Способ очистки гексагидробензойной кислоты
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И), ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К ПАТЕНТУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ (21) 3442038/23-04 (22) 16. 02. 82 (31) 19801 A/81 (32) 17.02.81 .(33) JT (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Кимика Дел Фриули С.п.А. (3T) .(72) Иво Донати, Доменико Астарита, Пиетро Паоло Росси и Марио Катони (1Ò) (53) 547.581.2.07 (088.8) (56) Акцептованная заявка Нидерландов У 6.505.478, кл.С 07 d, опублик.
1965. (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГЕКСАГИДРОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ, используемой в производстве капролактама, от нейтральных продуктов, возникающих в ходе получения указанной кислоты каталиЫ) 4 С 07 С 51/48, 61/08, // С 07 D
2 / тическим окислением толуола с последующим гидрированием образующейся бенэойной кислоты, о т Л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения чистоты целевого продукта, гексагидробензойную кислоту смешивают при о
20-40 С с олеумом в присутствии гексана или циклогексана с образованием двух фаз с последующей декантацией верхней фазы, содержащей побочные продукты, при 20-40 С и массовом соото ношении в верхней фазе нейтральных
I побочных продуктов и гексагидробензойной кислоты 1,4-7,0:1 соответственно, а нижнюю фазу, содержащую олеум и гексагидробензойную кислоту, Е направляют в лактомизатор для реакции с нитрозилсерной кислотой.
1? 20566
Изобретение относится к способу очистки гексагидробенэойной кислоты, а именно к способу очистки указанной кислоты от нейтральных побочных продуктов при производстве капролактама.
Целью изобретения является повышение чистоты целевого продукта.
На фиг. 1 и 2 показаны установки, используемые при осуществлении способа.
Hp и м е р 1.Окисление толуола и последующее гидрирование для получения гексагидробензойной кислоты.
Используют непрерывно действующую установку (фиг.1), содержащую реактор 1, емкостью 1,5 л,работающий в непрерывном режиме и снабженный устройством для механического перемещения, вводом кислородсодержащего газа, жидкой смеси, вступающей в реакцию, и катализатора и несколькими огводящими отверстиями. При уже установившейся работе установки, например после 50 ч работы, из мерного резервуара с помощью насоса непрерывно подают 230 r/÷ толуола. Второй насос непрерывно подает в реактор со скоростью 780 г/ч толуол вместе .с промежуточными продуктами реакции, которые непрерывно отводят с колонны 2, уровень в резервуаре поддерживают постоянным. Из мерного резервуара 3 с помощью насоса отдельно подают
25 r/÷ 2%-ного водного раствора ацетата кобальта. Реактор выдерживают 35 при 160 С и 10 атм. При отводе из о него толуола отводимый газ содержит
47. кислорода. Продукт реакции непрерывно выгружают со скоростью 1114 r/ч поддерживая постоянным уровень в ре- <0 акторе, и подают с помощью насоса и через подогреватель 4 головную фракцию с дистилляционной колонны 2, имеющей 20 колпачковых тарелок, диаметр
50 мм и снабженной кипятильником. 45
Массовое отношение продукта реакции, выгруженного из реактора, к общей массе, подаваемой в реактор, 1,1.
Конвективный подогреватель установJIeH внизу колонны и снабжен электри- 50 ческими подогревающими средствами, позволяющими поддерживать с помощью регулирующего устройства желаемую температуру на тарелках, которые предназначены для о вода промежуточ- 55 ных продуктов.
Из головной части колонны отбирают дистиллат, который содержит, кроме воды, весь непрореагировавший тс луол и часть промежуточных продуктов реакции, таких как бензиловый спирт, а также низшие органические кислоты.
Дистиллат направляют через конденсатор 5 и отстаивают в отстойнике 6.
С промежуточной тарелки колонны при 200 С отбирают дополнительную фракцию продуктов, содержащую бензальдегид, дифенил, дифенилэтан и дифенилметан, в количестве, равном
5% от всей подачи в колонну 2, укаэанные продукты затем отстаивают в отстойнике 6.
При отделении водной фазы в отстойнике 6 рециклиэуют непрореагировавший толуол и указанные промежуточные продукты в резервуар после отпаривания кислых органических побочных продуктов, которые выгружают с водной фазой эа счет сил тяжести из отстойника 6. Количество этих промежуточных продуктов составляет
1,87. от массы всей подачи в колонну 2 и, следовательно, равно примерно 27 от всей подачи в реактор.
Иэ куба колонны 2, нагретого до
255-260 С, с помощью насоса подают продукт в испаритель 7, в который инжектируют пар со скоростью 10 г на 100 г бензойной кислоты, тяжелые продукты, включая кобальт, разделяются в основании указанного испарителя. Поток паров, выходящий из испарителя, направляют в два последовательно соединенных конденсатора 8 о и 9, выдерживаемых при 130 и 20 С соответственно. Из первого конденсатора отбирают бензойную кислоту, имеющую чистоту 99,667, кислые воды собирают иэ второго конденсатора и повторно инжектируют с помощью насоса в основании колонны 2.
