ilustrativos en las figuras más adelante.

[0268] La figura 1 es un esquema del proceso de la invención que comprende las etapas de procesamiento realizadas en una sección de pretratamiento opcional [A], una sección de despolimerización [B], una sección de recuperación [C] y una sección de purificación [D].

[0269] La figura 2 ilustra dos realizaciones de la sección de pretratamiento [A], en la que las redes de pesca que comprenden nylon 6 se limpian en una sección de limpieza [α] mediante la eliminación de materiales extraños y mediante el lavado con un disolvente de lavado, y se fragmentan en una sección de reducción mecánica de tamaño [β] para obtener trozos limpios y fragmentados de redes de pesca que comprenden nylon 6.

[0270] La figura 2A representa una realización de la sección de pretratamiento [A], en la que las redes de pesca que comprenden nylon 6 se limpian en primer lugar en una sección de limpieza [α] mediante la eliminación de materiales extraños y mediante el lavado con un disolvente de lavado y, a continuación, se fragmentan en una sección de reducción mecánica de tamaño [β] para obtener trozos limpios y fragmentados de redes de pesca que comprenden nylon 6.

[0271] La figura 2B representa una realización de la sección de pretratamiento [A], en la que las redes de pesca que comprenden nylon 6 se fragmentan en primer lugar en una sección de reducción mecánica de tamaño [β] y a continuación se limpian en una sección de limpieza [α] mediante la eliminación de materiales extraños y mediante lavado con un disolvente para obtener trozos limpios y fragmentados de redes de pesca que comprenden nylon 6. La figura 3 ilustra dos realizaciones de la sección de purificación [D], en la que se purifica la ε-caprolactama en bruto para obtener ε-caprolactama de alta pureza.

[0272] La figura 3A representa una realización de la sección de purificación [D] del proceso de la invención, que comprende una sección de extracción [γ], opcionalmente una sección de lavado [δ], una sección de retroextracción [ε], una sección de destilación [θ] y una sección de cristalización [λ].

[0273] La figura 3B representa una realización de la sección de purificación [D] del proceso de la invención, que comprende una sección de extracción [γ], opcionalmente una sección de lavado [δ], una sección de destilación por intercambio de disolvente [µ], una sección de destilación [θ] y una sección de cristalización [λ].

[0275] Descripción detallada de los dibujos

[0277] El proceso de la invención se ilustra esquemáticamente en la figura 1. El proceso se realiza en las siguientes secciones de la planta:

[0278] Opcionalmente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 [1] se limpian mediante la eliminación de materiales extraños y mediante el lavado con un disolvente de lavado [2] en la sección de pretratamiento [A], obteniendo así el disolvente de lavado contaminado [3]. A continuación, las redes de pesca que comprenden nylon 6 se fragmentan mediante reducción mecánica de tamaño. Las redes de pesca que comprenden nylon 6 limpias y fragmentadas [6] se descargan de la sección de pretratamiento [A]. Opcionalmente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 [1] se limpian adicionalmente mediante la eliminación de materiales extraños en la sección de pretratamiento [A]. La eliminación de materiales extraños se puede realizar antes y/o después de la fragmentación de las redes de pesca que comprenden nylon 6. Opcionalmente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 opcionalmente limpias y fragmentadas se densifican antes de despolimerizarse en ε-caprolactama en la sección de despolimerización [B] (no se muestra en la figura 1).

[0280] Las redes de pesca que comprenden nylon 6 opcionalmente limpias y fragmentadas [6] se despolimerizan en εcaprolactama en la sección de despolimerización [B]. Una corriente que comprende ε-caprolactama [7] se descarga de la sección de despolimerización [B]. Además, se descarga el material residual [8]. Opcionalmente, se cargan vapor sobrecalentado [9] y el catalizador [10] en la sección de despolimerización [B].

[0282] La ε-caprolactama en bruto [11] se recupera de la corriente que comprende ε-caprolactama [7], que se descarga de la sección de despolimerización [B] en la sección de recuperación [C]. Además, se descarga una fase acuosa [12] de la sección de recuperación [C] en caso de que se haya cargado agua o vapor sobrecalentado [9] en la sección de despolimerización [B].

[0284] La ε-caprolactama en bruto [11] que se descarga de la sección de recuperación [C] se purifica para producir εcaprolactama de alta pureza [26] en la sección de purificación [D]. El agua y las impurezas [25] también se descargan de la sección de purificación [D].

[0286] La figura 2A muestra una realización de la sección de pretratamiento [A'] (área delimitada por la línea discontinua), en la que las redes de pesca que comprenden nylon 6 [1'] se limpian primero en una sección de limpieza [α'] mediante la eliminación de materiales extraños y mediante el lavado con un disolvente de lavado [2'], obteniendo de esta manera materiales extraños, disolvente de lavado contaminado [3'] y redes de pesca que comprenden nylon 6 limpias [4']. Posteriormente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 limpias [4'] se fragmentan en una sección de reducción mecánica de tamaño [β'] para obtener trozos limpios y fragmentados de redes de pesca que comprenden nylon 6 [6']. A continuación, se descargan los trozos limpios y fragmentados. Opcionalmente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 limpias y fragmentadas se densifican antes de despolimerizarse en ε-caprolactama en la sección de despolimerización [B] (no se muestra en la figura 2A).

