PROCESO PARA PURIFICACION DE CAPROLACTAMA.

Proceso para purificación de caprolactama, comprendiendo dicho proceso

(a) someter la caprolactama a hidrogenación por tratamiento de la caprolactama con hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación heterogéneo que contiene níquel,

y

(b) destilar continuamente al menos una porción de la caprolactama hidrogenada en una columna de destilación, caracterizado porque la destilación se realiza continuamente durante un periodo de al menos 6 meses y porque la columna de destilación contiene níquel en una cantidad suficientemente baja de tal modo que ?PANNi =q3 durante dicho periodo de destilación continua de al menos 6 meses, en donde

?PANNi = ?PAN - ?PANNi=0,

?PAN= aumento del número PAN de la caprolactama durante la destilación, ?PANNi=0 = aumento del número PAN de la caprolactama durante la destilación en las mismas condiciones en una columna de destilación exenta de níquel, realizándose la medición de PAN de acuerdo con la norma ISO 8660

Proceso para purificación de caprolactama.

La invención se refiere a un proceso para purificación de caprolactama, comprendiendo dicho proceso

(a) someter la caprolactama a una hidrogenación por tratamiento de la caprolactama con hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación heterogéneo que contiene níquel, y

(b) destilar continuamente al menos una porción de dicha caprolactama hidrogenada en una columna de destilación.

La caprolactama impura, preparada por ejemplo por transposición de Beckmann de la ciclohexanona-oxima, puede someterse a varios pasos de purificación a fin de obtener caprolactama de la pureza requerida para polimerización a nailon 6. Un paso de purificación posible es la hidrogenación que puede llevarse a cabo para hidrogenar los compuestos insaturados orgánicos que pueden estar presentes en la caprolactama impura. La presencia de estos compuestos insaturados es desventajosa, dado que los mismos pueden deteriorar las propiedades físico-mecánicas del nailon 6 producido por polimerización de la caprolactama. Los compuestos orgánicos saturados formados por hidrogenación no influyen desfavorablemente en estas propiedades físico-mecánicas del nailon 6 y, además, estos compuestos se eliminan más fácilmente por ejemplo en una destilación después de la hidrogenación.

Un proceso de este tipo se describe en EP-A-138241. En el proceso que se describe en EP-A-138241 la caprolactama se mezcla con agua, la mezcla de caprolactama acuosa así obtenida se hidrogena subsiguientemente en presencia de un catalizador de níquel Raney (ejemplo I) o un catalizador de hidrogenación de níquel sobre SiO₂ (ejemplo II) suspendido en la mezcla acuosa de caprolactama a purificar. El catalizador de hidrogenación se separa subsiguientemente por filtración y el agua se elimina por destilación a la presión atmosférica. El producto remanente se destila a una presión de 0,8 kPa y una temperatura de 123ºC.

Sorprendentemente, se ha encontrado que la caprolactama obtenida en tal proceso tiene todavía un número PAN alto.

El objeto de la invención es por consiguiente un proceso para la purificación de caprolactama en el cual se reduce ulteriormente el número PAN de la caprolactama obtenida.

El objeto de la invención se consigue en el sentido de que la destilación se realiza continuamente durante un periodo de al menos 6 meses y que la columna de destilación contiene níquel en una cantidad suficientemente baja tal que ?PAN_Ni =q 3 durante dicho periodo de destilación continua de al menos 6 meses, en donde

?PAN_Ni = ?PAN - ?PAN_Ni=0,

?PAN = aumento del número PAN de la caprolactama durante la destilación,

?PAN_Ni=0 = aumento del número PAN de la caprolactama durante la destilación en las mismas condiciones pero en una columna de destilación exenta de níquel, realizándose la medición de PAN de acuerdo con la norma ISO 8660.

Preferiblemente, la cantidad de níquel en dicha columna de destilación es suficientemente baja de tal modo que ?PAN_Ni =q2. Más preferiblemente, la cantidad de níquel en dicha columna de destilación es suficientemente baja, tal que ?PAN_Ni =q1.

En una realización preferida, la cantidad de níquel en dicha columna de destilación es suficientemente baja, tal que ?PAN =q3. Más preferiblemente, la cantidad de níquel en dicha columna de destilación es suficientemente baja, tal que ?PAN =q2. Aún más preferiblemente, la cantidad de níquel en dicha columna de destilación es suficientemente baja, tal que ?PAN=q1.

Como se utiliza en esta memoria, el aumento del número PAN de la caprolactama durante la destilación se refiere al número PAN de la caprolactama que sale de la columna de destilación menos el número PAN de la caprolactama que entra en la columna de destilación. Como se utiliza en esta memoria, el aumento del número PAN de la caprolactama durante la destilación en las mismas condiciones pero en una columna de destilación exenta de níquel se refiere al aumento del número PAN de la caprolactama durante la destilación en las mismas condiciones debido a otras causas distintas de la presencia de níquel en el columna de destilación. Como se utiliza en esta memoria, el número PAN (número de absorción de permanganato) se determina de acuerdo con la norma ISO 8660. El número PAN de la caprolactama es una medida del contenido de impurezas oxidables de la caprolactama. Un número PAN más alto significa que está presente una mayor cantidad de impurezas oxidables.

El proceso de la presente invención se refiere también a un proceso para la purificación de caprolactama, comprendiendo dicho proceso

(a) someter la caprolactama a una hidrogenación por tratamiento de la caprolactama con hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación heterogéneo que contiene níquel,

(b) destilar continuamente al menos una porción de la caprolactama hidrogenada en una columna de destilación durante un periodo de al menos 6 meses, caracterizado porque la columna de destilación contiene níquel en una cantidad suficientemente baja tal que ?PAN =q3, donde ?PAN= aumento del número PAN de la caprolactama durante la destilación. Preferiblemente, la cantidad de níquel en dicha columna de destilación es suficientemente baja, tal que ?PAN =q2. Más preferiblemente, la cantidad de níquel en dicha columna de destilación es suficientemente baja, tal que ?PAN =q1.

