一种用于生产尼龙盐溶液的工艺装置，其包括：a.失重式进料器，包括料斗、进料管道，以及用于连接料斗和进料管道的导管；b.直插式分散器，其具有与进料管道的出口连接的第一进口、用于引入二胺的第一进料物流以形成分散体的第二进口，以及分散体出口；c.储罐，其用于在50℃和60℃之间的温度下存储分散体，其中所述储罐包括与分散体出口连接以接收分散体的再循环回路；以及d.单个连续搅拌釜反应器，其用于接收存储的分散体的一部分和二胺的第二进料物流以生产尼龙盐溶液。
【技术实现步骤摘要】
用于生产尼龙盐溶液的工艺装置 关联申请的夺叉引用 本申请要求享有于2013年5月1日提交的美国申请61/818, 057的优先权，所述 申请的全部内容和公开结合于本文中。
本技术涉及用于生产尼龙盐溶液的工艺装置，尤其涉及包括失重式进料器和 用于生产富含二羧酸的部分平衡酸溶液的直插式分散器的工艺装置。
技术介绍
聚酰胺通常用于纺织品、服装、包装、轮胎增强、毛毯、用于汽车的成型部件的工程 热塑性塑料、电气设备、运动装备，以及广泛的工业应用。尼龙是一种高性能材料，其可用于 要求超强耐久性、耐热性和韧性的塑料和纤维应用中。被称为尼龙的脂肪族聚酰胺可从二 羧酸和二胺的盐溶液来生产得到。蒸发所述盐溶液，然后将其加热以引发聚合。这个生产 工艺中的一个挑战是保证在最终的聚酰胺中，二羧酸和二胺的摩尔平衡一致。例如，当从己 二酸（adipic acid, AA)和己二胺（hexamethylene diamine, HMD)来生产尼龙 6, 6 时，不一 致的摩尔平衡会不利地降低分子量并可能会影响尼龙的染色性能。使用批次盐法实现了摩 尔平衡，但是批次法不适用于大型工业生产。此外，通过多个反应器在连续模式下实现了摩 尔平衡，在盐生产期间，每个反应器带有独立的二胺进料装置。 美国专利公开2010/0168375教导了制备二胺和二酸的盐溶液，更具体地，教导了 制备了一种己二酸己二铵盐的浓溶液，其是用于生产聚酰胺的有用的起始原料，更具体地， 其是生产PA66的有用的起始原料。所述盐溶液是通过混合二酸和二酸而制得，盐的质量 浓度为50 %至80 %，在第一步骤中，提供具有二酸/二胺摩尔比大于1. 1的二酸和二胺的 水溶液，以及在第二步骤中，通过添加二胺来调节二酸/二胺摩尔比到〇. 9-11的值，优选 0.99-1.01的值，并且通过任选地向其中添加水来修正所述盐的质量浓度。类似地，美国专 利公开2012/0046439教导了用两种不同的二酸经多个步骤来制备盐溶液。 美国专利4442260教导了一种用于制造高浓度的尼龙盐溶液的方法，其中，二胺 以两部分加入，一部分在将水从最大溶解度的溶液中蒸发的步骤之前加入，另一部分在在 将水从最大溶解度的溶液中蒸发的步骤之后加入。 美国专利4213884教导了通过将6-12个碳原子的烷基二羧酸与二胺反应来制造 二羧酸和二胺的盐的高浓度水溶液以及尼龙预缩合物的方法。将含有适量溶解过量的特殊 二羧酸的低浓度的二羧酸和二胺的盐的水溶液与熔化状态下的特殊的二胺进行反应，所述 特殊的熔化状态下二胺与溶解的二羧酸的量相同，所述反应在超大气压的条件下进行，且 将最终反应温度保持在140°C到210°C之间。将得到的溶液用于制造尼龙。 美国专利4131712教导了一种制造高分子量聚酰胺的方法，其中，以非化学计量 比来分别制备富含二酸的组分和富含二胺的组分，在低于聚酰胺产品的熔化温度下，优选 低于200°C，熔化这些组分中的每一个；随后在足够高的温度下将所述富含二酸的组分和 富含二胺的组分以液体状态接触，以防止固化，并且以成比例的方式进行接触，如此使得二 酸和二胺的总量尽可能的为化学计量的，无论其是否结合。 如美国专利5801278和5674974、W099/61510和EP0411790的其他方法寻求制造 无水尼龙盐溶液。已经观察到，复杂且耗时的方法可能降低生产速率并限制了其在尼龙盐 溶液的工业生产中的应用。例如，美国专利6995233描述了一种用于制造聚酰胺的连续方 法。所述聚酰胺是从二酸和二胺而得到。所述方法包括连续混合富含胺端基的化合物和富 含酸端基的化合物的操作，以及使用所述混合物的缩聚操作。该方法涉及此工艺的起始阶 段，在该起始阶段期间，使用含有实质成化学计量比的单体的混合物的水溶液。构成前体的 所述混合物可为无水或可含有高达10质量％的水。 尽管在改进工艺以实现目标规格方面做出了努力，例如在尼龙盐溶液中合适的pH 值、摩尔平衡和/或盐浓度方面仍然存在挑战。尤其是二羧酸（更具体为己二酸）是一种 具有可变颗粒尺寸的粉末，这导致容重的大的变化以及差的流动特性。使用二羧酸粉末引 入了另一个变量，其使得在连续工艺中很难实现目标规格的均一性。用于二羧酸粉末的体 积进料器放大了这种困难。 因此需要改进来控制使用二羧酸粉末的尼龙盐的均一性。
技术实现思路