[0288] La figura 2B muestra una realización de la sección de pretratamiento [A''] (área delimitada por la línea discontinua), en la que las redes de pesca que comprenden nylon 6 limpias [1''] se fragmentan en una sección de reducción mecánica de tamaño [β''] para obtener trozos fragmentados de redes de pesca que comprenden nylon 6 [5'']. Posteriormente, los trozos fragmentados de redes de pesca que comprenden nylon 6 [5''] se limpian en una sección de limpieza [α''] mediante la eliminación de materiales extraños y mediante el lavado con un disolvente de lavado [2''] para obtener materiales extraños, disolvente de lavado contaminado [3''] y trozos limpios y fragmentados de redes de pesca que comprenden nylon 6 [6''] que se descargan. Opcionalmente, las redes de pesca que comprenden nylon 6 limpias y fragmentadas se densifican antes de despolimerizarse en ε-caprolactama en la sección de despolimerización [B] (no se muestra en la figura 2B).

[0289] La figura 3A representa una realización de la sección de purificación [D'''] (área delimitada por la línea discontinua), que comprende las siguientes secciones:

[0290] En la sección de extracción [γ'''], la ε-caprolactama en bruto [11'''] se extrae con un disolvente orgánico [13'''] para obtener una fase acuosa que comprende agua e impurezas [14'''] y una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas [15''']. Ambas fases se descargan de la sección de extracción [γ'''].

[0291] En la sección de lavado opcional [δ'''], la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas [15'''] se lava con agua o una solución alcalina acuosa [16'''] para obtener una fase acuosa que comprende residuo [17'''] y una fase orgánica lavada que comprende disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas [18''']. Ambas fases se descargan de la sección de lavado [δ'''].

[0292] En la sección de retroextracción [ε'''], la fase orgánica opcionalmente lavada que comprende el disolvente orgánico, εcaprolactama e impurezas [18'''] se retroextrae con agua [19'''] para obtener una fase de disolvente orgánico que comprende impurezas [20'''] y una fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama [22''']. Ambas fases se descargan de la retroextracción [ε''']. Opcionalmente, el disolvente orgánico residual se elimina mediante separación y/o destilación de la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la εcaprolactama [22'''] (no se muestra en la figura 3A).

[0293] Opcionalmente, la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama [22'''], de la que se ha eliminado el disolvente orgánico residual opcional mediante separación y/o destilación, se oxida con un oxidante para obtener una fase oxidada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas (no se muestra en la figura 3A).

[0294] Opcionalmente, la fase oxidada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas se filtra para eliminar las partículas sólidas de óxido de manganeso (IV) antes de cargarse en la siguiente sección (no se muestra en la figura 3A).

[0295] Opcionalmente, la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la å-caprolactama [22'''], de la que se ha eliminado el disolvente orgánico residual opcional mediante separación y/o destilación, se hidrogena con hidrógeno en presencia de un catalizador heterogéneo para obtener una fase hidrogenada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas antes de cargarse en la siguiente sección (no se muestra en la figura 3A).

[0296] En la sección de destilación [θ'''], la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama [22'''], se destila para eliminar las impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama y, opcionalmente, el disolvente orgánico o agua, obteniendo así la fase de ε-caprolactama destilada [24''']. Todos los productos de destilación se descargan de la sección de destilación [θ''']. Opcionalmente, antes de la destilación en la sección de destilación [θ'''], se dosifica un hidróxido de metal alcalino [23'''] a la fase de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama [22'''].

[0297] En sección de cristalización [λ'''], la fase de ε-caprolactama destilada [24'''] se cristaliza para eliminar las impurezas [25'''] de la ε-caprolactama, obteniendo así ε-caprolactama de alta pureza [26''']. Todos los productos cristalizados se descargan de la sección de cristalización [λ''']. Opcionalmente, se carga previamente un disolvente en la sección de cristalización [λ'''] (no se muestra en la figura 3A).

[0298] La figura 3B representa una realización de la sección de purificación [D''''] (área delimitada por la línea discontinua), que comprende las siguientes secciones:

[0299] En la sección de extracción [y''''], la ε-caprolactama en bruto [11''''] se extrae con un disolvente orgánico [13''''] para obtener una fase acuosa que comprende agua e impurezas [14''''] y una fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas [15'''']. Ambas fases se descargan de la sección de extracción [γ''''].

