PROCESO CONTINUO PARA PREPARACIÓN DE CAPROLACTAMA.

Un proceso continuo para preparación de caprolactama por transposición multietápica de Beckmann de ciclohexanona,

comprendiendo dicho proceso a) alimentar (i) óleum y (ii) ciclohexanona-oxima a una primera mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, b) alimentar (iii) una porción de la primera mixtura de reacción y (iv) ciclohexanona-oxima a una segunda mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, c) retirar una porción de la segunda mixtura de reacción, y opcionalmente d) alimentar (v) una porción de la segunda mixtura de reacción y (vi) ciclohexanona-oxima a una tercera mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, y e) retirar una porción de la tercera mixtura de reacción, en donde la ciclohexanona-oxima que se alimenta a las mixturas de reacción se obtiene por: 1) preparación de un medio orgánico que comprende ciclohexanona-oxima disuelta en un disolvente orgánico, 2) separación, por destilación, de ciclohexanona-oxima de dicho medio orgánico, conteniendo dicha ciclohexanona-oxima menos de 1% en peso de agua

La invención se refiere a un proceso continuo para preparación de caprolactama por transposición multietápica de Beckmann de ciclohexanona-oxima, comprendiendo dicho proceso

a) alimentar (i) óleum y (ii) ciclohexanona-oxima a una primera mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3,

b) alimentar (iii) una porción de la primera mixtura de reacción y (iv) ciclohexanona-oxima a una segunda mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3,

c) retirar una porción de la segunda mixtura de reacción, y opcionalmente

d) alimentar (v) una porción de la segunda mixtura de reacción y (vi) ciclohexanona-oxima a una tercera mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, y

e) retirar una porción de la tercera mixtura de reacción.

La caprolactama puede prepararse por transposición de Beckmann de ciclohexanona-oxima. Dicha transposición de Beckmann puede llevarse a cabo por adición de ciclohexanona-oxima a una mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3. En tal proceso, el ácido sulfúrico y SO3 actúan como un catalizador para la conversión de ciclohexanona-oxima en caprolactama. Se sabe que dicha conversión ocurre instantáneamente.

Un proceso de este tipo se describe en US-A-3.953.438. En este proceso, ciclohexanona-oxima que contiene 4,9% en peso de agua y óleum que contiene 25% en peso de SO3 se alimentan continuamente a una primera zona de transposición que contiene una masa de reacción circulante tal que la masa de reacción circulante tiene una relación en peso de ácido sulfúrico + SO3 a caprolactama de 1,45 y un contenido de SO3 de 5,9% en peso. Una porción de la masa de reacción de la primera zona de transposición catalítica equivalente a la alimentación a la misma se retira continuamente y se alimenta a una segunda zona de transposición que contiene una masa de reacción circulante. Ciclohexanona-oxima que contiene 4,9% en peso de agua se alimenta también continuamente a la masa de reacción circulante de la segunda zona de transposición. La masa de reacción circulante de la segunda zona de transposición tiene una reacción en peso de ácido sulfúrico + SO3 a caprolactama de 1,14 y un contenido de SO3 de 3,2% en peso. Se retira una porción de la masa de reacción de la segunda zona de transposición catalítica equivalente a la alimentación a la misma.

En US-A-3.953.438 se describe que la oxima puede contener hasta 6% en peso de agua. Aunque se menciona un valor de 0,1% en peso de agua como límite inferior, de hecho el proceso descrito en esta patente se lleva a cabo con un contenido mayor de agua, es decir que en todos los ejemplos se utiliza oxima que contiene 4,9% en peso de agua. No se indica método alguno para reducir el contenido de agua de la oxima.

En el proceso de US-A-3.953.438, se necesita óleum que tenga una concentración de óleum relativamente alta. Por consiguiente se necesitan grandes cantidades de SO3 para obtener el rendimiento de caprolactama deseado.

