170331. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás laktámok előállítására és kinyerésére
5 170331 6 zónába, ahol ezt a találmány szerint egy, a 9 vezetéken át bejuttatott ammóniumszulfát-oldattal, amelyet a B oximálózónában keletkezett oxim leválasztása után kapunk, összekeverjük. Az E keverőzónából a 10 vezeték útján a keletkező laktam, ammóniumszulfát és kénsav vizes oldatát all vezetéken keresztül az F extrakciós zónába visszük, ahol all vezetéken át érkező, vízzel nem elegyedő, szerves extrahálószerben ellenáramban extrahálunk. Az F extrakciós zónából a szerves extraháló szerben oldott laktámot a 12 vezetéken keresztül egy fel nem tüntetett elválasztó zónába visszük. Itt megy végbe az extrahálószer lepárlása és/vagy vízzel való mosás útján az oldatot laktam és az extrahálószer szétválasztása, ahonnan ezt az extrahálószert all vezeték segítségével ismét az F extrakciós zónába visszük vissza. Az ammóniumszulfát és kénsav laktámmentes vizes oldata a 13 vezetéken át egy G égetőzónába jut, ahol magas hőmérsékleten termikus bomlás indul meg és először a szulfátgyökként kötött kén válik szabaddá kéndioxid alakjában. Ezt a kéndioxid-gázt a 3, 3a, illetve 3b vezetékek útján az A hidroxilaminszulfát-szintézis-zónába, illetve a C óleumszintézis-zónába áramoltatjuk vissza. Az ammóniumszulfát- és kénsavtartalmú oldat termikus bontása a G égető zónába például az oldat bepermetezése útján földgazlángban történik és eközben lényegében N2 , S0 2 és H 2 0 tartalmú, körülbelül 1000 C° hőmérsékletű gázt kapunk. E gáz hűtése útján először egy hőcserélőben gőzképzés közben és ezt követően hűtővízzel hűtött hűtőben a gőzben eredetileg levő vízgőz jelentős része kondenzál és körülbelül 30 C°-on S02 tartalmú gáz keletkezik, amely nitrogénen kívül még hidrogént is tartalmaz. Mivel olyan körfolyamat létesítéséhez, amelynél kénsavnak e körfolyamati rendszerhez illetve rendszerből való hozzá- vagy elvezetése felesleges, óleum előállításának a lehetősége a Beckmann-féle átrendezés miatt lényeges előfeltétel, az óleumszintézishez a C zónában olyan kéndioxid-tartalmú gázból kell kiindulni, amelyben az S02 és a víz közötti mólarány 1:1 fölött van, előnyösen 1,5:1 aránynál nagyobb. Ilyen kevés vizet tartalmazó S02 -tartalmú gázt egyszerűen úgy kaphatunk, hogy a C óleumszintéziszónába a 3b vezetéken keresztül bevezetendő kéndioxidot egy H mosó-zónában az A hidroxilaminszulfátszintézis-zónában először közbenső termékként keletkező hidroxilamindiszulfonsav-ammóniumsó-oldattal mossuk, amely körülbelül 0 C°-os és a 4a vezetéken keresztül a H mosó-zónába kerül, majd a 4b vezeték útján ismét visszafolyik az A hidroxilaminszulfát-szintézis-zónába. Ezt az oldatot a mosandó S02 -tartalmú gázzal való érintkeztetés útján körülbelül 25 C°-ra melegítjük. Egyidejűleg vízgőz kondenzál ebből a gázból és ezáltal az S02 /H 2 O-arányt a C zónában az óleumszintézishez szükséges értékre hozzuk. Ilyen kevés vizet tartalmazó SO 2 -tartalmú gázt az S02 -tartalmú gázáramnak egy más alkalmas folyamatárammal történő közvetlen hűtése útján is kaphatunk, például a tömény ammóniumszulfát- és kénsavtartalmú oldattal, amely