La caprolactama, un precursor esencial del nailon 6, se utiliza ampliamente en la producción de diversas fibras industriales, textiles y plásticos. Mantener una pureza constante de la caprolactama es esencial para garantizar la calidad de estos productos terminados. El análisis del índice de absorción de permanganato (PAN) sirve como indicador clave de la pureza de la caprolactama en el proceso de producción, de acuerdo con la norma ISO 8660.
Esta Nota de Aplicación del Proceso describe la monitorización sencilla, 24/7, del índice de absorción de permanganato (PAN) como medida de la pureza de la caprolactama en el proceso correspondiente.
En 2023, la capacidad de producción mundial de caprolactama fue de aproximadamente 9 millones de toneladas [1], la mayoría de los cuales se utilizaron para producir nailon 6. El nailon 6 se utiliza principalmente para fabricar fibras para ropa, alfombras y fines industriales. Aproximadamente el 30% del nailon 6 producido se utiliza para la producción de resina.1].
La caprolactama se fabrica principalmente a partir de ciclohexanona, ciclohexano o tolueno. El proceso industrial dominante implica la conversión de ciclohexanona en oxima de ciclohexanona, seguida de una transposición de Beckmann para producir caprolactama con una eficiencia de casi el 98 % [2].
El proceso de reordenamiento de Beckmann, estándar en la industria, emplea ácido sulfúrico (u óleum) como catalizador para transformar la oxima de ciclohexanona en caprolactama (Reacción 1). Sin embargo, este método genera sulfato de amonio como subproducto. Si bien es valioso para la producción de fertilizantes, su impacto ambiental ha provocado restricciones en ciertas regiones.
Mantener la calidad de la caprolactama es crucial para sus aplicaciones posteriores, como la producción de nailon 6. Esto se puede lograr empleando una prueba específica: el análisis del número de absorción de permanganato (PAN).
Este procedimiento estandarizado, detallado en referencias internacionales como ISO 8660, mide la presencia de impurezas oxidables dentro de la muestra de caprolactama.
Esencialmente, el análisis PAN mide la estabilidad de la caprolactama evaluando su reacción con permanganato de potasio. Valores de PAN más bajos indican una muestra de caprolactama más pura, lo que conduce a la producción de nailon 6 de mejor calidad.
El análisis de laboratorio tradicional que emplea muestreo manual es una opción viable, pero presenta ciertas desventajas. La naturaleza lenta de este enfoque hace que no se detecten las variaciones del proceso en tiempo real. Analizar múltiples corrientes de procesos simultáneamente requiere mucho trabajo y el uso de ácido sulfúrico genera problemas de seguridad en el entorno del laboratorio.
En vista de estas limitaciones, los analizadores de procesos en línea como el 2060 TI Process Analyzer (Figura 2) han surgido como la solución preferida. Este analizador de procesos exhibe tecnología de vanguardia y ofrece un análisis continuo y de alta precisión de las impurezas de caprolactama, lo que garantiza la producción constante de nailon 6 de máxima calidad.
Las impurezas oxidables se controlan en caprolactama según ISO 8660 para fines en línea, con mediciones colorimétricas precisas controladas por tiempo y temperatura. Metrohm Process Analytics ofrece una solución de analizador de procesos multiparamétrico para medir con precisión PAN en línea según la norma ISO 8660: el Analizador de procesos TI 2060 (Figura 2).
| Parámetro | Rango |
|---|---|
| PAN | 0–35 |
Dado que la caprolactama absorbe humedad, emplear una técnica confiable para determinar el contenido de agua también es crucial. El 2060 El El analizador NIR de Metrohm Process Analytics se presenta como una excelente solución en este sentido. Proporciona mediciones precisas del contenido de agua en segundos, elimina la necesidad de preparación de muestras y no genera desechos químicos.
Son posibles otras aplicaciones en línea dependiendo del proceso de producción, incluido NH4Ohio, Nueva Hampshire4NO2, ENTONCES32-, alcalinidad, humedad, hierro, acidez alta/baja en ciclohexanona (Anolon), (NH4)2ENTONCES3, H3correos4, y otros componentes relacionados.
El monitoreo continuo en línea de PAN en caprolactama es esencial para optimizar la producción posterior de nailon 6. El analizador de procesos Metrohm Process Analyzer 2060 TI ofrece un análisis PAN preciso y en tiempo real. Esto mejora la eficiencia, reduce los costos y mejora la calidad del producto. Su versatilidad permite la monitorización simultánea de múltiples parámetros del proceso para un control integral del mismo.
- Caprolactam Market Size, Share Analysis and Industry Forecast. https://prismaneconsulting.com/report/market-reports/global-caprolactam-market-study-report-2016-2032/23 (accessed 2025-12-03).
- Ritz, J.; Fuchs, H.; Kieczka, H.; et al. Caprolactam. In Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH, Ed.; Wiley, 2011. DOI:10.1002/14356007.a05_031.pub2
- Diagnóstico totalmente automatizado – Alarmas automáticas para cuando las muestras están fuera de los parámetros de especificación.
- Garantizar el cumplimiento con estándares globales.
- Evite costes innecesarios midiendo múltiples parámetros simultáneamente en el flujo del proceso.
- Control mejorado sobre el proceso de producción de caprolactama, lo que permite un ajuste fino para pureza y eficiencia óptimas.
- Un entorno de trabajo más seguro para empleados (no manipulación de H2ENTONCES4).
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