(57)【要約】【課題】容器内でのスケーリングを抑制しながら、ε−カプロラクタムを晶析する工程を有する、ε−カプロラクタムの製造方法の提供。【解決手段】溶融した粗ε−カプロラクタムと、これよりも低温のｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒と、を容器１内の晶析液に対して併注混合して、ε−カプロラクタムを晶析させる晶析工程を有するε−カプロラクタムの製造方法において、容器１は、撹拌機１３、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２を備え、晶析工程において、撹拌機１３作動時に、容器１内の第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２の全体を晶析液中に没入させながら、溶融した粗ε−カプロラクタムと、前記混合溶媒と、の併注混合を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した粗ε−カプロラクタムと、これよりも低温のｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒と、を容器内の晶析液に対して併注混合して、ε−カプロラクタムを晶析させる晶析工程を有するε−カプロラクタムの製造方法であって、
前記容器は、撹拌手段及びバッフルを備え、
前記晶析工程において、前記撹拌手段作動時に、容器内の前記バッフルの全体を晶析液中に没入させながら、溶融した粗ε−カプロラクタムと、前記混合溶媒と、の併注混合を行うことを特徴とするε−カプロラクタムの製造方法。
【請求項２】
前記晶析工程において、前記容器内のうち、晶析液の液面よりも上部に備えられた液体の噴霧手段から、ｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒を、前記容器内に別途噴霧することを特徴とする請求項１に記載のε−カプロラクタムの製造方法。
【請求項３】
前記晶析工程において、前記容器内の晶析液中に開口部が没入している液面計ノズルの、前記開口部又はこれよりも内側に、ｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒を別途供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のε−カプロラクタムの製造方法。
【請求項４】
前記晶析工程において、前記バッフルを断熱するか、又は前記バッフルの温度を、前記晶析液の温度以上で、且つ前記晶析液よりも５℃高い温度以下に調節することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のε−カプロラクタムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内でのスケーリングを抑制しながら、不純物を含む粗ε−カプロラクタムを晶析で精製する工程を有する、ε−カプロラクタムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ε−カプロラクタムはナイロン−６の製造中間体として重要な化合物であり、各種の製造方法が知られている。例えば、オキシムを発煙硫酸等の酸性媒体存在下、ベックマン転位させることにより大量に製造されている。この方法は、付加価値の少ない大量の硫安を副生するという問題を有している。
【０００３】
これを改良する方法として、固体触媒を用いた気相ベックマン転位反応によるε−カプロラクタムの製造方法が公知である。気相ベックマン転位反応に用いる固体触媒としては、ホウ酸系触媒、シリカ・アルミナ触媒、固体リン酸触媒、複合金属酸化物触媒、ゼオライト系触媒等が提案されている。さらに、高シリカ型メタロシリケート触媒を用いた例が開示されている（特許文献１〜２参照）。
【０００４】
ベックマン転位によらないε−カプロラクタムの製造方法も公知である。例えば、６−アミノカプロン酸メチルの環化反応による方法（特許文献３参照）、６−アミノカプロニトリルと水との反応でε−カプロラクタムを製造する方法（特許文献４参照）、６−ヒドロキシカプロン酸メチルとアンモニアとを、水素及び水蒸気の存在下で接触反応させてε−カプロラクタムを合成する方法（特許文献５参照）等が知られている。
【０００５】
しかしながら、これらの方法で得られるε−カプロラクタムは、種々の不純物を含有している。周知の如くε−カプロラクタムはポリアミドの原料として使用されるが、合成繊維やフィルムとして用いられるポリアミド製造用ε−カプロラクタムは高純度のものが要求されるので、上記方法により得られた粗ε−カプロラクタムは、通常、晶析、抽出、蒸留、水添等の種々の方法により精製されている。
