Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ очистки капролактама, который включает:

(a) гидрирование капролактама обработкой капролактама водородом в присутствии никельсодержащего гетерогенного катализатора гидрирования и

(b) непрерывную дистилляцию по крайней мере части гидрированного капролактама в дистилляционной колонне, отличающейся тем, что дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы DPANNi _ 3 в течение периода времени, равного по крайней мере 3 месяцам, где

DPANNi = DPAN - DPANNi=0,

DPAN обозначает возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции,

DPANNi=0 обозначает возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции, протекающей при таких же условиях, в отсутствие никеля в дистилляционной колонне.

2. Способ по п.1, где указанную дистилляцию осуществляют в непрерывном режиме и DPANNi _ 3 в течение периода времени, составляющего по крайней мере 6 месяцев.

3. Способ по п.1 или 2, в котором дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы DPAN _ 3.

4. Способ по п.3, в котором дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы DPAN _ 2.

5. Способ по п.4, в котором дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы DPAN _ 1.

6. Способ по любому из пп.1-5, где способ, кроме того, включает отделение никеля от гидрированного капролактама до указанной дистилляции.

7. Способ по п.6, в котором указанное отделение выполняют, используя фильтрование.

8. Способ по любому из пп.1-7, где никельсодержащий катализатор гидрирования представляет собой неподвижный слой катализатора.

9. Способ по любому из пп.1-7, где гидрирование представляет собой гидрирование в условиях суспензии, где никельсодержащие частицы катализатора гидрирования суспендируют в капролактаме, который подвергают гидрированию.

10. Способ по п.9, в котором после указанного гидрирования частицы катализатора отделяют от гидрированного капролактама.

11. Способ по п.6 или 10, где указанное отделение никеля от гидрированного капролактама осуществляют после указанного отделения частиц катализатора от гидрированного капролактама.

12. Способ по любому из пп.1-11, где количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 10 ч./млн.

13. Способ по п.12, в котором количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 1 ч./млн.

14. Способ по любому из пп.1-13, где указанную дистилляцию осуществляют в дистилляционной колонне, имеющей в нижней части колонны температуру между 110 и 180шС.

15. Способ по любому из пп.1-14, где указанную дистилляцию осуществляют в дистилляционной колонне, в которой время пребывания капролактама, содержащегося в гидрированном капролактаме, превышает 5 мин.

16. Способ по любому из пп.1-15, в котором количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, достаточно мало для того, чтобы DPANNi _ 3, во время периода времени, составляющего по крайней мере 6 месяцев.

17. Способ по любому из пп.1-16, где воду отделяют от гидрированного капролактама до указанной дистилляции.

18. Способ по пп.1-17, где отделение никеля от гидрированного капролактама осуществляют после отделения воды и до указанной дистилляции.

19. Способ по любому из пп.1-18, где капролактам, поступающий на указанное гидрирование, получают перегруппировкой циклогексаноноксима под действием серной кислоты или олеума.

20. Способ по любому из пп.1-19, который включает:

(a) гидрирование капролактама посредством обработки капролактама водородом в присутствии никельсодержащего гетерогенного катализатора гидрирования и

(b) непрерывную дистилляцию по крайней мере части гидрированного капролактама в дистилляционной колонне, отличающейся тем, что дистилляцию проводят в течение периода времени, равного по крайней мере 3 месяцам, и количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 50 ч./млн.

21. Способ по п.20, характеризующийся тем, что количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 1 ч./млн.

22. Способ по п.21, характеризующийся тем, что количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 100 ч./блн.

Рисунок 1

Рисунок 2

 

