用于以优化的流动引导生产聚酰胺的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于生产聚酰胺的方法，该方法中的流动引导更加有效。该方法基于将内酰胺聚合成含有聚酰胺的聚合物熔体，使用造粒液体对该聚合物熔体后续粒化成聚酰胺粒料，并且在提取柱中从PA粒料后续提取单体和低聚物成分。本发明专利技术还涉及用于进行所提及的方法的装置。

Method and apparatus for guiding production of polyamides with optimized flow

The present invention relates to a method for producing polyamides in which flow guidance is more effective. The method is based on the polymerization of lactam into polymer melt containing polyamides, the polymer melt into subsequent particle polyamide pellets using a granulating liquid, and in the extraction column from PA pellets following extraction of monomer and oligomer components. The invention also relates to a device for carrying out the mentioned method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于生产聚酰胺的方法，其中使在该方法中的流动引导更加有效。该方法基于将内酰胺聚合成含有聚酰胺的聚合物熔体，使用造粒液体将该聚合物熔体后续造粒成为聚酰胺粒料，并且在提取柱中从PA粒料中后续提取单体和低聚物成分。本专利技术还涉及用于进行所提及的方法的装置。
技术介绍
在通过从内酰胺缩聚生产聚酰胺6(PA6,Polyamide6)粒料的过程中，在VK管中获得的熔体在冷却(通常用含有少量内酰胺的温水)后，通过线料造粒或水下造粒加工成粒料或碎片。造粒所要求的水也称为切割水(cuttingwater)。在特定情况下要求的切割水中的内酰胺的温度、量和容许浓度，在这种情况下一方面由所使用的造粒方法，并且另一方面还由所希望的PA6碎片的外观来控制。由于粒状的PA6碎片含有最高达11％内酰胺和低聚物的量，其是至少部分水溶性的，在切割水中的内酰胺和低聚物的含量在造粒过程中会不断增加浓度，这可能导致造粒问题并且甚至导致造粒的失败，例如由于增加的泡沬形成和/或阻塞在切割水回路中的过滤器。在一些情况下消除此类故障可能花费几个小时，并且甚至在该故障已经被消除之后，持续几小时的生产会有质量变化。这些质量变化通常具有以下结果：在所提及的时间段期间，不能生产所希望质量的粒料，或仅能够生产所谓的B质量，其可以被分离出来并仅以降低的价格出售。为了避免此类故障，特定的纯的脱矿质水流总体上被连续地或分批地进料到切割水流，以便限制或调节溶解的内酰胺和低聚物的含量。对于在该切割水中的内酰胺和低聚物，各自允许的限制根据造粒方法和所希望的切割水温度而改变。对于在该切割水中的内酰胺和低聚物的含量的经验值，在此是对于内酰胺和低聚物大约按重量计从1.0％至3.0％。在该切割水回路中的过量的水，通过溢流控制或自动水平控制除去并且进料到内酰胺/水再循环系统(蒸发)。被进料到该切割水回路中的脱矿质水的设定量，因此必须附加地在蒸发时进行处理，并且因此增加了热能(通常是加热蒸汽)的消耗。因此，取决于现有设备和操作经验，有必要寻找在一定时间后添加脱矿质水的最佳设置点。脱矿质水的量经常被设定得过低以便节省加热蒸汽，但这迟早在造粒中导致上述所提到的问题。原料内酰胺的低聚物和单体(和用于生产共聚物所要求的原料的低聚物)必须在布置于下游的提取单元中被分离出来，该低聚物和单体保留在聚酰胺6(或具有<30％的共聚物含量的聚酰胺6)的缩聚时的熔体中。