Способ двухстадийного получения капролактама из поликапроамидных отходов

 

ОПИС

Союз Советских

Социалистических

Республик

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

{ii) 765263

l г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12,0479 (21) 2750552/23-04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230980. Бюллетень ¹ 35 Дата опубликования описания 230980 (51)М. Кл.3

С 07 0 201/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 547. 295 2-318.07(088.8) (72) Авторы изобретения

A.A.Ñïåðàíñêèéó Л A.Äìèòðèåâà,10.Н.Бычков, В.A.Êóïëåíàÿ, К.Г.Николаенко, С.В.Борисова и A.Н.Клименко (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических волокон (54) СПОСОБ ДВУХСТАДИЙНОГО ПОЛУЧЕНИЯ КАПРОЛАКТАМА

ИЭ ЛОЛИКАПРОАМИДНИХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к получению капролактама из отходов производства капронового волокна и пластмасс.

Известен ряд способов регенерации капролактама из жидких твердых и волокнистых поликапроамидных отходов путем деполимеризации их под действием кислот или щелочных катализаторов, высоких температур и перегрето- 10 го пара.

Известен способ получения капролактама, заключающийся в обработке отходов производства перегретым водяным паром при 250-350 С в присутствии Н РО4 или гидроокиси щелочного

15 металла (11 .

Образующуюся по этому способу смесь пара и с-капролактама конденсируют, упаривают до концентрации

Я- капролактама 15-17%.. Выпавшие при охлаждении олигомеры капролактама отделяют, раствор вновь упаривают

>до концентрации 50-80 вес.% и обрабатывают КМп04. Очищенный капролактам выделяют перегонкой или кристал,лизацией.

Известен способ получения с -капролактама деполимериэацией,поли- —

-капролактама при 200-320 С в присут-30 ствии смеси, содержащей 70-90 вес.% соединений формулы:

MRR P04 ° M ï"RRPn 0® мили MP 0 3 (где И - Ма или К, R,R = Н или NH, и = 2-4) и 10-30 вес.% Н Р04 . Способ осуществляют в присутствии или беэ перегретого пара P).

Известен также способ переработки поликапроамидных отходов термодеструкции при 200-300ОC в инертной атмосфере в присутствии 0,01-2,0 вес.% катализатора — смеси 10-90% борной или капролактамборной кислоты и 9010% ортбфосфорной кислоты (3)

Известен способ деполимеризации поликапроамидных отходов в присутствии ортофосфорной кислоты и пара при

220-375 С и давлении 0,5-6 ати (4».

Все указанные способы деполимериэации твердых и волокнистых поликапррамидных отходов дают большое количество примесей и олигомеров, что затем туебует проведения сложного вы, деления капролактама, а также решения вопросов очистки трубопроводов от олигомеров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

765263 является двухстадийный способ выделения капролактама иэ отходов капронового производства, который позволяет проводить деполимериэацию как твердых, волокнистых, так и жидких отходов поликапроамидного 5 производства, содержащих значительное количество олигомеров капролактама (10-25 вес.Ъ). Первую стадию деполимеризации (фордеполимеризацию) отходов по этому способу ггроводят в присутствии ортофосфорной кислоты при 150-210 С и давлении

4-18 ати.

Вторую стадию деполимеризации проводят в токе водяного пара при 210260 С и давлении 0-1,5 ати. 15

Содержание олигомеров в растворе после деполимеризации составляет менее 1%.

Полученный деполимеризат затем концентрируют до 70-80 вес.Ъ, обра- 20 батывают раствором щелочи. Отделенный раствор капролактама обрабатывают

КМп04 сначала при рН 9 — 10, затем при рН 4-5. Капролактам выделяют ректификацией. Выход капролак- д5 тама составляет 76,5-80,5Ъ (51.

Недостаток способа — образование кубовых остатков, содержащих до 50% катализаторов, продукты осмоления, сшитый полимер и другие примеси. Эти кубовые остатки подлежат либо сжига-. нии, либо захоронению, для чего необходимы печи сжигания или бункеры захоронения.

Цель изобретения — увеличение выхода капролактама, улучшение его качества и исключение образования вредного кубового остатка.

Поставленная цель достигается способом двухстадийного получения капролактама из поликапроамидных 40 отходов с использованием каталитической деполимеризации при повышенной температуре и повышенном давлении, отличительной особенностью которого является то, что на первой 45 стадии процесс проводят при 100,200 С.и 2-15 ати в присутствии гидро-. окиси кальция, с последующей обработкой углекислым газом или углекислым аммонием, а на второй стадии 50 полученную аминокапроновую кислоту обрабатывают окисью алюминия при

200-300 С и остаточном давлении

1-10 мм рт.ст.

Используемая окись аммония может быть регенерирована и вновь использов на.