Текст

Смотреть все

(a) гидрирование капролактама посредством обработки капролактама водородом в присутствии гетерогенного никельсодержащего катализатора гидрирования и(b) дистилляцию по крайней мере части указанного гидрированного капролактама в дистилляционной колонне. Неочищенный капролактам, получаемый, например, перегруппировкой Бекмана циклогексаноноксима, может быть подвергнут ряду стадий очистки, для получения капролактама необходимой степени чистоты, для полимеризации до найлона-6. Возможной стадией очистки является гидрирование, которое может быть выполнено для гидрирования ненасыщенных органических соединений, которые могут присутствовать в неочищенном капролактаме. Присутствие этих ненасыщенных соединений является неблагоприятным, потому что они могут ухудшать физико-механические свойства найлона-6, получаемого полимеризацией капролактама. Насыщенные органические соединения, получаемые гидрированием, не оказывают вредного воздействия на физико-механические свойства найлона-6 и, более того, эти соединения легче удаляются, например, дистилляцией, следующей за гидрированием. Такой способ описан в ЕР-А-138241. В способе, описанном в ЕР-А-138241, капролактам смешивают с водой; полученную таким образом водную смесь капролактама затем гидрируют в присутствии катализатора гидрирования, никеля Ренея (пример I) или никеля на носителе SiO2 (пример II), суспендированного в водной смеси капролактама, подвергаемого очистке. Катализатор гидрирования впоследствии отфильтровывают, а воду удаляют дистилляцией при атмосферном давлении. Остающийся продукт подвергают дистилляции при давлении 0,8 кПа и температуре 123 С. Как было неожиданно обнаружено, капролактам, получаемый таким способом, все еще имеет высокий PAN индекс. Целью изобретения, поэтому, является способ очистки капролактама, в котором PAN индекс получаемого капролактама дополнительно понижают. Цели изобретения достигают тем, что способ очистки капролактама включает:(а) гидрирование капролактама обработкой капролактама водородом в присутствии никельсодержащего гетерогенного катализатора гидрирования и(b) непрерывную дистилляцию по крайней мере части гидрированного капролактама в дистилляционной колонне, отличающейся тем, что дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы PANNi3 в течение периода времени, равного по крайней мере 3 месяцам,гдеPANNi = PAN - PANNi=0,PAN обозначает возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции,PANNi=0 обозначает возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции, протекающей при таких же условиях, в отсутствие никеля в дистилляционной колонне. Предпочтительно количество никеля в указанной дистилляционной колонне достаточно мало, для того чтобы PANNi2. Более предпочтительно количество никеля в указанной дистилляционной колонне достаточно мало, для того чтобы PANNi1. В предпочтительном варианте осуществления количество никеля в указанной дистилляционной колонне достаточно мало, так что PAN3. Более предпочтительно, когда количество никеля в указанной дистилляционной колонне достаточно мало, так что PAN2. Еще более предпочтительно, когда количество никеля в указанной дистилляционной колонне достаточно мало, так что PAN1. Как принято в настоящем документе, возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции соотносят PAN индексу капролактама, выходящего из дистилляционной колонны минус PAN индекс капролактама, поступающего в дистилляционную колонну. Как принято в настоящем документе, возрастание PAN индекса капролактама в процессе дистилляции при таких же условиях, но при отсутствии никеля в дистилляционной колонне, относят к возрастанию PAN индекса капролактама в процессе дистилляции при таких же условиях, обусловленному иными причинами, чем присутствие никеля в дистилляционной колонне. Как принято в настоящем документе, PAN индекс (индекс абсорбции перманганата) определен в соответствии со стандартом 8660 международной организации по стандартизации. PAN индекс капролактама является мерой содержания окисляемых примесей в капролактаме. Более высокийPAN индекс означает присутствие большего количества окисляемых примесей. Как было неожиданно обнаружено, во время указанной дистилляции качество капролактама ухудшается, в частности, возрастает PAN индекс, в особенности, при дистилляции больших количеств гидрированного капролактама. Способ по изобретению предлагает метод, при котором возможно подвергать дистилляции большие количества гидрированного капролактама, в то время как ухудшение качества капролактама во время указанной дистилляции остается таким же или даже снижается. Как было неожиданно обнаружено, уменьшение количества никеля в дистилляционной колонне приводит к меньшему ухудшению качества капролактама во время