[0300] En la sección de lavado opcional [δ''''], la fase orgánica que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas [15''''] se lava con agua o una solución alcalina acuosa [16''''] para obtener una fase acuosa que comprende residuo [17''''] y una fase orgánica lavada que comprende disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas [18'''']. Ambas fases se descargan de la sección de lavado [δ''''].

[0301] En la sección de destilación por intercambio de disolvente [µ''''], la fase orgánica opcionalmente lavada que comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas [18''''] se destila por intercambio de disolvente con adición de agua [19''''] para obtener el disolvente orgánico [21''''] y una fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama [22'''']. Ambos productos de destilación se descargan de la sección de destilación por intercambio de disolvente [µ''''].

[0302] Opcionalmente, la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama [22''''], de la que se ha eliminado el disolvente orgánico residual opcional mediante separación y/o destilación, se oxida con un oxidante para obtener una fase oxidada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas (no se muestra en la figura 3B).

[0303] Opcionalmente, la fase oxidada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas se filtra para eliminar las partículas sólidas de óxido de manganeso (IV) antes de cargarse en la siguiente sección (no se muestra en la figura 3B).

[0304] Opcionalmente, la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama [22''''], de la que se ha eliminado el disolvente orgánico residual opcional mediante separación y/o destilación, se hidrogena con hidrógeno en presencia de un catalizador heterogéneo para obtener una fase hidrogenada de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas antes de cargarse en la siguiente sección (no se muestra en la figura 3B).

[0305] En la sección de destilación [θ''''], la fase acuosa que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama [22''''], se destila para eliminar las impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama y, opcionalmente, el disolvente orgánico o agua, obteniendo así la fase de ε-caprolactama destilada [24'''']. Todos los productos de destilación se descargan de la sección de destilación [θ'''']. Opcionalmente, antes de la destilación en la sección de destilación [θ''''], se dosifica un hidróxido de metal alcalino [23''''] a la fase de ε-caprolactama-agua que comprende agua, ε-caprolactama e impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que los de la ε-caprolactama [22''''].

[0306] En sección de cristalización [λ''''], la fase de ε-caprolactama destilada [24''''] se cristaliza para eliminar las impurezas [25''''] de la ε-caprolactama, obteniendo así ε-caprolactama de alta pureza [26'''']. Los productos cristalizados se descargan de la sección de cristalización [λ'''']. Opcionalmente, se carga previamente un disolvente en la sección de cristalización [λ''''] (no se muestra en la figura 3B).

[0307] Ejemplos

[0308] Los siguientes ejemplos sirven para explicar la invención con más detalle, en particular con respecto a determinadas formas de la invención. Los ejemplos, sin embargo, no pretenden limitar la presente divulgación.

[0309] La ε-caprolactama, que se puede usar para todas las principales aplicaciones de polimerización de nylon 6, sin dilución con calidades más puras de ε-caprolactama, cumple todas las siguientes especificaciones:

[0310] PAN: máx. 5

[0311] E290: máx. 0,05

[0312] VB: máx. 0,5 mmol/kg

[0313] Alcalinidad: máx. 0,1 mmol/kg

[0314] Acidez: máx. máx. 0,1 mmol/kg

[0315] Los parámetros y métodos de medición se definen a continuación:

[0316] PAN: ISO DIS 8660 - Plásticos - Determinación del índice de permanganato de caprolactama - Método espectrométrico, revisión de la primera edición ISO 8660; 1988,

[0317] E290: ISO 7059 - Caprolactama para uso industrial - Determinación de la absorbancia a una longitud de onda de 290 nm,

[0318] Bases volátiles (VB) ISO 8661 - Caprolactama para uso industrial - Determinación del contenido de bases volátiles -Método volumétrico tras la destilación.

[0319] Alcalinidad del producto de ε-caprolactama: La alcalinidad se determina mediante valoración a una temperatura de 25 °C usando un indicador Tashiro en una relación 1:2 de 0,1 % p/v<etanol>de azul de metileno: 0,1 % p/v<etanol>de rojo de metilo, cuyo punto extremo es gris. Primero se valora un matraz que contiene agua e indicador hasta llegar al color gris, a continuación se añaden X gramos de una solución acuosa de ε-caprolactama que contiene Y % en peso de εcaprolactama (según lo determinado por el índice de refracción) y la solución se valora de nuevo hasta llegar al color gris usando una solución 0,01 N de H<2>SO<4>(en caso de que la solución sea alcalina) o una solución 0,01 N de NaOH (en caso de que la solución sea ácida).