单体和低聚物的含量在大多数情况下按重量计是大于6％。该分离总体上是通过一阶段或二阶段提取方法进行的。粉碎成粒料的冷却的聚合物由此被逆向引导至提取液(通常是具有不同内酰胺含量的水)。该提取液由此从聚合物粒料吸收单体和低聚物(可提取物质)，这些粒料中的可提取物质的总含量可以被减小到按重量计远低于1％。保持在该聚合物中代替可提取物质的该提取液必须在后续干燥步骤中除去。流动引导总体上是使得在滴流床中的粒料被引导从顶部至底部穿过该提取容器，其中该提取液从底部被引导到顶部。通过内置部件确保粒料和提取液的均匀流动。考虑到在该提取液中的单体和低聚物的不同溶解度，该提取经常是以两个(或更多个)步骤进行。在第一阶段中，用合适的提取液(通常具有按重量计从5％到50％的内酰胺含量的水)分离出这些低聚物。在一个(或更多个)另外的提取阶段中，通过合适的提取液(通常具有按重量计小于0.5％的内酰胺含量的水)从该聚合物中除去单体和残余的低聚物。根据US8,541,540B2已知连续的方法，在该方法中使用在提取阶段已经使用的水代替新鲜水用于造粒，使得该方法的能量消耗可以被降低。该提取液被加热到的温度对提取的结果具有非常大的影响。更高的温度显示出更好的提取结果。由于成本原因，提取装置主要是呈无压装置的形式。该提取液的最大可调节入口温度因此分别对应于静水压的沸点温度。借助于内部或外部热寄存器，使该提取液常规地达到所希望的温度，其中最大可调节温度是对应于提取装置中的相应静水柱的沸点温度。这在提取装置的底部处进料。然而，该方法没有提供能够在整个提取装置的长度上将该提取液调节到其相应沸点温度的可能性。尤其当必须使用多级提取以便实现所要求的显著小于按重量计1.0％的残余提取物含量时，预提取的粒料的入口温度接近该提取液的沸点温度。该输送液体在该提取反应器的顶部处被分离出来。由于粒料的高温度，该提取液几乎不在该提取柱中冷却。为此，该提取液的额外冷却是必需的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供用于生产聚酰胺的方法，其中可以避免该提取液的额外冷却，并且因此允许经济的方法。这个目的通过具有权利要求1所述的特征的方法和具有权利要求9所述的特征的装置来实现。其他从属权利要求显示出有利的进一步发展。根据本专利技术在此提供了用于以优化的流动引导生产聚酰胺的方法，该方法包括以下步骤：a)将内酰胺聚合成含有聚酰胺的聚合物熔体，b)使用造粒液体将该聚合物熔体粒化成聚酰胺粒料，c)在提取柱中从这些PA粒料提取单体和低聚物成分，其中这些PA粒料被逆向引导至提取液流。在该方法中，该造粒液体的至少一部分在该提取柱的至少一个供入点处被进料到该提取液流中，以便调节该提取液流的温度和内酰胺浓度。通过根据本专利技术在该提取柱的至少一个供入点处，有目的地添加该造粒液体，该提取液流的添加温度可以显著高于大气压沸点温度。结果，提取效率显著增加。提取效率的进一步增加通过添加该造粒液体降低在该提取柱的上部部分的收缩来实现，该造粒液体具有与现有技术相比更低的内酰胺含量。结果，在该提取柱的上部部分中粒料和造粒液体之间的驱动浓度梯度增加。通过结合这两种效果，该提取柱的体积效率能够显著增加。该提取柱的体积因此可以减少，或以相同的体积提取能力可以增加。根据本专利技术优选的是在被进料到该提取液流之前，该造粒液体的温度低于在进料该造粒液体之前该提取液流的温度，其中在被进料到该提取液流之前该造粒液体的温度优选从10℃至50℃、更优选从15℃至40℃、最优选从20℃至30℃。在另一个优选实施例中，在被进料到该提取液流之前内酰胺和低聚物成分在该造粒液体中的含量，低于在进料该造粒液体之前内酰胺和/或低聚物成分在该提取液流中的含量，其中在被进料到该提取液流之前内酰胺和成低聚物成分在该造粒液体中的含量，优选从按重量计0.1％至按重量计5.0％、更优选从按重量计0.5％至按重量计4.0％、最优选从按重量计1.0％至按重量计3.0％。用于该造粒液体的供入点的数目原则上没有限制，但优选该造粒液体在该提取柱的从1至10个供入点处，更优选在该提取柱的从1至4个供入点处，被进料到该提取液流以调节该提取液流的温度和内酰胺浓度。