SINTESIS DE CAPROLACTAMA

SÍNTESIS DE CAPROLACTAMA

La caprolactama es un intermediario importante para la producción de nylon, por esta razón es de amplia utilidad en el campo de los textiles, además de la producción de llantas, cinturones de seguridad y plásticos de ingeniería, se obtiene mediante la conversión de la ciclohexanona a ciclohexanona oxima y posteriormente mediante la transposición de Beckmann se obtiene finalmente la caprolactama. En este documento se revisa el diseño de una planta de caprolactama cuya producción anual será de 45.000 toneladas, un funcionamiento de 300 días con 65 días de parada, las dimensiones de los reactores aquí proporcionados están basadas en estos requerimientos.

La caprolactama se produce en un proceso de cinco etapas que son amoximación, purificación de la oxima, transposición de Beckmann, neutralización y decantación, purificación de la caprolactama:

1. Amoximación:

En esta primera etapa  se mezclan en un tanque la ciclohexanona con el peróxido de hidrogeno, agua y terbutanol, posteriormente se lleva la mezcla al reactor de oximación, donde a la mezcla se le añade amoníaco gaseoso y nitrógeno para producir la ciclohexanona oxima, a la salida del reactor siempre habrá una mezcla de ciclohexanona oxima con algunos reactivos que no alcanzaron a reaccionar por esta razón es necesaria un proceso de purificación.

1. Purificación de la oxima:

En este proceso se utiliza el benceno o el tolueno para una extracción liquido-liquido debido a que estos no son miscibles en agua, también se utilizan unas columnas de destilación.

1. Transposición de Beckmann:

En esta etapa la ciclohexanona oxima reacciona con el óleum, de esta manera el anillo alifático de la oxima se rompe y se produce la transposición hacia la caprolactama, en el producto se obtiene la caprolactama con un alto nivel de óleum que necesita ser neutralizado en este proceso se utilizó el amoníaco como agente neutralizador.

1. Neutralización y transposición:

En este proceso se neutraliza a temperatura y presión elevada con amoníaco, el contacto entre el óleum y el amoníaco producen sulfato de amonio, que debe ser precipitado previamente, para que la caprolactama pueda pasar al proceso de purificación.

1. Purificación de la caprolactama:

En esta etapa se hace una extracción con un disolvente orgánico para poder eliminar las impurezas que aún quedan después del proceso de precipitado, luego se continúa con una destilación para extraer el solvente de la caprolactama, opcionalmente se le puede adicionar a la torre de destilación una solución de hidróxido de sodio para regular el pH de la caprolactama ligeramente acida.

El proceso descrito se lleva a cabo la amoximación en un reactor catalítico y para la transposición de Beckmann se utilizan 4 reactores por tandas.

DIMENSION DE LOS REACTORES:

REACCIONES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO:

Formación de la oxima a partir de la ciclohexanona y ácido nítrico

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Obtención de la caprolactama a partir de la reacción entre la ciclohexanona oxima y óleum y posterior neutralización en la que se obtiene sulfato de amonio.

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