TW408109B - Process for recovering caprolactam from a neutralized rearrangement mixture - Google Patents

Description

附件一：第 87106075 號專利申請; 40810Ϊ說明書修正頁民國1I修卢 ----- 五、發明說明（6 ) 7 8 0水相（含有3 9 . 5重量％之硫酸錢）導入至攪拌 反應器中.。於4 0°C下，混合該硫酸銨溶液和7 0 9 g苯 。隨後，進行攪拌以使苯分散於水相中。經5分鐘攪拌後 '，分離所形成之水相層和有機相層·經5 5秒後，完成相 分離。兩相皆呈澄淸。

實施例I I I 重覆實施例I I。此時，將水相分散於苯中。經5分 鐘攪拌後，分離有機相和水相：經4 0秒後’完成相分離 。經觀察，有機相呈澄淸狀，而水相因苯霧沬呈混濁狀。 此意謂著苯的損失，因而己內醯胺的損失係已發生，此並 非爲實施例I I之情況。 --I -------η---,^i--I I--坏！------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） -9- 40— 40— 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於一種由經中和之分子重新排列混合物中 回收己內醯胺的方法，該分子重新排列之混合物包含己內 醯胺之水溶液和硫酸銨之水溶液，該方法係於混合器中藉 由利用有機溶劑進行萃取，隨後於分離器中分離所彤成之 有機相和水相，且自該有機相中回收己內醯胺。 回收己內醯胺之方法係已描述 DE-A — 1 〇 3 1 3 0 8文獻中，該文獻係述及如何於 硫酸之存在下，自經環己酮肟之Beckmann分子重新排列後 所獲致之混合物，製備己內醯胺。該分子重新排列之混合 物隨後藉由利用，例如，氣進行中和。此導2生成2個水 相之混合物，其中1個水相係己內醯胺水溶液，而另一個 水相係硫酸銨水溶液。隨後 > 令該經中和之分子重新排列 的混合物與有機溶劑（於該文獻中，係使用苯）進行混合 ，以萃取己內醯胺。結果係形成水相和有機相。該方法之 缺點係在於當任意地混合該2相時，有機溶劑中之硫酸銨 含量係相當高。此對提高己內醯胺之等級和純化己內醯胺 上，係爲不利的。 本發明之目標係提供一種降低有機溶劑中硫酸銨含量 之方法。 達成此方法係藉由將有機溶劑分散至混合器中經中和 之分子重新排列的混合物中。 依據DE — A—1 〇 3 1 308所描述之方法，有機 相中硫酸銨含量係至少爲3 5 0 p p m，而利用本發明之 方法，硫酸銨之含量係至多爲6 0 p pm。進一步，利用 本紙張尺度適用中國國家標準（〇^)八4規格（2丨0/297公釐) ~— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :装 Γ訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 408109 B7 五、發明説明（2 ) DE — A- 1 0 3 1 3 0 8所描述之方法，需要使用萃取 管柱以自水中萃取己內醯胺，而使萃取管柱係本質上需投 資成本。 可使用商業上可購得之混合器/分離器以充作混合器 和分離器。此混合器/分離器係具有混合部份和沈降部份 之設備。於混合部份中，液體係進行結合，且能量係藉由 利用，例如，攪拌器而傳入該液體混合物中。結果係形成 一分散液。該分散液於沈降部份之滯留時間係非常長，足 以使分散相進行結合，較適宜地係生成層流。 適宜之混合器/分離器係爲箱型，ΙΜΙ型，General Mills 或 Kemira 混合器/ 沈降槽（參閱 ''Liquid-Liguid Extraction Equipement 〃 by Godfrey J. C. and Slater M. J.