KR20140090605A - PRODUCTION METHOD FOR ε-CAPROLACTAM - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저급 알코올의 공존하에 시클로헥사논옥심을 고체 촉매에 접촉시키는 기상 반응을 행하여 시클로헥사논옥심을 ε-카프로락탐으로 변환하는 것, 및 기상 반응계 내에 공존하는 물, 암모니아 및 아민류의 양을 하기 (1) 내지 (3)의 값으로 조절하는 것을 포함하는 ε-카프로락탐의 제조 방법이며, 상기 저급 알코올은 기상 반응에서 얻어지는 반응 혼합물로부터 회수한 회수 저급 알코올을 포함하는 ε-카프로락탐의 제조 방법을 제공한다.
(1) 0≤{[암모니아(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<14
(2) 0<{[물(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<11
(3) 0≤{[아민류(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<7.5The present invention relates to a process for producing a cyclohexanone oxime by converting a cyclohexanone oxime into ε-caprolactam by performing a gas phase reaction in which cyclohexanone oxime is brought into contact with a solid catalyst in the coexistence of a lower alcohol and by controlling the amount of water, ammonia and amines (1) to (3), wherein the lower alcohol is a product of the production of? -Caprolactam containing the recovered lower alcohol recovered from the reaction mixture obtained in the gas phase reaction ≪ / RTI >
(1) 0? {[Ammonia (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 14
(2) 0 < {[water (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 11
(3) 0? {[Amines (Mols) / Lower Alcohol (Mols))] × 100} <7.5
Description
본 발명은 고체 촉매를 사용한 기상 반응에 의해 시클로헥사논옥심으로부터 ε-카프로락탐을 생성시키는 ε-카프로락탐의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing ε-caprolactam which produces ε-caprolactam from cyclohexanone oxime by a gas phase reaction using a solid catalyst.
본원은 2011년 10월 17일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-228142호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그의 내용을 여기에 원용한다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-228142 filed on October 17, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference.
ε-카프로락탐은 나일론 등의 원료가 되는 중요한 기간 화학 원료로서, 그의 제조 방법으로서는 고체 촉매를 사용한 기상 반응에서 시클로헥사논옥심을 전위 반응(베크만 전위)시키는 공정을 갖는 방법이 알려져 있다. 그리고, 전위 반응을 저급 알코올 공존하에서 행함으로써, 시클로헥사논옥심의 반응률, ε-카프로락탐의 선택률 및 촉매 수명을 향상시키는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 방법에 의하면, 시클로헥사논옥심의 반응률이 실질적으로 100% 부근인 조건에서도 극히 높은 선택률로 ε-카프로락탐이 얻어지며, 촉매의 수명도 현저하게 향상된다.? -caprolactam is an important periodic chemical raw material which becomes a raw material for nylon and the like, and as a production method thereof, there is known a process having a step of performing a dislocation reaction (Beckmann dislocation) of cyclohexanone oxime in a gas phase reaction using a solid catalyst. A method of improving the reaction rate of cyclohexanone oxime, the selectivity of? -Caprolactam and the catalyst life by performing a dislocation reaction in the presence of a lower alcohol has been disclosed (see Patent Document 1). According to this method, 竜 -caprolactam is obtained at an extremely high selectivity even under the condition that the reaction rate of cyclohexanone oxime is substantially 100%, and the lifetime of the catalyst is remarkably improved.
특허문헌 1에 기재된 제조 방법에 있어서는, 전위 반응에서 사용하는 저급 알코올을 반응 후에 회수하여 재이용하는 것이 가능하고, 이것은 ε-카프로락탐을 저비용으로 제조하는데 있어서 중요한 공정이 된다.In the production method described in
한편, ε-카프로락탐의 수율을 향상시키기 위해서는, 전위 반응에 있어서 혼입되는 불순물의 양을 저감시켜 반응률 및 선택률을 향상시키는 것이 중요해진다. 예를 들면, 회수하여 재이용하는 저급 알코올은 반응계로의 불순물 혼입의 주된 하나의 요인이 될 수 있다. 그 때문에, 이러한 불순물을 저감시킬 필요가 있다. 이와 같이, 불순물량을 저감시킴으로써 ε-카프로락탐은 새로운 수율의 향상이 가능하다.On the other hand, in order to improve the yield of? -Caprolactam, it is important to reduce the amount of impurities incorporated in the dislocation reaction to improve the reaction rate and selectivity. For example, a lower alcohol that is recovered and reused can be one of the main factors of impurity incorporation into the reaction system. Therefore, it is necessary to reduce such impurities. Thus, by reducing the amount of impurities,? -Caprolactam can improve the new yield.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 시클로헥사논옥심의 전위 반응에 있어서의 반응률 및 선택률이 우수한 ε-카프로락탐의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a process for producing ε-caprolactam, which is excellent in the reaction rate and selectivity in the dislocation reaction of cyclohexanone oxime.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 저급 알코올의 공존 하에 고체 촉매를 사용한 기상 반응에 의해 시클로헥사논옥심으로부터 ε-카프로락탐을 생성시키는 ε-카프로락탐의 제조 방법이며, 공존시키는 상기 저급 알코올로서 상기 기상 반응의 반응 혼합물로부터 회수한 저급 알코올을 포함하고, 상기 기상 반응시에 물, 암모니아 및 아민류의 양을 하기의 값으로 조절하는 것을 특징으로 하는 ε-카프로락탐의 제조 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a process for producing ε-caprolactam from cyclohexanone oxime by gas phase reaction using a solid catalyst in the presence of a lower alcohol, And a lower alcohol recovered from the reaction mixture of the gas phase reaction, wherein the amount of water, ammonia and amines in the gas phase reaction is controlled to the following values.
(1) 0≤{[암모니아(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<14(1) 0? {[Ammonia (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 14
(2) 0 <{[물(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<11(2) 0 < {[water (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 11
(3) 0≤{[아민류(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<7.5(3) 0? {[Amines (Mols) / Lower Alcohol (Mols))] × 100} <7.5
본 발명의 ε-카프로락탐의 제조 방법에 있어서는, 상기 반응 혼합물로부터 저급 알코올을 주성분으로 하는 가스를 증류 분리하고, 그 일부를 냉각하여 응축시킨 후 추가로 증류하여 얻어진 것을, 회수한 상기 저급 알코올의 적어도 일부로 하는 것이 바람직하다.In the process for producing epsilon -caprolactam of the present invention, the gas obtained by distilling and separating a gas containing a lower alcohol as a main component from the reaction mixture and cooling and condensing the gas is further distilled to obtain a recovered lower alcohol At least in part.
본 발명의 ε-카프로락탐의 제조 방법에 있어서는, 상기 고체 촉매가 제올라이트인 것이 바람직하다.In the process for producing [epsilon] -caprolactam of the present invention, it is preferable that the solid catalyst is zeolite.
본 발명에 따르면, 시클로헥사논옥심의 전위 반응에 있어서의 반응률 및 선택률이 우수한 ε-카프로락탐의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a process for producing ε-caprolactam which is excellent in the reaction rate and selectivity in the dislocation reaction of cyclohexanone oxime.
또한, 회수한 저급 알코올을 재이용함으로써 산업 폐기물의 양을 삭감할 수 있고, 환경에의 부하를 저감시킬 수 있다.In addition, by reusing the recovered lower alcohol, the amount of industrial waste can be reduced, and the burden on the environment can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 ε-카프로락탐의 제조 방법에 있어서의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing a manufacturing process in a process for producing? -Caprolactam according to an embodiment of the present invention; FIG.
본 발명에 따른 ε-카프로락탐의 제조 방법은, 저급 알코올의 공존하에 고체 촉매를 사용한 기상 반응에 의해, 시클로헥사논옥심으로부터 ε-카프로락탐을 생성시키는 ε-카프로락탐의 제조 방법이다. 공존시키는 상기 저급 알코올로서 상기 기상 반응의 반응 혼합물에서 회수한 저급 알코올(이하, 「회수 저급 알코올」이라고 하는 경우가 있음)을 포함하고, 상기 기상 반응시에 물, 암모니아 및 아민류의 양을 하기의 값으로 조절하는 것을 특징으로 한다.The process for producing [epsilon] -caprolactam according to the present invention is a process for producing [epsilon] -caprolactam which generates [epsilon] -caprolactam from cyclohexanone oxime by a gas phase reaction using a solid catalyst in the presence of a lower alcohol. (Hereinafter sometimes referred to as " recovered lower alcohol ") recovered in the reaction mixture of the above-mentioned vapor phase reaction as the coexisting lower alcohol, wherein the amount of water, ammonia and amines in the vapor phase reaction is And the value is adjusted to a value.
(1) 0≤{[암모니아(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}(이하, 「몰 백분율(a)」이라고 하는 경우가 있음)<14(1) 0? {[Ammonia (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} (hereinafter sometimes referred to as "mole percentage (a)") <14
(2) 0<{[물(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}(이하, 「몰 백분율(b)」이라고 하는 경우가 있음)<11(2) 0 <{[water (number of moles) / lower alcohol (mole number)] × 100} (hereinafter sometimes referred to as "mole percentage (b)") <11
(3) 0≤{[아민류(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}(이하, 「몰 백분율(c)」이라고 하는 경우가 있음)<7.5(3) 0? {[Amines (mols) / lower alcohol (mols)] x 100} (hereinafter sometimes referred to as "mole percentage (c)") <7.5
상기 기상 반응에서는 시클로헥사논옥심의 전위(베크만 전위) 반응이 진행된다.In the gas phase reaction, the dislocation (Beckmann dislocation) reaction of cyclohexanone oxime proceeds.
즉, 본 발명은 이하에 관한 것이다.That is, the present invention relates to the following.