【０００６】
これらの精製方法の中で晶析法が比較的多くの不純物を一挙に除去できる方法として知られている。しかし、一般的な晶析操作である冷却晶析は、これを連続で行う場合には、結晶化時に発生する熱を効率的に除去する必要があることにより、結晶化を目的としたε−カプロラクタム溶液と冷却媒体の温度差を大きくしたり、広い伝熱面積を有する晶析槽を適用する必要がある。加えて、ε−カプロラクタムは、冷却媒体との伝熱面にスケーリングを生じ易いことにより、スケーリングの除去を目的とした掻取式攪拌槽を有する晶析槽を用いたり、晶析槽を多段化して冷媒との温度差を小さくすることにより晶析槽内壁へのスケールの付着を抑制する方法も考えられるが、このような多段晶析槽の設置は設備費が著しく高くなるとの欠点を有する。
【０００７】
また、晶析槽を減圧にし、蒸発潜熱を利用して結晶析出を行い、次いで結晶を分離する精製方法（特許文献６参照）も知られているが、かかる方法においても、減圧にするための真空源や晶析槽の耐圧化から、設備費が増大する等の欠点を有する。
【０００８】
かかる事情に鑑み、工業的に粗ε−カプロラクタムから不純物を連続して効率的かつ経済的に除去し、高品質のε−カプロラクタムを製造するために、晶析操作を用いた粗ε−カプロラクタムの精製方法において、溶融した粗ε−カプロラクタムと冷却した特定の炭化水素溶媒とを、スケーリングを防止する目的で、析出槽内に併注する（発生するε−カプロラクタムの結晶化熱を溶媒の顕熱で相殺する場合）ことで、上記目的をすべて満足し得るε−カプロラクタムの製造方法が提供可能となること、さらに上記滴下晶析法に合わせて特定の二段析出法を併用する場合、さらには晶析後、固液分離によりε−カプロラクタムの結晶と分離された溶媒を晶析処理し、得られた結晶は併注晶析用原料とし、他方溶媒は回収して、これに必要に応じて適当な処理を施した後、原料溶媒として循環使用することで、ε−カプロラクタムを収率よく製造する方法が開示されている（特許文献７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−１２３１６７号公報
【特許文献２】特開昭６３−５４３５８号公報
【特許文献３】特開平２−２１５７６７号公報
【特許文献４】米国特許第５４９５０１６号明細書
【特許文献５】特開平９−３０４１号公報
【特許文献６】特開平１−２６１３６３号公報
【特許文献７】特開２００２−３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ε−カプロラクタムを低コストで安定的に製造するために、晶析工程においてスケーリングをさらに高度に抑制することが求められている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容器内でのスケーリングを抑制しながら、ε−カプロラクタムを晶析する工程を有する、ε−カプロラクタムの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、
本発明は、溶融した粗ε−カプロラクタムと、これよりも低温のｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒と、を容器内の晶析液に対して併注混合して、ε−カプロラクタムを晶析させる晶析工程を有するε−カプロラクタムの製造方法であって、前記容器は、撹拌手段及びバッフルを備え、前記晶析工程において、前記撹拌手段作動時に、容器内の前記バッフルの全体を晶析液中に没入させながら、溶融した粗ε−カプロラクタムと、前記混合溶媒と、の併注混合を行うことを特徴とするε−カプロラクタムの製造方法を提供する。
本発明のε−カプロラクタムの製造方法においては、前記晶析工程において、前記容器内のうち、晶析液の液面よりも上部に備えられた液体の噴霧手段から、ｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒を、前記容器内に別途噴霧することが好ましい。
本発明のε−カプロラクタムの製造方法においては、前記晶析工程において、前記容器内の晶析液中に開口部が没入している液面計ノズルの、前記開口部又はこれよりも内側に、ｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒を別途供給することが好ましい。
