Brevet FR2392010A1 — publié le 19781222

La présente invention se rapporte a un procédé de purification de caprolactame brute contenant de l'acide, provenant du réarrangement de la cyclohexanone oxime, dans lequel on melange la caprolactame brute avec 0,8 a 2,0 équivalents d'une base (la valeur du pU étant réglée dans l'intervalle de 4 a 11), 3 à 6 parties en poids de toluène par rapport a la caprolactame et 2 à 10 parties en poids d'eau par rapport aux composés minéraux, ce qui conduit à la formation dans la phase aqueuse de deux couches, dont la couche supérieure contient substantiellement la totalité des impuretés organiques, cette couche supérieure étant écartée. Le réarrangement de la cyclohexanone oxime pour former de la caprolactame est une réaction connue. La réaction est exécutée soit en phase liquide en utilisant de l'oléum comme catalyseur de réarrangement ou en phase gazeuse en utilisant un catalyseur contenant de l'acide borique. Le mélange de réarrangement provenant du réarrangement avec de l'oléum contient ordinairement 1 à 2 moles d'acide sulfurique par mole de caprolactame. En raison de la volatilité de l'acide borique, la produit obtenu du procédé en phase gazeuse contient généralement 0,05 a 5 moles % d'acide borique. La demande de brevet de la République Fédérale d'elle magne acceptée et publiée DAS nO 1.031.308, décrit un procède de purification de la caprolactame en provenance du réarrangement dans l'oléum. La caprolactame est extraite en ajoutant 1 à 10 parties en poids de benzène par rapport a la lactame au mélange de réaction de réarrangement devant être neutralisé, en obtenant ainsi une solution de la lactame qui peut être séparée par distillation. Néanmoins, toutes les impuretés restent dans la phase aqueuse, ce qui donne lieu au problème de devoir traiter supplémentairement cette phase aqueuse. Cette diffficulte est évitée par le procédé selon la présente invention. Une base, par exemple un hydroxyde alcalin ou de l'ammoniaque, en particulier de l'hydroxyde de sodium ou de l'hydroxyde de potassium, est ajoutée initialement a la caprolactame brute contenant de l'acide. L'hydroxyde alcalin peut être utilisé sous la forme solide ou sous la forme d'une solution aqueuse. l'ammoniaque est généralement utilisé sous la forme d'une solution aqueuse. La quantité utilisée est telle que le pH est obtenu dans l'intervalle de 4 à 11, ce qui nécessite 0,8 à 2,0 équivalents de base par rapport à l'acide dans la caprolactame brute.On ajoute ensuite (l'ordre d'addition n'est pas critique) trois à six parties en poids de toluène par rapport à la quantité de caprolactame et 2 à 10 parties en poids d'eau par rapport aux composés minéraux, après on mélange et l'on attend jusqu'ce que la phase toluène et la phase aqueuse se séparent. La formation de deux phases, à savoir une phase to- luène et une phase aqueuse, est observée initialement. Cependant la phase aqueuse consiste en deux couches. Jusqùhl.50% en poids de la couche supérieure consiste en des impuretés organiques, le restant étant de l'eau, de la lactame et des traces de toluène. Bien que l'apparition de cette couche soit totalement inexplicable, elle ne constitue malgré tout pas une troisième phase authentique. Cette couche est liquide et peut être aisément séparée, par exemple au moyen d'un siphon. Si donc on sépare initialement la phase toluène et que la phase aqueuse se divise par la suite en ses deux coudbas, on obtient une phase toluène à partir de laquelle la caprolactame pure peut être isolée par distillation ou cristallisation, une couche aqueuse qui contient les impuretés organiques et qui peut être détruite ou recyclée et une couche aqueuse qui contient de l'acide sulfurique ou de l'acide borique ou leurs sels, selon le procédé original, et qui peut aussi être traitée par cristallisation ou distillation. Dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est important d'adhérer aux quantités indiquées d'alcali, d'eau et de toluène, parce que ces quantités sont critiques. Exemple 1 lOOo kg de lactame brute filtrée venant du réarrangement en phase gazeuse de la cyclohexanone oxime sur un catalyseur contenant de l'acide borique (6 kg d'acide borique) sont pompés avec 4000 kg de toluène, 4 kg de NaOH et 50 kg d'eau à travers un mélangeur statique et séparés dans un récipient séparateur. 4 kg d'une couche moyenne liquide se forment et sont séparés. Cette couche moyenne se compose de 2,0 kg d'impuretés organiques, 1,8 kg d'eau et 0,2 kg de lactame et de traces de toluène et de composants minéraux. Les produits secondaires sont des composés a odeur nauséabonde et de coloration très foncée, qui ont l'aspect du goudron à l'état anhydre et qui peuvent être brillées. On obtient une lactame ayant des caractéristiques excellentes a partir de la phase organique par deux cristallisations a partir d'une solution toluènique, facultativement après lavage à l'eau. Après concentration, le borate de sodium cristallise a partir de la phase aqueuse sous la forme de cristaux incolores limpides. Exemple 2 659 kg de solution aqueuse de NH3 à 30%, 691 kg d'eau et 1.720 kg de toluène sont ajoutés et mélangés avec 1000 kg du produit de réaction de la cyclohexanone oxime avec de l'acide sulfurique, qui contient environ 570 kg d'acide sulfurique et environ 430 kg de lactame. Après séparation, on sole 0,2 kg d'une couche moyenne contenant 44% d'impuretés organiques, 48% d'eau 4% de lactame 2% de toluène et 2% de sulfate d'ammonium. On récupère le toluène et la lactame à partir de cette couche moyenne par distillation. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de purification de la caprolactame brute contenant de l'acide obtenue dans le réarrangement de la cyclohexanone oxime, caractérisé en ce que la caprolactame brute contenant de l'acide est mélangée avec (i) 0,8 à 2,0 équivalents d'une base, en réglant ainsi la valeur du pH dans l'intervalle de 4 à 11, (ii)3 à 6 parties en poids de toluène par rapport à la caprolactame et (iii) 2 a 10 parties en poids d'eau par rapport aux com posés organiques, avec formation ainsi d'une phase aqueuse et d'une phase toluène, la phase aqueuse comprenant deux couches dont la couche supérieure contient substantiellement la totalité des impuretés organiques, cette couche supérieure étant écartée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caprolactame brute contient 1 a 2 moles d'acide sulfurique par mole de caprolactame. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caprolactame brute contient O,05 à 5 moles % d'acide borique. 4. Caprolactame, lorsqu'elle est purifiée par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.