[1] 저급 알코올의 공존하에 시클로헥사논옥심을 고체 촉매에 접촉시키는 기상 반응을 행하여 시클로헥사논옥심을 ε-카프로락탐으로 변환하는 것, 및 기상 반응계 내에 공존하는 물, 암모니아 및 아민류의 양을 하기 (1) 내지 (3)의 값으로 조절하는 것을 포함하는 ε-카프로락탐의 제조 방법이며, 상기 저급 알코올은 기상 반응에서 얻어지는 반응 혼합물로부터 회수한 회수 저급 알코올을 포함하는, ε-카프로락탐의 제조 방법.[1] A method for purifying a cyclohexanone oxime by converting a cyclohexanone oxime into ε-caprolactam by performing a gas phase reaction in which cyclohexanone oxime is brought into contact with a solid catalyst in the coexistence of a lower alcohol and a method of converting the amount of water, ammonia and amines (1) to (3), wherein the lower alcohol is a mixture of ε-caprolactam recovered from the reaction mixture obtained in the gas phase reaction and a recovered lower alcohol Gt;
(1) 0≤{[암모니아(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<14(1) 0? {[Ammonia (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 14
(2) 0<{[물(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<11(2) 0 < {[water (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 11
(3) 0≤{[아민류(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<7.5(3) 0? {[Amines (Mols) / Lower Alcohol (Mols))] × 100} <7.5
[2] 상기 회수 저급 알코올이 증류 저급 알코올을 포함하고, 상기 증류 저급 알코올은 이하의 방법으로 얻어지는, [1]에 기재된 ε-카프로락탐의 제조 방법이며, 상기 방법은 상기 기상 반응으로 얻어지는 반응 혼합물을 증류하고, 저급 알코올을 주성분으로 하는 가스를 분리하는 것, 그 가스의 일부를 냉각하여 응축시켜 저급 알코올을 주성분으로 하는 액체 혼합물을 얻은 후, 추가로 상기 액체 혼합물을 증류하여 증류 저급 알코올을 얻는 것을 포함한다.[2] The process for producing ε-caprolactam according to [1], wherein the recovered lower alcohol comprises a distilled lower alcohol and the distilled lower alcohol is obtained by the following method, Separating the gas containing the lower alcohol as a main component, cooling a part of the gas by cooling to obtain a liquid mixture containing the lower alcohol as a main component, further distilling the liquid mixture to obtain a distilled lower alcohol .
[3] 상기 고체 촉매가 제올라이트인, [1] 또는 [2]에 기재된 ε-카프로락탐의 제조 방법.[3] The process for producing ε-caprolactam according to [1] or [2], wherein the solid catalyst is a zeolite.
[4] 시클로헥사논옥심을 불활성 가스 및 저급 알코올의 공존하에서 증발시켜, 시클로헥사논옥심, 불활성 가스 및 저급 알코올을 포함하는 원료 가스를 얻는 증발 공정, 상기 원료 가스를 고체 촉매에 접촉시키는 기상 반응을 행하여, 상기 시클로헥사논옥심을 ε-카프로락탐으로 변환시켜, ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 반응 가스를 얻는 반응 공정, 상기 반응 가스를 냉각하고, 냉각하여 얻어진 반응액으로부터 불순물로서의 고비점 성분을 분리하고, ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 혼합 가스를 얻는 제1 증류 공정, 상기 혼합 가스로부터 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 조제 저급 알코올과, ε-카프로락탐을 포함하는 조제 ε-카프로락탐 혼합물을 분리하는 저급 알코올 분리 공정, 상기 조제 ε-카프로락탐 혼합물로부터 불순물로서의 저비점 성분 및 고비점 성분을 분리하여, ε-카프로락탐을 얻는 제2 증류 공정, 및 상기 조제 저급 알코올의 일부 또는 전량을 정제하여 회수 저급 알코올을 얻는 저급 알코올 회수 공정을 포함하는 ε-카프로락탐의 제조 방법이며, 상기 ε-카프로락탐의 제조 방법은 기상 반응계 내에 공존하는 물, 암모니아 및 아민류의 양을 하기 (1) 내지 (3)의 값으로 조절하는 것을 추가로 포함하는, ε-카프로락탐의 제조 방법.[4] a vaporization step of evaporating the cyclohexanone oxime under the coexistence of an inert gas and a lower alcohol to obtain a source gas containing cyclohexanone oxime, an inert gas and a lower alcohol, a vapor phase reaction in which the source gas is contacted with the solid catalyst To convert the cyclohexanone oxime into? -Caprolactam to obtain a reaction gas containing? -Caprolactam, a lower alcohol and an inert gas, a step of cooling the reaction gas, A first distillation step of separating a high boiling point component as an impurity and obtaining a mixed gas containing? -Caprolactam, a lower alcohol and an inert gas, a step of separating a mixed low-alcohol containing a lower alcohol and an inert gas, A low-alcohol separation step of separating a crude? -Caprolactam mixture containing caprolactam, A second distillation step of separating a low boiling point component and a high boiling point component as an impurity from the lactam mixture to obtain? -Caprolactam, and a lower alcohol recovery step of recovering a recovered lower alcohol by purifying a part or the whole amount of the prepared lower alcohol Wherein the method for preparing? -Caprolactam further comprises adjusting the amounts of water, ammonia and amines coexisting in the gaseous reaction system to the values of the following (1) to (3): ,? -caprolactam.
(1) 0≤{[암모니아(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<14(1) 0? {[Ammonia (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 14
(2) 0<{[물(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<11(2) 0 < {[water (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 11
(3) 0≤{[아민류(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<7.5(3) 0? {[Amines (Mols) / Lower Alcohol (Mols))] × 100} <7.5
[5] 상기 고체 촉매가 제올라이트인 것을 특징으로 하는, [4]에 기재된 ε-카프로락탐의 제조 방법.[5] The process for producing ε-caprolactam according to [4], wherein the solid catalyst is zeolite.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 ε-카프로락탐의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 ε-카프로락탐의 제조 방법에 있어서의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.Hereinafter, a method for producing [epsilon] -caprolactam according to the present invention will be described with reference to the drawings. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing a manufacturing process in a process for producing? -Caprolactam according to an embodiment of the present invention; FIG.
본 실시 형태는, 시클로헥사논옥심(7)을 불활성 가스(8), 저급 알코올(9) 및 물(10)의 공존하에서 증발시키는 증발 공정 (1), 고체 촉매의 존재하에서 시클로헥사논옥심(7)을 베크만 전위 반응시키는 반응 공정 (2), 반응 가스(12)를 냉각하고, 반응액으로부터 고비점 성분(13)을 분리하여, 유출 가스로서 ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스의 혼합 가스(14)를 얻는 제1 증류 공정 (3), 상기 혼합 가스(14)로부터 저급 알코올 및 불활성 가스를 분리하고, 불활성 가스를 포함하는 조제 저급 알코올(15) 및 조제 ε-카프로락탐을 주성분으로 하는 조제 ε-카프로락탐 혼합물(18)을 얻는 저급 알코올 분리 공정 (4), 조제 ε-카프로락탐 혼합물(18)로부터 저비점 성분(20) 및 고비점 성분(19)을 분리하는 제2 증류 공정 (5), 조제 저급 알코올(15)의 일부 또는 전량을 정제하는 저급 알코올 회수 공정 (6)을 갖는다.This embodiment relates to a vapor phase process (1) in which a cyclohexanone oxime (7) is evaporated under the coexistence of an inert gas (8), a lower alcohol (9) and water (10), a cyclohexanone oxime 7) is subjected to beckone dislocation reaction, the
즉, 본 실시 형태는, 시클로헥사논옥심을 불활성 가스(8), 저급 알코올(9) 및 물(10)의 공존하에서 증발시켜 시클로헥사논옥심(7), 불활성 가스(8), 저급 알코올(9) 및 물(10)을 포함하는 원료 가스를 얻는 증발 공정 (1); 상기 원료 가스를 고체 촉매에 접촉시키는 기상 반응을 행하여, 상기 시클로헥사논옥심(7)을 ε-카프로락탐으로 변환시켜, ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 반응 가스(12)를 얻는 반응 공정 (2); 상기 반응 가스(12)를 냉각하고, 냉각하여 얻어진 반응액으로부터 불순물로서의 고비점 성분(13)을 분리하고, ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 혼합 가스(14)를 얻는 제1 증류 공정 (3); 상기 혼합 가스(14)로부터 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 조제 저급 알코올(15)과, ε-카프로락탐을 포함하는 조제 ε-카프로락탐 혼합물(18)을 분리하는 저급 알코올 분리 공정 (4); 상기 조제 ε-카프로락탐 혼합물(18)로부터 불순물로서의 저비점 성분(20) 및 고비점 성분(19)을 분리하는 제2 증류 공정 (5); 및 상기 조제 저급 알코올(15)의 일부 또는 전량을 정제하여 회수 저급 알코올을 얻는 저급 알코올 회수 공정 (6)을 포함한다.That is, in the present embodiment, cyclohexanone oxime is evaporated under the coexistence of an inert gas (8), a lower alcohol (9) and water (10) to obtain a cyclohexanone oxime (7), an inert gas (8), a lower alcohol 9) and water (10); (7) is converted into? -Caprolactam to obtain a reaction gas (12) containing? -Caprolactam, a lower alcohol and an inert gas, and a reaction gas Reaction step (2) to be obtained; (13) as an impurity is separated from the reaction solution obtained by cooling the reaction gas (12) to obtain a mixed gas (14) containing? -Caprolactam, a lower alcohol and an inert gas, Distillation step (3); A low alcohol separation step (4) for separating a crude alcohol (15) containing a lower alcohol and an inert gas from the mixture gas (14) and a crude? -Caprolactam mixture (18) containing? -Caprolactam; A second distillation step (5) for separating the low boiling point component (20) and the high boiling point component (19) as impurities from the prepared? -Caprolactam mixture (18); And a lower alcohol recovery step (6) for purifying a part or the whole of the prepared lower alcohol (15) to obtain a recovered lower alcohol.