本発明のε−カプロラクタムの製造方法においては、前記晶析工程において、前記バッフルを断熱するか、又は前記バッフルの温度を、前記晶析液の温度以上で、且つ前記晶析液よりも５℃高い温度以下に調節することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、容器内でのスケーリングを抑制しながら、ε−カプロラクタムを晶析する工程を有する、ε−カプロラクタムの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る製造方法の晶析工程を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明に係る他の製造方法の晶析工程を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るε−カプロラクタムの製造方法は、溶融した粗ε−カプロラクタムと、これよりも低温のｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒と、を容器内の晶析液に対して併注混合して、ε−カプロラクタムを晶析させる晶析工程を有するε−カプロラクタムの製造方法であって、前記容器は、撹拌手段及びバッフルを備え、前記晶析工程において、前記撹拌手段作動時に、容器内の前記バッフルの全体を晶析液中に没入させながら、溶融した粗ε−カプロラクタムと、前記混合溶媒と、の併注混合を行うことを特徴とする。
本発明において、上記の併注混合とは、溶融した粗ε−カプロラクタムと、前記混合溶媒とを、容器内に同時に導入しながら、容器内で晶析溶媒と混合することを意味する。
本発明は、前記晶析工程において、スケーリングを高度に抑制するものである。以下、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る製造方法の晶析工程を説明するための概略断面図である。
ここに示す容器１は、第一のバッフル１１、第二のバッフル１２、撹拌機（撹拌手段）１３、液面計ノズル１４及び噴霧器（噴霧手段）１５を備える。
【００１６】
第一のバッフル１１は、外形が円柱状で、容器１の内壁１０のうち、側面部１０ｂに沿って配置されており、ここでは、容器１の高さ方向に対して平行となっている。
第二のバッフル１２は、第一のバッフル１１と同じものであり、容器１の中心軸（ここでは、撹拌機１３の回転軸１３ａとほぼ重なる）に対して第一のバッフル１１と対称な位置に配置されている。したがって、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２は、容器１内において、同じ高さに配置されている。
【００１７】
第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２は、スケーリングを抑制するより高い効果が得られることから、バフ仕上げ等の表面加工が施されていてもよい。バフ仕上げは、例えば、材質をＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼とし、その表面をバフ仕上げ３００番以上の鏡面に研磨することで行うことができる。また、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２として、その表面が、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロエチレン−プロペンコポリマー(ＦＥＰ)、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素樹脂で被覆されたものとしても、バフ仕上げ等の表面加工を行った場合と同様の効果が得られる。
【００１８】
撹拌機１３は、容器１の内壁１０のうち、底面部１０ｃから上方へ向けて延設された回転軸１３ａと、この回転軸１３ａの一方の端部に固定された翼部１３ｂと、回転軸１３ａの翼部１３ｂとは反対側の他方の端部に接続され、回転軸１３ａを回転駆動する駆動部（図示略）とを有する。すなわち、撹拌機１３は、容器１の底部側に回転軸を有する下部駆動型である。撹拌機１３は、容器１の底面部１０ｃの中心を回転軸１３ａが貫くように配置されている。
【００１９】
回転軸１３ａ及び翼部１３ｂは、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２の場合と同様の理由で、バフ仕上げ等の表面加工が施されているか、表面がフッ素樹脂で被覆されたものとしてもよい。
翼部１３ｂの形状は特に限定されず、例えば、プロペラ型、パドル型、傾斜パドル型、湾曲パドル型、いかり型、ブルマージン型、タービン型、螺旋帯型、螺旋軸型等、公知の形状を適用できる。なお、ここでは、翼部１３ｂが２枚見える状態を示しているが、翼部１３ｂの数は３〜４であることが好ましい。
【００２０】
容器１においては、その内壁１０も、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２の場合と同様の理由で、バフ仕上げ等の表面加工が施されているか、表面がフッ素樹脂で被覆されたものとしてもよい。
【００２１】
噴霧器１５は、容器１の内壁１０のうち、上面部１０ａの中心に配置されており、配管（図示略）を介して容器１の外部と接続されている。噴霧器１５は、容器１内の各部に、液体を噴霧するものである。そして、例えば、回転式洗浄ノズルからなるシャワーなど、噴霧口が設けられている部位が可動式であり、液体の噴霧角度を調節可能であるものが好ましい。
【００２２】
本発明においては、容器１を用いて、ε−カプロラクタムを晶析させる晶析工程（以下、単に「晶析工程」ということがある。）を以下のように行う。
容器１内に、晶析液を予め導入しておく。ここで、「晶析液」とは、晶析が既に行われている、ε−カプロラクタムを含む晶析液だけでなく、粗ε−カプロラクタムを導入（注入）する前の、ε−カプロラクタムを含まない溶媒も含むものとする。予め導入しておく溶媒としては、ｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒が例示でき、溶融した粗ε−カプロラクタムと共に併注混合する前記混合溶媒と同じでもよいし、異なっていてもよい。予め導入しておく晶析液の量は、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２の全体が没入する量であれば、特に限定されない。
【００２３】
次いで、溶融した粗ε−カプロラクタムと、晶析溶媒としてｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒と、を容器１内の晶析液に対して併注して、これらを容器内で混合する。併注混合時は、撹拌機１３を作動させる（晶析液を撹拌する）ことが好ましい。ｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンを用いることで、ε−カプロラクタムの高い精製効果が得られると共に、これら溶媒は沸点が近いため、溶媒組成が変動しにくく、スケーリングの抑制効果に優れる。
【００２４】
上記の併注混合により、容器１内に導入された粗ε−カプロラクタムは、晶析液中においては、結晶化前の未分散の状態で、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２へ接触することが無く、十分に分散した状態又はすでに結晶化した状態となって、はじめてこれらバッフルと接触するので、これらバッフルにおけるスケーリングが顕著に抑制される。
【００２５】
前記混合溶媒は、ｎ−ヘプタン／シクロヘキサンの質量比が２／１〜４／１であることが好ましく、２．５／１〜３．５／１であることがより好ましい。前記比率よりもｎ−ヘプタンが多過ぎると、得られる結晶の純度が下がる傾向があり、一方、ｎ−ヘプタンが少な過ぎると、晶析の収率が低下する傾向がある。
【００２６】
溶融した粗ε−カプロラクタムと、混合溶媒と、の全量併注後は、撹拌機１３を作動時させた状態（晶析液を撹拌した状態）で、晶析液中に第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２の全体を没入させた状態を維持しながら晶析を継続して、結晶を熟成させてもよい。この間も引き続き、これらバッフルにおけるスケーリングが顕著に抑制される。
【００２７】
また、晶析工程においては、下部駆動型である撹拌機１３も、全体が晶析液中に没入した状態が維持される。したがって、撹拌機１３に対しても、晶析液中の粗ε−カプロラクタムは、結晶化前の未分散の状態で接触することが無く、十分に分散した状態又はすでに結晶化した状態となってはじめて接触するので、撹拌機１３におけるスケーリングも顕著に抑制される。
【００２８】
併注混合に供する、溶融した粗ε−カプロラクタムは、溶媒で希釈されたものでもよいし、希釈されていないものでもよい。ここで、希釈に用いる溶媒としては、晶析溶媒と同じ組成又は異なる組成のｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒や、別途行った晶析工程で、精製したε−カプロラクタムの回収時に得られた晶析ろ液が例示できる。
【００２９】
容器１において、液面計ノズル１４の最上部１４ａを高さ方向の基準点とし、容器１内で晶析液が到達可能な最高部（例えば、容器１に最大量の液体を貯蔵したときの液面部）１０１の前記基準点からの高さをＨＡとし、第一のバッフル１１における上端部１１ａの前記基準点からの高さをＨＢとした場合、ＨＡ及びＨＢは、「０．４５ＨＡ≦ＨＢ≦０．５５ＨＡ」の関係を満たすことが好ましい。そして、本発明においては、撹拌機１３作動時の晶析液の液面のうち、最高部１０２の前記基準点からの高さをＨＣとした場合、ＨＡ及びＨＣは、「０．６０ＨＡ≦ＨＣ≦０．７５ＨＡ」の関係を満たすことが好ましい。このようにすることで、第一のバッフル１１におけるスケーリングが顕著に抑制される。第二のバッフル１２も同様に上記関係を満たすことで、同様の効果が得られ、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２が共に上記関係を満たすことが好ましい。