，Ed. Wiley, Cop(1994), ch. I. Pp. 294-297 ) » 雖然可接受之混合器構型係包括攪拌槽，靜態混合器 及泵，然而攪拌槽係較適宜的》 經中和之分子重新排列的混合物係包含己內醯胺水溶 液和硫酸銨水溶液，，其中己內醯胺含量通常係‘介於6 0至 8 ◦重量％之間，而硫酸銨含量通常係介於3 0至5 0重 置％之間。 用於萃取己內醯胺之有機溶劑可爲，例如，苯、甲苯 、氯化烴（例如，氯仿、三氯乙烷及三氯乙烯），C 4 - 1 〇 脂族或環脂族醇，或其混合物。 利用有機溶劑分散於本發明之經中和的分子重新排列 之混合物中，經混合以萃取有機溶劑中大部份之己內醯胺 本纸張尺度適用中國國家標準（<：泌）八4規格（2丨0/297公釐> (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T 408109 A7 B7 五、發明説明（3 ) 後，生成有機相和水相。該水相含有硫酸銨和通常爲1重 量％或低於1重量％之己內醯胺。該有機栢含有己內醯胺 和至多6 0 p pm之硫酸銨。有機相中己內醯胺之濃度’ 以全部有機相爲基礎計，通常係介於1 5至3 0重量％之 間。 隨後，將有機溶劑和經中和之分子重新排列的混合物 之分散液注入分離器中，以分離水相和有機相。各相於分 離器中之滯留時間通常係少於1 0分鐘，且一般係介於 1 0秒鐘至5分鐘之間。較適宜地，隨後將水相轉移至第 2混合器中，並再次加入溶劑。加入第2混合器中之溶劑 較適宜地係爲第1混合器中相同之溶劑。亦較適宜地，有 機相係分散於水相中，隨後於第2分離器中分離水相和有 機相。 藉由混合水相中之有機相，本發明係顯著地降低殘留 於水相中之己內醯胺和有機溶劑之濃度，以使己內醯胺和 有機溶劑之損失降爲最小。此外，本發明亦增進自水相所 回收之硫酸銨的品質。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 分離自第2分離器之水相含有高含量之硫酸銨，該硫 酸銨可藉由已知之方法結晶析出。 萃取時之溫度通常係介於3 0至6 0°C之間。當使用 超過1個混合器時，可預期的是每一個混合器係於該溫度 範圍內進行操作。 於本發明之方法的較佳體系中，分離自第2分離器之 有機溶劑係隨後再循環回流至第1混合器中。其優點係在 -6 - (請先g讀背面之注項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規掊（210X297公釐） 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 408109 Λ7 B7 五、發明説明（4 ) 於以最可能有效之方式使用該有機溶劑’此方式以經濟和 環境保護之觀點而言係最適宜的。 分離自第1分離器之有機相，較適宜地以水或鹼性水 溶液進行冲洗。該水溶液之鹼濃度通常係介於水量之 0 · 0 1至5重量％之間。較適宜地，該鹼濃度介於 0 · 1至2重量％之間。亦較適宜地，利用水或含有非常 低鹼含量之鹼溶液進行冲洗。 於本發明之架構中，係使用鹼金屬（鹼土金屬）氫氧 化物及/或碳酸鹽以充作鹼。較適宜地，係使用氫氧化鈉 或氫氧化鉀。 熟悉此技藝之人士當能決定冲洗分離自第1分離器之 有機相所需之水量。通常，該水量係爲該有機相量之 0 · 1至5重量％較適宜地，該水量係爲該有機相量之 0 · 5至2重量％ ^ 經冲洗有機相後，通常係藉由添加以進行蒸發。結果 係生成己內醯胺/水混合物。該混合物中己內醯胺之含量 相對於混合物總量爲8 5至9 9 · 9重量％。因此，，其 水量係介於0·1至15重量％。 爲進一步純化所生成之己內醯胺/水混合物，可使甩 各種不同之技術，例如離子交換，吸附及氫化反應。較適 宜地，進行己內醯胺/水混合物之氫化反應以利進一步之 純化。可利用此技藝已習知之方法進行氫化反應。適宜之 氫化反應係描述於E P—A — 6 3 5 4 8 7文獻中。 爲獲致不含水之純己內醯胺，進行己內醯胺之蒸餾以 本紙张尺度適用中國國家標孪（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. b 408109 A7 _ ' . B7 五、發明説明（5 ) 除去水。