또한, 제2 증류 공정 (5)는 복수의 증류 공정으로 구성되어 있을 수도 있다. 보다 구체적으로는, 이하와 같다.Further, the second distillation step (5) may consist of a plurality of distillation steps. More specifically, it is as follows.
증발 공정 (1)에서는, 증발기(1)에 시클로헥사논옥심(7), 불활성 가스(8), 저급 알코올(9) 및 물(10)을 공급하고, 시클로헥사논옥심(7)을 저급 알코올(9) 및 물(10)의 공존하에서 가열하여 증발시켜, 시클로헥사논옥심(7), 저급 알코올(9) 및 물(10)을 포함하는 원료 가스(11)를 얻는다. 이때, 물은 미리 시클로헥사논옥심에 혼합할 수도 있다.In the evaporation step (1), the cyclohexanone oxime (7), the inert gas (8), the lower alcohol (9) and the water (10) are supplied to the evaporator (1), and the cyclohexanone oxime (9) and water (10) and evaporated to obtain a raw material gas (11) containing cyclohexanone oxime (7), a lower alcohol (9) and water (10). At this time, water may be mixed with cyclohexanone oxime in advance.
계속해서, 반응 공정 (2)에서는, 증발 공정 (1)에서 얻어진 원료 가스(11)를 반응기(2)에 공급하고, 원료 가스(11)를 고체 촉매에 접촉시켜, 시클로헥사논옥심을 베크만 전위 반응시켜 기상 반응을 행하고, ε-카프로락탐으로 변환하여 반응 가스(12)(이하, 반응 혼합물이라고도 함)를 얻는다. 반응 가스(12)에는 ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스가 포함된다.Subsequently, in the reaction step (2), the
본 명세서에 있어서, 기상 반응이란, 시클로헥사논옥심(7), 저급 알코올(9) 및 물(10)을 포함하는 원료 가스를 고체 촉매에 접촉시켜 반응시키는 것을 의미하고, 액상 반응과는 다른 개념이다.In the present specification, the gas phase reaction means reacting a raw material gas containing cyclohexanone oxime (7), lower alcohol (9) and water (10) in contact with a solid catalyst, to be.
계속해서, 제1 증류 공정 (3)에서는, 반응 공정 (2)에서 얻어진 반응 가스(12)를 제1 증류탑(3)에 공급하여 냉각하고, 냉각하여 얻어진 반응액으로부터 불순물로서의 고비점 성분(13)을 분리하여, ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 혼합 가스(14)를 얻는다.Subsequently, in the first distillation step (3), the reaction gas (12) obtained in the reaction step (2) is supplied to the first distillation column (3), cooled and cooled, and a high boiling point component ) Is separated to obtain a
여기서, 불활성 가스란, 질소, 아르곤 및 이산화탄소 등을 들 수 있다.Examples of the inert gas include nitrogen, argon, and carbon dioxide.
계속해서, 저급 알코올 분리 공정 (4)에서는, 제1 증류 공정 (3)에서 얻어진 혼합 가스(14)를 저급 알코올 회수 탑(4)에 공급하고, 혼합 가스(14)로부터 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 조제 저급 알코올(15)과, ε-카프로락탐을 포함하는 조제ε-카프로락탐 혼합물(18)을 분리한다. 여기서, 불활성 가스를 포함하는 조제 저급 알코올(15)에 포함되는 수분의 양을 증류 조건에 의해 조정할 수 있다.Subsequently, in the lower alcohol separation step (4), the mixed gas (14) obtained in the first distillation step (3) is supplied to the lower alcohol recovery column (4), and a lower alcohol and an inert gas And the crude epsilon -caprolactam mixture (18) containing epsilon -caprolactam are separated. Here, the amount of water contained in the crude lower alcohol (15) containing an inert gas can be adjusted by distillation conditions.
그리고, 제2 증류 공정(5)에서는, 저급 알코올 분리 공정 (4)에서 얻어진 조제 ε-카프로락탐 혼합물(18)을 제2 증류탑(5)에 공급하고, 조제 ε-카프로락탐 혼합물(18)로부터 불순물로서의 저비점 성분(20) 및 고비점 성분(19)을 분리하여, 조제 ε-카프로락탐(21)을 얻는다.In the second distillation step (5), the crude? -Caprolactam mixture (18) obtained in the lower alcohol separation step (4) is fed to the second distillation column (5), and the crude? -Caprolactam mixture The low boiling point component (20) and the high boiling point component (19) as impurities are separated to obtain crude epsilon -caprolactam (21).
여기서, 저비점 성분이란, 비점이 ε-카프로락탐보다도 낮은 성분을 의미한다.Here, the low boiling point component means a component whose boiling point is lower than? -Caprolactam.
또한, 고비점 성분이란, 비점이 ε-카프로락탐보다도 높은 성분을 의미한다.The high boiling point component means a component having a boiling point higher than that of? -Caprolactam.
또한, 저급 알코올 회수 공정 (6)에서는, 저급 알코올 분리 공정 (4)에서 얻어진 조제 저급 알코올(15)의 일부 또는 전량을 저급 알코올 정제 장치(6)에 공급하고, 암모니아 및 아민류 등의 불순물(16)을 제거하여 정제함으로써, 불활성 가스를 포함하는 회수 저급 알코올(정제 저급 알코올)(17)을 얻는다. 회수 저급 알코올(17)은 증발기(1)에 공급되어 증발 공정 (1) 이후에서 재이용된다.In the lower alcohol recovery step (6), a part or the whole of the prepared lower alcohol (15) obtained in the lower alcohol separation step (4) is supplied to the lower alcohol refining apparatus (6) and impurities such as ammonia and amines ) Is removed to obtain a recovered lower alcohol (refined lower alcohol) 17 containing an inert gas. The recovered lower alcohol (17) is supplied to the evaporator (1) and reused after the evaporation process (1).
또한, 도 1에 나타내는 것은 일례이며, 본 발명은 도 1에 나타내는 것으로 어떠한 한정이 되는 것은 아니다. 이하, 본 발명에 대해서, 회수 저급 알코올과, 저급 알코올 공존하에서의 고체 촉매를 사용한 기상 반응을 중심으로 설명한다.1 is an example, and the present invention is not limited to what is shown in FIG. Hereinafter, the present invention will be described focusing on a gas phase reaction using a recovered lower alcohol and a solid catalyst in the presence of a lower alcohol.
상기 고체 촉매는, 시클로헥사논옥심을 기상에서 베크만 전위 반응시켜 ε-카프로락탐으로 변환할 때에 사용하는 ε-카프로락탐 제조용의 고체 촉매이다. 이러한 고체 촉매로서는, 종래 다양한 것이 제안되어 있지만, 그 중에서도 제올라이트가 바람직하고, 보다 바람직하게는 펜타실형 제올라이트, 특히 바람직하게는 MFI 제올라이트이다.The solid catalyst is a solid catalyst for the production of ε-caprolactam used for converting cyclohexanone oxime to ε-caprolactam by Beckmann rearrangement reaction in vapor phase. As such solid catalysts, various ones have been proposed in the past, among which zeolite is preferable, pentasil-type zeolite, and more preferably MFI zeolite.
상기 제올라이트로서는, 그의 골격이 실질적으로 규소 및 산소로 구성되는 결정성 실리카일 수도 있고, 골격을 구성하는 원소로서 추가로 금속 원소 등, 규소 및 산소 이외의 원소를 포함하는 결정성 메탈로실리케이트 등일 수도 있다. 이 규소 및 산소 이외의 원소로서는, 예를 들면 Be, B, Al, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Sb, La, Hf 및 Bi 등을 들 수 있고, 필요에 따라서 이들 2종 이상이 포함되어 있을 수도 있다. 또한, 이들 원소에 대한 규소의 원자비는, 바람직하게는 50 이상이고, 보다 바람직하게는 500 이상이다.The zeolite may be a crystalline silica whose skeleton is substantially composed of silicon and oxygen, or may be a crystalline metal silicate or the like including elements other than silicon and oxygen, such as a metal element, have. As the elements other than silicon and oxygen, for example, Be, B, Al, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Sb, La, And may include two or more of these as required. The atomic ratio of silicon to these elements is preferably 50 or more, and more preferably 500 or more.
상기 제올라이트는, 예를 들면 규소 화합물, 4급 암모늄 화합물, 물 및 필요에 따라 금속 화합물 등을 원료로서 수열 합성으로 처리하여 얻어진 결정을 건조, 소성한 후, 암모니아나 암모늄염으로 접촉 처리하고, 계속하여 건조함으로써 적절하게 제조할 수 있다.The zeolite can be obtained by subjecting a crystal obtained by subjecting a silicon compound, a quaternary ammonium compound, water and, if necessary, a metal compound or the like, as a raw material to hydrothermal synthesis, drying and calcining, then treating with ammonia or ammonium salt, Followed by drying.
상기 고체 촉매의 입경은 0.0001 내지 5mm인 것이 바람직하고, 0.001 내지 3mm인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 고체 촉매는, 예를 들면 실질적으로 촉매 성분만을 포함하는 성형체일 수도 있고, 촉매 성분을 담체에 담지한 것일 수도 있다.The particle diameter of the solid catalyst is preferably 0.0001 to 5 mm, more preferably 0.001 to 3 mm. Further, the solid catalyst may be, for example, a molded article substantially containing only a catalyst component, or may be a catalyst component supported on a carrier.
