145755. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szigma-aminokapronsav előállítására a szigma-kaprolaktámgyártás hulladéktermékeiből

0 Megjelent: 1959. december 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.755. SZÁM 12. o. 11-18. OSZTÁLY — LE—247. ALAPSZÁM Eljárás ;-aminokapronsav előállítására az e-kaprolaktámgyártás hulladéktermékeiből VEB Leuna-Werke „Walter Ulbricht" cég, Leuna, NDK A bejelentés napja: 1956. március 17. A e-aminokapronsav mint polimerizáció indító és a poliamidok kiindulási anyaga nagy ipari jelentőségre tett szert. A legismertebb előállítási eljárás azon alapszik, hogy az s-kaprolaktámot savak vagy lúgok segélyével megbontják, majd a reakcióelegy semlegesítése útján felszabadított aminosavat elkülönítik. Ennek az eljárásnak lényeges hátránya, hogy az így előállított e-aminokapronsay az s-kaprolaktám magas ára miatt igen drága. Azt találtuk, hogy az e-aminokapronsav előállítására felhasználhatók az STkaprolaktámgyártás hulladéktermékei, különösen az e-kaprolaktám tisztításánál hulladékként keletkező lepárlási maradékok, ha az ezek tartalmazta erősen színezett szenynyeződéseket oxidáló- vagy adszorbeálószerekkel eltávolítjuk. Ezek a feketés^barna, ragacsos, vízben majdnem teljesen oldható maradékok lényegében laktámot, aniinokapronsavat és a raffináláshoz alkalmazott anyagokat tartalmazzák. Ha a lepárlási maradékok vizes oldatát, tömény kénsav hozzáadása mellett, 100°-ra felhevítjük, akkor az oldatban még jelenlevő laktam elbomlik, a keletkező aminokapronsavszulfát viszont ammóniákgáz bevezetésére szabad aminokapronsavvá és ammóniumszulfáttá alakul át. Az eközben keletkező ammóniumszulfátot valamely vízben oldható alkohol, pl. metanol hozzáadásával kicsapjuk és leszűrjük, illetve centrifugáljuk. A visszamaradó, sárgától barnáig színezett szűrlethez ezután, színtelenítés céljából, oxidáló- vagy adszorbeálószert adunk. A szulfátionok utolsó nyomai csekély mennyiségű földalkálihidroxid hozzáadásával kicsaphatók. Az alkoholos aminokapronsav-oldatot 12—24 órai állás után vákuumban vagy anélkül bepárologtatjuk, amíg a kristályosodás meg nem indul és a keletkező kristálykását centrifugáljuk vagy leszívatjuk. A csapadékot ugyanazzal az alkohollal mossuk és szárítjuk, mikor is fehér színű í-aminokapronsavat kapunk, amely az e-kaprolaktám polimerizáció-indítójaként és poliamid műanyagok polikondenzációs komponenseként felhasználható. Azt találtuk továbbá, hogy az e-aminokapronsav-oldat bepárlása úgy eszközölhető, hogy az eközben keletkező alkoholt, pl. metanolt, az ammóniumszulfát kicsapására közvetlenül újból felhasználhatjuk. Az eljárás foganatosítását a csatolt rajzon vázlatosan feltüntetett berendezés kapcsán ismertetjük: Az alkoholos s-^aminokapronsav-oldatot az 1 tartályból a 2 szivattyúval a 3 rotamérőn keresztül folytonos áramban átnyomjuk a gőzzel fűtött 4 lepárlóba. A folyadék — gőz — elegy innen az. ugyancsak gőzzel fűtött 5 leválasztóba jut, ahol a folyékony alkatrészek kiválnak és folytonosan távoznak a közbenső 6 tartályba. A leválasztóból távozó gőzöket a Rasehig-gyűrűkkel vagy nyereg alakú tölteléktestekkel megtöltött 7 oszlop alsó harmadába vezetjük és ott rektifikáljuk. Az oszlop fején távozó alkoholgőzt a 8 kondenzátorban és a 9 hűtőben kondenzáljuk és a 10 tartályban gyűjtjük össze, mimellett az alkohol egy része az állandó pária t-visszaf olyas biztosítására a 11 szivattyú segélyével a 7 oszlop fejébe visszavezethető. A közbenső 6 tartályban összegyűlő — alkoholos — aiminokapronsav-oldatot a 12 szivattyúval a 13 rotamérőn át egy második, ugyancsak gőzzel fűtött 14 lepárlóba nyomjuk, ahol a további töményítés történik. A fűtött 15 szifonon átfolyó vizes, forrón telített «-aminokapronsav-oldatot a hűtőköpennyel ellátott 16 ke verőtartályban gyűjtjük össze és 20°-ra lehűtjük. Eközben kristálykása keletkezik, amelyet csatlakozóan, adott esetben ugyanazzal az alkohollal való felhígítás után, a 17 centrifugában az; anyalúgtól elkülönítünk. A 14 lepárlóból távozó gőzök vízben lényegesen dúsabbak, mint a 4 lepárló gőzei és ezeket ennélfogva közvetlenül a 7 oszlop alsó részébe vezetjük, melyet célszerűen 93—96°-on tartunk. Az ilyen bepárlókészülékkel visszanyert alkohol 2%-nál kevesebb vizet tartalmaz s ennélfogva közvetlenül felhasználható az ammóniumszulfát kicsapására. 1. példa e-kaprolaktám raffinálásánál keletkező 100 kg lepárlási maradékot 150 liter vízben oldunk és 90 kg tömény kénsawal 6 óra hosszat 100—102 fokra hevítjük. Az elegyet 20°-ra lehűtjük és vízzel addig hígítjuk, amíg fajsúlya az -1,15-öt el