Способ выделения лактамов из среды,

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

GnHCAHHE

ИЗОБРЕТЕН И Я

К IlATEHTÓ

М. Кл.С 07d 41 06

Заявлено 14.V1.1971 (¹ 1671403 23-4)

Приоритет 17Л 1.1970, № 7008837, Нидерланды

Опубликовано 05.Х1.1973. Бюллетень № 45

Лата опубликования описания 15.1Х .1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР пе делам изобретений и открытий

УДК 547.318(088.8) Авторы изобретения

Иностранцы

Ян Эльмендорп и Абрагам Германус Де Рооий (Нидерл а плы) Иностранная фирма

«Стамикарбон Н. В.» (Нидерланды) Заявитель

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЛАКТАМОВ ИЗ СРЕДЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ КОНЦЕНТРИРОВАННУЮ

СЕРНУЮ КИСЛОТУ

Зависимый от патента ¹â€”

Изобретение относится к способу выделения лактамов из среды, содержащей концентр ированную серную кислоту или трехокись сер ы.

Известен способ выделения лактамов из срелы, содержащей концентрированную серную кислоту, путем введения сульфата аммония в реакционную смесь в количестве, обеспечивающем молярное соотношение между сульфатом аммония и серной кислотой 1,45, 10 и последующей экстракци и органическим растворителем, нерастворимым или малорастворимым в воде, например бензолом, причем раствор после экстракции лактама, представляющий собой,концентрированный раствор бисульфата аммония в воле, используют для разложения природного фосфата. Недостатком такого способа является использоваттяе раствора бисульфаTа аммония cо слаоыми кислыми свойствами для разложения природного фосфата; разложение необходимо проводить или в комбинации с более сильной кислотой, например азотной, или путем предыдушей регенерации, наприлер экс фракции, свободной серной кислоты из раствора бисульфата аммония, чтобы использовать ее лля разложения.

С целью упрощения процесса и сокращения расхода кислот и .воды предложено в качестве вещества, понижающего степень кис- ЗО лотности среды, использовать раствор дигчлрофосфата аммония или дигилрофосфата щелочных металлов, который может содержать свободную фосфорную, кислоту в количестве, обеспечивающем молярное соотношение между лигидрофосфатом и серной кислотой по меньшей мере 0.25 — 2:1.

Экстракцню лактама целесообразно вестп при температуре ниже 40 С, предпочтительно ниже 30 С.

Раствор после экстракцнн лактама направляют на разложение приролного фосфата часть образовавшегося раствора лигидрофосфата аммония или днгидрофосфата щелочных металлов после отделения образова вшегосч гипса и нейтрализации аммиаком или щелочью .возвращают в секцию отделения лактама для понижения степени кислотностн ср«лы.

Из остатка можно затем регенерировать твердый дигндрофосфат аммония нлп лигилрофо«фат щелочных металлов путем выпариванн::i и кристаллизации.

При извлечении металлов из среды, содержащей НзЯО, и SO3, молярное соотношение между дигидрофосфатом и серной кислотой не должно быть больше 2: 1, чтобы обеспечить достаточно низкое значение рН для быстрого и полного, разложения приролного фосфата.

406353

В качестве экстрагирующего агента для полученных после перегруппировки согласно методу Бекмана лактамов из реакционной смеси предложены нерастворимые в .воде органические растворители, такие, как бензол, циклогексан, гептап, raëîãåêèðîâàííûå углеводороды, нитроуглеводороды, простые эфиры, диоксан,и нитрилы, Hо предпочтительно применяют хлороформ из-за высокого коэффициента экстракции и низкой точки кипения или 1,1,2,2-тетрахлорэтан благодаря его высокому коэффициенту экстракции.

С целью устранения в значительной мере гидролиза, например, <-лактама:в -аминокап ,роновую,кислоту во время экстракции лактама .из кислой смеси перегруппировки температуру в процессе экстраиции поддерживают относительно низкой, т. е. не выше 40 С и предпочтительно ниже 30 С.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом.

В смеситель l,подают по трубопроводу 2 смесь лактама и серной кислоты, а по трубопроводу 8 — раствор дигидрофосфата аммония .или .дигидрофосфата щелочных металлов.

Из смесителя по трубопроводу 4 смесь поступает в экстракционное приспособление 5, в которое подают органический нерастворимый или малорастворимый в воде экстрагирующий агент для извлечения лактама. Экстрагирующий агент с лактамом направляется по трубопроводу б,в испаритель 7, где его отделяют от лактама. После конденсации выпаренный экстрагирующий агент рециркулируют по трубопроводу 8 в экстракционное приспособление, а регенерированный лактам удаляют,из системы по трубопроводу 9.

Освобожденный от лактама и состоящий из серной кислоты .и дигидро фосфата аммония или дигидрофосфата щелочных металлов раствор, содержащий следы экстрггирующего агента, .поступает из экстракционного приспособления по трубопроводу 10 в отпарную колонну ll, где следы органического растворителя выпаривают из .водного раствора, так что после конденсации его можно подавать в экстракционную систему по трубопро воду 12.