进料的造粒液体的量在此优选通过合适的装置进行测量和调节。造粒液体的量总体上通过自动流量计与控制阀组合进行调节，这些控制阀通过自动控制系统进行调节的。可替代地，该造粒液流的手动调节(具有或不具有局部流量测量的手动阀门)是可能的。进一步优选该造粒液体包含内酰胺和/或低聚物成分并且通过造粒液体回路提供，其中纯的脱矿质水被连续地或分批地进料到该造粒液体回路中，并且其中在该造粒液体中内酰胺和/或低聚物成分的含量优选通过合适的测量装置进行测量，并且基于如此测定的测量值调节进料的纯的脱矿质水的量，以便因此将在该造粒液体中的内酰胺和低聚物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于以优化的流动引导生产聚酰胺的方法，所述方法包括以下步骤：a)将内酰胺聚合成含有聚酰胺的聚合物熔体，b)使用造粒液体将所述聚合物熔体粒化成PA粒料，c)在提取柱中从所述PA粒料提取单体和低聚物成分，其中所述PA粒料被逆向引导至提取液流，其特征在于，所述造粒液体的至少一部分在所述提取柱的至少一个供入点处被进料到所述提取液流中，以便调节所述提取液流的温度和内酰胺浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.04 DE 102015201969.11.一种用于以优化的流动引导生产聚酰胺的方法，所述方法包括以下步骤：a)将内酰胺聚合成含有聚酰胺的聚合物熔体，b)使用造粒液体将所述聚合物熔体粒化成PA粒料，c)在提取柱中从所述PA粒料提取单体和低聚物成分，其中所述PA粒料被逆向引导至提取液流，其特征在于，所述造粒液体的至少一部分在所述提取柱的至少一个供入点处被进料到所述提取液流中，以便调节所述提取液流的温度和内酰胺浓度。2.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，在被进料到所述提取液流之前所述造粒液体的温度低于在进料所述造粒液体之前所述提取液流的温度，其中在被进料到所述提取液流之前所述造粒液体的温度优选从10℃至50℃、更优选从15℃至40℃、最特别优选从20℃至30℃。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在被进料到所述提取液流之前内酰胺和低聚物成分在所述造粒液体中的含量低于在进料所述造粒液体之前内酰胺和/或低聚物成分在所述提取液流中的含量，其中在被进料到所述提取液流之前内酰胺和/或低聚物成分在所述造粒液体中的含量优选从按重量计0.1％至按重量计5.0％、更优选从按重量计0.5％至按重量计4.0％、最优选从按重量计1.0％至按重量计3.0％。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述造粒液体在所述提取柱的从1至10个供入点处，优选在所述提取柱的从1至4个供入点处，被进料到所述提取液流以调节所述提取液流的温度和内酰胺浓度。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，进料的造粒液体的量借助于合适的装置进行测量和调节。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述造粒液体包含内酰胺和/或低聚物成分并且通过造粒液体回路提供，其中纯的脱矿质水被连续地或分批地进料到所述造粒液体回路中，并且其中在所述造粒液体中内酰胺和/或低聚物成分的含量优选通过合适的测量装置进行测量，并且基于如此测定的测量值调节进料的纯的脱矿质水的量，以便因此将在所述造粒液体中的内酰胺和低聚物成分的含量保持在特定范围内。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在预提取柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·柯尼希斯曼，
申请(专利权)人：伍德依文达菲瑟有限责任公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE