统一连续制备聚酰胺的方法和设备技术

由ε－己内酰胺和／或己二酸的己二胺或己二酸和己二胺统一连续制备聚酰胺，特别是聚酰胺６，聚酰胺６，６和共聚酰胺的方法，是应用和结合各普通的制造聚酰胺类型的单个方法的已知步骤进行的，其特征是，交替地在反应装置中制备聚酰胺６或聚酰胺６，６或共聚酰胺，为此将要处理的原料ε－己内酰胺，己二酸的己二胺，己二酸和己二胺单独或进行混合，预热加入压力反应器和在压力反应器中根据聚酰胺的品种用不同压力，温度和停留时间进行聚合，其中压力通过在反应混合物中存在的水产生和温度控制保持在１５０至２８０℃范围，和根据需要聚酰胺品种的预缩合物的脱水在返回原料的同时通过在反应器上的精馏柱进行，压力反应器中的压力调节至＜２０巴（表压）和随后熔体至少在一个反应器中进行后缩合，在其中进行取决于过量水的熔体液面调节和将预聚合物或预缩合物中含的过量水排出至一定的份额，即保留下来的份额用于调节熔体的最终粘度，在后缩合反应中聚合平衡的调节是在压力０和０．５巴（表压）之间，温度在２１０－２８５℃范围进行。（*该技术在2016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】
本专利技术涉及由ε-己内酰胺和/或己二酸的己二胺(即AH-盐)或己二酸和己二胺连续制备特别是聚酰胺6，聚酰胺66和共聚酰胺的方法和实施该方法的装置。众所周知，聚酰胺6，聚酰胺66和共聚酰胺的制备各按特殊的符合产品要求运行和采用适于最佳工艺流程的设备布置。在ε-己内酰胺的聚合中进行着水解-，加聚-和缩聚反应，它们在不同条件下各有其合适的反应速度。ε-己内酰胺水解成ε-氨基己酸是聚合过程第一个和最慢的反应。适宜的是在第一工艺阶段中水解是在高温和在混合物的高水含量中进行，以便利用最大可能的水解速度。此过程的先决条件是在压力阶段进行。生成低粘度的产物。在此压力阶段一般通过加入水量达到粘度极限。为了达到加工所需的聚合物粘度，在压力阶段中过量加入的水在随后的一步和多步无压力运行的工艺阶段中排出。所需的粘度通过在聚合开始时加入链中止剂和通过在各个反应阶段有针对性的温度控制来调节(DD-PS 133 681)。对于己二酸的己二胺或己二酸与己二胺的聚合已知用AH-盐水溶液作原料。将它们加入压力反应器中在温度范围为220-280℃进行加热，目的是制备AH-盐-预缩合物，在其中己二胺的NH2-基团几乎完全与己二酸的COOH基团反应。还知，己二酸的己二胺水溶液在压力下在蒸发出水的同时被加热，排出的二胺返回精馏柱中和再送回聚合工艺中去。在这种预缩合物卸压时己二胺几乎不会逸出，不会达到使粘度下降的酸过量。聚酰胺66熔体的脱水和后缩合原则上如制备聚酰胺6那样进行。脱水阶段仅调整和限制到基本全面的脱水(US-PS 2689839；DE-OS 2 401 474)。由AH-盐的水溶液和ε-己内酰胺制备共聚酰胺的已知方法是由此出发的，即在气压反应器中，所谓VK-管中进行制备。但在此方法中最多只能加入8％的AH-盐于ε-己内酰胺中。具有高水含量的工艺过程是取决于AH-盐水溶液，它通常具有的固体物的含量在50-65％(重量)，是很难掌握的。AH-盐溶液加入量＞8％时由于不均匀的水蒸发而导致明显的质量波动和VK管上虽然有精馏柱也会有不同量的己二胺排出。所以在压力阶段中生成的由己二酸的己二胺溶液形成的预缩合物在随后的气压操作反应器中与熔融的己内酰胺混合和在继续聚合过程得到共聚酰胺。此方法决定了只能加直至50％的ε-己内酰胺到AH-盐水溶液中(DE-OS 3 912 768)。此方法的缺点是-较高粘度的预缩合物与低粘度产品，即ε-己内酰胺混合，这种混合造成不均匀的聚合物。-只有50％的ε-己内酰胺可与AH-盐水溶液反应，而聚酰胺加工者对内酰胺的添加量在75-98％之间感兴趣。现有技术是，对每种聚合物采用专为其开发的反应器型式。此缺点由本专利技术得到解决。本专利技术的任务和目的是，形成一种聚合反应器，在这样的反应器中由ε-己内酰胺和AH-盐水溶液可以制备聚酰胺6，聚酰胺66和共聚酰胺。同时还有这样的任务，即在连续方法中按统一的反应过程制备聚酰胺6，聚酰胺66和共聚物。反应器是这样设计的，即同样的工艺阶段可在统一的反应器中进行，在此这样的反应器可适应不同的工艺过程。此任务可通过在权利要求1和8中表明的特征得到解决。