указанной дистилляции, в частности,уменьшение количества никеля в дистилляционной колонне приводит к тому, что PAN индекс капролактама во время указанной дистилляции возрастает в меньшей степени. Снижение количества никеля в-1 010504 дистилляционной колонне до такого уровня, чтобы дистилляционная колонна содержала никель в достаточно малом количестве, таком что PANi3, является особенно благоприятным, в случае когда дистилляцию гидрированного капролактама осуществляют в непрерывном режиме. При непрерывном режиме дистилляции гидрированный капролактам подают непрерывно в дистилляционную колонну и продукты дистилляции непрерывно удаляют из дистилляционной колонны, для того чтобы снизить необходимость в уменьшении количества никеля, например, посредством очистки дистилляционной колонны, и чтобы тем самым уменьшить необходимость прерывания непрерывного режима дистилляции. Это является существенным, для того чтобы без значительного ухудшения качества перегоняемого продукта, подвергать дистилляции большие количества. Способ по настоящему изобретению поэтому, главным образом, относится к процессу, в котором указанную дистилляцию осуществляют непрерывно. Как было неожиданно обнаружено, присутствие никеля в дистилляционной колонне оказалось причиной ухудшения качества капролактама во время указанной дистилляции, так как никель легко превращает капролактам в так называемые ненасыщенные лактамы (UCL), главным образом, в соединение,обозначенное на странице с формулами как UCL-1. На странице с формулами нарисованы четыре из таких ненасыщенных лактамов вместе с их структурными формулами и обозначены как UCL-1, UCL-2,UCL-3 и UCL-4. PAN индекс служит мерой содержания окисляемых примесей в капролактаме. UCL, между прочим, принадлежит к окисляемым примесям. Трудно было ожидать, что ухудшение качества гидрированного капролактама во время дистилляции в большей степени обусловлено присутствием никеля в гидрированном капролактаме, подаваемом на дистилляцию. В сущности, было обнаружено, что, хотя для отделения частиц катализатора от гидрированного капролактама применяют традиционную технику, получаемый после такого отделения гидрированный капролактам все еще содержит никель. Кроме того, причиной образования ненасыщенных лактамов могут быть химические реакции другого типа, такие как, например, окисление, и/или причиной может служить присутствие примесей в соединениях, используемых на различных химических стадиях получения капролактама. Более того, вообще не известно, чтобы никель образовывал ненасыщенные лактамы из капролактама в условиях, при которых обычно осуществляют дистилляцию. Гидрированный капролактам, поступая на указанную дистилляцию, обычно имеет величину PAN индекса между 2 и 5. Чем выше PAN индекс гидрированного капролактама, поступающего на указанную дистилляцию, тем меньше оказывается предпочтительная величина PAN. В способе по изобретению капролактам подвергают гидрированию в присутствии гетерогенного никельсодержащего катализатора. В указанном процессе гидрируют и ненасыщенные органические соединения, которые могут присутствовать в капролактаме, который подвергают гидрированию. Примерами гетерогенных никельсодержащих катализаторов являются катализаторы, содержащие никель Ренея,или никелевые катализаторы на носителе. Содержание никеля в приемлемых никелевых катализаторах на носителе обычно составляет от 5 до 80 мас.% от содержания металла и носителя. Кроме никеля катализатор может также содержать активирующие добавки, такие как цирконий, марганец, медь, молибден,железо или хром, например, в количествах от 1 до 20 мас.% от количества используемого никеля. Преимущественно используемыми носителями являются оксид алюминия, диоксид кремния, кизельгур или активированный уголь. Особенно благоприятными носителями являются оксид алюминия и диоксид кремния. Гидрирование может быть выполнено любым способом, известным специалисту в данной области. В одном варианте осуществления капролактам взаимодействует с газообразным водородом в присутствии катализатора. В еще одном предпочтительном варианте осуществления капролактам сначала смешивают с водородом, например, в стационарном смесительном аппарате, и затем в условиях гидрирования смесь взаимодействует с катализатором гидрирования. Гидрирование может быть осуществлено, например, как процесс, протекающий в реакторе с суспендированным катализатором или в реакторе с неподвижным слоем катализатора. При гидрировании в условиях суспендированного катализатора, частицы никельсодержащего катализатора суспендированы в капролактаме, который подвергают гидрированию. В случае, когда гидрирование осуществляют на неподвижном слое катализатора, гидрирование проводят в реакторе с неподвижным слоем катализатора,неподвижно