一种聚碳酸酯乳液的连续纯化方法技术

本发明专利技术涉及一种聚碳酸酯乳液的连续纯化方法，将光气界面缩聚法缩聚终止后得到含聚碳酸酯乳液产物先加入二氯甲烷溶剂稀释，通过离心泵送入斜板分离器，在斜板分离器里分离的有机相进入一个大的储罐，在储罐内继续静置重力沉降分离出有机相通过齿轮泵送入静态混合器，在静态混合器内与盐酸以及第二台离心机分离出的水相充分混合，对有机相进行洗涤，混合后的物料进入第一台离心机，在离心机内分离为有机相和水相，水相进反应工序作为光气界面缩聚反应用水，有机相在离心机出口混合室与新鲜工艺水充分混合后进入第二台离心机，在第二台离心机内分离出的水相返回到静态混合器，分离出的有机相即为最终产物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚碳酸酯的制备方法，具体涉及将光气界面缩聚法缩聚终止后得到含聚碳酸酯乳液分离为聚碳酸酯有机溶剂溶液和含杂质的水溶液的连续方法。
技术介绍
目前聚碳酸酯生产主要采用光气法合成和酯交换法两种方法。光气法以2，2_双(对羟基苯基)丙烷(简称双酚A)为原料，二氯甲烷等为溶剂加入光气、氢氧化钠、及其它助剂，此法所得产品的分子量大、产品质量高，易于大规模生产，是应用最为广泛的聚碳酸酯制备方法。光气法生产聚碳酸酯采用最多的为光气界面缩聚法，此法合成简单，但后处理工艺较为复杂，需对合成后产物进行分离洗涤纯化，除去聚碳酸酯溶液中的杂质并分离出其中的水相，最后将溶剂从聚碳酸酯溶液中脱除得到产物，合成结束后产物分离洗涤纯化效果的好坏，直接关系到聚碳酸酯产品的质量。光气界面缩聚法反应结束后产物以有机相、 水相两相存在，聚碳酸酯溶解于溶剂存在于有机相中，在将聚碳酸酯从溶剂中分离出来之前，必须首先分离除去产物中的水相，对有机相进行洗涤纯化，除去其中的催化剂、未反应完的单体及助剂、氯化钠、碳酸钠等杂质，使其满足聚碳酸酯生产要求。光气界面缩聚法反应结束后有机相粘度高，洗涤纯化过程中不利于其中杂质的脱除，必须通过加入溶剂或升高物料温度等手段，降低有机相粘度，再对其进行洗涤纯化。用水性洗液对含有聚碳酸酯的有机溶液洗涤后，得到一种乳状、混浊的液体。从含聚碳酸酯的有机相中分离出含盐的水相的过程通常借助于所谓的相分离装置分多步进行，相分离装置采用离心机方式操作并根据比重的不同将有机溶液与水性液体相分离。目前常用的液液分离纯化的方法有离心分离洗涤、静态分离洗涤、凝聚分离洗涤，或者其中任意两种之间的组合。利用离心机强制应用重力的方法离心分离液体的技术很普遍，洗涤分离洗涤效果好，但其操作难度大、洗涤水用量大。由于离心分离机中实质上存在界面，中间相在此聚集，即便所述中间相聚集减少，该方法还是存在必须定期停机进行清洗的问题。而且离心分离机的维护、运行耗电方面的花费很大。此外，还存在驱动部分、旋转部分的故障、磨损或者二氯甲烷挥发引起的树脂积累而引起异常停车，因此有必要准备备用机。静态分离洗涤设备大，所需设备多、分离速度慢，效果较差，分离出的水相中碳酸酯胶液含量大，不利于下一步水相的处理和回收。即使在静态分离槽内部插入分离板或档板，为了确保沉降时间，必须增大分离槽。此外，包含在聚碳酸酯乳液中的酚类化合物含有亲水的羟基和亲脂的芳环，它们能起到表面活性剂的作用，因此很难将它们分离。当比重不同的两种液体通过静态分离时，不可避免会形成的中间层聚集。该方法还存在必须定期停机进行清洗的问题。众所周知油水聚结分离器能用于液液分离。凝聚分离洗涤虽然分离速度较快，但洗涤效果差，洗涤后产品很难达到要求，洗涤水的用量大，分离出的水相和静态分离一样碳酸酯胶液含量较大，不能直接处理和回收。凝聚分离器是促进乳液中的水滴等凝聚的器具，通液体时引起有机相和水相的分离，通常在凝聚分离器的槽内进行分离。如果在凝聚分离器槽内进行有机相和水相的两相界面分离操作，含杂质的中间比重物质例如金属氯化物、金属氢氧化物、劣化单体以及聚合物等积蓄在该槽内，使凝聚分离器寿命缩短，不能获得纯度高的聚碳酸酯有机溶液。聚碳酸酯的纯化方法在文献DE19510061A1中有报道，其中从制备过程中得到的、包含聚碳酸酯的有机相和含盐的水相的混合物在第一分离步骤被分离成两相，随后用稀的无机酸洗涤有机相以去除任何可能残留下来的催化剂，得到的两相混合物接着用一个以离心机方式操作的相分离装置从水相主体中分离出来，剩余的含有聚碳酸酯的有机相任选地通过一个或多个聚结器以去除附着的含有盐的残留水，洗涤步骤和相分离都再次反复进行。在本方法中使用的聚结器填充着一种具有强疏水表面的材料例如聚丙烯纤维或聚四氟乙烯纤维。 