Способ очистки и выделеиия соли адипиновой кислоты и гексаметилендиамина

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹.Ч. Кл. С 07с 51, 52

Заявлено 20.VI.1969 (№ 1340204 23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15Х.1973. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания ЗОХ!!!.!973

Кочитет по делаю иэобретеиий и открытий прн Совете Министров

СССР

УДК 547.415.1 461.6.07 (088.8) Авторы изобретения

Р. С. Муромова, T. В. Демидова, Г. А. Токарева, А. А, Артемьев, А. И. Цывина и Л. Г. Бойдаченко

Заявитель

СПОСОБ ОЧИСТКИ И ВЫДЕЛЕНИЯ СОЛИ АДИПИНОВОЙ

КИСЛОТЫ И ГЕКСАМЕТИЛЕНДИАМИНА,1

Изобретение относится к способу получения нейтральной соли адипиновой кислоты и гексавтетилендиамина (соли АГ), являющейся мономером .для получения полимера и волокна анид (найлон бб) .

Для получения полимера анид обычно использу!от 50 — б0% -ный водный раствор соли

АГ, получаемый сэ!ещением водных растворов эквимолекулярных количеств адипиновой кислоты (АК) и гексаметилендиамина (ГМД), или растворением твердой соли АГ в воде.

Соль АГ, предназначенная,для получения волокна, должна оыть исключительно чистой.

Одной из наиболее вредных примесей в соли

АГ с точки зрения получения волокна является примесь 1,2-диаминоциклогексана (ДАЦГ), который образуется как побочный продукт при гидрировании адиподинитрила в ГМД и попадающий в соль АГ вместе с ГМД. Примесь

ДАЦГ в соли АГ придает ее растворам окраску, быстро увеличиьающуюся во времени, н вредно влияет на процесс производства волокна и качество готового волокна. Примесь

ДАЦГ не удаляется из растворов соли АГ при их обработке активированным углем. По данным технических условий зарубежных фирм, производящих соль АГ для производства кордного и текстильного волокна, количество вышеуказан ной примеси в готовом продукте !!е превышает 0,002%. Метанольный способ получения соли АГ, применяемой в отечественной промышленности, не дает возможности получения продукта, пригодного для производства хорошего волокна.

Известен способ выделения соли АГ путем распылительной сушки. Однако этот способ дс1ает его неприем lемым для крупномаclllтабного производства. Кро»е того, отмечается сложность оформления и недостаточная сте10 пень извлечения соли АГ.

Предлагаемый способ очистки и выделения соли А! из водных растворов заключается в следующем.

Исходный раствор состоит из раствора соли

15 А Г, под 10>liа LIII II о истке и BIilpeлени!о, либо из возвращаемых. в цикл маточного раствора и промывных вод. !1олученный раствор нагревают (в атмосфере инертного газа или воздуха) при температуре не выше 70 — 80 С, так

20 как дальне!!шее повышение температуры приводит к полученню продукта с показателем цветности выше допустимого. Далее раствор упаривают (при давлении не выше атмосферного), причем степень упарки должна состав25 лять .не более 85%, так как большая степень упарки не позволит получить качествен ный продукт по содержанию примесей, в том числе 1 2-диамнноциклогексана. Далее раствор охлаждают до температуры не ниже 20 С, по30 тому что кристаллизация при более низкой

280635 температуре приводит к образованию гидратной формы кристаллов соли АГ, что повышает возможность увеличения примесей из маточного раствора.

Полученные кристаллы отделяют фильтрацией и промывают,33ась3щен ным при температуре фильтрации раствором соли АГ, маточный раствор возвращают в цикл кристаллизации, промывную воду, в случае необходимости многократной промывки, иопользуют в качестве промывного раствора и33огократио, IT(i позволяет практически очи3цать соль АГ без потерь. Раствор после 1-ой ступени промывки смешивают с маточным раствором. Маточник и промывные:растворы при возврате в цикл кристаллизации в случае надобности обрабатывают актпвпрованным углем или другим сорбентом для осветленпя (в статических или динамических условиях) . По предлагаемому способ> пол 1ают соли AI 33ысокого качест!3а (с содержанием ДЛЦГ пе более 0,002—

0,0025% и показателем цветности не более 8—

10 единиц АРНА), независимо от содержания

ДАЦГ в исходном растворе, подле>кащем кристаллизации (например, до 2% и более), и независимо от показателя цветности исходного растьора, например, выше 100 единиц АРНА.

Кроме того, способ используют для очистки и выделеш(я соли АГ как,из водных растворов, так и для очистки твердой соли АГ, полученной любым другим способом, например метанольным.