[0320] A continuación, la alcalinidad se obtiene mediante:

[0322]

[0324] Donde:

[0325] v = volumen de solución de H<2>SO<4>añadido (ml)

[0326] t = normalidad de la solución de H<2>SO<4>(= 0,01 N)

[0327] X = peso de la muestra (g)

[0328] Y = concentración de ε-caprolactama (% en peso)

[0329] A continuación, la acidez se obtiene mediante:

[0331]

[0333] Donde:

[0334] v = volumen de solución de NaOH añadido (ml)

[0335] t = molaridad de la solución de NaOH (= 0,01 N)

[0336] X = peso de la muestra (g)

[0337] Y = concentración de ε-caprolactama (% en peso)

[0338] Las microesferas que comprenden nylon 6 que se usaron en los EJEMPLOS y los EXPERIMENTOS COMPARATIVOS se fabricaron a partir de redes de pesca desechadas. El pretratamiento incluyó la eliminación de materiales extraños, la limpieza, la trituración, la fusión y la conversión en astillas/microesferas. Las microesferas se obtuvieron de una empresa de reciclaje de redes de pesca en China.

[0339] Las microesferas tenían forma de varilla y un diámetro promedio de aproximadamente 3 mm y una longitud promedio de aproximadamente 4 mm, y el peso de la mayoría de las microesferas se encontraba entre 20 y 30 mg.

[0340] El análisis termogravimétrico (TGA), junto con la información cualitativa de la calorimetría diferencial de barrido (DSC), reveló que el contenido de nylon 6 en las microesferas era >98 % en peso (en base seca).

[0341] EJEMPLO 1

[0342] Despolimerización del nylon 6 y recuperación de ε-caprolactama

[0343] Se cargaron 48 gramos de nylon 6, que comprendía virutas/microesferas, y 14 gramos de ácido fosfórico al 20 % en peso, en un autoclave de alta presión Premex. En primer lugar, el contenido del reactor se calentó en una atmósfera de nitrógeno y, posteriormente, se inyectó vapor sobrecalentado de forma continua a una velocidad de 4 gramos por minuto durante los 120 minutos de reacción. La temperatura y la presión en el reactor se mantuvieron a 260 °C y 0,11 MPa, respectivamente. Durante la reacción, se descargó continuamente una corriente de vapor del reactor y se enfrió a aprox. 20 °C, obteniéndose un condensado que comprendía ε-caprolactama y agua.

[0344] El condensado que estaba compuesto por aproximadamente 39,9 gramos de ε-caprolactama, siendo la mayor parte del resto agua, se concentró por evaporación en un rotavapor (evaporador rotatorio) operado al vacío (9,5 kPa; la temperatura del baño de agua fue de aprox. 65 °C) hasta una concentración de ε-caprolactama del 50,6 % en peso. (Esta mezcla, ε-caprolactama en bruto, es la mezcla a purificar).

[0345] Las especificaciones de la ε-caprolactama en bruto fueron:

[0347] PAN: 272

[0349] E290: 3,66

[0350] Este EJEMPLO muestra que la ε-caprolactama en bruto se puede obtener mediante la despolimerización del nylon 6 procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas. Debido a su baja calidad, esta ε-caprolactama en bruto no se puede usar tal cual para ninguna de las aplicaciones principales de polimerización del nylon 6.

[0351] EXPERIMENTO COMPARATIVO 1

[0352] Despolimerización del nylon 6, recuperación de ε-caprolactama y purificación por destilación

[0353] Se siguió el procedimiento del EJEMPLO 1. El condensado se concentró por evaporación hasta una concentración de ε-caprolactama del 49,7 % en peso. Posteriormente, se añadieron 75 mmol de hidróxido de sodio acuoso por kg de εcaprolactama. A continuación, el agua y las impurezas con puntos de ebullición más bajos que la ε-caprolactama se eliminaron como productos superiores mediante destilación a presión reducida en una configuración de destilación de funcionamiento discontinuo, reduciéndose así la presión gradualmente. La ε-caprolactama se destiló a 300 Pa, mientras que las impurezas con puntos de ebullición más altos en comparación con la ε-caprolactama permanecieron como producto inferior en la configuración de destilación. Las especificaciones de la ε-caprolactama destilada fueron:

[0355] PAN: 46

[0357] E290: 0,69

[0358] VB: 0,82 mmol/kg

[0359] Acidez: 4,20 mmol/kg.

[0360] Este EXPERIMENTO COMPARATIVO muestra que la calidad de la ε-caprolactama que se obtiene de la despolimerización del nylon 6, procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas, y que se purificó por destilación, es muy baja, ya que no cumple con las especificaciones requeridas para las principales aplicaciones de polimerización.

[0361] EXPERIMENTO COMPARATIVO 2

[0362] Despolimerización del nylon 6, recuperación de ε-caprolactama y purificación por oxidación

[0363] Se siguió el procedimiento del EJEMPLO 1. Posteriormente, la ε-caprolactama en bruto se trató con KMnO<4>al 0,2 % en peso con respecto a la ε-caprolactama a 50 °C durante 2 horas. A continuación, los sólidos formados se eliminaron del producto de reacción oxidado mediante filtración. Las especificaciones de la ε-caprolactama purificada fueron:

[0365] PAN: 127

[0367] E290: 4,37

[0368] Este EXPERIMENTO COMPARATIVO muestra que la calidad de la ε-caprolactama que se obtiene de la despolimerización del nylon 6, procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas, y que se purificó por oxidación, es muy baja y no se puede usar como tal para ninguna de las aplicaciones principales de polimerización del nylon 6.

