DE1105420B - Verfahren zur Reinigung von ªŠ-Caprolactam - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reinigung von s-Caprolactam Es ist bekannt, daß die für die Herstellung von Polyamiden verwendeten Lactame sehr rein sein müssen, weil andernfalls die Polyamide unbefriedigende Eigenschaften zeigen und insbesondere leicht vergilben. Die gebräuchlichste Methode zur Reinigung von Lactamen ist die Destillation unter vermindertem Druck, gegebenenfalls unter Zusatz von Säuren oder Laugen. Gewisse Verunreinigungen sind jedoch auch bei wiederholter Destillation nicht abzutrennen.
• Nach einem anderen Verfahren werden die Verunreinigungen aus den Rohlactamlösungen mit organischen Lösungsmitteln, wie Benzol oder Chloroform, extrahiert. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß für eine wirksame Reinigung große Lösungsmittelmengen verarbeitet werden müssen, deren Wiedergewinnung umständlich und mit Verlusten verbunden ist Außerdem entstehen häufig schwer zu brechende Emulsionen.
• Es ist ferner bekannt, daß man die Verunreinigungen durch Einwirkung von oxydierenden oder reduzierenden Mitteln, wie Kaliumpermanganat, Kaliumchromat, Wasserstoffperoxyd, Ozon und naszierendem Wasserstoff bzw. molekularem Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators, in durch Destillation abtrennbare Stoffe umwandeln kann. Hierbei werden jedoch nicht nur die Verunreinigungen, sondern auch die Lactame selbst leicht angegriffen.
• Nach dem Verfahren der Patentschrift 13 123 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands werden die Öle, die man durch Behandeln des schwefelsauren Umlagerungsgemisches mit Wasser oder Ammoniumsulfatlösung und Neutralisieren der Schwefelsäure mit Ammoniak erhält, bei erhöhter Temperatur mit indifferenten Gasen, wie Stickstoff und insbesondere Luft, in feiner Verteilung behandelt. Es heißt in der genannten Patentschrift, daß bei Verwendung von Luft Verunreinigungen, die im Lactamöl enthalten sind, oxydiert werden. An diese Behandlung schließen sich eine Extraktion mit den geschilderten Nachteilen und eine Destillation an.
• Nach der deutschen Patentschrift 858 702 wird die Reinigung von E-Caprolactam in der Weise vorgenommen, daß man es bei erhöhter Temperatur in der Schmelze mit einem Inertgas, wie Stickstoff, Wasserstoff und Luft, behandelt. Die Temperatur beträgt nach den Beispielen der genannten Patentsch.rift 1350 C. Dabei wird jedoch offenbar das Lactam angegriffen, denn die Ausbeuten an reinem Produkt sind nur mäßig.
• Schließlich ist es auch bekannt, Lactame durch Umkristallisieren aus Wasser zu reinigen (deutsche Auslegeschrift 1022 591). Die Ausbeuten an reinen Lactamen sind jedoch auch hierbei wenig befriedigend.
• Es wurde nun gefunden, daß sich verunreinigtes e-Caprolactam in einfacher Weise reinigen läßt, wenn man es, vorzugsweise in hochprozentiger wäßriger Lösung, mit ultravioletten oder kürzerwelligen Strahlen behandelt und anschließend unter vermindertem Druck, vorteilhaft in Gegenwart von Alkalien, destilliert Als Ausgangsstoff verwendet man vorgereinigtes e-Caprolactam, beispielsweise solches, das durch Behandeln des schwefel sauren Umlagerungsgemisches mit Ammoniumsulfatlösung, Neutralisieren der Schwefelsäure, Abtrennen des- Lactamõls und Destillation desselben unter vermindertem Druck, erhalten wurde.
• Man führt das Verfahren vorteilhaft in konzentrierter, z. B. 800/oiger, wäßriger Lösung durch. Es ist zweckmäßig, nur so viel Lösungsmittel zuzusetzen, daß gerade eine klare Lösung entsteht.
• Die Reinigung ist mit ultravioletten Strahlen oder mit Strahlen noch kürzerer Wellenlänge, wie Röntgenstrahlen und Gammastrahlen, durchführbar. Aus wirtschaftlichen Gründen wird die Verwendung ultravioletter Strahlen bevorzugt. Geeignete Strahlenquellen sind unter anderem Xenon-Hochdrucklampen, Kohlestab-Lichtbogenlampen, Leuchtstoffröhren (mit Neon und Spuren von Quecksilber gefüllt) und insbesondere Quecksilberdampflampen.
