способ утилизации водно-кислого слоя - отхода производства капролактама
Классы МПК: | C07D201/16 разделение или очистка |
Автор(ы): | Кисиль И.М., Преображенский В.А., Золин В.С., Городецкая Н.И., Давыдов Ю.И., Поликарпов А.В., Саломыков В.И. |
Патентообладатель(и): | Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза, Акционерное общество "Щекиноазот" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-02-24 публикация патента:
20.07.1995 |
Использование: в процессах переработки отходов производства капролактама, этерификация кислот в водном слое. Сущность изобретения: способ предусматривает отпаривание из водного слоя воды одновременно с этерификацией кислот циклогексанолом в виде азеотропной смеси в присутствии катализатора тетрабутоксититана, взятого в количестве 0,1 1,0% от массы кислот. 2 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ВОДНО-КИСЛОГО СЛОЯ ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА КАПРОЛАКТАМА путем удаления воды, этерификации спиртом при нагревании в присутствии катализатора с последующим выделением смеси эфиров вакуумной перегонкой, отличающийся тем, что воду из водно-кислого слоя удаляют в процессе этерификации в виде смеси паров с циклогексанолом, в качестве спирта для этерификации используют циклогексанол, а в качестве катализатора - тетра-бутоксититан в количестве 0,1 1,0 массы кислот.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу утилизации водно-кислого слоя отхода производства капролактама и может быть использовано в химической промышленности, в частности в производствах капролактама и поливинилхлоридных (ПВХ) материалов линолеума, искусственных кож, пленок и др. Известен способ переработки водного слоя производства капролактама с получением диметиловых эфиров дикарбоновых кислот. К недостаткам этого способа следует отнести многостадийность процесса переработки водного слоя, при котором водный слой сначала доокисляют азотной кислотой, затем упаривают, проводят процесс этерификации, получаемые метиловые эфиры переэтерифицируют другим спиртом, и сложность аппаратурного оформления, связанная с этерификацией метанолом под давлением, использованием специальных некорродирующих материалов при работе с азотной кислотой. Наиболее близким по совокупности признаков к предложенному техническому решению является способ утилизации отходов производства капролактама путем упаривания водного слоя, этерификации кислот аллиловым спиртом в среде толуола при температуре кипения реакционной смеси в присутствии в качестве катализатора серной кислоты и вакуумной перегонки полученной смеси, по которому водный слой перерабатывают в смесь диаллиловых эфиров карбоновых кислот, которая может быть использована в качестве сшивающего агента ненасыщенных полиэфирных смол. К недостаткам этого способа следует отнести сложность технологии и аппаратурного оформления процесса. Упаривание водного слоя приводит к образованию вязкого плава, транспортирование которого требует обогрева трубопроводов и аппаратуры. Использование дополнительного органического растворителя толуола в качестве компонента азеотропной смеси вода-толуол для отгонки образующейся в результате реакции воды приводит к необходимости его последующей регенерации. Использование в качестве катализатора серной кислоты в количестве 2,8-3,0% от массы органических кислот, содержащихся в водном слое, приводит к повышенному расходу щелочи на стадии нейтрализации реакционной смеси, полученной после этерификации, необходимости отделения водно-солевого слоя и многократной водной промывки эфирного слоя, что ведет к потерям целевого продукта, образованию большого количества сточных вод и ухудшению экологических показателей производства. Задачей изобретения является упрощение технологии и аппаратурного оформления процесса утилизации водно-кислого слоя (ВКС) производства капролактама с получением смеси эфиров, применяемой в качестве первичного пластификатора для ПВХ-композиций взамен традиционного диоктилфталата (ДОФ) или других первичных пластификаторов. Новый пластификатор на основе ВКС производства капролактама относится к веществам 4 класса опасности, в то время как ДОФ к веществам 2 класса опасности. Эта задача решается благодаря тому, что в способе утилизации водно-кислого слоя отхода производства капролактама путем удаления воды, этерификации его спиртом при нагревании в присутствии катализатора с последующим выделением смеси эфиров вакуумной перегонкой, согласно