закрепленного в реакторе. Предпочтительно, когда гидрирование проводят во взвеси, или в реакторе с неподвижным слоем катализатора, неподвижно закрепленного в реакторе. В случае, когда гидрирование осуществляют с суспендированным катализатором, гидрирование, предпочтительно, проводят в реакторе с мешалкой, где частицы катализатора суспендированы в капролактаме, подвергаемом гидрированию, в порошкообразной или гранулированной форме. При таком гидрировании в условиях суспензии, частицы катализатора и гидрированный капролактам разделяют на дополнительной стадии способа, которая следует за стадией, на которой протекает реакция гидрирования. Обычно, такое разделение выполняют фильтрованием. Было обнаружено, что хотя для отделения частиц катализатора от частиц гидрированного капролактама применяют традиционную технику разделения, например, такую как фильтрование, гидрированный капролактам, получаемый после такого разделения, все еще содержит никель. Примером традиционной-2 010504 техники разделения, для отделения частиц катализатора от гидрированного капролактама, является кекфильтрование, использующее, например, тканые хлопковые ткани или синтетические волокна. Еще один пример традиционной разделительной техники для отделения частиц катализатор от гидрированного капролактама представляет собой использование фильтра Фанде. Более предпочтительно гидрирование, осуществляемое в реакторе с неподвижным слоем катализатора, неподвижно закрепленного в реакторе. Неожиданно было обнаружено, что осуществление гидрирования в реакторе с неподвижным слоем катализатора, неподвижно закрепленного в реакторе, также имеет результатом присутствие никеля в гидрированном капролактаме. Тем не менее, гидрирование предпочтительно проводить в реакторе с неподвижным слоем катализатора, неподвижно закрепленного в реакторе, потому что можно обойтись без дополнительной стадии отделения частиц катализатора от гидрированного капролактама. Примером приемлемого реактора с неподвижным слоем является трехфазный реактор. Температура гидрирования обычно лежит между 20 и 160 С. Внутри этого диапазона время реакции может быть уменьшено, и качество капролактама оптимально. Поэтому температура, предпочтительно, находится в диапазоне между 60 и 130 С. Давление при гидрировании может лежать между 0,1 и 3 МПа. Предпочтительно, когда давление находится в диапазоне между 0,2 и 2 МПа. Гидрирование может быть осуществлено таким образом, как, например, описано в ЕР-А-411455 или ЕР-А-635487. Предпочтительно, когда гидрируемый капролактам растворен в растворителе, предпочтительно в воде. Капролактам, который подвергают гидрированию, предпочтительно содержит от 10 до 98 мас.% капролактама и предпочтительно от 2 до 90 мас.% воды. В случае, когда гидрированный капролактам содержит значительное количество воды, например более чем 2 мас.% воды по отношению к общему количеству капролактама, воду предпочтительно отделяют от гидрированного капролактама до указанной стадии дистилляции гидрированного капролактама. Отделение воды от гидрированного капролактама может быть осуществлено любым подходящим способом, например выпариванием или дистилляцией при пониженном давлении. Гидрированный капролактам, поступающий на указанную дистилляцию, может содержать капролактам, воду, легкие компоненты (среди прочих ненасыщенные лактамы) и тяжелые компоненты. Как принято в настоящем документе, легкими или, соответственно, тяжелыми компонентами являются компоненты, имеющие точку кипения ниже или, соответственно, выше, чем точка кипения капролактама. Целями указанной дистилляции является удаление капролактама из гидрированного капролактама. Указанная дистилляция может включать отделение легких и/или тяжелых компонентов из гидрированного капролактама. Указанную дистилляцию, предпочтительно, осуществляют в вакуумной дистилляционной колонне. Предпочтительно, когда давление, приложенное в верхней части дистилляционной колонны, лежит между 0,2 и 5 кПа, а температура в нижней ее части предпочтительно находится между 110 и 180 С. Было обнаружено, что способ по изобретению является особенно благоприятным, когда указанную дистилляцию гидрированного капролактама осуществляют в дистилляционной колонне, в которой время пребывания капролактама, содержащегося в гидрированном капролактаме, составляет по крайней мере 5 мин, например между 5 и 50 мин, где термин время пребывания означает период времени между подачей гидрированного капролактама, содержащего некоторое количество капролактама, и выведением этого количества капролактама из дистилляционной колонны. Более конкретно, способ по настоящему изобретению имеет преимущество, главным образом, когда дистилляцию гидрированного капролактама осуществляют в дистилляционной колонне, имеющей в