El objeto de la invención es mejorar el rendimiento al tiempo que se utilizan cantidades relativamente pequeñas de SO3.

Este objeto se consigue en el sentido de que el proceso comprende adicionalmente obtener la ciclohexanonaoxima que se alimenta a las mixturas de reacción por:

1) preparar un medio orgánico que comprende ciclohexanona-oxima disuelta en un disolvente orgánico;

2) separar, por destilación, ciclohexanona-oxima de dicho medio orgánico, conteniendo dicha ciclohexanonaoxima menos de 1% en peso de agua.

Se ha encontrado que con el proceso de la presente invención es necesario añadir menos SO3 para obtener un rendimiento elevado de caprolactama. La adición de grandes cantidades de SO3 es desventajosa, dado que, o bien tiene que aplicarse una alta concentración de SO3 en el óleum (mixtura H2SO4/SO3), lo cual es desventajoso desde un punto de vista económico y debido a que el riesgo de formación de humos del óleum aumenta y debido a que la fluidez del óleum disminuye o, cuando se utiliza todavía una concentración relativamente baja de SO3 en el óleum, tienen que alimentarse grandes cantidades de óleum a la mixtura de transposición por cantidad de oxima, lo cual da como resultado la formación de cantidades elevadas de sub-producto (sulfato de amonio) durante la neutralización subsiguiente.

En el proceso de la presente invención, o bien puede obtenerse un rendimiento mayor de caprolactama para una cantidad dada de SO3 añadida al proceso, o es necesario añadir menos SO3 para obtener un rendimiento dado de caprolactama. Adicionalmente, con el proceso de la invención puede obtenerse o bien una calidad mejorada de la caprolactama obtenida para una cantidad dada de SO3 añadida al proceso, o precisa añadirse menos SO3 para obtener una calidad de caprolactama dada.

La ciclohexanona-oxima alimentada a la mixtura de reacción se obtiene por:

1) preparación de un medio orgánico que comprende ciclohexanona-oxima disuelta en un disolvente orgánico

2) separación por destilación de la ciclohexanona-oxima de dicho medio orgánico, conteniendo dicha ciclohexanona-oxima menos de 1% en peso de agua.

La preparación de un medio orgánico que comprende ciclohexanona-oxima disuelta en un disolvente orgánico se lleva a cabo preferiblemente por puesta en contacto en una zona de reacción a la que se hace referencia en lo sucesivo como una zona de síntesis de ciclohexanona-oxima) en flujo de contracorriente de una corriente de una solución de ciclohexanona en un disolvente orgánico que es también un disolvente para la ciclohexanona-oxima y una corriente de solución acuosa de hidroxilamonio tamponada con fosfato; y retirada de la zona de reacción de un medio orgánico de ciclohexanona-oxima disuelto en dicho disolvente orgánico. Disolventes orgánicos particularmente adecuados para uso en el proceso para preparación de ciclohexanona-oxima son tolueno y benceno. Preferiblemente se utiliza como disolvente orgánico tolueno. El medio de reacción acuoso tamponado con fosfato se recicla preferiblemente de modo continuo entre una zona de síntesis de hidroxilamonio y una zona de síntesis de ciclohexanona-oxima. En la zona de síntesis de hidroxilamonio se forma hidroxilamonio por reducción catalítica de los iones nitrato u óxido nítrico con hidrógeno. En la zona de síntesis de ciclohexanona-oxima, el hidroxilamonio formado en la zona de síntesis de hidroxilamonio reacciona con ciclohexanona para formar ciclohexanona-oxima. La ciclohexanona-oxima puede separarse luego del medio de reacción acuoso que se recicla a la zona de síntesis de hidroxilamonio. Un medio orgánico que comprende la ciclohexanona-oxima formada disuelta en dicho disolvente orgánico se retira de la zona de reacción, y se destila para recuperar ciclohexanona-oxima que tiene un contenido de agua menor que 1% en peso, preferiblemente menor incluso que 0,2% en peso y aún más preferiblemente menos de 0,1% en peso. Dicha ciclohexanona-oxima recuperada se alimenta a las mixturas de reacción en el proceso de acuerdo con la invención.