• Die erforderliche Bestrahlungszeit hängt von dem Reinheitsgrad des Lactams sowie von der Konzentration der Lösung und von ihrer Schichtdicke ab. Sie läßt sich durch einen Versuch leicht ermitteln.
• Man führt die Reinigung zweckmäßig bei Raumtemperatur oder bei den. mäßig erhöhten Temperaturen, wie sie sich infolge der Wärmestrahlung der Strahlenquellen ergeben, durch.
• Man kann die Reinigung nach dem Verfahren diskontinuierlich und kontinuierlich vornehmen. Im ersteren Fall befindet sich die Lactamlösung in einem Reaktionsgefäß, daß vorteilhaft eine Rührvorrichtung enthält. Als Strahlenquelle benutzt man beispielsweise eine Quecksilber-Tauchlampe. Bei der kontinuierlichen Reinigung führt man die e-Caprolactamlösung an einer Strahienquelle vorbei. Aus der bestrahlten Lösung wird das Wasser unter vermindertem Druck entfernt und anschließend das e-Caprolactam, vorteilhaft in Gegenwart von Alkali, überdestilliert.
• Das gereinigte o-Caprolactam vergilbt nicht mehr beim Lagern am Licht und unter Luftzutritt und eignet sich vorzüglich zur Herstellung von Polyamiden. Die Ausbeute an reinem e-Caprolactam ist sehr gut, man braucht praktisch nur die bei Destillationen unvermeidlichen Verluste in Kauf zu nehmen.
• Beispiel 1 200 Gewichtsteile E-Caprolactam mit einer Permanganatzahl von 380 werden in 50 Gewichtsteilen Wasser gelöst und in einem Rührgefäß mit einer 350-W-Labor-Tauchlampe (Quecksilberdampflampe) 1 Stunde lang bestrahlt. Aus der gelben Lösung zieht man das Wasser unter vermindertem Druck ab und destilliert das Lactam ohne Fraktionierung bei 1390 C/ 12 Torr über. Das völlig farblose Kondensat hat eine Permanganatzahl von 1500. Die Ausbeute ist sehr gut, da nur die bei jeder einfachen Vakuumdestillation üblichen Verluste auftreten.
• Setzt man vor der Destillation 0,5 Gewichtsprozent 500/obiger Natronlauge zu, so beträgt die Permanganatzahl des destillierten Lactams 260.
• Verfährt man in derselben Weise, läßt jedoch die Bestrahlung und die Natriumhydroxydzugabe vor der Destillation weg, so erhält man ein destilliertes e-Caprolactam mit einer Permanganatzahl von 540. Läßt man die Bestrahlung weg, gibt aber vor der Destillation 0,5 Gewichtsprozent 500/oige Natronlauge zu, so erhält man destilliertes E-Caprolactam mit einer Permanganatzahl von 660.
• Beispiel 2 200 Gewichtsteile e-Caprolactam mit der Permanganatzahl von 300, gelöst in 50 Gewichtsteilen Wasser, werden in der im Beispiel 1 geschilderten Weise 2 Stunden mit einer Xenon-Hochdrucklampe bestrahlt.
• Die Lampe sendet eine Strahlung aus, die zum überwiegenden Teil im Wellenlängenbereich zwischen 2200 und 3700 Ä liegt. Nach dem Bestrahlen wird die Lösung im Vakuum destilliert. Man erhält in 970/oiger Ausbeute ein Lactam von der Permanganatzahl 1300.
• Setzt man vor der Destillation 0,5 Gewichtsprozent 50°/0iger Natronlauge zu, so beträgt die Permanganatzahl des destillierten Lactams 2500.
• PATENTANSPRttCHE 1. Verfahren zur Reinigung von e-Caprolactam, dadurch gekennzeichnet, daß man vorgereinigtes e-Caprolactam mit ultravioletten oder kürzerwelligen Strahlen behandelt und anschließend unter vermindertem Druck destilliert.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine konzentrierte wäßrige e-Caprolactamlösung bestrahlt