상기 저급 알코올은 탄소수가 6 이하인 것이 바람직하고, 구체적으로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올(n-프로필알코올), 2-프로판올(이소프로필알코올), 1-부탄올(n-부틸알코올), 2-부탄올(sec-부틸알코올), 2-메틸-1-프로판올(이소부틸알코올), 1-펜탄올(n-펜틸알코올), 1-헥산올(n-헥실알코올) 및 2,2,2-트리플루오로에탄올을 예시할 수 있다. 이들 중에서도, ε-카프로락탐의 선택률 및 촉매 수명의 향상이 특히 우수한 점에서, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올 및 1-부탄올이 바람직하고, 메탄올 및 에탄올이 보다 바람직하다. 메탄올 및 에탄올은 공업적 관점에서 가장 바람직한 것이다.The lower alcohol preferably has 6 or less carbon atoms. Specific examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol (n-propyl alcohol), 2-propanol (isopropyl alcohol) Propanol (isobutyl alcohol), 1-pentanol (n-pentyl alcohol), 1-hexanol (n-hexyl alcohol) and 2,2,2-tri And fluoroethanol. Of these, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 1-butanol are preferable, and methanol and ethanol are more preferable because the selectivity of? -Caprolactam and the catalyst life are particularly improved. Methanol and ethanol are most preferred from an industrial point of view.
여기서 선택률이란, 반응 생성물 중의 ε-카프로락탐의 생성률을 의미한다.Here, the selectivity means the production rate of? -Caprolactam in the reaction product.
공존시키는 상기 저급 알코올은 1종일 수도 있고, 2종 이상일 수도 있고, 2종 이상의 경우 그의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다. 단, 취급성 등을 고려하면, 상기 저급 알코올은 1종인 것이 바람직하다.The lower alcohol to be coexisted may be one kind or two or more kinds, and in the case of two or more kinds, the combination and proportion thereof may be arbitrarily selected. However, considering the handling property and the like, the lower alcohol is preferably one kind.
본 발명에 있어서는, 상기 기상 반응을 행하여, 이에 의해 얻어진 반응 혼합물(예를 들면, 도 1에 있어서의 반응 가스(12))로부터 저급 알코올을 회수하고, 이 회수 저급 알코올(예를 들면, 도 1에 있어서의 회수 저급 알코올(17))을 새롭게 기상 반응에서 사용하여 재이용한다.In the present invention, the gas phase reaction is carried out, and the lower alcohol is recovered from the reaction mixture (for example, the
즉, 기상 반응에서 공존시키는 저급 알코올은 회수 저급 알코올을 포함한다.That is, the lower alcohol coexisting in the gas phase reaction contains the recovered lower alcohol.
회수 저급 알코올로서는, 그의 회수 방법에 따라서 다양한 것을 사용할 수 있고, 1종을 단독으로 사용할 수도 있으며, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 2종 이상 병용하는 경우, 그의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.As the recovered lower alcohol, various ones may be used depending on the recovery method thereof, and one kind thereof may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. When two or more of them are used in combination, their combination and ratio can be arbitrarily selected.
공존시키는 저급 알코올로서는, 회수 저급 알코올만을 사용할 수도 있고, 회수 저급 알코올과, 회수한 것이 아닌 저급 알코올(예를 들면, 도 1에 있어서의 저급 알코올(9), 이하 「비회수 저급 알코올」이라고 하는 경우가 있음)을 병용할 수도 있다. 회수 저급 알코올의 순도에도 의존하는데, 통상은 적어도 일부의 회수 저급 알코올을 정제하여 사용함으로써 회수 저급 알코올만으로도 불순물량을 목적으로 하는 양으로 용이하게 저감시킬 수 있다. 한편, 회수 저급 알코올은, 통상 비회수 저급 알코올보다도 불순물 함유량이 많기 때문에, 그의 순도에 따라서는 이들 불순물의 저감을 위해 보다 많은 정제 조작이 필요하게 되는 경우가 있지만, 비회수 저급 알코올을 병용함으로써 정제 조작을 생략 또는 경감해도 기상 반응시의 불순물량을 용이하게 저감할 수 있는 경우가 있다.As the lower alcohol to be coexisted, only a recovered lower alcohol may be used, or a recovered lower alcohol and a recovered lower alcohol (for example, a lower alcohol (9) shown in Fig. 1, hereinafter referred to as "non-recovered lower alcohol" ) May be used in combination. And the purity of the recovered lower alcohol. Normally, at least a part of the recovered lower alcohol is purified and used, whereby the amount of the impurity can be easily reduced to the desired amount even with the recovered lower alcohol alone. On the other hand, recovered lower alcohols usually have a higher impurity content than non-recovered lower alcohols. Therefore, depending on the purity thereof, more purification operations may be required to reduce these impurities. However, The amount of impurities during the gas phase reaction may be easily reduced even if the operation is omitted or reduced.
회수 저급 알코올은, 예를 들면 기상 반응의 반응 혼합물로부터 저급 알코올을 주성분으로 하는 가스(예를 들면, 도 1에 있어서의 조제 저급 알코올(15))를 분리함으로써 얻어진다. 저급 알코올을 주성분으로 하는 가스는, 예를 들면 증류에 의해 반응 혼합물로부터 분리할 수 있다. 증류에 의해 얻어진 저급 알코올을 이하, 증류 저급 알코올(15)이라고도 한다.The recovered lower alcohol is obtained, for example, by separating a gas containing a lower alcohol as a main component (for example, the prepared lower alcohol (15) in Fig. 1) from the reaction mixture of the gas phase reaction. The gas containing the lower alcohol as a main component can be separated from the reaction mixture, for example, by distillation. The lower alcohol obtained by distillation is hereinafter also referred to as distilled lower alcohol (15).
기상 반응이란, 원료 가스(11)를 연속적으로 공급하면서 반응액(12)을 연속적으로 발출(拔出)하는 운전 형식에 있어서는, 동일한 반응기를 사용하여, 먼저 회수 저급 알코올 또는 회수 저급 알코올을 포함하는 저급 알코올의 공존하에 시클로헥사논옥심을 고체 촉매에 접촉시켜, 시클로헥사논옥심을 ε-카프로락탐으로 변환하는 기상 반응, 또는 ε-카프로락탐의 다른 제조 공정에 있어서, 다른 반응 용기를 사용하여, 저급 알코올 공존하에 시클로헥사논옥심을 고체 촉매에 접촉시켜, 시클로헥사논옥심을 ε-카프로락탐으로 변환하는 기상 반응을 의미한다. 분리한 가스(저급 알코올을 주성분으로 하는 가스)는 그대로 사용할 수도 있고, 일부 또는 전량을 공지된 방법으로 정제하고 나서 사용할 수도 있다. 통상은, 일부를 정제하고 나서 사용하는 것이 바람직하다.In the vapor phase reaction, in the operation mode in which the
저급 알코올을 주성분으로 하는 가스(15)는, 예를 들면 가스 흡수탑 등에 도입하여 냉각함으로써 응축시킨 후, 증류에 의해 불순물을 저감시킴으로써 정제할 수 있다. 응축시킨다란, 저급 알코올을 주성분으로 하는 가스를, 저급 알코올을 주성분으로 하는 액체 혼합물로 하는 것을 의미한다.The
회수 저급 알코올로서는, 조제 저급 알코올(15)을 상기와 같이 응축하고, 증류하여 얻어진 정제 저급 알코올(17)을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.As the recovered lower alcohol, it is preferable to mix the purified lower alcohol (17) obtained by condensing the prepared lower alcohol (15) as described above.
정제 저급 알코올은, 구체적으로는 기상 반응에서 얻어지는 반응 혼합물을 증류하고, 저급 알코올을 주성분으로 하는 가스를 분리하는 것, 그 가스의 일부를 냉각하여 응축시켜 저급 알코올을 주성분으로 하는 액체 혼합물을 얻은 후, 추가로 상기 액체 혼합물을 증류하여 증류 저급 알코올을 얻는 것을 포함하는 방법으로 제조하는 것이 바람직하다.Specifically, the purified lower alcohol can be obtained by, for example, distilling a reaction mixture obtained in a gas phase reaction, separating a gas containing a lower alcohol as a main component, cooling a part of the gas by condensation to obtain a liquid mixture containing a lower alcohol as a main component , And further, distilling the liquid mixture to obtain a distilled lower alcohol.
본 발명에 있어서는, 저급 알코올을 주성분으로 하는 가스를, 상기 기상 반응의 반응 혼합물로부터 증류 분리하고, 그 일부를 냉각하여 응축시킨 후, 추가로 증류함으로써 얻어진 것을 회수 저급 알코올의 적어도 일부로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that at least a part of the recovered lower alcohol is obtained by distilling a gas containing a lower alcohol as a main component from a reaction mixture of the above-mentioned vapor phase reaction, condensing and condensing a part thereof, and further distilling .
상기 저급 알코올은 기상 반응시에, 시클로헥사논옥심에 대한 질량비(저급 알코올의 양(질량)/시클로헥사논옥심의 양(질량))가 바람직하게는 0.1 내지 20, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10, 특히 바람직하게는 0.3 내지 8이 되도록 반응계 내에 공존시킬 수 있다.The lower alcohol preferably has a mass ratio (amount of lower alcohol (mass) / amount of cyclohexanone oxime (mass)) to cyclohexanone oxime in the gas phase reaction is preferably 0.1 to 20, more preferably 0.1 to 10 , Particularly preferably from 0.3 to 8, in the reaction system.
기상 반응시의 반응계 내에 있어서의, 암모니아의 상기 몰 백분율(a)([암모니아(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100)는 0 이상 14 미만이고, 13 이하인 것이 바람직하다.The molar percentage (a) of the ammonia ([ammonia (mol) / lower alcohol (moles)] x 100) in the reaction system during the gas phase reaction is preferably 0 or more and less than 14 and is preferably 13 or less.
기상 반응시의 반응계 내에 있어서의, 물의 상기 몰 백분율(b)([물(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100)는 0보다 크고 11 미만이고, 10 이하인 것이 바람직하다.The molar percentage (b) ([water (mole number) / lower alcohol (mole number)] x 100) of water in the reaction system during the gas phase reaction is preferably greater than 0 and less than 11 and not greater than 10.
