Способ получения капролактама - SU1301310A3

Описание

1

Изобретение относится к получению лактамов, в частности капралак- тама, получаемого нитрозодекарбо- ксилированием циклегексанкарбоновой кислоты (ЦГКК) под действием нитро- зилсерной кислоты.

Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта.

Процесс осуществляют в реакторе периодически (т.е. сначала загружают все реагенты за исключением нит- розилсерной 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 темпера туру кипения, равную температуре, выбранной для реакции.

Важным фактором, влияющим на выход целевого продукта, является молярное соотношение между нитрозиру- ющим и дегидратирующим агентами.

Реакцию проводят в несколько ста дни, причем нитрозилсерная кислота подается на каждой стадии либо в равных количествах, либо в определенном соотношении, ЦГКК предварительно смешивают с олеумом, нитрозил серную 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 нитро- зилсерной 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 реак ционную массу вблизи лопастей смесителя.

01310 2

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

5 Пример 1,В установку, состоящую из трех реакторов R1, R2, R3, каждый из которых снабжен мешалкой (AG), термометром (Т), обратным холодильником (RR), электродом срав 0 нения (ER) и измерительным электродом (ЕМ), рубашкой (CR) непрерывно подают с помощью дозирующего устройства (G) предварительно приготовленную смесь (ЦГКК и олеума) 2293 г/ч,

5 имеющую состав 27,91% , 53,58% ЦГКК, 11,7% SOj и остальное растворитель . Через 20 мин 1500 мл смеси н-гексана и циклогексана подают дозатором (В) в соотношении 70% объем20 ных н-гексана и 30% 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: 68,3% NOHSO ,

30 5% SOj, 26,7% H,,S04.

Вода, термостатированная при 71 С, циркулирует через рубашку (CR) трех реакторов. Реакционную массу пропускают через первый реактор, эа35 тем через второй и далее через третий по линиям S1, S2, S3 и выгружа- ,. ется через холодильник (D),

Растворитель, обычно в смеси с

COj , поднимается по обратному холодильнику (RR) и возвращается в реактор . Реагенты дозируют с помощью вспомогательных насосов РВ, PC и РА, которые обогревают, чтобы избежать

45 кристаллизации нитрозилсерной кислоты . После трех часов непрерывной работы система стабилизируется. Реагенты , поступающие через А, В и С, непрерывно измеряют и предварительно

50 взвешивают. Продукты реакции, выходящие через холодильник Д, собирают и также взвешивают. Периодически контролируют значения уровней разности потенциалов в различных реакторах,

55 соответствующие стационарной концентрации нитрозилсерной кислоты в реакторах. Соотношение реагентов в подаваемых исходных веществах SOj

So6 N0

3

:NO 0,94: 1; ЦГКК:ЫО 2,36:1 ; 3,88:1.

Реакцию заканчивают через 5ч. 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 г/ч ЦГКК.

Выход капролактама по ЦГКК сое- тавляет 97,3%, по NOHSO 97,7%, конверсия ЦГКК 42,5%.

Пример 2. Реакцию нитрозо декарбоксилирования проводят на установке , описанной в примере 1, при этом дозатором С подают 2293 г/ч смеси состава: 27,91% Н,504, 53,58% ЦГКК, 11,7% SOj и остальное раствортель . Примерно через 20 мин дозатором В подают 1400 мл/ч н-гексана. 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- серной кислоты следующего состава: 68,3 NOHSO j, 5% SO,, 26,7% Мольное соотношение 0.94:1.

Процесс прерывают через 6,5 ч. Выгружают рактамную массу, разделяют на легкую и тяжелую фракции. В легкой фракции содержится 29,9 г/ч чистотой 99% ЦГКК. В тяжелой фракции содержится 457,1 г/ч сырого капрола тама чистотой 98,5%, сто составляет 450,2 г/ч чистого капролактама и 686,9 г/ч сырой иГКК чистотой 99%. Вы-

SO,:NOHS04

Редактор В. Ковтун

Составитель Д. Бродский

Техред В.Кадар Корректор Н. Король

Заказ 1163/58Тираж 372Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

104

ход капролактама по ЦГКК 97,3%, выход по NOHSO 97,2%, конверсия ЦГКК 42,5%.

Пример 3. Реакцию нитрозо- декарбоксилирования проводят на установке , описанной в примере 1, при этом дозатором С подают 2050 г/ч смеси со става: 27,91% H,S04 , 53,58% ЦГКК, 11,7% ЗОд, остальное растворитель . Примерно через 20 мин дозатором В подают 1350 мл/ч смеси н- пентана и циклогексана в соотношении 25 об.% н-пентана и 75 об.% циклогексана таким образом, что температура реакционной смеси составляет 68°С.

Дозаторами для подачи раствора нитрозилсерной кислоты подают по 225 г/ч- смеси состава: 68,3% NOHSO, 5,0% ЗОд, 26,7% в каждой из трех реакторов. Мольное соотношение S03:NOHS04 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 98%), а в тяжелой 631,3 г/ч ЦГКК и 395,2 г/ч капролактама (чистотой 98%), что соответствует 387,3 г/ч чистого капролактама Выход капролактама по ЦГКК 94%, выход по NOHSO 94,4%, конверсия ЦГКК 42,5%.

Проведение процесса в предлагаемых условиях позволяет повысить выход капролактама на 4% по сравнению с прототипом.

Реферат

Формула