比較實驗A 於40°C下，將344g己內醯胺水溶液（73 . 1 重量％之己內醯胺）導入至攪拌玻璃反應器（C STR) 中。隨後，加入863g硫酸銨溶液（424重量％之 硫酸銨）和充作有機溶劑8 5 2 g之苯。.經於發烟硫酸中 環己酮肟之Beckmann分子重新排列所製備之分子重新排列 混合物的中和後，已獲致硫酸銨溶液和己內醯胺溶液。 攪拌相層以使水相分散於苯中。經5分鐘攪拌器停止 後，分離所彤成之水相和有機（苯）相。經2 0秒後，完 成相層之分離。經觀察，苯相層係混濁的，而含有硫酸銨 之水相層係澄淸的。該含有己內醯胺之苯相層係含有 35〇mg/kg之硫酸鏡。

實施例I 經濟部中央標嗥局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 重覆比較實驗A。然而，此時係將苯分散於該經中和 之分子重新排列的混合物中。於4 0 °C下，經3分鐘攪拌 後’分離所形成之苯相層和水相層。經6 0秒後，完成分 離。値得注意的是苯相層係澄淸的，而水相層係混濁的。 苯相層僅含有55mg/kg之硫酸銨。

實施例I I 以比較實驗A所述之方式，將獲自第1混合器之 本Γ氏張尺度適用中國國家榇準（CNS ) Λ4規格（2丨0X 297公釐) 附件一：第 87106075 號專利申請; 40810Ϊ說明書修正頁民國1I修卢 ----- 五、發明說明（6 ) 7 8 0水相（含有3 9 . 5重量％之硫酸錢）導入至攪拌 反應器中.。於4 0°C下，混合該硫酸銨溶液和7 0 9 g苯 。隨後，進行攪拌以使苯分散於水相中。經5分鐘攪拌後 '，分離所形成之水相層和有機相層·經5 5秒後，完成相 分離。兩相皆呈澄淸。

實施例I I I 重覆實施例I I。此時，將水相分散於苯中。經5分 鐘攪拌後，分離有機相和水相：經4 0秒後’完成相分離 。經觀察，有機相呈澄淸狀，而水相因苯霧沬呈混濁狀。 此意謂著苯的損失，因而己內醯胺的損失係已發生，此並 非爲實施例I I之情況。 --I -------η---,^i--I I--坏！------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） -9-

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印4'1取 丨修正’qjT -名一 u 滿充 Β8 C8 D8 公告发8109 __— I 六、申請專利範圍 二Λ 第87 1 06075號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國88年11月修正 1 . 一種由經中和之分子重新排列混合物中回收己內 醯胺的方法，該分子重新排列之混合物包含己內醯胺之水 溶液和硫酸銨之水溶液，該方法係於混合器中藉由利用有 機溶劑進行萃取，隨後於分離器中分離所形成之有機相和 水相，自該有機相中回收己內醯胺，其特徵係在於該有機 溶劑係分散於該經中和之分子重新排列的混合物中。 .2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中經中和之分 子重新排列的混合物含有6 0至8 0重量％之己醯胺水溶 液和3 0至5 0重量％之硫酸銨水溶液。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中將有機彳容劑 加入第2混合器中之經分離的水相中，該有機溶劑係分散 於該水相中，隨後於第2分離器中分離該水相和有機相。 4 .如申請專利範圍第3項之方法，其中自第2分離 器中所分離之有機溶劑係回流至第1混合器中。 5 .如申請專利範圍第4項之方法，其中第1混合器 中之有機溶劑係與第2混合器中有機溶劑相同。 6 .如申請專利範圍第1項之方法，其中係利用水或 驗性水溶液冲洗自1分離器所分離之有機相。 7 .如申請專利範圍第6項之方法，其中相對於水量 ，驗濃度係介於0 . 1與2重量％之間。 8 .如申請專利範圍第6項之方法.，’其中冲洗有機相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------.2,________訂----------線 (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印4'1取 丨修正’qjT -名一 u 滿充 Β8 C8 D8 公告发8109 __— I 六、申請專利範圍 二Λ 第87 1 06075號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國88年11月修正 1 . 一種由經中和之分子重新排列混合物中回收己內 醯胺的方法，該分子重新排列之混合物包含己內醯胺之水 溶液和硫酸銨之水溶液，該方法係於混合器中藉由利用有 機溶劑進行萃取，隨後於分離器中分離所形成之有機相和 水相，自該有機相中回收己內醯胺，其特徵係在於該有機 溶劑係分散於該經中和之分子重新排列的混合物中。 .2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中經中和之分 子重新排列的混合物含有6 0至8 0重量％之己醯胺水溶 液和3 0至5 0重量％之硫酸銨水溶液。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中將有機彳容劑 加入第2混合器中之經分離的水相中，該有機溶劑係分散 於該水相中，隨後於第2分離器中分離該水相和有機相。 4 .如申請專利範圍第3項之方法，其中自第2分離 器中所分離之有機溶劑係回流至第1混合器中。 5 .如申請專利範圍第4項之方法，其中第1混合器 中之有機溶劑係與第2混合器中有機溶劑相同。 6 .如申請專利範圍第1項之方法，其中係利用水或 驗性水溶液冲洗自1分離器所分離之有機相。 7 .如申請專利範圍第6項之方法，其中相對於水量 ，驗濃度係介於0 . 1與2重量％之間。 8 .如申請專利範圍第6項之方法.，’其中冲洗有機相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------.2,________訂----------線 (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 8 00008 AssaD 408109 六、申請專利範圍 之水或鹼性水溶液的量相對於有機相爲介於〇.1與5重 量％之間。' 9 .如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其 中藉由添加水來蒸發有機相’直到所獲致之己內醯胺/水 混合物中己內醯胺之含量係介於85與99.9重量％之 1 0 .如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法， 其中蒸發出之己內醯胺/水混合物隨後被氫化。 1 1 .如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法， 其中.己內酿胺係被蒸餾。 .-----III--l !「---.-----1 訂·-------- > - > 、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（2KU 297公釐）