Способ получения капролактама

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3

09) 01) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2999102/23-04 (22) 3! . 10,80 (31) 27018А/79 (32) 02.11,79 (33) IT (46) 30.03.87. Бюл. У 12 (71) СНИА Вискоза Сочиета Национале

Индустриа Аппликациони Вискоза С,п,А (IT) (72) Пьер Паоло Росси и Марио Катони (IT) (53) 547.466.3,07(088.8) (56) Акимов С, А. и др. Производство капролактама из толуола, (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАПРОЛАКТАМА путем взаимодействия циклогексанкарбоновой кислоты с нитрозилсерной кислотой при повышенной температуре в присутствии серного ангидрида в растворителе, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, процесс проводят при температуре 68о

75 С и молярном соотношении серного ангидрида к нитрозилсерной кислоте, равном 0,94:1, а в качестве растворителя используют либо н-гексан, либо смеси циклогексан с н-гексаном или н-пентаном.

1301310

35.

1

Изобретение относится к получению лактамов, в частности капралактама, получаемого нитроэодекарбоксилированием циклогексанкарбоновой кислоты (ЦГКК) под действием нитроэилсерной кислоты, Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта.

Процесс осуществляют в реакторе периодически (т,е. сначала загружают все реагенты эа исключением нитрозилсерной кислоты, а последнюю добавляют в определенное время, после чего выгружают реакционную массу) или непрерывно.

Для ЦГКК. предпочтительна многостадийная непрерывная схема, Температуру в реакторе регулируют введением в реакционную систему специальных инертных жидкостей, использующих теплоту реакции на испарение и, таким образом, поддерживают температуру реакционной смеси постоянной и равной их температуре кипения, Можно использовать чистые вещества или их смеси, имеющие температуру кипения, равную температуре, выбранной для реакции, Важным фактором, влияющим на выход целевого продукта, является молярное соотношение между нитрозирующим и дегидратирующим агентами.

Реакцию проводят в несколько стадий, причем нитрозилсерная кислота подается на каждой стадии либо в равных количествах, либо в определенном соотношении. ЦГКК предварительно смешивают с олеумом, нитроэилсерную кислоту либо смешивают с олеумом, либо подают в чистом виде.

Растворитель обычно подают на первой стадии реакции, предпочтительно через погружную трубу, находящуюся ниже уровня реакционной массы рядом с лопастями смесителя, либо можно его вводить на различных стадиях реакции. Сернокислотный раствор нитрозилсерной кислоты вводят рядом с лопастями смесителя. Реакционная масса, прошедшая через один реактор, поступает в следующий по трубе, снабженной сифоном и погруженной в реакционную смесь рядом с лопастями смесителя для лучшего перемешивания, Растворитель, регулирующий температуру, конденсируют и возвращают в реакционную массу вблизи лопастей смесителя.

Для контроля за содержанием нитрозилсерной кислоты в реакционной зоне применяют два электрода — измерительный и электрод-сравнение.

Пример 1. В установку, со- стоящую из трех реакторов Rl, R2, 23, каждый из которых снабжен мешалкой (АС), термометром (Т), обратным холодильником (RR) электродом сравнения (ZR) и измерительным электродом (ЕМ), рубашкой (CR) непрерывно подают с помощью доэирующего устройства (С) предварительно приготовленную смесь (ЦГКК и олеума) 2293 г/ч, имеющую состав 27,917 Н S04, 53,58Х

ЦГКК, 11,7X SO> и остальное растворитель, Через 20 мин 1500 мл смеси н-гексана и циклогексана подают дозатором (В) в соотношении 707 объемных н-гексана и 307 объемных циклогексана, при этом температуру кипения смеси и температуру кипения смеси и температуру реакции поддерживают при 70-75 С, Затем с помощью дозирующих устройств, обозначенных А- 1, А-2, А-3 подают в каждый реактор по 252 г/ч сернокислого раствора нитрозилсерной кислоты, имеющей состав: 68,3Х NOHS04, 5X SO), 26,77 H S04 °

Вода, термостатированная при о

71 С, циркулирует через рубашку (CR) трех реакторов. Реакционную массу пропускают через первый реактор, эатем через второй и далее через третий по линиям Sl, S2, S3 и выгружается через холодильник (D), Растворитель, обычно в смеси с