또한, 물은 전위 반응을 원활하게 진행시키기 위해서 필요한 성분이다. 이러한 관점에서, 기상 반응시의 반응계 내에 있어서의 물의 양은, 시클로헥사논옥심 1몰에 대하여 0.06몰 이상인 것이 바람직하다.In addition, water is a necessary component for proceeding the dislocation reaction smoothly. From this viewpoint, the amount of water in the reaction system during the gas phase reaction is preferably 0.06 mol or more per 1 mol of cyclohexanone oxime.
상기 아민류는, 암모니아(NH3)의 수소 원자가 탄화수소기로 치환된 것이고, 제1급 아민, 제2급 아민 및 제3급 아민 중 어느 것일 수도 있고, 모노아민 및 폴리아민 중 어느 것일 수도 있다. 대표적인 상기 아민류로서는, 제1급 아민이면 모노메틸아민을, 제2급 아민이면디메틸아민을, 제3급 아민이면 트리메틸아민을 각각 예시할 수 있다.The amines may be any of primary amines, secondary amines and tertiary amines, monoamines and polyamines, in which the hydrogen atom of ammonia (NH 3 ) is substituted by a hydrocarbon group. Representative examples of the amines include monomethylamine as the primary amine, dimethylamine as the secondary amine, and trimethylamine as the tertiary amine, respectively.
여기서, 암모니아는 시클로헥사논옥심의 가수분해시에 생성된 것이고, 아민류는 암모니아와 저급 알코올이 반응한 것이라고 예상된다.Here, it is expected that ammonia is generated upon hydrolysis of cyclohexanone oxime, and amines are reacted with ammonia and lower alcohol.
기상 반응시의 반응계 내에 있어서의, 아민류의 상기 몰 백분율(c)([아민류(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100)는 0 이상 7.5 미만이고, 7 이하인 것이 바람직하다.The molar percentage (c) ([amines (moles) / lower alcohols (moles)] x 100) of the amines in the reaction system during the gas phase reaction is preferably 0 or more and less than 7.5 and is preferably 7 or less.
물, 암모니아 및 아민류의 주된 혼입원으로서는, 회수 저급 알코올을 예시할 수 있다. 따라서, 회수 저급 알코올의 사용량 또는 순도를 조절함으로써, 용이하게 반응계 내의 물, 암모니아 및 아민류의 양을 조절할 수 있다.As a main source of introduction of water, ammonia and amines, recovered lower alcohols can be exemplified. Thus, by controlling the amount or purity of the recovered lower alcohol, the amount of water, ammonia, and amines in the reaction system can be easily controlled.
예를 들면 회수 저급 알코올과 비회수 저급 알코올의 혼합비(회수 저급 알코올(질량%):비회수 저급 알코올(질량%))를 10:0 내지 10:10으로 하는 것이 바람직하고, 10:0 내지 10:2로 하는 것이 보다 바람직하다.For example, the mixing ratio of the recovered lower alcohol and the non-recovered lower alcohol (recovered lower alcohol (mass%): non-recovered lower alcohol (mass%)) is preferably from 10: 0 to 10:10, : 2 is more preferable.
그 외, 물, 암모니아 및 아민류의 양을 조절하는 방법으로서는, 기상 반응에 있어서, 물, 암모니아 및 아민류의 양을 검출하면서, 적절히 비회수 저급 알코올의 가스를 반응계 내에 공급함으로써, 물, 암모니아 및 아민류의 양을 조절하는 방법 등을 들 수 있다.In addition, as a method for controlling the amount of water, ammonia and amines, there can be mentioned water, ammonia and amines by appropriately feeding a gas of non-recovering lower alcohol into the reaction system while detecting the amount of water, ammonia and amines in the gas phase reaction, And the like.
또한, 물의 양은 칼 피셔법, 암모니아 및 아민류의 양은 이온 크로마토그래피법 등, 공지된 수법으로 측정할 수 있다.The amount of water can be measured by Karl Fischer method, and the amount of ammonia and amines can be measured by a known method such as ion chromatography.
본 발명에 있어서는, 반응계 내에 분자 형상 산소 함유 가스를 공존시킬 수도 있다. 분자 형상 산소 함유 가스로서는, 공기를 사용하는 것이 경제적이어서 바람직하다. 분자 형상 산소의 농도는, 폭발 조성 범위 밖으로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, a molecular oxygen-containing gas may coexist in the reaction system. As the molecular oxygen-containing gas, it is preferable to use air because it is economical. It is preferable that the concentration of molecular oxygen is out of the explosion composition range.
기상 반응시의 반응계 내에 있어서의 분자 형상 산소의 양은, 시클로헥사논옥심 1몰에 대하여 0.1 내지 10몰인 것이 바람직하고, 0.3 내지 5몰인 것이 보다 바람직하다.The amount of molecular oxygen in the reaction system during the gas phase reaction is preferably 0.1 to 10 moles, more preferably 0.3 to 5 moles, per 1 mole of cyclohexanone oxime.
기상 반응은 통상의 고정상 방식, 유동상 방식 또는 이동층 방식의 기상 접촉 반응으로 행할 수 있다. 원료의 시클로헥사논옥심은 기체 상태에서 촉매층과 접촉시킴으로써 반응하는데, 저급 알코올은 기체 상태에서 시클로헥사논옥심과 미리 혼합해 둘 수도 있고, 시클로헥사논옥심과는 따로따로 반응기에 공급할 수도 있다. 고정상 방식의 경우에는, 시클로헥사논옥심 및 저급 알코올이 충분히 혼합된 상태에서 촉매층을 통과시키는 것이 바람직하다. 이에 대하여, 유동상 방식의 경우에는, 반드시 시클로헥사논옥심 및 저급 알코올이 미리 혼합되어 있을 필요성은 없고, 이들을 따로따로 반응기에 공급할 수도 있고, 또한 저급 알코올을 분할하여 공급할 수도 있다. 또한, 유동상 방식의 경우에는, 저급 알코올을 시클로헥사논옥심보다도 상류측에 공급할 수도 있다.The gas phase reaction can be performed by a gas-phase catalytic reaction in a conventional fixed bed system, a fluidized bed system or a mobile bed system. The raw cyclohexanone oxime reacts by contacting with the catalyst layer in the gaseous state. The lower alcohol may be preliminarily mixed with the cyclohexanone oxime in the gaseous state, or may be fed separately to the cyclohexanone oxime. In the case of the fixed bed method, it is preferable to pass the catalyst layer in a state in which cyclohexanone oxime and a lower alcohol are sufficiently mixed. On the other hand, in the case of the fluidized bed method, it is not always necessary that the cyclohexanone oxime and the lower alcohol be mixed in advance, and they may be supplied separately to the reactor, or the lower alcohol may be separately supplied. Further, in the case of the fluidized bed method, the lower alcohol may be supplied upstream of the cyclohexanone oxime.
분자 형상 산소 함유 가스를 사용하는 경우에는, 분자 형상 산소 함유 가스를 저급 알코올 및 시클로헥사논옥심과 혼합하거나, 또는 저급 알코올과 혼합하여 공급할 수 있고, 또한 시클로헥사논옥심보다도 반응계의 상류측에 공급할 수도 있다.In the case of using a molecular oxygen-containing gas, the molecular oxygen-containing gas can be mixed with a lower alcohol and cyclohexanone oxime or mixed with a lower alcohol, and further supplied to the upstream side of the reaction system rather than the cyclohexanone oxime It is possible.
기상 반응은 벤젠, 시클로헥산, 톨루엔 등의, 반응에 대하여 불활성인 화합물의 증기를 희석 가스로서 공존시켜서 행할 수도 있고, 질소, 이산화탄소 등의 불활성 가스를 공존시켜서 행할 수도 있다.The gas phase reaction may be performed by coexisting vapor of a compound inert to the reaction, such as benzene, cyclohexane, or toluene, as a diluting gas, or by coexistence of an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide.
기상 반응은, 대기압하 또는 대기압 이하의 감압하에서 행하는 것이 바람직하다.The gas phase reaction is preferably carried out under atmospheric pressure or under reduced pressure at atmospheric pressure or lower.
기상 반응시의 반응 온도는 250 내지 500℃인 것이 바람직하고, 300 내지 450℃인 것이 보다 바람직하고, 300 내지 400℃인 것이 특히 바람직하다. 하한값 이상으로 함으로써 반응 속도가 향상되고, 또한 ε-카프로락탐의 선택률이 보다 향상된다.The reaction temperature during the gas phase reaction is preferably 250 to 500 占 폚, more preferably 300 to 450 占 폚, and particularly preferably 300 to 400 占 폚. By setting the amount to be the lower limit value or more, the reaction rate is improved and the selectivity of? -Caprolactam is further improved.
또한, 상한값 이하로 함으로써, 시클로헥사논옥심의 열 분해가 억제되어, ε-카프로락탐의 선택률이 보다 향상된다.In addition, by setting it to the upper limit value or less, thermal decomposition of the cyclohexanone oxime is suppressed, and the selectivity of? -Caprolactam is further improved.
기상 반응시의 시클로헥사논옥심의 공간 속도(WHSV)는 0.1 내지 40h-1(즉, 촉매 1kg당의 시클로헥사논옥심의 공급 속도가 0.1 내지 40kg/h)인 것이 바람직하고, 0.2 내지 20h-1인 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 10h-1인 것이 특히 바람직하다.The space velocity (WHSV) of the cyclohexanone oxime during the gas phase reaction is preferably 0.1 to 40 h -1 (that is, the supply rate of the cyclohexanone oxime per 1 kg of the catalyst is 0.1 to 40 kg / h), preferably 0.2 to 20 h -1 , More preferably from 0.5 to 10 h < -1 & gt ;.