Sorprendentemente, se ha encontrado que la calidad de la caprolactama se deteriora, en particular el número PAN aumenta, durante dicha destilación, en particular cuando se destilan cantidades elevadas de caprolactama hidrogenada. El proceso de la invención proporciona un proceso en el cual es posible destilar una mayor cantidad de caprolactama hidrogenada, en tanto que el deterioro de la calidad de la caprolactama en dicha destilación se mantiene igual o incluso se reduce.

Sorprendentemente, se ha encontrado que la reducción de la cantidad de níquel en la columna de destilación da como resultado menor deterioro de la calidad de la caprolactama durante dicha destilación; en particular, la reducción de la cantidad de níquel en la columna de destilación da como resultado que el número PAN de la caprolactama durante dicha destilación aumenta en menor proporción. La reducción de la cantidad de níquel en la columna de destilación en tal grado que la columna de destilación contiene níquel en cantidad suficientemente baja tal que ?PAN_Ni =q3 es especialmente ventajosa en el caso de que la destilación de la caprolactama hidrogenada se realice continuamente durante un periodo de al menos 6 meses. En tal destilación continua, se suministra continuamente caprolactama hidrogenada a la columna de destilación y los productos destilados se retiran continuamente de la columna de destilación. A fin de disminuir la necesidad de reducir la cantidad de níquel por ejemplo por limpieza de la columna de destilación, y a fin de reducir por tanto la necesidad de interrupciones de una destilación continua, es importante que puedan destilarse cantidades elevadas sin deterioro importante de la calidad del producto a destilar. El proceso de la presente invención se refiere por tanto a un proceso en el cual dicha destilación se realiza continuamente.

Sorprendentemente, se ha encontrado que la presencia de níquel en la columna de destilación ha resultado ser la causa del deterioro de la calidad de la caprolactama durante dicha destilación debido a que el níquel convierte fácilmente la caprolactama en las denominadas lactamas insaturadas (UCL), principalmente en el compuesto designado en la hoja de fórmulas como UCL-1. En la hoja de fórmulas, se representan cuatro de tales lactamas insaturadas con sus fórmulas estructurales y se designan como UCL-1, UCL-2, UCL-3 y UCL-4. El número PAN es una medida del contenido de impurezas oxidables en la caprolactama. Las UCL's, entre otros compuestos, pertenecen a las impurezas oxidables.

No era de esperar que el deterioro de la calidad durante la destilación de la caprolactama hidrogenada estuviera causado en gran parte por la presencia de níquel en la caprolactama hidrogenada alimentada a dicha destilación. De hecho, se ha encontrado que, aunque se aplican las técnicas habituales para separación de las partículas de catalizador de la caprolactama hidrogenada, la caprolactama hidrogenada obtenida después...

1. Proceso para purificación de caprolactama, comprendiendo dicho proceso

?PAN_Ni = ?PAN - ?PAN_Ni=0,

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la columna de destilación contiene níquel en una cantidad suficientemente baja tal que ?PAN_Ni =q2.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la columna de destilación contiene níquel en una cantidad suficientemente baja tal que ?PAN_Ni =q1.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el cual el proceso comprende adicionalmente, antes de dicha destilación, separar níquel de la caprolactama hidrogenada.

5. Proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dicha separación se efectúa utilizando filtración.

6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el cual el catalizador de hidrogenación que contiene níquel es un catalizador de lecho fijo.

7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el cual la hidrogenación es una hidrogenación en fase de lodo en la cual las partículas del catalizador de hidrogenación que contiene níquel están suspendidas en la caprolactama a hidrogenar.

8. Proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual después de dicha hidrogenación, las partículas del catalizador están separadas de la caprolactama hidrogenada.

9. Proceso de acuerdo con la reivindicación 4 u 8, en el cual dicha separación de níquel de la caprolactama hidrogenada se realiza después de dicha separación de las partículas de catalizador de la caprolactama hidrogenada.

10. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el cual la cantidad de níquel en la caprolactama hidrogenada que entra en dicha destilación es menor que 10 ppm.

11. Proceso de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual la cantidad de níquel en la caprolactama que entra en dicha destilación es menor que 1 ppm.

12. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el cual dicha destilación se efectúa en una columna de destilación que tiene una temperatura en el fondo comprendida entre 110 y 180ºC.

13. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en el cual dicha destilación se efectúa en una columna de destilación en la cual la caprolactama de la caprolactama hidrogenada tiene un tiempo de residencia mayor que 5 minutos.

14. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en el cual la cantidad de níquel en la caprolactama hidrogenada que entra en dicha destilación es suficientemente baja de tal manera que ?PAN_Ni =q3 durante un periodo de al menos 6 meses.

15. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en el cual se separa agua de la caprolactama hidrogenada antes de dicha destilación.

16. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1-15, en el cual la separación de níquel de la caprolactama hidrogenada se efectúa después de la separación de agua y antes de dicha destilación.

17. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en el cual la caprolactama que entra en dicha hidrogenación se obtiene por transposición de ciclohexanona-oxima con ácido sulfúrico u óleum.

18. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, comprendiendo dicho proceso:

caracterizado porque la destilación se continúa durante un periodo de al menos 6 meses y porque la cantidad de níquel en la caprolactama hidrogenada que entra en dicha destilación es menor que 50 ppm, preferiblemente menor que 10 ppm, más preferiblemente menor que 1 ppm, aún más preferiblemente menor que 500 ppb y todavía más preferiblemente menor que 100 ppb.