[0369] EXPERIMENTO COMPARATIVO 3

[0370] Despolimerización del nylon 6, recuperación de ε-caprolactama y purificación por oxidación y destilación

[0371] A continuación, la solución acuosa de ε-caprolactama que se purificó por oxidación obtenida en el EXPERIMENTO COMPARATIVO 2, tras la adición de 75 mmol de hidróxido de sodio acuoso por kg de ε-caprolactama, se destiló de acuerdo con el procedimiento descrito en el EXPERIMENTO COMPARATIVO 1. Las especificaciones de la εcaprolactama purificada obtenida fueron:

[0373] PAN: 9

[0375] E290: 0,37

[0376] VB: 0,72 mmol/kg

[0377] Acidez: 1,24 mmol/kg.

[0378] Este EXPERIMENTO COMPARATIVO muestra que la calidad de la ε-caprolactama que se obtiene de la despolimerización del nylon 6, procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas, y que se purificó por oxidación y destilación, es baja y no se puede usar como tal para ninguna de las aplicaciones principales de polimerización del nylon 6.

[0379] EXPERIMENTO COMPARATIVO 4

[0380] Despolimerización del nylon 6, recuperación de ε-caprolactama y purificación por oxidación, tratamiento con carbono y destilación

[0381] Se siguió el procedimiento del EJEMPLO 1. Posteriormente, la ε-caprolactama en bruto se trató con KMnO<4>al 0,2 % en peso con respecto a la ε-caprolactama a 50 °C durante 2 horas. A continuación, la solución oxidada resultante se trató con carbono activado en polvo al 0,4 % en peso a 50 °C durante 0,5 horas. Posteriormente, los sólidos formados y las partículas de carbono activado se eliminaron de la solución acuosa de ε-caprolactama mediante filtración. A continuación, esta solución acuosa de ε-caprolactama tratada con carbono activado, tras la adición de 75 mmol de hidróxido de sodio acuoso por kg de ε-caprolactama, se destiló de acuerdo con el procedimiento descrito en el EXPERIMENTO COMPARATIVO 1. Las especificaciones de la ε-caprolactama purificada obtenida fueron:

[0383] PAN: 6

[0385] E290: 0,40

[0386] VB: 0,72 mmol/kg

[0387] Alcalinidad: 0,30 mmol/kg.

[0388] Este EXPERIMENTO COMPARATIVO muestra que la calidad de la ε-caprolactama que se obtiene de la despolimerización del nylon 6, procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas, y que se purificó por oxidación, tratamiento con carbono y destilación, es baja y no se puede usar como tal para ninguna de las aplicaciones principales de polimerización del nylon 6.

[0389] EXPERIMENTO COMPARATIVO 5

[0390] Despolimerización del nylon 6, recuperación de ε-caprolactama y purificación por extracción, retroextracción y destilación.

[0391] Se siguió el procedimiento del EJEMPLO 1.

[0392] La solución acuosa de ε-caprolactama obtenida se concentró por evaporación en un rotavapor operado al vacío (9,5 kPa; la temperatura del baño de agua fue de aprox.65 °C) hasta una concentración de ε-caprolactama del 36,4 % en peso. (Esta mezcla, ε-caprolactama en bruto, es la mezcla a purificar).

[0393] La ε-caprolactama en bruto se extrajo diez veces de forma discontinua con una mezcla de disolventes de 4-metil-2-pentanol (50 % en peso)/ciclohexano (50 % en peso) a una temperatura de aprox. 25 °C. La cantidad total de disolvente de extracción usada fue de 8,02 gramos de 4-metil-2-pentanol/ciclohexano por gramo de ε-caprolactama en bruto. Los extractos orgánicos resultantes se concentraron por destilación en condiciones de vacío hasta una concentración de ε-caprolactama de aproximadamente el 40 % en peso y, a continuación, se añadió ciclohexano fresco. La concentración de ε-caprolactama de la mezcla resultante fue de aproximadamente el 24 % en peso y la relación en peso de la mezcla de disolventes 4-metil-2-pentanol/ciclohexano fue del 50 % en peso: 50 % en peso. Esta mezcla se extrajo 5 veces de forma discontinua con agua a una temperatura de aprox. 25 °C. La cantidad total de agua usada fue de 18 gramos de agua/gramo de ε-caprolactama recuperada.

[0394] La ε-caprolactama en la solución acuosa obtenida, tras la adición de 75 mmol de hidróxido de sodio acuoso por kg de ε-caprolactama, se purificó aún más por destilación, como se describe en el EXPERIMENTO COMPARATIVO 1. Las especificaciones de la ε-caprolactama purificada obtenida fueron:

[0396] PAN: 6

[0398] E290: 0,10

[0399] VB: 0,18 mmol/kg

[0400] Alcalinidad: 0,15 mmol/kg.