СО, поднимается по обратному холодильнику (ВЗ.) и возвращается в реактор. Реагенты дозируют с помощью вспомогательных насосов РВ, РС и РА, которые обогревают, чтобы избежать кристаллизации нитрозилсерной кислоты. После трех часов непрерывной работы система стабилизируется. Реагенты, поступающие через А, В и С, непрерывно измеряют и предварительно взвешивают, Продукты реакции, выходящие через холодильник Д, собирают и также взвешивают, Периодически контролируют значения уровней разности потенциалов в различных реакторах, соответствующие стационарной концентрации нитрозилсерной кислоты в реакторах. Соотношение реагентов в подаваемых исходных веществах ЯОз .

1301 3

Проведение процесса в предлагаемых условиях позволяет повысить выход капролактама íà 4Х по сравнению с прототипом.

Составитель Д. Бродский

Техред В.Кадар Корректор Н, Король

Редактор В. Ковтун

Заказ 1163/58 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

:NO = 0,94: 1; ЦГКК NO = 2,36: 1;

$„ :NO = 3,88:1. оьц

Реакцию заканчивают через 5 ч, После выгрузки лактамное масло разделяют на легкую и тяжелую фракции.

По данным анализа в легкой фракции содержится 28,5 г/ч ЦГКК, в тяжелой фракции (по анализу) капролактама

448 г/ч и 677 r/÷ ЦГКК, Выход капролактама по ЦГКК сос- 10 тавляет 97,3Х, по NOHS04 97,7Х, конверсия ЦГКК 42,5Х.

Пример 2, Реакцию нитрозодекарбоксилирования проводят на установке, описанной в примере 1, при 15 этом дозатором С подают 2293 г/ч смеси состава: 27,91X H SO, 53,58Х

ЦГКК, 11,7X SO и остальное растворитель. Примерно через 20 мин дозатором В подают 1400 мл/ч н-гексана. 20

Реакцию проводят при температуре

68 С.

Затем дозаторами А- I, А-2, А-3 подают в каждый реактор по 254 г/ч сернокислотного раствора нитрозил- 25 серной кислоты следующего состава:

68,3 NOHSOg, 5X БОз, 26,7Х Н БО .

Мольное соотношение SO>. NOHS04

= 0,94:1.

Процесс прерывают через 6,5 ч. 30

Выгружают лактамную массу, разделяют на легкую и тяжелую фракции. В легкой фракции содержится 29,9 г/ч чистотой 99Х ЦГКК. В тяжелой фракции содержится 457,1 r/÷ сырого капролак- 35 тама чистотой 98,5Х, сто составляет

450,2 г/ч чистого капролактама и

686,9 г/ч сырой ЦГКК чистотой 99Х. Вы- °

10 4 ход капролактама по ЦГКК 97,3Х, выход no NOHSO< 97,2Х, конверсия ЦГКК

42,5Х, Пример 3. Реакцию нитрозодекарбоксилирования проводят на установке, описанной в примере 1, при этом дозатором С подают 2050 г/ч смеси состава: 27,91X H

ЦГКК, 11,7Х $0, остальное растворитель, Примерно через 20 мин дозатором В подают 1350 мл/ч смеси нпентана и циклогексана в соотношении 25 об Х н-пентана и 75 об.Х циклогексана таким образом, что температура реакционной смеси составляет

68 С.

Дозаторами для подачи раствора нитрозилсерной кислоты подают по

225 r/÷ смеси состава: 68,3Х NOHSO<

5,0Х $03 26,7Х H S04 в каждой из трех реакторов. Мольное соотношение

$0 . ЯОНБО = 0,94: 1.

Процесс прерывают через 5 ч °

Выгруженную лактамную массу разделяют на легкую и тяжелую фракции, В легкой фракции содержится 639 г/ч

ЦГКК (чистотой 98X), а в тяжелой

631,3 г/ч ЦГКК и 395,2 r/÷ капролактама (чистотой 98X), что соответствует 387,3 г/ч чистого капролактама.

Выход капролактама по ЦГКК 94Х, вы" ход по NOHSO< 94,4Х, конверсия ЦГКК

42,5Х.