azután keletkezik, miután a laktam extrakciós útján a szerves, vízzel nem elegyedő oldószerbe átment. A következő példák a találmány szemléltetésére szolgálnak. £-kaprolaktám előállításához ciklohexanonból indulunk ki. Az elsőként megadott példában a végső oximmá alakítás 4,5 pH-n történik és 5 következésképpen a 9 vezetéken keresztül elfolyó ammóniumszulfát-tartalmú oldat pH-ja 4,5, azaz a mólarány az (NH4 ) 2 S0 4 és (NH 4 )SOH + H 2 S0 4 között 1:1, míg a második példában az oximmá alakítás 1,5 pH-n ellenáramban történik és ezáltal az 10 (NH4 ) 2 S0 4 és (NH 4 ) 2 S0 4 + H 2 S0 4 közötti mólarány az elfolyó ammóniumszulfát-oldatban 0,84:1. Ebben az ammóniumszulfátot és kénsavat tartalmazó oldatban a mólarány az ammóniumszulfát, illetve az ammóniumszulfát és szabad kénsav összege 15 között az ammóniumhidrogénszulfát mólviszonyának közelítőleg megfelel, tehát körülbelül 0,5:1 viszonylag kis eltérések előfordulhatnak ettől az aránytól és a gyakorlatban például laktámot olyan oldatokból extrahálunk, amelyekben a mólarány ammóniumszulfát 20 és az ammóniumszulfát + kénsav között 0,45 és 0,63 között ingadozik. Ha a mólarány az oldatban nem is pontosan 0,5:1, az oldatot a leírás további részében és a megfelelő igénypontban lényegében „ammóniumhidrogénszulfát-tartalmú" oldatnak nevezzük. 25 A találmány szerinti eljárás egy kiviteli módját a 2. ábrán mutatjuk be, amely lényegében az 1. ábrán feltüntetett kiviteli módnak felel meg. A különbség abban van, hogy most a C óleum-előálÜtó-zónába a 3b vezetéken át vezetendő S02 gázt a H mosózónában az 30 F extrakciós zónából elvezetendő, főként ammóniumhidrogénszulfátot tartalmazó oldattal mossuk, amelynek a hőmérséklete körülbelül 20 C° és a 13a vezetéken keresztül lép be a H mosózónába, majd a 13b vezetéken, a K bepárlóedényen és a 13c veze-35 téken át a G égetőzónába folyik. Ezt az oldatot a mosandó S02 -tartalmú gázzal való érintkeztetés útján körülbelül 30 C°-ra felmelegítjük, míg a mosandó gázból vízgőz kondenzálódik és ezáltal az S02 /H 2 0-arányt a C zónában az óleumelőállításhoz megkö-40 vetélt értékre növeljük. Egy 100,000 tonnás termelésű kaprolaktám-berendezés számára a fent leírt eljárás alkalmazása esetén például S02 -tartalmú gáz, amelyet valamely körülbelül 80 súly%-os főként ammóniumhidrogénszul-45 fátot tartalmazó előkoncentrált oldat földgázlángban való elégetése útján kaptunk, amely gáz 6,8 tf% S02 mellett körülbelül 5,5 tf% H2 0-t tartalmaz, a H mosókolonnában 99 000 kg laktámmentes, az F extrakciós kolonnából származó oldattal mosható. Az 50 oldatot eközben 20 C°-ról 30 C°-ra melegítjük. Az S02 -tartalmú, óránként 57 000 normál m 3 mennyiségű és 35 C°-os gázáram azután 30 C°-ra hűl le, miközben körülbelül 690kg vízgőz kondenzálódik és ezáltal a következő összetételű gáz keletkezik: 55 S02 6,9 tf% H2 0 4,1 tf% 02 6,8 tf% C02 5,3 tf% N2 76,9 tf% 60 Ez a gáz alkalmas arra, hogy 20% feletti szabad S03 -mal rendelkező óleummá dolgozzuk fel. Ily módon koncentrált óleummal nem előszárított, 5—6% nedvességtartalmú ciklohexanonoxim még folyamatosan kaprolaktámmá alakítható. 65 A találmány szerinti eljárás bemutatására szolgál-