кубовой части температуру между 110 и 180 С и в которой время пребывания капролактама, содержащегося в гидрированном капролактаме, составляет по крайней мере 5 мин. Примером дистилляционной колонны, в которой время пребывания капролактама составляет по крайней мере 5 мин, является дистилляционная колонна с ситчатыми тарелками или насадкой, в которую гидрированный капролактам подают на тот же уровень, где расположены ситчатые тарелки или насадка, или выше. Способ по изобретению может быть осуществлен посредством множества вариантов воплощения. Все варианты воплощения будут иметь целью увеличить количество гидрированного капролактама, который может быть подвергнут дистилляции, при том что количество никеля в дистилляционной колонне остается достаточно низким, таким что PANNi3, предпочтительно PAN3. Для того чтобы этого достигнуть, предпочтительно, чтобы концентрация никеля в гидрированном капролактаме, который поступает на указанную дистилляцию, была бы, насколько можно, низкой. Термин частей на миллион понимают как означающий соотношение числа граммов никеля на один миллион граммов капролактама в смеси, содержащей никель и капролактам. В первом варианте осуществления количество никеля в дистилляционной колонне поддерживают на достаточно низком уровне, таком что PANNi3, предпочтительно PAN3, посредством достаточно частого промывания дистилляционной колонны. Промывание дистилляционной колонны предпочтительно осуществлять, прерывая процесс дистилляции гидрированного капролактама и подавая кислый раствор, в котором никель хорошо растворим, такой, например, как азотная кислота, и промывая колонну указанным-3 010504 кислым раствором. Предпочтительно, когда кислый раствор представляет собой водный кислый раствор. Во втором и предпочтительном варианте осуществления гидрированный капролактам освобождают от значительных количеств никеля (отдельная операция) до проведения указанной дистилляции. В этом варианте осуществления способ по настоящему изобретению, кроме того, включает отделение никеля от гидрированного капролактама, проводимое до и после указанной дистилляции. В случае гидрирования в условиях взвеси, указанное отделение никеля от гидрированного капролактама осуществляют после того, как отделили частицы катализатора от гидрированного капролактама, и до указанной дистилляции. В случае, когда воду отделяют от гидрированного капролактама до указанной дистилляции гидрированного капролактама, операцию по отделению никеля от гидрированного капролактама, предпочтительно,осуществляют после того, как отделили воду и перед указанной дистилляцией. Предпочтительно, когда отделение никеля от гидрированного капролактама выполняют таким образом, что после указанного отделения количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию,составляет меньше чем 50 ч./млн, предпочтительно меньше чем 10 ч./млн, более предпочтительно меньше чем 1 ч./млн, еще более предпочтительно меньше чем 500 ч./блн и еще более предпочтительно меньше чем 100 ч./блн. Процедура отделения никеля из смеси гидрированного капролактама может быть любой процедурой по удалению никеля из раствора, известной специалисту в данной области знаний. Предпочтительно, когда отделение никеля из гидрированного капролактама осуществляют, используя фильтрование. Пример пригодного способа фильтрования описан в GB-A-2269114. Примером подходящего фильтра является защитный фильтр. В этом варианте осуществления по изобретению указанная дистилляция может быть осуществлена в течение длительного периода времени, без необходимости удаления никеля из дистилляционной колонны, в то время как PANNi остается меньше или равным 3. В одном варианте осуществления, указанную дистилляцию осуществляют в непрерывном режиме и величина PANNi3; предпочтительно, когда величина PAN3, в течение периода, который составляет по крайней мере 1 месяц, предпочтительно по крайней мере 2 месяца, более предпочтительно по крайней мере 6 месяцев, еще более предпочтительно по крайней мере 1 год и еще более предпочтительно по крайней мере 2 года. В еще одном варианте осуществления количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, является достаточно малым, таким что PANNi3,предпочтительно PANNi2, более предпочтительно PANNi1, в течение периода по крайней мере в 1 месяц, предпочтительно по крайней мере 2 месяца, более предпочтительно по крайней мере 6 месяцев,еще более предпочтительно по крайней мере 1 год и еще более предпочтительно по крайней мере 2 года. В этом варианте осуществления изобретения количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, предпочтительно меньше чем 50 ч./млн, предпочтительно меньше чем 10 ч./млн, более предпочтительно меньше чем 1 ч./млн, еще более предпочтительно меньше чем 500 ч./блн и еще