本实用新型专利技术公开了包括失重式进料器和连续搅拌釜反应器的用于生产尼龙盐溶液的工艺装置。所述工艺装置用于通过将二羧酸单体和二胺单体进料至单个连续搅拌釜反应器来制备尼龙盐溶液。基于重量，计量从失重式进料器到反应器的二羧酸粉末。连续形成尼龙盐溶液，并且它具有相对目标pH值和/或目标盐溶液浓度的低变化率。将所述尼龙盐溶液直接输送至储罐，在排出连续搅拌釜反应器后，不进行进一步的单体添加、pH值调节或盐溶液调节。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了包括失重式进料器和连续搅拌釜反应器的用于生产尼龙盐溶液的工艺装置。所述工艺装置用于通过将二羧酸单体和二胺单体进料至单个连续搅拌釜反应器来制备尼龙盐溶液。基于重量，计量从失重式进料器到反应器的二羧酸粉末。连续形成尼龙盐溶液，并且它具有相对目标pH值和/或目标盐溶液浓度的低变化率。将所述尼龙盐溶液直接输送至储罐，在排出连续搅拌釜反应器后，不进行进一步的单体添加、pH值调节或盐溶液调节。【专利说明】用于生产尼龙盐溶液的工艺装置关联申请的交叉引用本申请要求享有于2013年5月I日提交的美国申请61/818，108的优先权，所述申请的全部内容和公开结合于本文中。
本技术涉及用于二羧酸粉末的进料器，并且特别涉及包括失重式进料器和单个连续搅拌釜反应器的工艺装置。
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，在盐生产和聚合期间，通过多个反应器和二胺的几种不同的通入量来实现了摩尔平衡。 美国专利2130947(其整体通过引用而结合于本技术中)描述了分子式为H2NCH2RCH2NH2的二胺以及分子式为HOOCCH2R’CH2COOH的二羧酸的盐溶液，其中R和R’为不含烯烃和炔烃不饱和键的二价烃基，并且其中R具有至少2个碳原子的链长。测量盐溶液的PH值，并确定其拐点。将盐溶液充入反应器中以形成聚酰胺。 美国专利公开2012/0046439描述了一种生产用于制造聚酰胺的二酸和二胺盐的溶液的制造方法。该方法包括将至少两种二酸和至少一种二胺按照40%和70%之间的质量盐浓度进行混合，包括，在第一步骤中，制备使用一种二酸和一种二胺制备二酸/ 二胺摩尔比小于I的二酸和二胺的水溶液；在第二步骤中，调节二酸/ 二胺的摩尔比至0.9和1.1之间的值，并通过添加其他二酸和任选地添加水和/或二胺来固定盐的质量浓度。 美国专利公开2010/0168375描述了一种二胺和二酸的盐溶液，更具体地，描述了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。所述溶液可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0.9-1.1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。 美国专利4233234(其整体通过引用而结合于本技术中)描述了一种通过将特定的烷烃二羧酸和特定的烷烃二胺在将要制备的盐的水溶液中反应，来连续生产6至12个碳原子的烷烃二羧酸和6至12个碳原子的烷烃二胺的盐的水溶液的方法。所述水性盐溶液从第一混合区域通过传输区域和第二混合区域被循环至第一混合区域，在第一和第二混合区域之间引入液体烷烃二胺和烷烃二羧酸的水溶液。引入小于等同量的烷烃二胺，在第二混合区域之后添加剩余量的液体烷烃二胺，并将水性盐溶液以其形成的速度从第一混合区域移去。制备的盐溶液用于生产尼龙。 聚合反应器描述在美国专利6995233、6169162、5674794和3893811中。 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，但仍然存在挑战。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。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。为了解决在连续过程中实现均一的目标规格的困难，现有技术方法通过一系列反应器来添加化学计量的二胺。此外，使用一系列的反应器会增加设备的数量、资金成本和能量消耗。
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，其包括:失重式进料器，所述失重式进料器包括料斗、进料管道和用于连接料斗和进料管道的导管，其中所述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、至少一个下部开口来在进料阶段分配二羧酸粉末，其中所述至少一个下部开阀置于进料管道的上方；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输送二羧酸粉末；以及单个连续搅拌釜反应器，包括与进料管道的出口连接的第一进口，用于引入二胺的第一部分、水或其混合物以生产尼龙盐溶液的一个或多个第二进口，以及包括样品回路和用于引入二胺的第二部分的交叉点的再循环回路，其中交叉点在样品回路的上游。第一进口可与一个或多个第二进口相邻。进料管道可安装在导管上。该工艺装置可进一步包括具有再填充阀的供给容器，所述再填充阀在补充阶段期间将二羧酸粉末输送至料斗。该工艺装置还可进一步包括用于将二羧酸粉末从供给容器输送至料斗的传送带。所述工艺装置可进一步包括气动传送系统，用于将二羧酸粉末载入供给容器。所述进料管道可进一步包括用于将氮气引入二羧酸粉末的一个或多个气体口。所述样品回路可包括选自pH计、折射计及其组合的组中的一个或多个分析仪。所述导管可包括螺旋进料器。所述工艺装置可进一步包括用于将尼龙盐溶液从连续搅拌釜反应器的再循环回路直接通入存储容器的管道，其中所述管道不具有任何用于引入选自由二羧酸、二胺及其组合构成的群组的额外单体的进口，以防止将额外的单体输送至管道或进入存储容器。所述进料管道可向下与连续搅拌釜反应器成角度。所述工艺装置可进一步包括用于驱动至少一个旋转螺旋的马达。所述旋转螺旋可为变速旋转螺旋或者固定速度的旋转螺旋。所述二羧酸可以是己二酸，所述二胺可以是己二胺。 在第二个实施方式中，本技术涉及用于生产尼龙盐溶液的工艺装置，其包括失重式进料器，所述失重式进料器包括料斗、进料管道和用于连接料斗和进料管道的导管，其中所述料斗包括至少一个用于控制补充阶段和进料阶段的外部重量测量子系统、以及用于在进料阶段分配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，且其中进料管道接收己二酸粉末，并通过至少一个旋转螺旋经出口来输送己二酸粉末；以及具有连接进料管道的出口的第一进口，用于引入己二胺、水和/或其混合物以形成尼龙盐溶液的第二进口的连续搅拌釜反应器，其中所述连续搅拌釜反应器包括单个反应器。 【专利附图】【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尼龙盐溶液生产方法的示意图。 图2为根据本技术的一个实施方式的用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生产尼龙盐溶液的工艺装置，其包括： 失重式进料器，包括料斗、进料管道，和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； 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；以及 单个连续搅拌釜反应器，包括连接进料管道的出口的第一进口、用于引入二胺、水或其混合物以生产尼龙盐溶液的一个或多个第二进口、包括样品回路和用于引入二胺的第二部分的交叉点的再循环回路，其中所述交叉点在样品回路上游。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·J·韦尔奇，利恩·曼斯特，保罗·诺米科斯，
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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