[0401] Este EXPERIMENTO COMPARATIVO muestra que la calidad de la ε-caprolactama que se obtiene de la despolimerizaciσn del nylon 6, procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas, y que se purificσ por extracciσn, retroextracciσn y destilaciσn, es baja y no se puede usar como tal para ninguna de las aplicaciones principales de polimerizaciσn del nylon 6.

[0402] EJEMPLO 2

[0403] Despolimerización del nylon 6, recuperación de ε-caprolactama y purificación por extracción, retroextracción, destilación y cristalización.

[0404] Se siguió el procedimiento del EJEMPLO 1. El condensado que estaba compuesto por aproximadamente 40 gramos de ε-caprolactama, siendo la mayor parte del resto agua, se concentró por evaporación en un rotavapor operado al vacío (9,5 kPa; la temperatura del baño de agua fue de aprox. 65 °C) hasta una concentración de ε-caprolactama del 36,1 % en peso. (Esta mezcla, ε-caprolactama en bruto, es la mezcla a purificar).

[0405] La ε-caprolactama en bruto se extrajo diez veces de forma discontinua con una mezcla de disolventes de 4-metil-2-pentanol (50 % en peso)/ciclohexano (50 % en peso) a una temperatura de aprox. 25 °C. La cantidad total de disolvente de extracción usada fue de 8,09 gramos de 4-metil-2-pentanol/ciclohexano por gramo de ε-caprolactama en bruto. Los extractos orgánicos resultantes se concentraron por destilación en condiciones de vacío hasta una concentración de ε-caprolactama de aproximadamente el 40 % en peso y, a continuación, se añadió ciclohexano fresco. La concentración de ε-caprolactama de la mezcla resultante fue de aproximadamente el 25 % en peso y la relación en peso de la mezcla de disolventes 4-metil-2-pentanol/ciclohexano fue del 50 % en peso: 50 % en peso. Esta mezcla se extrajo 7 veces de forma discontinua con agua a una temperatura de aprox. 25 °C. La cantidad total de agua usada fue de 5,65 gramos de agua/gramo de ε-caprolactama recuperada.

[0406] La ε-caprolactama en la solución acuosa obtenida, tras la adición de 75 mmol de hidróxido de sodio acuoso por kg de ε-caprolactama, se purificó aún más por destilación, como se describe en el EXPERIMENTO COMPARATIVO 1. A continuación, se añadió agua destilada a la ε-caprolactama destilada para obtener una mezcla con una concentración de ε-caprolactama del 91,4 % en peso. Esta ε-caprolactama acuosa se introduce en una configuración de cristalización a una temperatura de 52 °C. La ε-caprolactama acuosa se enfría a 40 °C y se añaden algunas semillas a la mezcla. Posteriormente, el enfriamiento de la mezcla se continúa hasta 30 °C, donde se mantiene durante 30 minutos. La ε-caprolactama cristalizada se recuperó por filtración y se lavó con una solución acuosa al 85 % en peso de ε-caprolactama. Las especificaciones de la ε-caprolactama purificada obtenida fueron:

[0408] PAN: 2

[0410] E290: 0,03

[0411] VB: 0,04 mmol/kg

[0412] Acidez: 0,05 mmol/kg.

[0413] A partir de este EJEMPLO, se puede concluir que la ε-caprolactama purificada, que cumple con todas las especificaciones requeridas para las principales aplicaciones de polimerización, se puede obtener mediante la despolimerización de nylon 6, procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 desechadas, y se purificó por extracción, retroextracción, destilación y cristalización.

[0414] EJEMPLO 3

[0415] Despolimerización del nylon 6, recuperación de ε-caprolactama y purificación por extracción, retroextracción, destilación y cristalización.

[0416] El procedimiento del EJEMPLO 1 se siguió dos veces.

[0417] Ambas soluciones acuosas de ε-caprolactama obtenidas se concentraron por evaporación en un rotavapor operado al vacío (9,5 kPa; la temperatura del baño de agua fue de aprox. 65 °C) hasta concentraciones de ε-caprolactama del 70,2 % en peso y del 67,6 % en peso, respectivamente. A continuación, se añadieron ambas soluciones acuosas concentradas de ε-caprolactama. Dos tercios de la mezcla resultante, ε-caprolactama en bruto, se usaron para una purificación adicional.

[0418] La ε-caprolactama en bruto se diluyó al 65,0 % en peso y se extrajo 5 veces de forma discontinua con benceno a una temperatura de aprox. 25 °C. La cantidad total de disolvente de extracción usada fue de 10,5 gramos de benceno por gramo de ε-caprolactama en bruto.

[0419] Los extractos orgánicos combinados se lavaron de forma discontinua con 3,1 gramos de una solución acuosa de NaOH al 2 % en peso. Los extractos orgánicos lavados resultantes se concentraron por destilación en condiciones de vacío hasta una concentración de ε-caprolactama de aproximadamente el 17 % en peso. Posteriormente, los extractos orgánicos concentrados resultantes se extrajeron de forma discontinua 5 veces con agua a una temperatura de aprox.

[0420] 25 °C. La cantidad total de agua usada fue de 1,57 gramos de agua por gramo de extractos orgánicos combinados concentrados. La solución acuosa combinada de ε-caprolactama resultante se concentró por evaporación en un rotavapor operado al vacío (9,5 kPa; la temperatura del baño de agua fue de aprox. 65 °C) hasta una concentración de ε-caprolactama del 48,8 % en peso.

[0421] A continuación, se añadieron 75 mmol de hidróxido de sodio acuoso por kg de ε-caprolactama a la solución concentrada de ε-caprolactama. Posteriormente, el agua y las impurezas con puntos de ebullición más bajos que la εcaprolactama se eliminaron como productos superiores mediante destilación a presión reducida en una configuración de destilación de funcionamiento discontinuo. Finalmente, la ε-caprolactama destilada se recuperó como producto superior a 300 Pa, mientras que las impurezas con puntos de ebullición más altos en comparación con la εcaprolactama permanecieron como producto inferior en la configuración de destilación.

[0422] La ε-caprolactama destilada se introdujo en una configuración de cristalización a una temperatura de 52 °C y a la εcaprolactama destilada se le añadió agua desionizada para obtener una mezcla con una concentración de εcaprolactama del 91,4 % en peso.

[0423] La ε-caprolactama acuosa se enfrió a 40 °C y se añadieron algunas semillas a la mezcla. Posteriormente, el enfriamiento de la mezcla se continúa hasta 30 °C, donde se mantiene durante 30 minutos. La ε-caprolactama cristalizada se recuperó por filtración y se lavó con una solución acuosa al 85 % en peso de ε-caprolactama. Las especificaciones de la ε-caprolactama purificada obtenida fueron:

[0425] PAN: 2

[0427] E290: 0,03

[0428] VB: 0,1 mmol/kg

[0429] Alcalinidad: 0,01 mmol/kg.

[0430] A partir de este EJEMPLO, se puede concluir que la ε-caprolactama purificada, que cumple con todas las especificaciones requeridas para las principales aplicaciones de polimerización, se puede obtener mediante la despolimerización de poliamida 6, procedente de redes de pesca que comprenden poliamida 6 desechadas, y se purificó por extracción, retroextracción, destilación y cristalización.

[0431] EJEMPLO 4

[0432] Cálculo de la huella de carbono de la ε-caprolactama purificada

[0434] En una planta se simuló un proceso continuo de acuerdo con la invención para la producción de ε-caprolactama purificada a partir de redes de pesca que comprendían poliamida 6. El proceso incluyó:

[0436] - Eliminación mecánica de materiales extraños de las redes de pesca que comprendían poliamida 6;

[0437] - Corte de las redes de pesca que comprendían poliamida 6 en pequeños trozos;

[0438] - Lavado con agua de los trozos de redes de pesca que comprendían poliamida 6;

[0439] - Separación de los trozos lavados de las redes de pesca que comprendían poliamida 6 y del extracto acuoso mediante centrifugación;

[0440] - Secado de los trozos lavados de las redes de pesca que comprendían poliamida 6;

[0441] - Fusión y granulación de los trozos lavados de las redes de pesca que comprendían poliamida 6;

[0442] - Despolimerización de la poliamida 6 bajo la influencia de H<3>PO<4>y vapor sobrecalentado;

[0443] - Recuperación de ε-caprolactama en bruto (80 % en peso de ε-caprolactama) mediante condensación parcial de los vapores descargados del reactor de despolimerización;

[0444] - Extracción a contracorriente de ε-caprolactama en bruto concentrada con benceno;

[0445] - Lavado del extracto orgánico con una solución sosa cáustica diluida;

[0446] - Retroextracción a contracorriente del extracto orgánico lavado con agua;

[0447] - Concentración por evaporación del extracto acuoso;

[0448] - Adición de sosa cáustica;

[0449] - Eliminación por destilación de fracciones ligeras y pesadas mediante destilación al vacío; y

[0450] - Recuperación de ε-caprolactama pura mediante cristalización por fusión a una temperatura de 61 °C.

[0452] La huella de carbono de la ε-caprolactama purificada se calculó en función de las cifras de consumo de materias primas, y las utilidades del proceso descrito anteriormente se basan en datos de ecoinvent, versión 3.7.1.

[0454] El resultado reveló que la huella de carbono del producto de la ε-caprolactama purificada obtenida a partir de redes de pesca que comprenden poliamida 6 es inferior a 2 toneladas de equivalente de CO<2>/tonelada de ε-caprolactama (ubicación en Europa).