Способ очистки и выделения соли АГ кристаллизацией может Ос ществл ятьс31 I(I 1(периодическии, так и пепрерыв>ным способом по принципу обычной и вакуумной кристаллизации.

Пример 1. 1,0 кг 50% раствора соли АГ, содер>кащего 1,1% ДАЦГ и имеющего показатель цветности 64,0, упаривают в атмосфере азота при 70 "С и остаточном давлении 233—

234 мм рт. ст. При этом отго 3яют 0,350 кг воды (степеHh упарки 70% ) . Roc le ox. l >I((e>III смеси до 20 С кристаллы отделяют от маточника на центрифуге и промывают шесть раз (порциями по 0 !00 кг) 47,5%-ным раствором соли АГ, осдержащим 0,0023% ДАЦГ и имеющим показатель цветности 21,5. В результате получают 0,406 кг влажной соли АГ с содержанием 0,026 кг воды, 0,0029% ДАЦГ и,имеющей показатель цветности 8,0; 0,244 кг маточного раствора, содержащего 47, >% соли А! и имеющего показатель цветпости ) 100, и 6 растворов после промывки по 0,97 — 0,103 кг, содержащих 47,5% соли АГ.

Пример 2. 1,0 кг 30% раствора соли ЛГ, содержащего 0,031% ДАЦГ и с показателем цветности 100, получеп33ого из ГМД с содержанием 0,07% ДАЦГ, нагревают при непрерывном оарботаже азота при температуре

60 С и остаточном давлении 149 мм рт, ст. Прп этом отгоняют 0,595 кг воды (степень упарки

85%). Г1осле охлаждения смеси до 20 С кристаллы огделя>от от маточпика фильтрованием .чод вакуумом и промывают четырьмя пор5

ЗО

65 циями (по 0,105 кг) того же раствора, соли АГ, что и в (примере 1. В:результате получают

0,270 кг влажных кристаллов, содержащих

0 0341 кг воды (12,6%) и 0 0021% ДАЦГ, имен.щих показатель цветности 6,0; 0,135 кг мато lllого раствора с содержанием 0,092%

ДАЦГ и показателем цветности 100 и 4 порции растворов от промывки по 0,100 — 0,110 кг с содержанием соли ЛГ 47,5%.

Пример 3. Смесь 184 г соли АГ, содержащей 0,0017% ДАЦГ,и имеющей показатель цветности 24,5, 106 г дистиллированной воды, 20 г !0%-ного раствора соли адипиновой кислоты и 1 2-диаминоциклогексана (содержание

ДАЦГ в растворе 0,5017), нагревают при непрерывном встряхивании в термостате с температурой 70 С до полного растворения соли ЛГ.

Полученный 59,5% раствор соли АГ, содержащий 0,5% ДАЦГ, помещают в термостат с температурой 25 С, где выдер>кивают 1 час при энергичном встряхивании. Выпавшие кристаллы соли ЛГ отделяют от маточника фильтрованием и промывают пять раз (порциями по 30 г) 48,75%-ным раствором соли АГ с содер>капнем ДАЦГ 0,0017% и показателем цветности 24,5. Получают 87,1 г влажных кристаллов, содержащих 12,8% воды, 0,0018%

ДЛЦГ, имеющих показатель цветности 7,0;

221,9 г маточного .раствора, .содержащего

48,75% соли АГ и 0,77% ДАЦГ; растворы после 4-й и 5-й промывок содержат 0,0028 и

0 0018% ДАЦГ.

Пример 4. 1,0 кг 50% раствора соли АГ с содержанием ДАЦГ 0,25%:è показателем цветности 26 0 упариват в атмосфере азота при 70 С и остаточном давлении 233 †2 мм рт. ст. При этом отгоняют 0,30 кг воды (степень упарки 60%). После охлаждения смеси до 30 С кристаллы отделяют от маточника центрифугированием и промывают пять .раз (порциями по 0,100 кг) 50%-ным раствором соли Ai с содержанием ДАЦГ 0,0017% и показателем цветности 6,0. Получают 0,370 кг

13лаж 33ых кристаллов, содержащих 0,025 кг воды (7,5 >„ ) и 0,0018% ДАЦГ и,имеющих показатель цветности 6,0; 0,330 г маточного раствора, содержащего 50% соли АГ, и 5 растворов от промывки по 0096 — 0.104 кг, содержащих 50% соли АГ.

П р II м е р 5. 1,0 кг 50% .раствора соли АГ, содержащего 0,5% ДАЦГ и имеющего показатель цветности 76,0, обрабатывают mo примеру 3 с той разницей, что для промывки кристаллов соли ЛГ используют последовательно растворы от 2, 3, 4, и 5-й промывок кристаллов в примере 3, а окончательную промывку осуществляют таким же раствором соли АГ, который применяют для промывки в примере 3. Получают такие же количества кристаллов маточного раствора и растворов от промывки, как в примере 3, причем, кристаллы содержат 0,0023% ДАЦГ и имеют показатель цветцости 4,5.