기상 반응(전위 반응)에 의해 생성된 ε-카프로락탐은 반응 혼합물로부터 공지된 방법으로 분리할 수 있다. 예를 들면, 반응 생성 가스를 냉각하여 응축시키고, 계속하여 추출, 증류 또는 정석(晶析) 등에 의해 분리함으로써, 정제된 ε-카프로락탐이 얻어진다.The ε-caprolactam produced by the gas phase reaction (dislocation reaction) can be separated from the reaction mixture by known methods. For example, purified epsilon -caprolactam is obtained by cooling and condensing the reaction product gas, and subsequently, by extraction, distillation, crystallization or the like.
상기 고체 촉매는, 기상 반응에서 부착된 탄소질 물질을 산소 함유 가스에 의해 200 내지 600℃의 온도에서 연소 제거(소성)할 수 있고, 용이하게 원래의 성능으로 부활할 수 있고, 반복 재이용할 수 있다. 상기 탄소질 물질의 제거는 산소 함유 가스에 알코올을 공존시켜서 행할 수도 있다.The solid catalyst can burn (remove) the carbonaceous substance adhered in the gas phase reaction by an oxygen-containing gas at a temperature of 200 to 600 ° C, can easily be revived to its original performance, have. The removal of the carbonaceous substance may be performed by coexisting with an oxygen-containing gas.
산소 함유 가스에 의한 연소 처리는, 200 내지 600℃에서 일정 온도 조건하 및 다단계로 승온시키는 조건하의 어느 것으로 행할 수도 있다.The combustion treatment by the oxygen-containing gas may be carried out at a temperature of 200 to 600 DEG C under a constant temperature condition and under a condition of heating in multiple stages.
상기 산소 함유 가스로서는 통상 공기가 적합하지만, 공기 또는 산소를 질소, 아르곤 또는 이산화탄소 등의 불활성 가스로 희석한 것일 수도 있다.The oxygen-containing gas is usually air, but air or oxygen may be diluted with an inert gas such as nitrogen, argon or carbon dioxide.
산소 함유 가스 중의 산소 농도는, 바람직하게는 1 내지 30용량%, 보다 바람직하게는 5 내지 25용량%이다.The oxygen concentration in the oxygen-containing gas is preferably 1 to 30% by volume, more preferably 5 to 25% by volume.
본 발명은 시클로헥사논옥심의 전위 반응의 원료로서, 이 전위 반응의 반응 생성물로부터의 회수물을 재이용하는 것을 전제로 하고 있다. 그리고, 시클로헥사논옥심의 전위 반응에 있어서 발생할 수 있는 불순물에 착안하여, 과도하게 존재한 경우에 이 전위 반응을 저해할 수 있는 불순물로서, 암모니아, 물 및 아민류를 특정하고, 이들의 반응계 내에서의 혼입량을 모두 한정된 범위로 한정하는 것이다. 시클로헥사논옥심의 전위 반응을 행하는, 종래의 ε-카프로락탐의 제조 방법은 수율이 높은 점에서 공업적으로 극히 우수한 방법이지만, 본 발명에 따르면, 시클로헥사논옥심의 전위 반응에 있어서의 반응률 및 선택률을 극히 고수준으로 유지할 수 있음과 함께, 촉매의 재이용도 가능하므로,ε-카프로락탐의 추가적인 수율 향상과 저비용화가 가능하다.The present invention is based on the assumption that, as a raw material for the dislocation reaction of cyclohexanone oxime, the recovered product from the reaction product of the dislocation reaction is reused. Further, attention is focused on impurities that can be generated in the dislocation reaction of cyclohexanone oxime, and ammonia, water and amines are specified as impurities capable of inhibiting this dislocation reaction in the presence of excess, Is limited to a limited range. The conventional process for producing ε-caprolactam which performs the dislocation reaction of cyclohexanone oxime is an extremely excellent process industrially in terms of high yield. According to the present invention, the reaction rate in the dislocation reaction of cyclohexanone oxime and The selectivity can be maintained at a very high level, and the catalyst can be reused, so that further improvement of the yield of epsilon -caprolactam and cost reduction are possible.
<실시예><Examples>
이하, 구체적 실시예에 의해 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예로 어떠한 한정이 되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
또한, 이하에 있어서, 공간 속도 WHSV(h-1)는 시클로헥사논옥심의 공급 속도(g/h)를 촉매 중량(g)으로 나눔으로써 산출하였다. 또한, 시클로헥사논옥심 및 ε-카프로락탐의 분석은 가스 크로마토그래피에 의해 행하고, 시클로헥사논옥심의 반응률 및 ε-카프로락탐의 선택률은, 공급한 시클로헥사논옥심의 몰수를 X, 미반응된 시클로헥사논옥심의 몰수를 Y, 생성된 ε-카프로락탐의 몰수를 Z로서, 각각 이하의 식에 의해 산출하였다.In the following description, the space velocity WHSV (h -1 ) was calculated by dividing the feed rate (g / h) of cyclohexanone oxime by the catalyst weight (g). The analysis of cyclohexanone oxime and epsilon -caprolactam was carried out by gas chromatography. The reaction rate of cyclohexanone oxime and the selectivity of epsilon -caprolactam were determined by X-number of moles of the supplied cyclohexanone oxime, The mole number of cyclohexanone oxime was calculated as Y, and the number of moles of produced? -Caprolactam was calculated as Z, respectively.
시클로헥사논옥심의 반응률(%)=[(X-Y)/X]×100(%) Of cyclohexanone oxime = [(X-Y) / X] x 100
ε-카프로락탐의 선택률(%)=[Z/(X-Y)]×100Selectivity (%) of? -caprolactam = [Z / (X-Y)] 100
[실시예 1][Example 1]
결정성 실리카를 포함하는 MFI 제올라이트(Si/Al 원자비가 147000)를 주성분으로 하는 입경 0.3mm 이하의 입자를 고체 촉매로서, 내경 1cm의 석영 유리제 반응관 중에 0.75g 충전하여 촉매층을 형성시켜, 0.72L/h에서의 질소 가스 유통하에 340℃에서 1시간 예열 처리하였다. 계속해서, 0.72L/h에서의 질소 가스 유통하에 메탄올/시클로헥사논옥심=1.3/1(질량비)의 혼합물을, 6.9g/h(시클로헥사논옥심의 WHSV가 4h-1)의 공급 속도에서 상기 반응관에 공급하고, 촉매층의 온도를 380℃로 유지하면서 10시간 반응을 행하였다. 그리고, 이때의 반응계 내의 불순물량을 이하의 관계를 만족하도록 하였다.0.75 g of particles having a particle size of 0.3 mm or less and containing MFI zeolite containing crystalline silica (Si / Al atomic ratio of 147000) as a main component and having a particle size of 0.3 mm or less were packed in a quartz glass reaction tube having an inner diameter of 1 cm to form a catalyst layer, / h at 340 占 폚 for 1 hour under nitrogen gas flow. Subsequently, a mixture of methanol / cyclohexanone oxime = 1.3 / 1 (mass ratio) under nitrogen gas flow at 0.72 L / h was fed at a feeding rate of 6.9 g / h (WHSV of cyclohexanone oxime = 4 h -1 ) The reaction tube was fed and the reaction was carried out for 10 hours while the temperature of the catalyst layer was maintained at 380 占 폚. Then, the amount of impurities in the reaction system at this time was made to satisfy the following relationship.
(a) [암모니아(몰수)/메탄올(몰수)]×100=0(a) [Ammonia (Mole) / Methanol (Mole)]] 100 = 0
(b) [물(몰수)/메탄올(몰수)]×100=6.4(b) [water (moles) / methanol (moles)] x 100 = 6.4
(c) [아민류(몰수)/메탄올(몰수)]×100=0(c) [Amines (moles) / Methanol (moles)] x 100 = 0
반응 개시부터 10시간까지의 반응액을 포집하고, 그 반응액에 있어서의 시클로헥사논옥심의 반응률과 ε-카프로락탐의 선택률을 산출하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.The reaction solution was collected from the initiation of the reaction to 10 hours, and the reaction rate of cyclohexanone oxime and the selectivity of? -Caprolactam in the reaction solution were calculated. The results are shown in Table 1.
본 실시예의 ε-카프로락탐의 수율은 94.9%였다.The yield of? -Caprolactam in this example was 94.9%.
[실시예 2][Example 2]
표 1에 나타내는 바와 같이, 암모니아의 상기 몰 백분율(a)의 값을 0 대신에 5.9로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 ε-카프로락탐을 제조하였다.As shown in Table 1, epsilon -caprolactam was prepared in the same manner as in Example 1 except that the molar percentage (a) of ammonia was changed to 5.9 instead of 0. [
ε-카프로락탐의 수율은 95.0%였다.The yield of? -caprolactam was 95.0%.
[실시예 3][Example 3]
표 1에 나타내는 바와 같이, 암모니아의 상기 몰 백분율(a)의 값을 0 대신에 8.7로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 ε-카프로락탐을 제조하였다.As shown in Table 1, epsilon -caprolactam was produced in the same manner as in Example 1 except that the molar percentage (a) of ammonia was changed to 8.7 instead of 0. [
ε-카프로락탐의 수율은 95.1%였다.The yield of? -caprolactam was 95.1%.
[비교예 1][Comparative Example 1]
표 1에 나타내는 바와 같이, 암모니아의 상기 몰 백분율(a)의 값을 0 대신에 18로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 ε-카프로락탐을 제조하였다.As shown in Table 1,? -Caprolactam was prepared in the same manner as in Example 1 except that the molar percentage (a) of ammonia was changed to 18 instead of 0. [
ε-카프로락탐의 수율은 93.2%였다.The yield of? -caprolactam was 93.2%.