более предпочтительно меньше чем 100 ч./блн. Изобретение, кроме того, предлагает способ, который включает гидрирование капролактама обработкой капролактама водородом в присутствии гетерогенного никельсодержащего катализатора гидрирования, и дистилляцию по крайней мере части гидрированного капролактама в дистилляционной колонне, где количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию,меньше чем 50 ч./млн, предпочтительно меньше чем 10 ч./млн, более предпочтительно меньше чем 1 ч./млн, еще более предпочтительно меньше чем 500 ч./блн и еще более предпочтительно меньше чем 100 ч./блн. Это дает возможность проводить дистилляцию в течение длительного времени без возрастания PAN индекса в течение дистилляции или при ограниченном его возрастании. В третьем и еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения использованы как первый, так и второй варианты осуществления. Капролактам, подвергаемый очистке, может быть получен перегруппировкой Бекмана циклогексаноноксима в олеуме, описанным в DE-A-2508247 или другими способами получения, такими как, например, реакция перегруппировки, в присутствии кислого ионита, описанная в GB-A-1342550. Капролактам,полученный деполимеризацией найлона-6, как например, описанной в US-А-5169870, может также иметь преимущества при очистке, использующей способ по настоящему изобретению. Существенные преимущества дает использование водных растворов капролактама, который получают путем перегруппировки Бекмана циклогексаноноксима (исходя из циклогексаноноксима, полученного оксимированием циклогексанона солями гидроксиламмония), в присутствии серной кислоты или олеума, с последующей нейтрализацией аммиаком, что приводит к раствору капролактама в воде и раствору сульфата аммония в воде; извлечение капролактама осуществляют экстрагированием ароматическими углеводородами, такими как бензол или толуол, нейтрализованной смеси, получаемой перегруппировкой, или раствора капролактама в воде; затем необязательно промывают полученный органический раствор капролактама водой или водным раствором щелочи, получая промытый раствор, с последующим удалением органического растворителя, например, путем выпаривания или дистилляцией. Далее, предлагают объяснение изобретения, обращаясь к нижеследующим примерам, которые не являются ограничительными. Содержание никеля определяли, используя пламенную атомноабсорбционную спектрометрию.-4 010504 Сравнительный эксперимент. При скорости потока 90,000 кг/ч смесь водного капролактама, содержащая 38 мас.% капролактама,6 ч./млн UCL-1 (относительно капролактама) и 62 мас.% воды, подвергают гидрированию. Гидрирование осуществляют в реакторе, имеющем общий реакционный объем 15 м 3, с концентрацией катализатора никеля Ренея 15%, при температуре 90 С. Катализатор суспендируют путем перемешивания в смеси,подвергаемой гидрированию. Подачу водорода регулируют таким образом, что давление водорода составляло 0,5 МПа. Сток реактора гидрирования содержит менее чем 2 ч./млн UCL-1 (относительно содержания капролактама), и его оставляют для первого разделения путем седиментации в сосуде объемом 15 м 3, откуда декантированный верхний жидкий слой направляют в установку для фильтрования. Эта установка для фильтрования имеет комплект из двух идентичных крикет-фильтров, оборудованных тканой хлопковой сеткой с размером ячейки, составляющим приблизительно 15 мк. Перед эксплуатацией фильтровальной установки небольшой объем от стоков реактора заставляют циркулировать по фильтру,в течение 2 ч, для образования слоя осадка на фильтровальной сетке. Функционирование установки продолжают до тех пор, пока падение давления в установке не превысит 300 кПа, затем осуществляют промывание обратной струей, и катализатор направляют обратно в реактор. Впоследствии воду удаляют дистилляцией до содержания ее в капролактаме 0,5 мас.%. Затем, этот капролактам со скоростью 30,000 кг/ч подают в вакуумную дистилляционную колонну диаметром 2,5 м,снабженную двумя слоями насадки, марки Mellapak 250Y, высотой 4 м каждая; капролактам подают на уровень, расположенный между двумя слоями насадки. Давление, приложенное в нижней части колонны, составляет 3 кПа, а температура в нижней части колонны составляет 160 С. После функционирования в течение периода, составляющего три месяца, возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции (PAN индекс капролактама, выходящего из дистилляционной колонны минус PAN индекс капролактама, поступающего в дистилляционную колонну) составляло 3,5 пунктов PAN (PAN). Пример 1. Опыт останавливали, и колонну промывали 5,4 м 3 10% раствора азотной кислоты путем циркуляции раствора азотной кислоты в течение 4 ч через внутренние части и испаритель колонны. Было обнаружено, что никель накапливался в