Пример 6. 1,0 кг 50% раствора соли АГ, полученного после смешения маточного .раст1380 635

Исходный раствор

Кристаллы влажные

Маточник

Раствор

ДАЦГ, %

Количество, кг

Количество, кг

ДАЦГ, Количество, кг

Цветность

Цветность

Цветность

0,45

0,45

0,50

0,50

А

0,168

0,166

О,С021

0,0023

4,0

10,0

7,0

0,146

0,150

17,0

Составитель T. Лавриненко

Техред Т. Ускова

Редактор О. Филиппова

Корректор Е. Зимина

Заказ 2341/13 Изд. ¹ 572 Тираж 523 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушскап иаб., д. 4, 5

Типографии, lip. Сil II1 иова, 2

5 вора (0,330 кг) и раствора от 1-ой промывки кристаллов (0,100 кг), полученных в примере

4, и 0,570 кг 50% раствора соли АГ с содержанием 0,031% ДАЦГ, полученного после частичной упарки раствора соли АГ, применявшегося в примере 2, (общее содерхкание

ДАЦГ 0,5%, показатель цветности 100) делят на две части 0,45 кг (часть 71) и 0,55 кг (часть

Б). Часть Б пропускают через колонку с осветляющим древесным углем. Причем первую порцию раствора (0,1 кг) после колонки с углем направляют на частичную упарку. Получают 0,45-кг 50% раствора соли АГ, содержащего 0,50% ДАЦГ и имеющего показатель цветности 4,0. Оба раствора обрабатывают таким же способом, как описано в примере 4, с той разницей, что для !промывки кристаллов

Данные показывают возможность многокра1тного использования маточных растворов и возможность их осветления путем обработки их активированным углем.

Пример 7. 1,0 кг 50% раствора соли АГ, содержащего 1,1% ДАЦГ и имеющего показатель цветности 64,0, упаривают в атмосфере азота при 70 С и остаточном давлении 233—

234 мм рт. ст. При этом отгоняют 0,350 кг IIoды (степень упарки 70%). После охлахкдения смеси, до 20 С,кристаллы отделяют от маточника на центрифуге и промывают шесть .раз (порциями по 0,100 кг) 47,5%-ным раствором соли АГ, содержащим 0,0023% ДАЦГ н имеющим показатель цветности 21,5. Получают

0,406 кг влажной соли АГ с содержанием

0,026 кг воды, 0,0099% ДАЦГ,и имеющей показатель цветности 8 0; 0,244 кг маточного раствора, содеракащего 47,5% соли АГ и имеющего !показатель цветлости 100, и 6 растворов после промывки по 0,097 — 0,103 кг, содержащих 47,5% соли АГ. соли АГ, получе1гных из раствора г1, используют последовательно растворы от 2, 3, 4 и

5-ой промывок, полученных после промывки кристаллов в примере 4. Окончательную про5 мывку проводят раствором чистой соли АГ (T а к и м ж е, 1 . а к и р и м с н я ю т д л я и р о м ы в !с и к р 11 сталлов в примере 3). !пристав!.1ы. полученные нз раствора Б, промывшот пять раз таким же раствором соли АГ, которым проводят окон10 чательную,промывку кристаллов, полученных из раствора А. Для каждой ступени промывки кристаллов, полученных из обоих растворов, используют по 0,045 кг раствора.

Характеристика кристаллов и маточника, по15 лученных пз растворов .1 н Б, приведена в таблице.

Пример 8. После обработки 50% раствора соли АГ, содержащего 2,0% ДАЦГ и имеющего показатель цветности 100, таким же

30 способом, как в примере 6 с той разницей, что кристаллы промывают семь раз, получают те же количества кристаллог соли АГ и маточника. Причем, кристаллы содержат 0,0023%

ДАЦГ и показатель цьетности 7,0.

Предмет изобретения

Способ очистки и выделения соли адипиновой кислоты и гексаметилендиамипа из водных растворов путем кристаллизации, от.!!1чаю!ц!!!г40 ая тем, что, с целью упрощения процесса и увеличения степени извлечеш:я продукта, нсходны!й! раствор упаривают прн 70 — 80 С до концентрации .не выше 85% с посчедующим охлаждением до температуры не ниже 20 С, 45 отделе1щем полученных при этом кристаллов, например, фильтрацией и промывкой их насыщенным раствором соли аднпиновой кислоты н гексаметилен z»a!I!I!I!a.