なお、図１では、晶析液の液面がほぼ平坦である例（符号１９として示す。）を示しているが、撹拌機１３の作動状態によっては、例えば、容器１の内壁１０に近い液面ほど高さが高くるなど、液面が平坦ではなくなる。また、ＨＣは、撹拌速度等で調節できる。
【００３０】
晶析時には、第一のバッフル１１を断熱するか、又は第一のバッフル１１の温度を、晶析液の温度以上で、且つ析出したε−カプロラクタムが過度に晶析液に再溶解しない温度に調節することが好ましい。ここで、「析出したε−カプロラクタムが過度に晶析液に再溶解しない温度」とは、晶析液よりも僅かに高い温度であり、より具体的には、晶析液よりも好ましくは５℃高い温度、より好ましくは１℃高い温度を上限値とするものである。このように、断熱又は温度調節することで、第一のバッフル１１におけるスケーリングを抑制するより優れた効果が得られる。第二のバッフル１２も同様に断熱するか温度調節することで、同様の効果が得られ、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２を共に、上記のように断熱するか温度調節することが好ましい。
すなわち、本発明においては、例えば、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２の好ましい前記温度調節として、
［晶析液の温度］≦［第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２の温度］≦［晶析液よりも５℃高い温度］）
とする方法が挙げられる。
【００３１】
晶析時においては、噴霧器１５から容器１内に液体を別途噴霧することが好ましい。図１においては、噴霧する液体を破線Ｌで例示している。ここで噴霧する液体は、ε−カプロラクタムの溶解度が過度に高くないものであり、晶析時の混合溶媒として使用し得るもの、すなわち、ｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒が例示できる。
ｎ−ヘプタン／シクロヘキサンの質量比は、適宜調節すればよく、晶析に使用する混合溶媒と同じでもよいし、異なっていてもよい。また、噴霧中に前記質量比を変化させてもよい。
【００３２】
上記のようにして、容器１内に液体を噴霧することで、例えば、溶融した粗ε−カプロラクタムの添加時に、容器１内の気相部に位置する内壁１０への粗ε−カプロラクタムの接触が抑制され、内壁１０でのスケーリングを抑制するより優れた効果が得られる。また、図１で示した下部駆動型の撹拌機１３に代えて、容器１の上部側に回転軸を有し、晶析液の液面から回転軸が突出する上部駆動型の撹拌機を用いた場合には、例えば、その気相部にある回転軸への粗ε−カプロラクタムの接触が抑制され、回転軸でのスケーリングを抑制するより優れた効果が得られる。
さらに、例えば、内壁１０や上部駆動型撹拌機の回転軸に、未分散のε−カプロラクタムを含む晶析液が接触した場合など、何らかの理由によりこれらの箇所でスケーリングが生じた場合でも、前記液体の噴霧により、付着物を洗い流すことで、スケーリングを抑制できる。
【００３３】
噴霧する前記液体の量及び温度等の条件は、状況に応じて適宜調節すればよく、特に限定されない。
【００３４】
晶析工程においては、容器１内の晶析液中に開口部１４ｂが没入している液面計ノズル１４について、その開口部１４ｂから、開口部１４ｂよりも内側（液面計ノズル１４の容器１に対して反対側）の部位１４ｃまでの間のいずれかの部位（開口部１４ｂ又はこれよりも内側の部位）に、矢印Ｓで示すようにｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒を別途供給することが好ましい。前記混合溶媒は、例えば、液面計ノズル１４の該当部位に配管を接続し、この配管を通じて供給すればよい。
このように、前記混合溶媒を供給することで、液面計ノズル１４の内部におけるスケーリングが抑制され、閉塞を防止できる。
【００３５】
液面計ノズル１４に供給するｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒は、噴霧器１５から容器１内に噴霧する場合のものと同様でよく、噴霧器１５から容器１内にｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒を噴霧する場合には、この混合溶媒と同じ組成でもよいし、異なる組成でもよい。また、供給中に組成比を変化させてもよい。
【００３６】