1 установка гидрирования содержит (Фиг.?) батарею из трех реакторов 10-12, каждый из которых снабжен перемешивающими устройствами 13-15 соответственно. Реакторы соединены в батарею трубопроводами 16 и 17, через которые противотоком проходят потоки жидкого материала, подлежащего обработке, и водорода. В верхний по ходу реактор 10 подают в точке !8 водород (412,5 л/ч), который предварительно нагрет до нужной температуры в теплообменнике 19, а в точке 20 — 450 r/÷ жидкой бенэойной кислоты, содержащей 1,5 мас.7. лал1220566 ладиевого катализатора (5 .-ного, нанесенного на уголь), также после предварительного прогрева с помощью насоса 21, который подает материал иэ емкости 22, в которой достигают ожижения эа счет комбинированного термического и механического воздействия.
Водород и продукты поступают противотоком в точке 23 из нижнего по ходу реактора 12 и проходят в разделительную емкость 24, предпочтительно после прохождения через контролирующий температуру выходной теплообменник 25, и в этой емкости, температура которой контролируется, происходит разделение водорода и продукта, водород отводят по линии
26, а продукт — по линии 27. Расход водорода можно контролировать счетчиком 28.
Реакцию гидрирования проводят при о
180 С и давлении 15 атм в течение
10 ч, получают выход 98,6 гексагидробензойной кислоты.
Количество примесей 1,34 мас., в том числе:
Гексагидробензоилгексадробензонат 0,069
Бензойная кислота 0,262
Метилдициклсгексил 0,131
Дициклогексилметан 0,540
Дициклогексил 0,118
Этилциклогексил О, 119
Другие побочные продукты О, 101
Аппарат для получения капролактама по реакции гексагидробенэойной кислоты (ГГБ), растворенной в олеуме с нитроэилсерной кислотой NOH БО, состоит иэ реактора для предваритель ного смешивания гексагидробенэойной кислоты с олеумом (смесителя), реактора (лактамиэатора), где поступающая из смесителя масса обрабатывается NOH SO гидролиэатора, в котором реакционную массу иэ лактамиэатора разбавляют водой, экстрактора, в Котором избыток ГГБ и растворитель, используемый для контроля температуры лактамиэации, выделяют иэ реакционных масс, разбавленных водой, колоннц для отмывания газов лактамиэации(CO,), которые выделяются согласно стехиометричному уравнению
COOH
+SO SO< (;=O
+ 2 О + - 02
5Н от растворителя регулирования тем5 пературы, который захватывается двуокисью углерода согласно стехиометрическому уравнению, и ректификационной колонны, которая отделяет растворитель регулирования температуры и экстракции ГГБ от собственно
ГГБ.
В промывную колонну загружают
2453 кг/ч загрязненной гексагидробензойной кислоты, содержащей 37 кг/ч нейтральных (1,4 ) побочных продуктов. Эту гексагидробензойную кислоту объединяют с потоком гексагидробензойной кислоты и растворителя (гек" сан) регулирования температуры, ко20 торый поступает из аппарата для экстракции ГГБ из кислотной реакционной массы.
В ректификационной колонне реакционный растворитель частично отде ляют от ГГБ и нейтральных побочных продуктов, растворитель направляют в емкость для хранения, а ГГБ и нейтральные побочные продукты — в блок смешения, где их смешивают с
30 олеумом (температура 30 С) и затем пропускают.в декантатор. Декантацию проводят при 30 С. Тяжулую фазу иэ о декантатора направляют в лактамизатор, а легкую фазу — в ректификационную колонну °
Состав легкой фазы, %:
Гексагидробензойная кислота 5
Нейтральные побочные продукты 35
Н вЂ” Гексан 60
Поток выпускной жидкости непрерывно отводят от трубопровода, который транспортирует легкую фазу де. кантатора в ректификационную колонну растворителя, причем этот поток содержит после отгонки растворителя 2 кг/ч ГГБ и 14 кг/ч нейтральных побочных продуктов (отношение нейтральных побочных продуктов к гексагидробензойной кислоте 7,0:1).
Чистота гексагидробенэойной кислоты, подаваемой в лактамизатор
97,8 . Скорость потока кислоты в лак. тамизатор 5858 кг/ч.
Пример 2. Проводят аналогично примеру 1. В устройстве для декано тации поддерживается температура 20 С
1220566
Составитель И.Ковалев
Редактор И.Николайчук Техред Н.Бонкало Корректор А.Зимокосов
Заказ 1337/62 Тираж 3 7 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 и используется в качестве растворителя для терморегулирования (регулирования температуры в течение процесса лактамизации) Н -гексан. Температура о на стадии смешения 20 С.
Легкая фаза, которая покидает. устройство для декантации и направляется в колонну для дистилляции, имеет следующий состав, ч.:,ГГБ 197, SO отсутствует, Н,804 39, нейтральные побочные продукты 545, Н -гексан 593.
26 ч./ч непрерывно извлекается из этого потока и выгружается. Отношение нейтральных побочных продуктов к гексагидробензойной кислоте равно 2,77:1.
Чистота гексагидробензойной кислоты 97,57, Скорость потока кислоты в лактамизатор 5860 кг/ч.
Пример Э. Проводят аналогично примеру 1, однако в качестве растворителя-регулятора температуры ис,-, пользуется циклогексан, а темпераО тура поддерживается равной 40 С в устройстве для смешения и в устройстве для декантации.
1О Выгружается l9 ч./ч легкой фазы, поток содержит 2, 6 ч ГГБ, 3, 65 ч нейт.— ральных побочных продуктов и 8,5 ч циклогексана, отношение нейтральных побочных продуктов к гексагидробен1з войной кислоте 1,4:i.
Чистота гексагидробенэойной кислоты 97,87. Скорость потока кислоты в лактамизатор 5759 кг/ч.
