连续聚酰胺化的方法技术

由二羧酸单体和二胺单体生产聚酰胺的方法，包括以下步骤：（ａ）将熔融二羧酸单体和熔融二胺单体以等摩尔量混合，由此得到熔融反应混合物；（ｂ）将所述反应混合物流过至少一个没有排气口的反应容器，所述反应混合物在所述至少一个没有排气口的反应容器中的停留时间在大约０．０１分钟至大约３０分钟之间，由此形成含有聚酰胺和聚合水的第一产物流；和（ｃ）将所述第一产物流流过至少一个具有排气口的容器，在那里除去聚合水，由此形成含有聚酰胺的第二产物流。所述方法可连续地操作并不需要往所述二羧酸、往所述二胺或往所述反应混合物中加入水。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的背景本专利技术主要涉及由二羧酸单体和二胺单体生产聚酰胺的方法。更具体地讲，本专利技术涉及不需要往反应物中添加水的生产聚酰胺的方法。可通过两步法生产聚酰胺，其中二羧酸和二胺在水中反应形成盐，随后加热所述盐引起聚合。例如可采用己二酸和六亚甲基二胺生成尼龙6,6。聚合释放的水以及与反应物一起添加的水最终必需通过如蒸发从产物中除去。这需要大量的能量以及另外的加工设备。因此，为了减少从产物中除去水的支出，并且为了消除中间体(盐)产物从而简化整个方法，不向反应物中添加水生产聚酰胺将是有用的。然而，由单体直接生产聚酰胺而没有添加水的尝试遇到了许多问题。调整进料到反应中的单体的量是关键的。因为一种或其它种单体的过量将对分子量、由此也对产物的物理性能产生不良的影响。人们已经证明提供对所需的反应物的量的准确控制是非常困难的。这种直接聚合方法的其它问题包括由于以下原因产生的单体和/或聚合物产物的降解(1)在长时间下(如几个小时)保持高温，(2)熔融单体与氧气接触，和(3)接触了来自制造加工设备的材料的痕量金属杂质。长期需要由单体直接生产聚酰胺的改进的方法。本专利技术的概述本专利技术的一方面是由二羧酸单体和二胺单体生产聚酰胺的方法。本专利技术方法的一个实施方案包括以下步骤(a)等摩尔量地混合熔融二羧酸单体和熔融二胺单体，由此得到熔融反应混合物；(b)将所述反应混合物流过至少一个没有排气口的反应容器，所述反应混合物在所述至少一个没有排气口的反应容器中的停留时间在大约0.01分钟至大约30分钟之间，由此形成含有聚酰胺和聚合水的第一产物流；和(c)将所述第一产物流流过至少一个具有排气口的容器，在那里除去聚合水，由此形成含有聚酰胺的第二产物流。在另外一个实施方案中，本专利技术方法包括以下步骤(a)等摩尔量地混合熔融二羧酸单体和熔融二胺单体，由此得到熔融反应混合物；和(b)在0-500磅/平方英寸下将所述反应混合物流过至少一个没有排气口的反应容器，所述反应混合物在所述至少一个没有排气口的反应容器中的停留时间在大约0.01分钟至大约30分钟之间，由此形成含有聚酰胺的第一产物流。在本专利技术方法的这个实施方案中不需要(但也可任选使用)用于除去聚合水，用于进一步反应或用于上述两个目的的、位于所述至少一个没有排气口的反应容器下游的第二容器。可连续地操作本专利技术的这个方法，不需要向所述二羧酸、向所述二胺或向所述反应产物加入水。经过混合后不必再加入另外的二羧酸单体或二胺单体。所述熔融二羧酸可通过以下步骤生产通过交替将在除氧压力容器中的干燥的二羧酸抽真空和通入惰性气体加压从所述干燥的二羧酸中将氧气除去，由此得到降低了分子氧含量的固体二羧酸；和将所述降低了分子氧含量的固体二羧酸进料至装有一定量的熔融二羧酸的熔化器中，在这里将所述固体二羧酸熔融并生产出熔融二羧酸连续流。可通过重力将所述固体二羧酸从所述除氧压力容器转移至熔化器中。优选在所述除氧压力容器中通过重力与惰性气体加压结合将所述固体二羧酸从所述除氧压力容器转移至熔化器中。这种方案使得所述二羧酸单体在所述熔化器中的停留时间少于3小时。在本专利技术方法优选的实施方案中，在所述至少一个没有排气口的反应容器中的反应混合物的温度在大约220至大约300℃之间。优选在所述至少一个没有排气口的反应容器中的压力在大约0-500磅/平方英寸之间，更优选在大约50-250磅/平方英寸之间，最优选在大约120-180磅/平方英寸之间。优选反应混合物在所述至少一个没有排气口的反应容器中的停留时间在大约0.01分钟至大约30分钟之间，更优选在大约0.5-30分钟，最优选在大约1-5分钟之间。离开所述至少一个没有排气口的反应容器中的第一产物流一般含有少于40％(重量)未聚合的单体，优选少于10％(重量)未聚合的单体。