Производство капролактама - Бадриан А.С.
Скачать (прямая ссылка):
Был использован предварительно перегнанный капролактам, полученный методом фотохимического нитрозирования. В нем идентифицировали следующие примеси; октагидрофеназин, циклогексаноноксим, циклогексанон и анилин. Продолжительность гидрирования 50%-ного водного раствора, проводимого в реакторе с мешалкой, составляла 1 ч, дозировка катализатора от 0,5 до 1,5%. В табл. 27 приведены результаты опытов.
Как следует из таблицы, все показатели качества капролактама улучшаются (особенно перманганатное число). В процессе гидрирования, вероятно, протекают следующие реакции:
Тяжелокипящие соединения, такие как циклогексаноноксим, анилин и особенно октагидрофеназин, переводятся в легкокипя-щие. Впоследствии, на стадии дистилляции, последние отгоняются от капролактама, что благоприятным образом сказывается на качестве конечного продукта.
Результаты, близкие к приведенным в таблице, получены и в опытах по гидрированию капролактама, производимого по фенольной и окислительной схемам. Для капролактама, получаемого из анилина, в работе [16] приведены данные по изменению наиболее «трудного» для этого продукта показателя — окраски в процессе проведения последовательных операций очистки ионообменными смолами и гидрирования. Гидрирование проводили при 90°С, давлении всдорода 0,5—0,6 МПа, количество катализатора 0,1—0,2%. Для различных образцов исходного продукта изменение показате-
186
Таблица 27. Показатели качества капролактама после гидрирования
Исход- Продукт после гидрирования (Ns образца)
Показатель ный про-
дукт № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 №. 6*
Концентрация катализатора 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0
Перманганатное число, тыс. с 120 36 29 26 . 12 10,8 6,5
Окраска, мл 5,0 0,5 0,5 0,5 1,5 1,5 2,0
Оптическая плотность 400 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,3
Экстииция при 290 мкм 0,21 0,05 0,06 0,06 0,07 0,07 0,85
Содержание летучих основа- 1,34 0,26 0,32 0,28 0,40 0,38 0,52
ний, 'МЛ
Содержание, %
циклогексаноноксима, 3,3 1,2 1,4 1,5 2,6 2,5 2,8
il0-3%
циклогексанона, 10-4% 3,8 1,9 2,4 2,4 2,8 2,7 3,0
анилина, ,10~4% 4,2 2,0 2,2 2,1 2,8 2,9 3,2
октапидрофеиазииа, ,10—й% 13,8 6,3 6,3 6,1 8,9 8,1 8,7
* Прн продолжительности 30 мин.
ля окраски 30%-ного водного раствора капролактама после ионообменной очистки и последующего гидрирования характеризуется следующими цифрами:
_ uui'Vtc nwnwwuMcanuii __
До очистки, мл очистки мл После гидрирования, мл
6.0 0,8 0,5
7.5 0,9 0,5
8.0 0,9 0,4
9.5 1,8 1,2
Желтая 1,4 0,9
» 1,2 0,7
Образцы капролактама, прошедшие очистку гидрированием водных растворов, были переработаны в полимер. В образцах поликапроамида определяли относительную вязкость и молекулярномассовое распределение. По сравнению с капролактамом, не прошедшим гидрирование, образцы поликапроамида имели более высокую относительную вязкость и среднюю молекулярную массу.
В работе [20] сообщается об усовершенствовании приготовления никель-ренеевского катализатора применительно к рассматриваемому процессу. Наилучшие результаты получены при промо-тйровании катализатора борной кислотой. Перманганатное число очищенного капролактама, принятое в качестве показателя эффективности очистки, намного выше такового для капролактама, который очищали на непромотированном катализаторе.
В промышленности очистка капролактама гидрированием проводится в реакторе, снабженном мешалкой. В него дозировочным насосом подается суспензия катализатора в водном растворе капролактама и отдельно водный раствор. Давление водорода 0,5—0,6 МПа поддерживается автоматически. Время пребывания
187
;капролактама в реакторе составляет — 45 мин. По переливной линии из реактора продукт вместе с катализатором подается на дисковый фильтр. Периодически (при возрастании давления на фильтре) фильтр останавливают на очистку, а раствор передается на параллельный.
Очистку капролактама на никеле Ренея можно проводить и без подачи водорода [21]. Как показали исследования, водорода, адсорбированного в процессе приготовления катализатора, достаточно для получения хороших результатов. Однако в этом случае концентрацию, катализатора следует увеличить до 1,5%.
Отработанный катализатор регенерируется на катализаторной ‘фабрике. Необходимо отметить, что никель Ренея пирофорен, способен самовозгораться, что требует определенной осторожности ¦при обращении с ним и строгого соблюдения правил техники безопасности.
В патентной литературе известно множество иных способов химического воздействия на водный раствор капролакт&ма с целью его очистки от примесей. Так, предлагается применять перманганат калия, хлор, бром и другие окислители, способные перейодить примеси, как правило, в летучие соединения, которые на стадиях выпаривания и дистилляции удаляются из капролактама. Широкого промышленного развития эти методы не получили. Исключение составляет лишь перманганатная очистка, применяемая в крупно-тоннажном производстве капролактама из толуола итальянской фирмой Snia Viscosa. Попытки воспроизвести в промышленном масштабе окисление примесей другими веществами не давали положительного эффекта. С появлением тонкопленочных испарителей и ректификаторов, позволивших резко повысить эффективность ди-стилляционной и ректификационной очистки, интерес к химическим методам значительно упал.
