PL224406B1 - Sposób wydzielania zanieczyszczeń z procesu przegrupowania Beckmanna - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest wydzielania zanieczyszczeń z procesu przegrupowania Beckmanna po neutralizacji amoniakiem produktów przegrupowania, następnie ich rozdzieleniu na warstwę oleju laktamowego i warstwę stanowiącą roztwór wodny siarczanu amonu. Sposób charakteryzuje się tym, że rafinat uzyskany po ekstrakcji kaprolaktamu z oleju laktamowego rozpuszczalnikiem organicznym miesza się z częścią oleju laktamowego kierowanego do ekstrakcji. Następnie zatęża się a uzyskaną po zatężeniu warstwę organiczną, zawierającą kaprolaktam i zanieczyszczenia, oddziela się od roztworu wodnego zawierającego siarczan amonu i poddaje ekstrakcji rozpuszczalnikiem organicznym a oddzielony roztwór wodny siarczanu amonu zawraca się do węzła neutralizacji produktu po przegrupowaniu oksymu cykloheksanonu lub do kolumny ekstrakcyjnej służącej do ekstrakcji kaprolaktamu z roztworu wodnego siarczanu amonu po neutralizacji amoniakiem produktów przegrupowania.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania zanieczyszczeń z procesu przegrupowania Beckmanna.

W procesie przegrupowania Beckmanna z oksymu cykloheksanonu w roztworze oleum otrzymuje się kaprolaktam. Produkty przegrupowania Beckmanna po zobojętnieniu amoniakiem rozdziela się na dwie warstwy. Warstwa górna zwana olejem laktamowym zawiera 65-70% masowych kaprolaktamu, 0,5-1,5% masowych innych związków organicznych, 0,5-1,5% siarczanu amonu oraz wodę. Warstwa dolna stanowiąca roztwór wodny siarczanu amonu zawiera 35-40% masowych siarczanu amonu oraz 1-1,5% masowych kaprolaktamu. W praktyce przemysłowej, kaprolaktam z obu warstw odzyskuje się metodą ekstrakcji. Oczyszczony w ten sposób roztwór wodny siarczanu amonu kieruje się do węzła krystalizacji. Jego średnia wartość ChZT po ekstrakcji kaprolaktamu wynosi 2500-3000 mg/l.

W trakcie ekstrakcji kaprolaktamu z oleju laktamowego niemal wszystkie zanieczyszczenia przechodzą do rafinatu. Rafinat ten, w przypadku kiedy kolumna ekstrakcyjna oleju laktamowego zasilana jest również roztworem wodnym siarczanu amonu, zawiera 18-22% siarczanu amonu i niemal cały ładunek zanieczyszczeń powstających w procesie przegrupowania Beckmanna. Wśród nich przeważa kwas ε-aminokapronowy, którego stężenie w rafinacje wynosi 0,8-1% mas. W rafinacie obecny jest również kaprolaktam w ilości 0,2-0,3% mas. oraz inne niezidentyfikowane związki. ChZT rafinatu z kolumny ekstrakcyjnej oleju laktamowego wynosi 26000-30000 mg/l. Rafinat pochodzący z kolumny ekstrakcyjnej oleju laktamowego oraz oczyszczony roztwór wodny siarczanu amonu po połączeniu kierowane są do węzła zatężania i krystalizacji siarczanu amonu, gdzie łączą się dodatkowo z roztworem wodnym siarczanu amonu z węzła oksymacji cykloheksanonu (jak pokazano na rysunku). Roztwór wodny siarczanu amonu z etapu oksymacji cykloheksanonu, jest bardzo czysty, o czym świadczy wartość ChZT tego strumienia wynosząca około 100 mg/l. Usuwanie zanieczyszczeń z tak uzyskanego sumarycznego roztworu wodnego siarczanu amonu odbywa się na etapie jego zatężania i krystalizacji. Zanieczyszczenia te w trakcie zatężania i krystalizacji siarczanu amonu wydzi elają się w postaci warstwy organicznej. Jej dokładne oddzielenie od warstwy wodnej nastręcza duże kłopoty. W związku z tym usuwana warstwa organiczna zawiera pewne ilości siarczanu amonu a warstwa wodna zanieczyszczenia organiczne, które zanieczyszczają kryształ siarczanu amonu. Uzysk iwany kryształ charakteryzuje się wysoką wartością ChZT 12 g/kg i jest niejednorodny pod względem kształtu a barwa kryształów jest jasnobrązowa.

Sposób przedstawiony w niniejszym opisie patentowym pozwala na usunięcie zanieczyszczeń z procesu przegrupowania Beckmanna zanim zostaną one wprowadzone do węzła zatężania i krystalizacji siarczanu amonu. W efekcie tego uzyskiwany krystaliczny siarczan amonu nie jest zanieczyszczony zanieczyszczeniami tworzącymi się w procesie przegrupowania Beckmanna, a jego ChZT jest znacznie niższe i osiąga wartość 0,2 g/kg. Ponadto, uzyskiwane kryształy są bardziej jednorodne.

Sposób wydzielania zanieczyszczeń z procesu przegrupowania Beckmanna po neutralizacji amoniakiem produktów przegrupowania, następnie ich rozdzieleniu na warstwę oleju laktamowego i warstwę stanowiącą roztwór wodny siarczanu amonu według wynalazku polega na tym, że rafinat, uzyskany po ekstrakcji kaprolaktamu z oleju laktamowego selektywnym rozpuszczalnikiem organicznym, korzystnie toluenem, miesza się z częścią oleju laktamowego kierowanego do ekstrakcji w stosunku masowym od 10:1 do 24:1, następnie zatęża się go i uzyskaną warstwę organiczną, zawierającą kaprolaktam i zanieczyszczenia, oddziela się od roztworu wodnego siarczanu amonu, a następnie poddaje ekstrakcji selektywnym rozpuszczalnikiem organicznym, korzystnie toluenem, użytym w stosunku od 2:1 do 8:1 do masy warstwy organicznej, a roztwór wodny siarczanu amonu zawraca się do węzła neutralizacji produktu po przegrupowaniu oksymu cykloheksanonu.

Korzystnie, ekstrakt po ekstrakcji kaprolaktamu z wydzielonej warstwy organicznej kieruje się do kolumny ekstrakcyjnej oleju laktamowego.

Wynalazek został objaśniony bliżej w przykładzie wykonania oraz na rysunku.

P r z y k ł a d 1

9484 kg/h rafinatu z kolumny służącej do ekstrakcji kaprolaktamu z oleju laktamowego zawierającego 20% masowych siarczanu amonu i 1,3% masowych związków organicznych kieruje się do wyparki pracującej pod ciśnieniem 0,19 bar. Do wyparki tej podaje się również 600 kg/h oleju laktamowego zawierającego 70% kaprolaktamu. Po odebraniu wody w ilości 4747 kg/h uzyskany zatężony roztwór kieruje się do rozdzielacza, w którym warstwę organiczną oddziela się od warstwy wodnej zawierającej siarczan amonu o stężeniu 41% masowych. Roztwór siarczanu amonu w ilości 4656 kg/h

PL 224 406 B1 zawraca się do węzła neutralizacji produktu przegrupowania Beckmanna. Natomiast warstwę organiczną w ilości 681 kg/h kieruje się do kolumny ekstrakcyjnej. W kolumnie tej ekstrahuje się kaprolaktam z warstwy organicznej przy użyciu toluenu. Warstwę organiczną podaje się do kolumny od góry natomiast toluen w ilości 2800 kg/h podaje się do kolumny od dołu. Dodatkowo, na górę kolumny kieruje się 100 kg/h wody. Ekstrakt z tej kolumny w ilości 3223 kg/h zawierający 12,6% masowych kaprolaktamu zawraca się do kolumny ekstrakcyjnej oleju laktamowego natomiast rafinat w ilości 358 kg/h zawierający 1,5% masowych siarczanu amonu oraz 25,6% masowych związków organicznych kieruje się do spalania. Postępując w ten sposób, kryształ siarczanu amonu uzyskany z węzła zatężania i krystalizacji, do którego kieruje się roztwory wodne siarczanu amonu z procesu oksymacji cykloheksanonu i siarczanu amonu z procesu przegrupowania Beckmanna po neutralizacji produktów przegr upowania i po wydzieleniu na drodze ekstrakcji kaprolaktamu charakteryzuje się wartością ChZT 0,2 g/kg i ma bezbarwne, jednakowe i regularne ziarna.

Claims (2)

1. Sposób wydzielania zanieczyszczeń z procesu przegrupowania Beckmanna po neutralizacji amoniakiem produktów przegrupowania, następnie ich rozdzieleniu na warstwę oleju laktamowego i warstwę stanowiącą roztwór wodny siarczanu amonu, znamienny tym, że rafinat uzyskany po ekstrakcji kaprolaktamu z oleju laktamowego selektywnym rozpuszczalnikiem organicznym, korzystnie toluenem, miesza się z częścią oleju laktamowego kierowanego do ekstrakcji w stosunku masowym od 10:1 do 24:1, następnie zatęża się a uzyskaną po zatężeniu warstwę organiczną, zawierającą k aprolaktam i zanieczyszczenia, oddziela się od roztworu wodnego zawierającego siarczan amonu i poddaje ekstrakcji selektywnym rozpuszczalnikiem organicznym, korzystnie toluenem, użytym w stosunku od 2:1 do 8:1 do masy warstwy organicznej, a oddzielony roztwór wodny siarczanu amonu zawraca się do węzła neutralizacji produktu po przegrupowaniu oksymu cykloheksanonu.

2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że ekstrakt po ekstrakcji kaprolaktamu z wydzielonej warstwy organicznej kieruje się do kolumny ekstrakcyjnej oleju laktamowego.