По трубопроводу 18 в реактор 14 разложе ия подают природный фосфат, где последний разлагается с помощью растворов, содержащих свободную кислоту, подаваемых по трубопроводам 15 и lб. Полученную жидкость .разложения вводят по трубопроводу 17 в сосуд 18 для осаждения гипса, куда также подают раствор, содержащий свободную серную кислоту, выпускаемый,из отпарной колонны по трубопроводу 19. Из сосуда 18 суспензия гипса протекает по трубопроводу 20 в фосфорный .раствор, часть которого реци р кулирует по трубопроводу 15 в рвактор расположения, в то ремя;как остальная часть освобождается от гипса в секц пи 21 разделения, разделяющей твердые вещества,и жидкость, например в фильтраторе или декантагоре.

l0

Освобожденный от гипса 1фосфорный раствор выпускают.по трубопроводам 22, 28 и 24, частично его .рециркулируют по трубопроводу

lб.в реактор разложения, в то время как другую часть вводят по трубопроводу 25 в сосуд

26 нейтрализации с целью ее рециркуляции по трубопроводу 8 B cìåñèòåëü 1 после нейтрализац ии аммиаком,или щелочью, пода ваемым по трубопроводу 27.

Отделенный в разделяющем приспособлении гипс промывают,в секции 28 промывки промывной водой, подаваемой по трубопроводу 29. Кристаллы гипса выпускают из системы по трубопроводу 80, а промывную воду с маточным раствором .вводят в сосуд 2б нейтрализации по трубопроводу 81. Можно однако работать,и без нейтрализации; при этом необходимые для нейтрализации дигидро фосфата аммиак или щелочь следует вводить непосредственно в смеситель 1.

Выпущенную ло трубопроводу 81 промывную воду можно также подавать в раствор, протекающий по трубопроводу 28. В процессе по предлагаемому способу, однако, всю промывную воду применяют для,разбавления раствора, рециркулирующего по трубопроводу

8, что выгодно, так как этот раствор должен иметь сравнительно низкую точку кристаллизации, чтобы препятствовать гидролизу лактама. Далее можно варьировать в широких пределах количества растворожив, содержащих свободную кислоту, возвращаемых в реактор .разложения, которые зависят не только от количества разлагаемого природного фосфата, о и от концентрации гипса. Состав рециркулируемого по трубопроводу 28 освооожденного от гипса потока предпочтительно выбирают таким, чтобы концентрация гипса в сосуде 18 не превышала 30 вес. %, а рециркулируемые по трубопроводам 15 и 23 потоки .вместе содержали бы столько свободной кислоты, чтобы ее было достаточно для разложения природного фосфата, поданного в реактор разложения по трубопроводу 18.

К смеси 100 .поль <-капролактама и 150 .яо,и серной, кислоты для разделения приливают раствор. содержащий 150 моль

NH4HqPO4 и 1378 моль Н20, после чего экстрагируют лактам пз смеси перегруппировки хлороформом. Освобожденным от лактама и содержащим свободную серную кислоту раствором осаждают гипс из массы разложения, полученной из природного фосфата, содержащего 150 моль СаО и 40,5 моль Р О„., Далее выпускают из системы суспензию гипса, состоящую из 150 моль гипса в целом с 780 моль, воды, частично связанной как гпдрат и остаток в виде овооодной воды. Кроме того, регенерируют раствор, содержащий 28,4 моль

Н РО4, 52,6 моль NH4H>PO4 и 388 моль Н20.

После нейтрализации раствора 52,6 моль ХНз в смеситель 1 рециркулируют,раствор, содержащий 150 лоль NH4HzPO4 и 1378 моль Н20.

Преимуществами предлагаемого способа являются экономное применение требуемой

406353

Предмет изобретения

Составитель С. Дашкевич

Текред 3. Тараненко корректор Т. Хворова

Редактор 3. Горбунова

Заказ 209, 9 Тираж 523 По" llic:ii;ñ

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип, Харьк. фил. пред. «Патент» для перегруппировки согласно методу Бекмана кислоты для разложения природного фосфата, а также выгодное использование воды. Путем рециркуляции раствора, содержащего дигидрофосфат аммония или дигидро фосфат щелочных металлов, комбинированный процесс перегруппировк|и согласно методу Бекмана и регенерации фосфорного раствора дигидрофосфата аммония или дигидрофосфата щелочных металлов требует минимального количества воды для промывки разделенного гипса, вследствие чего расходы на испарение этой воды во время, регенерации выпущенного раствора незначительны.

1. Способ выделения лактамо в .из среды, содержащей концентрированную серную кислоту, с применением вещества, понижающего степень кислотностн среды,,и последующей экстракции лактама органическим растворителем, нерастворимым или малорастворимым в воде, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, сокращения расхода кислот и воды, в качестве вещества, понижающе5 го степень кислотности среды, используют раствор дигидрофосфата аммония пли дпгидрофосфата щелочных металлов, который может содержать свободную фосфорную кислоту в количестве, обеспечивающем молярное соотношение между дитидрофосфатом и серной кислотой по меньшей мере 0,25 — 2:1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор после экстракции лактама направляГб ют на разложение природного фосфата, ооразова вшийся гипс отделяют, раствор нейтрализуют аммиаком или щелочью и .используют в качестве вещества, понижающего степень кислотности среды.

20 3. Способ по пп. 1,и 2, отличающийся тем, что экстракцию ведут при температуре ниже

40 С, .предпочтительно ниже 30 С.