El medio orgánico comprende generalmente ciclohexanona-oxima, dicho disolvente orgánico, y opcionalmente ciclohexanona. En el caso de que el medio orgánico comprenda ciclohexanona, la concentración de ciclohexanona en el medio orgánico puede ser mayor que 0,1% en peso, preferiblemente mayor que 0,5% en peso, muy preferiblemente mayor que 1% en peso. La concentración de ciclohexanona en medio orgánico puede ser menor que 10% en peso, preferiblemente menor que 5% en peso. La concentración de ciclohexanona-oxima en el medio orgánico puede ser mayor que 5% en peso, preferiblemente mayor que 10% en peso, más preferiblemente mayor que 25% en peso, y puede ser menor que 60% en peso, preferiblemente menor que 50% en peso. La concentración de disolvente orgánico en el medio orgánico puede ser mayor que 40% en peso, preferiblemente mayor que 50% en peso, y puede ser menor que 95% en peso, preferiblemente menor que 90% en peso.

En el proceso de la invención, la separación de ciclohexanona-oxima de dicho medio orgánico se efectúa por destilación. La destilación puede efectuarse de cualquier manera adecuada. La destilación puede llevarse a cabo utilizando cualquier columna o combinación de columnas adecuada. En una realización, la separación por destilación comprende destilar en medio orgánico para obtener un disolvente orgánico como un destilado (producto... [Seguir leyendo]

1. Un proceso continuo para preparación de caprolactama por transposición multietápica de Beckmann de ciclohexanona, comprendiendo dicho proceso

a) alimentar (i) óleum y (ii) ciclohexanona-oxima a una primera mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, b) alimentar (iii) una porción de la primera mixtura de reacción y (iv) ciclohexanona-oxima a una segunda mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, c) retirar una porción de la segunda mixtura de reacción, y opcionalmente d) alimentar (v) una porción de la segunda mixtura de reacción y (vi) ciclohexanona-oxima a una tercera mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, y e) retirar una porción de la tercera mixtura de reacción, en donde la ciclohexanona-oxima que se alimenta a las mixturas de reacción se obtiene por: 1) preparación de un medio orgánico que comprende ciclohexanona-oxima disuelta en un disolvente orgánico, 2) separación, por destilación, de ciclohexanona-oxima de dicho medio orgánico, conteniendo dicha ciclohexanona-oxima menos de 1% en peso de agua.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la ciclohexanona-oxima que se alimenta a las mixturas de reacción contiene menos de 0,1% en peso de agua.

3. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual el contenido de SO3 del óleum está comprendido entre 18 y 35% en peso.

4. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo dicho proceso

b) alimentar (iii) una porción de la primera mixtura de reacción y (iv) ciclohexanona-oxima a una segunda mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, en donde la relación molar M de la segunda mixtura de reacción está comprendida entre 1,0 y 1,4, y el contenido de SO3 de la segunda mixtura de reacción es mayor que 10% en peso, y

c) retirar una porción de la segunda mixtura de reacción de la cual se recupera caprolactama.

5. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo dicho proceso

d) alimentar (v) una porción de la segunda mixtura de reacción y (vi) ciclohexanona-oxima a una tercera mixtura de reacción que comprende caprolactama, ácido sulfúrico y SO3, en donde la relación molar M de la tercera mixtura de reacción está comprendida entre 1,0 y 1,4, y el contenido de SO3 de la tercera mixtura de reacción es mayor que 10% en peso, y

e) retirar una porción de la tercera mixtura de reacción de la cual se recupera caprolactama.

6. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el cual el contenido de SO3 de cada una de las mixturas de reacción primera, segunda y - en su caso - tercera es mayor que 10% en peso.