在从属权利要求中说明本专利技术的有益方案和进一步构成。在制备这些聚合物聚酰胺6，聚酰胺66和共聚酰胺的工艺控制中按本专利技术是这样设计统一反应器的，即使这些聚酰胺在反应器中可交替地进行各个处理阶段。在这样的聚合反应器中进行以下的工艺阶段a)在共同的热交换器中预热原料，b)原料在压力阶段进行聚合放出水或无水放出，其中在排出水的情况下在精馏柱中各将己内酰胺或二胺或在制备共聚酰胺时将这两种产物直接送回压力阶段，c)聚合物熔体在一至五根蛇管中脱水，在其中聚合物熔体承受有目的的慢慢的压力降解，在此蛇管是这样设计的，它既可使高粘度的聚酰胺6预聚物也可使在高压下形成的低粘度的聚酰胺66预缩合物及共聚物无问题地送入或压入接近于气压操作的第一后缩合反应器，d)第一后缩合在一个共同的垂直的反应器中在温度范围为210-285℃和工艺流程从上到下，其中形成薄的熔体膜，对进一步的聚合过程不需要的水可被排出，e)熔体在随后的反应器中继续后缩合至达到高粘度。按本专利技术交替着制备聚酰胺6，或聚酰胺66或共聚酰胺和为此要处理的原料ε-己内酰胺，己二酸的己二胺，己二酸和己二胺单独或混合地、预热加入压力反应器中。在压力反应器中取决于聚酰胺的种类用不同的压力，温度和停留时间进行聚合，其中压力的形成取决于反应混合物中存在的水和温度控制保持在150至280℃的范围。根据需要聚酰胺类的预缩合物在原料返回的同时通过将在反应器上面的精馏柱进行脱水和压力反应器的压力调至＜20巴(超压)。随后熔体至少在一个反应器中进行后缩合，其中调节与水过量有关的熔体液位和排出在预聚物或预缩合物含的过量的水至一定份量，它为调节熔体的最终粘度而保留的。在压力为0和0.5巴(超压)之间后缩合中的聚合反应平衡是在温度范围210-280℃进行调节。原料通过ε-己内酰胺的贮槽和/或AH-盐溶液的贮槽或通过AH-盐的溶解装置在不连续或连续加入原料的情况下连续供给输送-和测量装置，随后原料或混合物通过热交换器。在一共同的热交换器中原料也与过量水的部分蒸发所需的能量相结合，预热到温度为190°-300℃之间和加入压力反应器中。为制备聚酰胺66和共聚酰胺加入己二酸的己二胺或己二酸和乙二胺的水溶液，其水含量≤40％。在压力反应器中工艺控制在特定的190℃和280℃范围内根据反应产物中己内酰胺和己二胺份额由温度进行，其中在AH-盐份额为40％时反应混合物入口温度最小调至190℃和在AH-盐份额上升到75％时温度调至230℃以上和在反应混合物中AH-盐份额为90％时温度调节至250℃。由份额为1-99％的ε-己内酰胺和AH-盐水溶液制备共聚酰胺时压力＞5巴(表压)时才能将压力反应器中过量的水排出。在预缩合物脱水时离开压力反应器的起始产物部分通过精馏柱又返回反应器和过量的水通过冷凝和交换槽(Abtauchung)排出。精馏柱的冷却装置最好与AH-盐溶液的贮槽或溶解槽的循环管相连。在减压-和输送装置后面的一至五段的蛇管中通过有目的的慢慢的压力降解在熔体干燥段中进行聚合物熔体的脱水。通过熔体干燥段将高粘度的聚酰胺6-预聚物或在较高压力下存在的聚酰胺66-预缩合物或其聚合物送到后缩合反应器。聚合物熔体的后缩合反应是在垂直反应器中应用扩大表面的元件和依赖于原料的液面调节，在温度范围210°至285℃在接近于气压的工艺过程从上到下，优选在另加入预热的氮气下进行。加入的熔体中水过量愈多，在后缩合反应器中产品的液面调得愈低和熔体脱气面积变大。过量的水通过精馏柱和交换槽排出和产品用排料泵从后缩合反应器底部取出，因此用这种设备形式也有可能制备共聚酰胺，它含1-99％份额的己内酰胺。本专利技术用以下提出的实施例和用插图进行解释。附图说明图1表明在图解说明中按本专利技术连续制备聚酰胺6，聚酰胺66和共聚酰胺的统一反应器步骤的安排。实施例1这里描述ε-己内酰胺转化成聚酰胺6的方法和装置。由贮槽中将ε-己内酰胺用泵6.1通过热交换器7计量加到压力反应器8中。泵6.1的传动是通过压力反应器8中混合物的液面进行控制的。在热交换器7中将ε-己内酰胺加热到反应温度约240℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：K·威尔泽，P·劳斯曼，B·艾伯特，
申请(专利权)人：聚合物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：