优选反应混合物在所述至少一个具有排气口的反应容器中的停留时间为大约1分钟至大约60分钟。在本专利技术的一个实施方案中，可使用活性二胺的回收系统。所述至少一个具有排气口的反应容器产生含有水蒸汽和蒸发的二胺单体的废气流，在回收塔中使所述废气与熔融二羧酸单体接触，由此至少一部分蒸发的二胺单体与所述二羧酸单体反应形成聚酰胺。从所述回收塔中产生了含有聚酰胺和未反应的熔融二羧酸单体的液体流出流，接着将所述液体流出流与熔融的二胺单体混合。本专利技术的一个具体的实施方案是由己二酸和六亚甲基二胺(HMD)生产尼龙6,6的连续方法，包括通过交替将在除氧压力容器中的干燥的酸抽真空和通入惰性气体加压从所述干燥的己二酸中将氧气除去，由此得到降低了分子氧含量的固体己二酸；将所述降低了分子氧含量的固体己二酸进料至装有一定量熔融己二酸的熔化器中，由此将所述固体己二酸熔化并生产出熔融己二酸连续流；将HMD熔化；等摩尔量地混合熔融己二酸和熔融HMD，由此得到反应混合物；将所述反应混合物流过至少一个没有排气口的反应容器，所述反应混合物在所述至少一个没有排气口的反应容器中的停留时间在大约0.01至大约5分钟之间，由此形成了部分聚合的尼龙6,6反应混合物；将所述部分聚合的反应混合物流过至少一个具有排气口的反应容器，由此部分聚合的反应混合物进一步聚合产生尼龙6,6，并在那里除去聚合水。在该具体的实施方案中，离开所述没有排气口的反应容器的部分聚合的尼龙6,6反应混合物的相对粘度(RV)在大约0至大约3之间，离开所述具有排气口的容器的尼龙6,6的相对粘度在大约3至大约15之间。这里所用的相对粘度为在25℃下8.4％(重量)的聚酰胺的90％的甲酸溶液(90％(重量)的甲酸和10％(重量)的水)的粘度(单位为厘泊)与在25℃下90％的甲酸溶液(单独的甲酸)的粘度(单位为厘泊)之比。本专利技术的聚酰胺化方法可在不需向所述反应物添加水及不需形成盐的中间步骤下生产出其最终产物。另外，本专利技术的方法可连续地操作并且所述熔融反应物和熔融聚合物在本专利技术方法的高温阶段具有更短的停留时间。这将显著地减少本专利技术的水的使用量、废水的产生量和能源的消耗量。这也免去或减少了在先有技术方法中存在的一些加工设备(如用于除去添加的处理水的蒸发器)的大小的要求。另外也避免了所述反应物和产物的过分的热暴露。本专利技术的一个方面涉及用于回收和回用六亚甲基二胺或其它二胺单体，减少二胺在废流中的排放，并提高进料至聚酰胺生产的二胺的总转化率的反应回收塔。本专利技术的一个方面涉及二羧酸(如己二酸)的连续的熔化，提供了连续供给用在聚酰胺化方法或其它用途的熔融二羧酸实用和经济的方法。本专利技术的方法提供了高质量的没有脱色或其它热降解的熔融酸。清澈的熔融酸的生产有利于高质量的聚酰胺的生产。附图的简述附图说明图1是用在本专利技术的聚酰胺化方法的方法流程图。图2是可用在本专利技术的聚酰胺化方法的活性二胺回收系统的方法流程图。示例性实施方案的描述本专利技术的方法可用于由二酸和二胺单体生产各种聚酰胺。本专利技术的方法可具体用于由己二酸和六亚甲基二胺生产尼龙6,6。图1显示了本专利技术方法的一个实施方案的方法流程图。从熔融HMD贮存罐20中提供熔融的六亚甲基二胺(HMD)。可以有几种适合的提供所述熔融HMD的方法。一种是将聚酰胺化处理设备安装在邻近生产HMD的车间，以便可直接用管将熔融的HMD流输送至罐20中。另一种方法需提供HMD水溶液，将水蒸发，并熔化所述HMD。任本文档来自技高网...

【技术保护点】
由二羧酸单体和二胺单体生产聚酰胺的方法，该方法包括以下步骤： 等摩尔量地混合熔融二羧酸单体和熔融二胺单体，由此得到熔融反应混合物； 将所述反应混合物流过至少一个没有排气口的反应容器，所述反应混合物在所述至少一个没有排气口的反应容器中的停留时间在大约０．０１分钟至大约３０分钟之间，由此形成含有聚酰胺和聚合水的第一产物流；和 将所述第一产物流流过至少一个具有排气口的容器，在那里除去聚合水，由此形成含有聚酰胺的第二产物流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：GE布施，CE施维尔，RM勒姆布克，SW库克，
申请(专利权)人：索罗蒂亚公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]