[실시예 4][Example 4]
실시예 1과 동일하게, 내경 1cm의 석영 유리제 반응관 중에 고체 촉매 0.75g을 충전하여 촉매층을 형성시키고, 0.72L/h에서의 질소 가스 유통하에 340℃에서 1시간 예열 처리하였다. 계속해서, 0.72L/h에서의 질소 가스 유통하에 메탄올/시클로헥사논옥심=1.3/1(질량비)의 혼합물을, 6.9g/h(시클로헥사논옥심의 WHSV가 4h-1)의 공급 속도로 상기 반응관에 공급하고, 촉매층의 온도를 380℃로 유지하면서 2시간 반응을 행하였다. 그리고, 이때의 반응계 내의 불순물량을 이하의 관계를 만족하도록 하였다.In the same manner as in Example 1, 0.75 g of a solid catalyst was charged into a quartz glass reaction tube having an inner diameter of 1 cm to form a catalyst layer and preheated at 340 캜 for 1 hour under nitrogen gas flow at 0.72 L / h. Subsequently, a mixture of methanol / cyclohexanone oxime = 1.3 / 1 (mass ratio) under a flow of nitrogen gas at 0.72 L / h was fed at a feed rate of 6.9 g / h (WHSV of cyclohexanone oxime: 4 h -1 ) The mixture was fed to the reaction tube and reacted for 2 hours while the temperature of the catalyst layer was maintained at 380 ° C. Then, the amount of impurities in the reaction system at this time was made to satisfy the following relationship.
(a) [암모니아(몰수)/메탄올(몰수)]×100=0(a) [Ammonia (Mole) / Methanol (Mole)]] 100 = 0
(b) [물(몰수)/메탄올(몰수)]×100=6.4(b) [water (moles) / methanol (moles)] x 100 = 6.4
(c) [아민류(몰수)/메탄올(몰수)]×100=0(c) [Amines (moles) / Methanol (moles)] x 100 = 0
반응 개시부터 2시간 경과시에 있어서, 실시예 1의 경우와 동일하게 시클로헥사논옥심의 반응률 및 ε-카프로락탐의 선택률을 산출하였다.The reaction rate of cyclohexanone oxime and the selectivity of? -Caprolactam were calculated in the same manner as in Example 1 at the lapse of 2 hours from the start of the reaction.
ε-카프로락탐의 수율은 95.6%였다.The yield of? -caprolactam was 95.6%.
[실시예 5][Example 5]
표 1에 나타내는 바와 같이, 물의 상기 몰 백분율(b)의 값을 6.4 대신에 8.3으로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 ε-카프로락탐을 제조하였다.As shown in Table 1,? -Caprolactam was prepared in the same manner as in Example 4 except that the molar percentage (b) of water was changed to 8.3 instead of 6.4.
ε-카프로락탐의 수율은 95.3%였다.The yield of? -caprolactam was 95.3%.
[비교예 2][Comparative Example 2]
표 1에 나타낸 바와 같이, 물의 상기 몰 백분율(b)의 값을 6.4 대신에 14로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 ε-카프로락탐을 제조하였다.As shown in Table 1,? -Caprolactam was prepared in the same manner as in Example 4 except that the molar percentage (b) of water was changed to 14 instead of 6.4.
ε-카프로락탐의 수율은 94.6%였다.The yield of? -caprolactam was 94.6%.
[실시예 6][Example 6]
실시예 1과 동일하게, 내경 1cm의 석영 유리제 반응관 중에 고체 촉매 0.75g을 충전하여 촉매층을 형성시키고, 0.72L/h에서의 질소 가스 유통하에 340℃에서 1시간 예열 처리하였다. 계속해서, 0.72L/h에서의 질소 가스 유통하에 메탄올/시클로헥사논옥심=1.3/1(질량비)의 혼합물을, 6.9g/h(시클로헥사논옥심의 WHSV가 4h-1)의 공급 속도로 상기 반응관에 공급하고, 촉매층의 온도를 380℃로 유지하면서 2시간 반응을 행하였다. 그리고, 이때의 반응계 내의 불순물량을 이하의 관계를 만족하도록 하였다.In the same manner as in Example 1, 0.75 g of a solid catalyst was charged into a quartz glass reaction tube having an inner diameter of 1 cm to form a catalyst layer and preheated at 340 캜 for 1 hour under nitrogen gas flow at 0.72 L / h. Subsequently, a mixture of methanol / cyclohexanone oxime = 1.3 / 1 (mass ratio) under a flow of nitrogen gas at 0.72 L / h was fed at a feed rate of 6.9 g / h (WHSV of cyclohexanone oxime: 4 h -1 ) The mixture was fed to the reaction tube and reacted for 2 hours while the temperature of the catalyst layer was maintained at 380 ° C. Then, the amount of impurities in the reaction system at this time was made to satisfy the following relationship.
(a) [암모니아(몰수)/메탄올(몰수)]×100=0(a) [Ammonia (Mole) / Methanol (Mole)]] 100 = 0
(b) [물(몰수)/메탄올(몰수)]×100=6.4(b) [water (moles) / methanol (moles)] x 100 = 6.4
(c) [아민류(몰수)/메탄올(몰수)]×100=0(c) [Amines (moles) / Methanol (moles)] x 100 = 0
반응 개시부터 6시간 경과시에 있어서, 실시예 1의 경우와 동일하게 시클로헥사논옥심의 반응률 및 ε-카프로락탐의 선택률을 산출하였다.The reaction rate of cyclohexanone oxime and the selectivity of? -Caprolactam were calculated in the same manner as in Example 1 at the elapse of 6 hours from the start of the reaction.
ε-카프로락탐의 수율은 95.8%였다.The yield of? -caprolactam was 95.8%.
[실시예 7][Example 7]
표 1에 나타낸 바와 같이, 아민류로서 트리메틸아민을 사용하고, 그의 상기 몰 백분율(c)의 값을 0 대신에 3.6으로 한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 ε-카프로락탐을 제조하였다.As shown in Table 1,? -Caprolactam was produced in the same manner as in Example 6 except that trimethylamine was used as an amine and the molar percentage (c) thereof was changed to 3.6 instead of 0. [
ε-카프로락탐의 수율은 95.6%였다.The yield of? -caprolactam was 95.6%.
[비교예 3][Comparative Example 3]
표 1에 나타낸 바와 같이, 아민류로서 트리메틸아민을 사용하고, 그의 상기 몰 백분율(c)의 값을 0 대신에 7.5로 한 것 이외에는, 실시예 6과 동일하게 ε-카프로락탐을 제조하였다.As shown in Table 1,? -Caprolactam was prepared in the same manner as in Example 6 except that trimethylamine was used as an amine and the molar percentage (c) thereof was changed to 7.5 instead of 0. [
ε-카프로락탐의 수율은 95.5%였다.The yield of? -caprolactam was 95.5%.
[참고예 1][Referential Example 1]
저급 알코올 분리 공정 (4)에서 얻어진 증류 저급 알코올의 일부 또는 전량을 7 내지 30℃로 냉각하여 액화하였다. 액화한 저급 알코올은 80℃, 175kPaA의 조건에서 증류를 행하여 회수 저급 알코올(17)을 얻었다.A part or the whole amount of the distilled lower alcohol obtained in the lower alcohol separation step (4) was cooled to 7 to 30 캜 and liquefied. The liquefied lower alcohol was subjected to distillation at 80 DEG C and 175 kPaA to obtain a recovered lower alcohol (17).
이와 같이 하여 얻어진 메탄올 중에는, 물이 0.49%, 암모니아가 0.01%, 트리메틸아민이 1.4% 포함되어 있고, 이것에 물을 첨가하여 함수율을 4.0%로 하였다. 이것을 시클로헥사논옥심과 1.3/1(질량비)로 혼합하여 반응에 사용하였다.Methanol thus obtained contained 0.49% of water, 0.01% of ammonia, and 1.4% of trimethylamine. Water was added to the obtained methanol to make the water content 4.0%. This was mixed with cyclohexanone oxime in a ratio of 1.3 / 1 (mass ratio) and used in the reaction.
[실시예 8][Example 8]
실시예 1과 동일하게, 내경 1cm의 석영 유리제 반응관 중에 고체 촉매 0.75g을 충전하여 촉매층을 형성시키고, 0.72L/h에서의 질소 가스 유통하에 340℃에서 1시간 예열 처리하였다. 계속해서, 0.72L/h에서의 질소 가스 유통하에 참고예 1에서 제조한 메탄올/시클로헥사논옥심=1.3/1(질량비)의 혼합물을 6.9g/h(시클로헥사논옥심의 WHSV가 4h-1)의 공급 속도로 상기 반응관에 공급하고, 촉매층의 온도를 380℃로 유지하면서, 10시간 반응을 행하였다. 그리고, 이때의 반응계 내의 불순물량은 이하의 관계를 만족하였다.In the same manner as in Example 1, 0.75 g of a solid catalyst was charged into a quartz glass reaction tube having an inner diameter of 1 cm to form a catalyst layer and preheated at 340 캜 for 1 hour under nitrogen gas flow at 0.72 L / h. Subsequently, the 0.72L / h WHSV of a methanol / cyclohexanone oxime = 1.3 / 1 (weight ratio) mixture of 6.9g / h (cyclohexanone oxime prepared in Reference Example 1 under a flow of nitrogen gas at 4h -1 ), And the reaction was carried out for 10 hours while the temperature of the catalyst layer was maintained at 380 占 폚. The amount of impurities in the reaction system at this time satisfied the following relationship.
(a) [암모니아(몰수)/메탄올(몰수)]×100=0.02(a) [Ammonia (mole number) / Methanol (mole number)] × 100 = 0.02
(b) [물(몰수)/메탄올(몰수)]×100=7.2(b) [water (moles) / methanol (moles)] x 100 = 7.2
(c) [아민류(몰수)/메탄올(몰수)]×100=0.77(c) [Amines (moles) / Methanol (moles)] x 100 = 0.77
반응 개시부터 10시간까지의 반응액을 포집하고, 실시예 1의 경우와 동일하게 시클로헥사논옥심의 반응률 및 ε-카프로락탐의 선택률을 산출하였다.The reaction solution was collected from the start of the reaction to 10 hours, and the reaction rate of cyclohexanone oxime and the selectivity of? -Caprolactam were calculated in the same manner as in Example 1.