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

1. Un proceso para recuperar ε-caprolactama purificada a partir de material que se selecciona del grupo que consiste en material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 en una planta, en donde la planta comprende - una sección de despolimerización [B],

- una sección de recuperación [C], y

- una sección de purificación [D],

y en donde el proceso comprende las etapas de:

a) cargar el material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 en la sección de despolimerización [B]; b) despolimerizar el material procedente del material de redes de pesca que comprenden nylon 6 en la sección de despolimerización [B] a una temperatura que varía de 180 °C a 400 °C, preferentemente de 200 °C a 350 °C, más preferentemente de 220 °C a 340 °C, y lo más preferentemente de 240 °C a 325 °C de manera que se obtiene una corriente que comprende ε-caprolactama;

c) descargar la corriente que comprende ε-caprolactama de la sección de despolimerización [B] y recuperar la εcaprolactama en bruto de dicha corriente en la sección de recuperación [C]; y

d) purificar dicha ε-caprolactama en bruto en la sección de purificación [D] para obtener ε-caprolactama purificada, en donde la purificación comprende las etapas de

(i) extraer la ε-caprolactama en bruto con un disolvente orgánico, por lo que se obtiene una fase orgánica, y en donde la fase orgánica comprende el disolvente orgánico, ε-caprolactama e impurezas; y

(ii)a) intercambiar el disolvente basándose en la retroextracción con agua, o

(ii)b) intercambiar el disolvente basándose en la destilación por intercambio de disolvente;

(iii) eliminar por destilación las impurezas con puntos de ebullición más bajos o más altos que la ε-caprolactama en condiciones de vacío; y

(iv) obtener ε-caprolactama purificada mediante cristalización de la ε-caprolactama a partir de una solución que comprende ε-caprolactama e impurezas a una temperatura de 10 a 95 °C.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la despolimerización de la etapa b) se realiza en presencia de agua, por lo que la corriente que comprende ε-caprolactama es una corriente de vapor que comprende εcaprolactama y agua en una relación peso-peso de 1:2 a 1:15; y en donde, en la extracción de la etapa d)(i), se obtienen tanto una fase acuosa como una fase orgánica.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el agua presente en la etapa b) está en forma de vapor, que se carga en la sección de despolimerización [B] en la etapa b) como vapor sobrecalentado con una temperatura que varía de 220 °C a 575 °C, preferentemente de 275 °C a 500 °C.

4. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el disolvente orgánico en la etapa d)(i) se selecciona del grupo que consiste en ciclohexano, benceno, tolueno, cloruro de metileno, cloroformo, tricloroetano, 4-metil-2-pentanol, 1-octanol, 2-etilhexanol y mezclas de los mismos.

5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la purificación de la εcaprolactama en bruto para obtener ε-caprolactama purificada en la etapa d) comprende

- la etapa de oxidación con un oxidante en una solución acuosa a una temperatura que varía de 20 °C a 85 °C, en donde el oxidante se selecciona del grupo que consiste en permanganato de potasio, permanganato de sodio y peróxido ácido y combinaciones de los mismos, en particular, permanganato de potasio, y en donde la oxidación se realiza en una solución acuosa que comprende agua y ε-caprolactama en una relación peso-peso de 5:1 a 1:5; y/o - la etapa de hidrogenación con un catalizador heterogéneo, en donde el catalizador comprende preferentemente níquel o paladio.

6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la despolimerización del material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 en la etapa b) se realiza en ausencia o presencia de un catalizador, en donde el catalizador se selecciona de un catalizador ácido y uno básico, siendo el catalizador ácido seleccionado del grupo que consiste en ácido ortofosfórico, ácido bórico, ácido sulfúrico, ácido orgánico, ácido sulfónico orgánico, sales de los ácidos mencionados anteriormente, Al<2>O<3>y SiO<2>, y combinaciones de los mismos, en particular ácido ortofosfórico, y siendo el catalizador básico seleccionado del grupo que consiste en hidróxido alcalino, sal alcalina, hidróxido alcalinotérreo y sales alcalinotérreas, bases orgánicas y bases sólidas, y combinaciones de los mismos, en particular, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, carbonato de sodio, carbonato de potasio,

hidrogenocarbonato de sodio e hidrogenocarbonato de potasio, preferentemente en ausencia de un catalizador o en presencia de ácido ortofosfórico.

7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la solución que comprende εcaprolactama e impurezas a partir de las que se cristaliza la ε-caprolactama en la etapa d)(iv) también comprende agua, preferentemente más del 1 % en peso.

8. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde, antes de la etapa a), las redes de pesca que comprenden nylon 6 que comprenden materia se someten a un pretratamiento para obtener material procedente de redes de pesca que comprenden nylon 6 en una sección de pretratamiento [A], en particular una limpieza en la sección de limpieza [α] y/o reducción mecánica de tamaño en una sección de reducción mecánica de tamaño [β] y/o una sección de densificación [γ].

9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde, después de la etapa d)(i), la fase orgánica obtenida en la etapa d)(i) se lava con agua o con una solución acuosa alcalina.