在第一个实施方式中，本技术涉及用于生产尼龙盐溶液的工艺装置，包括失 重式进料器，所述失重式进料机包括料斗、进料管道、用于连接料斗和进料管道的导管，其 中料斗包括用于控制补充阶段和进料阶段的至少一个外部重量测量系统，和用于在进料阶 段分配二羧酸粉末的至少一个下部开口，其中所述至少一个下部开口置于进料管道上方， 且其中所述进料管道接收二羧酸粉末，并将二羧酸粉末经至少一个旋转螺旋传送而通过出 口。所述工艺装置进一步包括直插式分散器，所述直插式分散器具有连接进料管道的出口 的第一进口、用于引入二胺的第一进料物流以形成分散体的第二进口，和分散器出口；储 罐，用于在50°C和60°C之间的温度下储存分散体，其中储罐包括连接分散体出口的再循环 回路，以接收分散体；连续搅拌釜反应器，用于接收存储的分散体的一部分和二胺的第二进 料物流，以生产尼龙盐溶液。 在一个实施方式中，所述再循环回路包括接收作为引导流的分散体的外部排出 器。一方面，再循环回路可包括一个或多个泵、以及一个或多个加热器，在其下游接收分散 体。所述再循环回路优选不与任何分析仪连接来测量分散体。所述再循环回路可经过一个 或多个内部喷射混合器排出至储罐。所述一个或多个内部喷射混合器置于离储罐底部〇. 3 和1. 5米之间处。 在一个实施方式中，直插式分散器包括内腔和多个环绕在内腔周围的搅拌器，所 述多个环绕在内腔周围的搅拌器用于将二羧酸粉末和二胺的第一进料物流混合来形成分 散体。所述分散体可通过穿过出口的多个搅拌器来排出。 在一个【具体实施方式】中，失重式进料器可包括传送系统，用于将二羧酸粉末从供 给容器输送到料斗。失重式进料器的导管还可包括旋转进料器。 在第二个【具体实施方式】中，所述工艺装置包括连接于直插式分散器的第一进口的 失重式进料器。直插式分散器进一步包括用于引入二胺的第一进料物流以形成分散体的第 二进口以及分散器出口。所述工艺装置进一步包括连接于分散器出口以接收分散体的再循 环回路的用于储存分散体的储罐、用于接收存储的分散体的一部分和二胺的第二进料物流 以生产尼龙盐溶液的单个连续搅拌釜反应器，以及用于将尼龙盐溶液从单个连续搅拌釜反 应器直接通入尼龙盐储罐中去的导管。PBA溶液的存储可在50°C和60°C之间的温度下进 行。 【附图说明】 以下结合非限制性的附图来更好地理解本技术，其中： 图1为根据本技术的一个实施方式的用于生产尼龙盐溶液的总体流程图。 图2为根据本技术的一个实施方式的用于生产富含己二酸的粗盐溶液的失 重式进料器和直插式分散器的示意图。 图3为根据本技术的一个实施方式的用于生产富含己二酸的粗盐溶液的示 例性直插式分散器的剖面图。 图4为根据本技术的一个实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生产尼龙盐溶液的工艺装置，其包括：a.失重式进料器，包括料斗、进料管道，以及用于连接料斗和进料管道的导管，i.其中料斗包括用于控制补充阶段和进料阶段的至少一个外部重量测量子系统和用于在进料阶段期间分配二羧酸粉末的至少一个下部开口，其中所述至少一个下部开口置于进料管道的上方；ii.其中进料管道接收二羧酸粉末，并通过至少一个旋转螺旋经出口来传送二羧酸粉末；b.直插式分散器，其具有与进料管道的出口连接的第一进口、用于引入二胺的第一进料物流以形成分散体的第二进口，以及分散体出口；c.储罐，其用于在50℃和60℃之间的温度下存储分散体，其中所述储罐包括与分散体出口连接以接收分散体的再循环回路；以及d.单个连续搅拌釜反应器，其用于接收存储的分散体的一部分和二胺的第二进料物流以生产尼龙盐溶液。
【技术特征摘要】
2013.05.01 US 61/818,0571. 其中料斗包括用于控制补充阶段和进料阶段的至少一个外部重量测量子系统和用 于在进料阶段期间分配二羧酸粉末的至少一个下部开口，其中所述至少一个下部开口置于 进料管道的上方； ii.其中进料管道接收二羧酸粉末，并通过至少一个旋转螺旋经出口来传送二羧酸粉 末； b. 直插式分散器，其具有与进料管道的出口连接的第一进口、用于引入二胺的第一进 料物流以形成分散体的第二进口，以及分散体出口； c. 储罐，其用于在50°C和60°C之间的温度下存储分散体，其中所述储罐包括与分散体 出口连接以接收分散体的再循环回路；以及 d. 单个连续搅拌釜反应器，其用于接收存储的分散体的一部分和二胺的第二进料物流 以生产尼龙盐溶液。2. 根据权利要求1所述的工艺装置，其特征在于，所述再循环回路包括外部排出器，所 述外部排出器接收作为引导流的分散体。3. 根据权利要求1所述的工艺装置，其特征在于，所述再循环回路包括一个或多个加 热器，在所述一个或多个加热器的下游接收分散体。4. 根据权利要求1所述的工艺装置，其特征在于，所述再循环回路包括一个或多个加 热器泵。5. 根据权利要求1所述的工艺装置，其特征在于，所述再循环回路不与任何分析仪连 接以测量存储的分散体。6. 根据权利要求1所述的工...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·J·韦尔奇，
申请(专利权)人：英威达科技公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH
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