液面計ノズル１４に供給する前記混合溶媒の量及び温度等の条件は、状況に応じて適宜調節すればよく、特に限定されない。
【００３７】
晶析工程においては、撹拌機１３、なかでも回転軸１３ａにｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒を別途供給することが好ましい。このように、混合溶媒を供給することで、撹拌機１３におけるスケーリングをより抑制できる。この場合の混合溶媒は、例えば、撹拌機１３の該当部位に配管を到達させ、この配管を通じて供給すればよい。そして、混合溶媒は、液面計ノズル１４に供給するｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒と同様でよい。
【００３８】
晶析工程における上記以外の条件は、適宜調節すればよく、特に限定されない。
例えば、晶析温度は、好ましくは１０℃〜ε−カプロラクタムの融点未満の温度（℃）、より好ましくは３０〜６０℃、さらに好ましくは４０〜６０℃であるが、晶析温度での晶析液中のε−カプロラクタムの溶解度を考慮し、所定の収率が設定できる上限温度近くに設定することが、除熱必要量を削減できる点、及び不純物を分離し易い点で好ましい。
ε−カプロラクタムと併注混合する、ｎ−ヘプタン及びシクロヘキサンの混合溶媒の量は、精製に供する粗ε−カプロラクタムに対して、好ましくは０．５〜５質量倍、より好ましくは１〜４質量倍とするとよい。
【００３９】
本発明においては、反応工程、後処理工程及び取り出し工程等の、晶析工程以外の各工程については、公知の方法で行えばよい。例えば、反応工程は、固体触媒を用いた気相反応で、シクロヘキサノンオキシムを転位反応（ベックマン転位）させる工程が好ましい。
【００４０】
本発明においては、その効果を妨げない範囲内において、一部構成を適宜変更してもよい。
例えば、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２として、ここでは、外形が円柱状のものを示しているが、本発明においてはこれに限定されず、だ円柱状、角柱状等、他の形状でもよい。そして、これらバッフルは、その形状に応じて、撹拌時の晶析液との抵抗が小さくなるように配置することが好ましい。例えば、外形が角柱状のバッフルは、側面同士の交線（稜）が、撹拌されている晶析液の移動方向とは反対側の方向を向くように配置することで、バッフルと晶析液との抵抗が低減される。ただし、抵抗を容易に低減できる点から、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２は、円柱状、だ円柱状等の、側面が曲面のみで構成された形状が好ましく、円柱状がより好ましい。ここで、「側面が曲面である」とは、バッフルの中心軸から側面へ向かう方向に、側面が凸状であることを意味する。
【００４１】
また、ここでは、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２は、互いに同じであるが、本発明においては、互いに異なっていてもよい。
また、ここでは、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２は、容器１内において、同じ高さに配置されているが、異なる高さに配置されていてもよい。そして、これらバッフルは、必ずしも容器１の中心軸に対して対称な位置に配置されていなくてもよい。
【００４２】
また、ここでは、容器１が備えるバッフルの数は２であるが、本発明においてはこれに限定されず、１でもよく、３以上でもよい。ただし、晶析を効率よく行うためには、２以上であることが好ましい。バッフルの数が３以上である場合、ＨＡ及びＨＢが先に述べた好ましい関係を満たすものの数が多いほど好ましく、すべてのバッフルがＨＡ及びＨＢについて好ましい上記関係を満たすことがより好ましい。同様に、バッフルの数が３以上である場合、先に述べたように断熱するか温度調節をするバッフルの数が多いほど好ましく、すべてのバッフルを上記の様に断熱するか温度調節をすることがより好ましい。
【００４３】
噴霧器１５として、ここでは、容器１の内壁１０のうち、上面部１０ａの中心に配置されたものを示しているが、本発明においてはこれに限定されず、容器１の内部のうち、晶析液の液面よりも上部に配置されていればよい。ただし、配置位置が、晶析液の液面よりも高いほど、また容器１の中心軸に近いほど、容器１内の気相部全域と、広範囲に渡る内壁１０に、容易に液体を噴霧できる。
【００４４】
撹拌機として、ここでは、下部駆動型の撹拌機１３を示しているが、本発明においてはこれに限定されず、上記のように上部駆動型の撹拌機でもよい。図２は、このような上部駆動型の撹拌機を備えた容器を使用した場合の、本発明に係る製造方法の晶析工程を説明するための概略断面図である。なお、図２に示す構成要素のうち、図１に示すものと同じものには、図１の場合と同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