К р и м е р 1. Смесь из вес.ч.:

50Ъ-ного раствора капролактамноолигомерного экстракта — 1;0,75 твердых и волокнистых отходов, 1 гидро- 60 окиси кальция и 2 дистиллированной воды нагревают в автоклаве при

1204С в течение 12 ч под давлением

2 ати. Полученный после деполимеризации продукт обрабатывают углекис- 65 лым аммонием (0,5 вес.ч.) в течение 2 ч при 25-300Ñ. Раствор f -аминокапроновой кислоты отфильтровывают от осадка углекислого кальция.

Фильзрат упаривают под вакуумом

200 мм рт.ст. до начала кристаллизации аминокислоты, охлаждают. Получают кристаллы Я -аминокапроновой кислоты

Затем кристаллы 5 --аминокапроновой кислоты расплавляют при 200 С и расплав пропускают через слой окисного катализатора А1 0> при 200 С и оста,точном давлении 5 мм рт.ст.

Полученный Я-капролактам очищают известными методами: щелочной обработкой, окислителем (Кйп04), дистил-. ляцией и ректификацией.

0,4 вывают, фильтрат упаривают и выкристаллиэовывают Е,-аминокапроновую кислоту. Затем ее расплавляют при

200 С и расплав пропускают через слой Alп О при 260 С и остаточном давлений 2 мм рт.ст. Полученный капролактам очищают известными методами.

Выход капролактама от первоначально загруженных отходов составляет 87В.

Капролактам имеет следующие пока- . затели:

Перманганатное число с 30000

Летучие основания,мл 0,4

Окраска 50%-ного водного раствора 5 APH

Пример 3. Указанную в примере 1 исходную смесь загружают в автоклав и выделяют Š†.аминокапроновую кислоту, по примеру 2. Расплав -аминокапроновой кислоты с температурой 240 С пропускают через слой катализатора А1 0 при 290 С и остаточиом давлении 10 мм рт.ст. ПолуВыход капролактама от первоначально загруженных отходов составляет

82%.

Капролактам имеет следующие показатели:

Перманганатное число с 30000

Содержание летучих

МГЭкЬ оснований, Окраска 50%-ного водного раствора 5 APH

Капролактам удовлетворяет требованиям ГОСТа, 7850-74.

Пример 2. Исходную смесь иэ, вес.ч: 25%-ного раствора. капролактамно-олигомерного экстракта — 1; 0,5 твердых волокнистых отходов, 1 гидроокиси кальция и 2,5 дистиллированной воды нагревают в автоклаве при

190 С в течение 12 ч под давлением

15 ати. Полученчый деполимериэат обрабатывают 1,5 вес.ч. углекислого газа в течение двух часов при 25-30 С.

Осадок углекислого кальция отфильтро765263

0,4

Составитель В. шестков

Техред Т Маточка Корректор Е. Папп

Редактор М. Ликович

Заказ 6897/11. Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ченный капролактам выделяют известными способами.

Выход капролактама от первоначально загруженных отходов составляет 85%.

Капролактам имеет следующие показатели:

Пермангаиатное число, с 25000

Содержание летучих оснований, мл

Окраска 50%-ного водного раствора 8 APH.

Полученный из поликапроамидных отходов капролактам по предлагаемому способу используется для получения капроновых нитей, волокон, пластмасс. Предлагаемый способ позволяет упростить аппаратурное оформление узла деполимеризации, увеличить выход регенерированного капролактама до 82-87% и улучшить его качество за счет проведения процесса депо- 20 лимеризации в более мягких условиях, ликвидировать вредные кубовые остатки. Образующийся осадок СаСО может быть использован для раскисления почв или в качестве товарного 25 продукта .

Формула изобретения

1. Способ двухстадийного получения капролактама из поликапроамидных отходов с использованием каталитической деполимеризации при повьааенной температуре и повыаенном давлении, отличающийся тем, что с целью повышения выхода, улучшенйя качества целевого продукта и исключения образования кубового остатка, на первой стадии процесс проводят при 100-200 С и 2-15 ати в присутст« вии гидроокиси кальция с последующей обработкой углекислым газом или углекислым аьмонием, а на второй стадии полученную аминокапроновую кислоту обрабатывают окисью алюминия при

200-300 С и остаточном давлении

1-10 мм рт.ст. о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 24035-71, кл. 16 E 538.1, опублик. 1971.

2. Патент Японии Ю 17781-73, кл. 16 Е 538.1, опублик. 1973.

3. Патент Чехословакии 9 128343, кл. 12 р, 5, опублик. 1968..

4. Патент CtdA N 3182055, кл. 260-239.3, опублик. 1965.

5. Авторское свидетельство СССР

Р 374305, кл. С 07 D 20I/12, 1969, (прототип).