ε-카프로락탐의 수율은 95.3%였다.The yield of? -caprolactam was 95.3%.
상기 결과로부터 이하의 점을 확인할 수 있었다.From the above results, the following points can be confirmed.
실시예 1 내지 7에서는, 선택률 및 반응률이 모두 높은 수준이고, 촉매 활성도 양호하였다.In Examples 1 to 7, both the selectivity and the reaction rate were high, and the catalytic activity was good.
한편, 암모니아의 상기 몰 백분율(a)의 값이 상승함으로써, 비교예 1에서는 반응률은 양호하지만, 선택률이 실시예 1 내지 3보다도 낮고, 수율이 저하되었다.On the other hand, as the molar percentage (a) of ammonia increased, the reaction rate in Comparative Example 1 was good, but the selectivity was lower than in Examples 1 to 3 and the yield was lowered.
또한, 물의 상기 몰 백분율(b)의 값이 상승함으로써, 비교예 2에서는 반응률은 양호하지만, 선택률이 실시예 4 내지 5보다도 저하되었다.In addition, although the reaction rate was good in Comparative Example 2, the selectivity was lowered than in Examples 4 to 5 because the molar percentage (b) of water increased.
또한, 아민류의 상기 몰 백분율(c)의 값이 상승함으로써, 비교예 3에서는 반응률은 양호하지만, 선택률이 실시예 6 내지 7보다도 저하되었다.In addition, although the reaction rate was good in Comparative Example 3, the selectivity was lowered than in Examples 6 to 7 because the molar percentage (c) of the amines was increased.
이상과 같이, 반응계 내에서의 혼입량을 규정하는 불순물로서, 암모니아, 물 및 아민류를 선택하고, 이들의 양을 모두 한정된 범위로 한정함으로써, 시클로헥사논옥심의 전위 반응에 있어서의 반응률 및 선택률을 극히 높은 수준으로 유지할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.As described above, by selecting ammonia, water, and amines as the impurities that define the mixing amount in the reaction system and limiting the amount of ammonia, water, and amines to a limited range, the reaction rate and selectivity in the dislocation reaction of cyclohexanone oxime It can be confirmed that it can be maintained at a high level.
본 발명은 고체 촉매를 사용한 기상 반응에 의한 ε-카프로락탐의 제조에 이용 가능하다.The present invention is applicable to the production of? -Caprolactam by a gas phase reaction using a solid catalyst.
본 발명에 따르면, 시클로헥사논옥심의 전위 반응에 있어서의 선택률이 우수한 ε-카프로락탐의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a process for producing ε-caprolactam which is excellent in the selectivity in the dislocation reaction of cyclohexanone oxime.
또한, 회수한 저급 알코올을 재이용함으로써 산업 폐기물의 양을 삭감할 수 있고, 환경에의 부하를 저감할 수 있다.In addition, by reusing the recovered lower alcohol, the amount of industrial waste can be reduced, and the burden on the environment can be reduced.
1…증발기, 2…반응기, 3…제1 증류탑, 4…저급 알코올 회수탑, 5…제2 증류탑, 6…저급 알코올 정제 장치, 7…시클로헥사논옥심, 8…불활성 가스, 9…저급 알코올, 10…물, 11…원료 가스, 12…반응 가스, 13…고비점 성분, 14…ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스의 혼합 가스, 15…조제 저급 알코올(불활성 가스를 포함함), 16…암모니아 및 아민류 등의 불순물, 17…정제 저급 알코올(회수 저급 알코올, 불활성 가스를 포함함), 18…조제 ε-카프로락탐 혼합물, 19…고비점 성분, 20…저비점 성분, 21…조제 ε-카프로락탐One… Evaporator, 2 ... Reactor, 3 ... First distillation tower, 4 ... Low alcohol recovery tower, 5 ... The second distillation tower, 6 ... Low alcohol refining device, 7 ... Cyclohexanone oxime, 8 ... Inert gas, 9 ... Low alcohol, 10 ... Water, 11 ... Raw material gas, 12 ... Reaction gas, 13 ... High boiling point component, 14 ... a mixed gas of? -caprolactam, a lower alcohol and an inert gas, 15? Preparative lower alcohol (including inert gas), 16 ... Impurities such as ammonia and amines, 17 ... Refined lower alcohol (including recovered lower alcohol, inert gas), 18 ... Preparative epsilon -caprolactam mixture, 19 ... High boiling point component, 20 ... Low boiling point component, 21 ... Preparative epsilon -caprolactam
Claims (5)
기상 반응계 내에 공존하는 물, 암모니아 및 아민류의 양을 하기 (1) 내지 (3)의 값으로 조절하는 것을 포함하는 ε-카프로락탐의 제조 방법이며,
상기 저급 알코올은 기상 반응에서 얻어지는 반응 혼합물로부터 회수한 회수 저급 알코올을 포함하는, ε-카프로락탐의 제조 방법.
(1) 0≤{[암모니아(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<14
(2) 0 <{[물(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<11
(3) 0≤{[아민류(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<7.5Subjecting a cyclohexanone oxime to a solid catalyst in the presence of a lower alcohol to effect a gas phase reaction to convert cyclohexanone oxime to? -Caprolactam, and
A process for producing ε-caprolactam, which comprises adjusting the amounts of water, ammonia and amines coexisting in a gaseous reaction system to the values of the following (1) to (3)
Wherein the lower alcohol comprises a recovered lower alcohol recovered from a reaction mixture obtained in a gas phase reaction.
(1) 0? {[Ammonia (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 14
(2) 0 < {[water (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 11
(3) 0? {[Amines (Mols) / Lower Alcohol (Mols))] × 100} <7.5
상기 증류 저급 알코올은, 상기 기상 반응에서 얻어지는 반응 혼합물을 증류하고, 저급 알코올을 주성분으로 하는 가스를 분리하는 것, 그 가스의 일부를 냉각하여 응축시켜 저급 알코올을 주성분으로 하는 액체 혼합물을 얻은 후, 추가로 상기 액체 혼합물을 증류하여 증류 저급 알코올을 얻는 것을 포함하는 방법으로 얻어지는, ε-카프로락탐의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the recovered lower alcohol comprises a distilled lower alcohol,
The distillation lower alcohol is obtained by distilling a reaction mixture obtained in the gas phase reaction and separating a gas containing a lower alcohol as a main component and cooling a part of the gas to obtain a liquid mixture containing a lower alcohol as a main component, Further comprising distilling the liquid mixture to obtain a distilled lower alcohol. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 원료 가스를 고체 촉매에 접촉시키는 기상 반응을 행하여, 상기 시클로헥사논옥심을 ε-카프로락탐으로 변환시켜, ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 반응 가스를 얻는 반응 공정,
상기 반응 가스를 냉각하고, 냉각하여 얻어진 반응액으로부터 불순물로서의 고비점 성분을 분리하고, ε-카프로락탐, 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 혼합 가스를 얻는 제1 증류 공정,
상기 혼합 가스로부터 저급 알코올 및 불활성 가스를 포함하는 조제 저급 알코올과, ε-카프로락탐을 포함하는 조제 ε-카프로락탐 혼합물을 분리하는 저급 알코올 분리 공정,
상기 조제 ε-카프로락탐 혼합물로부터 불순물로서의 저비점 성분 및 고비점 성분을 분리하여, ε-카프로락탐을 얻는 제2 증류 공정, 및
상기 조제 저급 알코올의 일부 또는 전량을 정제하여 회수 저급 알코올을 얻는 저급 알코올 회수 공정을 포함하는 ε-카프로락탐의 제조 방법이며,
상기 ε-카프로락탐의 제조 방법은 기상 반응계 내에 공존하는 물, 암모니아 및 아민류의 양을 하기 (1) 내지 (3)의 값으로 조절하는 것을 추가로 포함하는, ε-카프로락탐의 제조 방법.
(1) 0≤{[암모니아(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<14
(2) 0<{[물(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<11
(3) 0≤{[아민류(몰수)/저급 알코올(몰수)]×100}<7.5An evaporation step of evaporating a cyclohexanone oxime under the coexistence of an inert gas and a lower alcohol to obtain a raw material gas containing cyclohexanone oxime, an inert gas and a lower alcohol,
A reaction step of converting the cyclohexanone oxime into? -Caprolactam to obtain a reaction gas containing? -Caprolactam, a lower alcohol and an inert gas, by performing a gas phase reaction in which the raw material gas is brought into contact with a solid catalyst,
A first distillation step in which the reaction gas is cooled and cooled to separate a high boiling point component as an impurity from the obtained reaction liquid to obtain a mixed gas containing? -Caprolactam, a lower alcohol and an inert gas,
A lower alcohol separation step of separating a crude epsilon -caprolactam mixture containing a lower alcohol and an inert gas from the mixture gas and an epsilon -caprolactam,
A second distillation step of separating a low boiling point component and a high boiling point component as an impurity from the crude? -Caprolactam mixture to obtain? -Caprolactam, and
And a lower alcohol recovery step of purifying a part or the whole of the prepared lower alcohol to obtain a recovered lower alcohol,
The method for producing? -Caprolactam further comprises adjusting the amounts of water, ammonia and amines coexisting in the gaseous reaction system to the values of the following (1) to (3).
(1) 0? {[Ammonia (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 14
(2) 0 < {[water (moles) / lower alcohol (moles)] x 100} < 11
(3) 0? {[Amines (Mols) / Lower Alcohol (Mols))] × 100} <7.5
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