изобретению, воду из водно-кислого слоя удаляют в процессе этерификации в виде смеси паров с циклогексанолом, в качестве спирта для этерификации используют циклогексанол, а в качестве катализатора тетрабутоксититан в количестве 0,1-1,0% от массы кислот. Удаление воды из водно-кислого слоя в процессе этерификации в виде смеси паров с циклогексанолом и использование в качестве спирта для этерификации циклогексанола, а в качестве катализатора тетрабутоксититана в количестве 0,1-1,0% от массы кислот являются новыми признаками по сравнению с прототипом, что свидетельствует о новизне предлагаемого изобретения. Проведение этерификации кислот без предварительного упаривания ВКС приводит к упрощению технологии и аппаратурного оформления процесса утилизации ВКС. Реакция этерификации протекает одновременно с процессом отгонки воды из ВКС в одном аппарате. При этом реакционная вода, выделяющаяся в процессе этерификации, и вода, упариваемая из ВКС, отгоняются в виде азеотропной смеси с циклогексанолом, что позволяет исключить применение дополнительного растворителя (толуола). После конденсации смеси паров циклогексанола и воды они поступают в разделительный сосуд. Из разделительного сосуда органический слой, циклогексанол, являющийся спиртовым компонентом реакции этерификации кислот, входящих в состав ВКС, возвращают на стадию этерификации. Проведение процесса этерификации в присутствии амфотерного катализатора тетрабутоксититана позволяет достигнуть меньшего кислотного числа реакционной смеси (этерификата) по сравнению с использованием в качестве катализатора серной кислоты и сокращает расход щелочного агента на нейтрализацию непрореагировавших органических кислот и серной кислоты. Это, в свою очередь, дает возможность проводить процесс нейтрализации этерификата без слива водно-солевого слоя и последующих водных промывок, что исключает потери целевого продукта со сточными водами и улучшает экологические показатели производства. Использование в качестве катализатора тетрабутоксититана в количестве менее 0,1% от массы кислот, содержащихся в ВКС, приводит к увеличению времени реакции и не позволяет достигнуть величины кислотного числа этерификата менее 10 мгКОН/г. Применение катализатора в количестве свыше 1,0% от массы кислот нецелесообразно, так как не приводит к уменьшению времени реакции и снижению кислотного числа этерификата. Полученная таким образом смесь цикло- и дициклогексиловых эфиров алифатических карбоновых кислот, входящих в состав ВКС, может быть использована в качестве первичного пластификатора для ПВХ-композиций. Использование предлагаемого способа позволяет расширить сырьевую базу для производства первичных пластификаторов для ПВХ-композиций, одновременно улучшая экологические и экономические показатели производства капролактама, так как основное количество водно-кислого слоя подвергают в настоящее время сжиганию. Водный слой дикарбоновых кислот (отход производства капролактама) выпускается по ТУ 113-03-2611-81 с Изменением N 1, циклогексанол по ТУ 113-03-358-83, тетрабутоксититан по ТУ 6-09-2738-75. Показатели ВКС по техническим условиям:1. Внешний вид жидкость от соломенного до желтого цвета со слабым эфирным запахом. 2. Кислотность в пересчете на адипиновую кислоту 12-35%
3. Содержание циклогексанона и циклогексанола не более 2,0%
4. Содержание воды остальное. Образец водно-кислого слоя, содержащего 25 мас. органических кислот в пересчете на адипиновую кислоту, по результатам хроматографического анализа имел в своем составе следующие кислоты: муравьиную, уксусную, валериановую, янтарную, глутаровую, адипиновую и
![способ утилизации водно-кислого слоя - отхода производства капролактама, патент № 2039740](/images/patents/434/2039024/949.gif)
Класс C07D201/16 разделение или очистка
способ управления выпаркой воды из капролактама - патент 2476425 (27.02.2013) | ![]() |
способ управления экстракцией капролактама - патент 2458053 (10.08.2012) | |
способ управления процессом дистилляции капролактама - патент 2458052 (10.08.2012) | |
способ очистки эпсилон-капролактама - патент 2427570 (27.08.2011) | |
способ очистки лактамов - патент 2230059 (10.06.2004) | |
способ очистки лактамов - патент 2222528 (27.01.2004) | |
способ обработки лактамов и способ очистки одного из лактамов - патент 2216538 (20.11.2003) | |
способ очистки ![]() |
|
способ обезвоживания лактама - патент 2186060 (27.07.2002) | |
способ дистилляции аммиака - патент 2186026 (27.07.2002) |