колонне. Содержание никеля в азотнокислой жидкости, образующейся в результате этой процедуры, анализировали, используя пламенную атомно-абсорбционную спектрометрию. Из этого анализа могло быть установлено, что 300 кг никеля, накопившиеся в дистилляционной колонне, очевидно, присутствуют в виде загрязнений на внутренних частях колонны, в грязеотстойнике и испарителе колонны. После того как удалили никель из дистилляционной колонны, опыт продолжили. Возрастание PAN индекса капролактама в процессе дистилляции теперь было нулевым. Так как в этой ситуации колонна не содержала никеля, PANNi=0 также было нулевым. Работу фильтровальных установок оценивали еженедельно, анализируя содержание Ni в потоке капролактама, выходящего из фильтровальной установки. За период в три месяца среднее содержание Ni было свыше 2 ч./млн. В капролактаме, поступающем в дистилляционную колонну, среднее содержаниеNi составляло 6 ч./млн. Анализ содержания Ni выполняли, используя пламенную атомно-абсорбционную спектрометрию. Пример 2. Опыт продолжали далее, в течение полугода, исключая то, что дегидрированный, обезвоженный капролактам фильтровали перед поступлением в дистилляционную колонну, используя дополнительную фильтровальную установку, которую устанавливали перед дистилляционной колонной. Установка содержала два параллельных блока фильтрующих пластин с ячейками размером 10 мк, используемых поочередно, для гарантии непрерывности процесса. Содержание никеля в потоке капролактама, выходящего из этой фильтровальной установки, составляло в среднем 1 ч./млн (измерения выполнены с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии). В начале этого опыта PAN индекс капролактама,поступающего в дистилляционную колонну и выходящего из нее, составлял 2,5. В течение полугодового периода величина PAN индекса капролактама, выходящего из дистилляционной колонны, постепенно увеличилась до 3,5, в то время как в течение этого периода PAN индексы капролактама, поступающего в дистилляционную колонну, не изменились значительно (от 2,4 до 2,6). Таким образом, после полугодового функционирования возрастание PAN индекса капролактама в течение дистилляции (PAN) составило приблизительно 1 пункт (0,9-1,1). Было принято решение снова очистить дистилляционную колонну способом, аналогичным способу, использованному в сравнительном эксперименте А. Оказалось, что в колонне, в виде загрязнения, присутствовало 80 кг никеля. Так как PANNi=0=0 (см. пример 1), PANNi также составило приблизительно 1. Пример 3. После того как отмыли дистилляционную колонну, опыт был продолжен далее, исключая то, что блоки фильтрующих пластин в фильтровальной установке перед дистилляционной колонной заменили на блоки пластин с более мелкими ячейками (5 мк). Содержание никеля в фильтрате отслеживали за период времени, в течение которого были получены цифры, которые были значительно ниже чем 1 ч./млн(100 ч./блн). При функционировании в течение периода в 2 года, PAN индекс капролактама, выходящего из этой колонны, возрастает до 2,8 PAN пунктов, в то время как в течение этого периода PAN индексы капролактама, поступающего в дистилляционную колонну, существенно не менялись (от 2,4 до 2,6). Таким образом, после 2 лет функционирования возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции (PAN) составило приблизительно 0,3 пункта (0,2-0,4). После этого периода эксплуатации колонну очищали способом, аналогичным способу, описанному в Сравнительном эксперименте А. Было обнаружено, что накопление никеля в колонне составило не более чем 4 кг. Так как PANNi=0=0 (см. пример 1), PANNi также составляло приблизительно 0,3. Пример 4. После того как очистили дистилляционную колонну, опыт продолжили далее, исключая то, что гидрирование в условиях взвеси заменили гидрированием на неподвижном слое катализатора, а фильтрующую установку, состоящую из двух параллельных блоков фильтрующих пластин, с размером ячейки,составляющим 5 мк, один из которых использовали, установили перед дистилляционной колонной. Катализатор представлял собой катализатор, содержащий никель на оксиде алюминия. Загрузка катализатора в реактор гидрирования составляла 9 т Ni катализатора на основе оксида алюминия. Содержание никеля составляло 25% при размере частиц 3,2 мм. Приложенное давление водорода составляет 0,5 МПа; гидрирование осуществляли при температуре 90 С. Гидрированный капролактам после гидрирования на неподвижном слое катализатора подвергали обезвоживанию, и затем гидрированный, обезвоженный капролактам подавали в дистилляционную колонну. В начале опыта PAN индекс капролактама, поступающего в дистилляционную колонну и выходящего из нее, составлял 2,5. Не было обнаружено никакого возрастания PAN индекса капролактама, выходящего из дистилляционной колонны в течение периода функционирования, превышающего 2 года; в течение этого периода PAN индексы капролактама, поступающего в дистилляционную колонну, существенно не менялись. Несистематический анализ содержания никеля в потоке, вытекающем из фильтровальной установки, показал очень низкие значения (около 1030 ч./блн). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ очистки капролактама, который включает:(a) гидрирование капролактама обработкой капролактама водородом в присутствии никельсодержащего гетерогенного катализатора гидрирования и(b) непрерывную дистилляцию по крайней мере части гидрированного капролактама в дистилляционной колонне, отличающейся тем, что дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы PANNi3 в течение периода времени, равного по крайней мере 3 месяцам,гдеPANNi = PAN - PANNi=0,PAN обозначает возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции,PANNi=0 обозначает возрастание PAN индекса капролактама во время дистилляции, протекающей при таких же условиях, в отсутствие никеля в дистилляционной колонне. 2. Способ по п.1, где указанную дистилляцию осуществляют в непрерывном режиме и PANNi3 в течение периода времени, составляющего по крайней мере 6 месяцев. 3. Способ по п.1 или 2, в котором дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы PAN3. 4. Способ по п.3, в котором дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы PAN2. 5. Способ по п.4, в котором дистилляционная колонна содержит никель в количестве, достаточно малом для того, чтобы PAN1. 6. Способ по любому из пп.1-5, где способ, кроме того, включает отделение никеля от гидрированного капролактама до указанной дистилляции. 7. Способ по п.6, в котором указанное отделение выполняют, используя фильтрование. 8. Способ по любому из пп.1-7, где никельсодержащий катализатор гидрирования представляет собой неподвижный слой катализатора. 9. Способ по любому из пп.1-7, где гидрирование представляет собой гидрирование в условиях суспензии, где никельсодержащие частицы катализатора гидрирования суспендируют в капролактаме, который подвергают гидрированию. 10. Способ по п.9, в котором после указанного гидрирования частицы катализатора отделяют от гидрированного капролактама. 11. Способ по п.6 или 10, где указанное отделение никеля от гидрированного капролактама осуществляют после указанного отделения частиц катализатора от гидрированного капролактама. 12. Способ по любому из пп.1-11, где количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 10 ч./млн. 13. Способ по п.12, в котором количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на-6 010504 указанную дистилляцию, меньше чем 1 ч./млн. 14. Способ по любому из пп.1-13, где указанную дистилляцию осуществляют в дистилляционной колонне, имеющей в нижней части колонны температуру между 110 и 180 С. 15. Способ по любому из пп.1-14, где указанную дистилляцию осуществляют в дистилляционной колонне, в которой время пребывания капролактама, содержащегося в гидрированном капролактаме,превышает 5 мин. 16. Способ по любому из пп.1-15, в котором количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, достаточно мало для того, чтобы PANNi3, во время периода времени, составляющего по крайней мере 6 месяцев. 17. Способ по любому из пп.1-16, где воду отделяют от гидрированного капролактама до указанной дистилляции. 18. Способ по пп.1-17, где отделение никеля от гидрированного капролактама осуществляют после отделения воды и до указанной дистилляции. 19. Способ по любому из пп.1-18, где капролактам, поступающий на указанное гидрирование, получают перегруппировкой циклогексаноноксима под действием серной кислоты или олеума. 20. Способ по любому из пп.1-19, который включает:(a) гидрирование капролактама посредством обработки капролактама водородом в присутствии никельсодержащего гетерогенного катализатора гидрирования и(b) непрерывную дистилляцию по крайней мере части гидрированного капролактама в дистилляционной колонне, отличающейся тем, что дистилляцию проводят в течение периода времени, равного по крайней мере 3 месяцам, и количество никеля в гидрированном капролактаме, поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 50 ч./млн. 21. Способ по п.20, характеризующийся тем, что количество никеля в гидрированном капролактаме,поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 1 ч./млн. 22. Способ по п.21, характеризующийся тем, что количество никеля в гидрированном капролактаме,поступающем на указанную дистилляцию, меньше чем 100 ч./блн.

МПК / Метки

МПК: C07D 201/16

Метки: очистки, способ, капролактама

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/8-10504-sposob-ochistki-kaprolaktama.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ очистки капролактама</a>

Похожие патенты