ここに示す容器２は、撹拌機１３に代えて撹拌機２３を備え、噴霧器１５が容器１の内壁１０のうち、上面部１０ａの中心からはずれた位置に配置されたこと以外は、図１に示す容器１と同じである。
撹拌機２３は、容器１の内壁１０のうち、上面部１０ａから下方へ向けて延設された回転軸２３ａと、この回転軸２３ａの一方の端部に固定された翼部２３ｂと、回転軸２３ａの翼部２３ｂとは反対側の他方の端部に接続され、回転軸２３ａを回転駆動する駆動部（図示略）とを有し、容器２の上部側に回転軸を有する上部駆動型である。撹拌機２３は、容器１の上面部１０ａの中心を回転軸２３ａが貫くように配置されている。ここでは、翼部２３ｂが２枚見える状態を示しているが、翼部２３ｂの数は３〜４であることが好ましい。
【００４６】
撹拌機２３の回転軸２３ａは、少なくとも晶析液中に没入している部位が、第一のバッフル１１及び第二のバッフル１２の場合と同様の理由で、バフ仕上げ等の表面加工が施されているか、表面がフッ素樹脂で被覆されたものとしてもよい。
【００４７】
容器２は、前記混合溶媒又は晶析液を上部駆動で撹拌する点以外は、容器１と同様に使用でき、容器１を使用した場合と同様の効果が得られる。
【００４８】
本発明によれば、容器内でのスケーリング、特にバッフルでのスケーリングを抑制しながら、ε−カプロラクタムを晶析できるので、ε−カプロラクタムの生産性、品質及び収率を安定化でき、ε−カプロラクタムを連続的に製造することもできる。
【実施例】
【００４９】
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
【００５０】
［実施例１］
図２に示した容器２を使用して、下記条件で晶析工程を行い、ε−カプロラクタムを製造した。
容器２において、二つのバッフル（第一のバッフル１１、第二のバッフル１２）として、外径が円柱状である同じものを用い、これらを、「ＨＢ＝０．５ＨＡ」の関係を満たすように配置した。併注混合する混合溶媒としては、ｎ−ヘプタン／シクロヘキサンの質量比が２．５／１〜３．５／１であるものを、精製に供する溶融した粗ε−カプロラクタムに対して、１．９７質量倍用いた。撹拌機２３としては、翼部２３ｂを４枚有した、４５°傾斜パドルであるものを用い、撹拌速度を１０６ｒｐｍとした。容器１内には、晶析液を予め導入しておき、撹拌機２３作動時において、「ＨＣ＝０．６ＨＡ」の関係を満たすようにして、二つのバッフルの全体を、晶析液中に没入させた。そして、溶融した粗ε−カプロラクタム及び前記混合溶媒の併注混合から、晶析の終了まで、晶析液の液面が「０．６０ＨＡ≦ＨＣ≦０．７５ＨＡ」の関係を満たすようにした。この間、晶析温度は５２℃とし、二つのバッフルの温度はいずれも５２〜５３℃とした。
その結果、晶析工程において、バッフルでのスケーリングは全く見られず、容器２内のその他各部でもスケーリングが顕著に抑制され（微少量であり）、精製したε−カプロラクタムの収率は７４％であった。また、１０日間の連続運転が可能であった。
【００５１】
［比較例１］
容器１内に、晶析液を予め導入して、「ＨＣ＝０．４ＨＡ」の関係を満たすように撹拌して、二つのバッフルが共に前記混合溶媒又は晶析液中に没入せず、上部が露出するようにしたこと以外は、実施例１と同様にε−カプロラクタムを製造した。その結果、晶析工程においてバッフル、特にその上部の液面近傍にスケーリングが顕著（多量）に生じた。精製したε−カプロラクタムの収率は７５％であった。
【００５２】
上記結果から明らかなように、二つのバッフルの全体を、晶析液中に没入させることで、バッフルでのスケーリングが顕著に抑制され、得られるε−カプロラクタムの品質及び収率も良好であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、固体触媒を用いた気相反応によるε−カプロラクタムの製造に利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１，２・・・容器、１１・・・第一のバッフル、１２・・・第二のバッフル、１３，２３・・・撹拌機（撹拌手段）、１４・・・液面計ノズル、１４ｂ・・・液面計ノズルの容器内の開口部、１４ｃ・・・液面計ノズルの開口部よりも内側の部位、１５・・・噴霧器（噴霧手段）、１９・・・晶析液（混合溶媒）
【図１】
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【図２】
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