中国专利申请号00820021. I描述了采用塔板式倾析器与聚结器倾析器串联、再连接离心机分离纯化光气界面缩聚制备聚碳酸酯产物的方法，其中采用至少一台塔板式倾析器或聚结器倾析、三台离心机，加入了至少两股新鲜洗涤水，并且洗涤水最终都废弃，造成水资源的极大浪费，动态设备离心机的使用数量也较多。中国专利申请号99812515. 6描述了聚结分离器与离心机组合或全聚结分离器的分离洗涤方法，分离出的水相都通过蒸发除掉了其中带有的溶剂，无论采用那种组合都加入了两股洗涤水。聚结分离器与离心机组合的分离洗涤方法中，采用了一台相分离设备、一台聚结分离器、一台泵、三台离心机，动态设备较多，增加了维护的难度，并且分离出的水相都进入了废水处理系统，未能回收利用。相分离设备与聚结分离器组合的方法中，需要使用至少5台聚结分离器，并且分离出的物料都进入前一分离器，分离效率低，难以保证洗涤纯化的效果。中国专利申请号200510005809. 4也描述了一种静态分离与聚结分离相结合的分离洗涤工艺，但缺乏高效混合设备，物料不能与洗涤液充分混合，洗涤纯化效果差，并且只采用一级洗涤，洗涤效果难以保证。中国专利申请号200580005612. 9描述了一种利用油水聚结分离器分离聚碳酸酯低聚物的方法，只涉及到了分离低粘度聚碳酸酯低聚物的方法，并不涉及光气界面缩聚产物的分离纯化。本专利技术的目的在于克服上述技术中的缺点，利用常规斜板分离器或纤维床聚结分离器、两台离心机组成的连续分离洗涤纯化工艺实现高效洗涤分离纯化聚碳酸酯溶液，保证大分子量聚碳酸酯产品的高品质。本专利技术提供了一种连续分离洗涤纯化光气界面缩聚法制备的聚碳酸酯产物的方法。反应结束后的产物经过稀释降低粘度后，连续进入斜板分离器或纤维床聚结分离器和两台离心机，完成聚碳酸酯溶液的分离洗涤纯化，整个过程中只需要加入一股洗涤水，并且洗涤水可回收利用，洗涤后聚碳酸酯胶液中杂质含量低，满足光气界面缩聚法制备聚碳酸酯生产要求。
技术实现思路
本专利技术采用一台斜板分离器或纤维床聚结分离器、一个稀释罐、一个储罐、一台齿轮泵、一台离心泵、两台离心机、一台静态混合器组合的高效节能分离洗涤纯化聚碳酸酯溶液的工艺，分离洗涤速度快、效率高，效果好，采用两台离心机减少了动态设备的使用，洗涤过程中只采用了一股新鲜洗涤水，并且分离出的洗涤水可直接回收用于光气界面缩聚反应，节约了生产用水。整套工艺流程只使用两台离心机，减少了动态设备的使用，简化了操作。 光气界面缩聚的产物首先进入一个稀释釜，在其中加入一定量的溶剂，将反应结束后的产物与加入的溶剂充分混合，进行稀释降低其粘度，稀释完的物料通过离心泵送入斜板分离器或纤维床聚结分离器，在斜板分离器或纤维床聚结分离器里物料分为有机相、水相两相，水相进入废水处理系统，有机相进入一个大的储罐，在储罐内继续静置重力沉降分离，储罐内分离出的水相从储罐接近罐顶处流出，进入废水处理系统，分离出水相的有机相从罐底流出，通过齿轮泵送入静态混合器，在静态混合器内与盐酸以及第二台离心机分离出的水相充分混合，对有机相进行洗涤，混合后的物料进入第一台离心机，在离心机内分离为有机相和水相，水相进反应工序作为光气界面缩聚反应用水，有机相在离心机出口混合室与新鲜工艺水充分混合后进入第二台离心机，在第二台离心机内分离出的水相返回到静态混合器，分离出的有机相即为最终产物。本专利技术整套工艺只用到了一级洗涤水，并且洗涤后的水还可回收用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚碳酸酯乳液的连续纯化方法，所述方法包括：a)提供来自光气界面缩聚法制备的产物(1)，将所述产物(1)输送至稀释罐(B1)，同时按比例加入溶剂二氯甲烷(2)，产物(1)与二氯甲烷(2)在稀释罐(B1)内充分混合成物料(3)；b)物料(3)通过离心泵(P1)输送入相分离设备(F1)，在相分离设备(F1)内物料分离为第一有机相(5)和第一水相(4)，第一水相(4)排入废水处理系统，第一有机相(5)进入聚碳酸酯溶液储罐(B2)；c)储罐(B2)内第一有机相(5)中所携带的水通过重力沉降被继续分离出来，分离出来的第二水相(6)通过储罐(B2)靠近顶部的溢流口排入废水处理系统，第二有机相(7)从储罐(B2)底部出口通过齿轮泵(P2)被输送至静态混合器(G2)；d)第二有机相(7)在静态混合器(G2)处与来自离心机(C2)的第四水相(14)以及加入的洗涤用盐酸(8)充分混合，混合后的物料(9)进入第一离心机(C1)；e)在第一离心机(C1)内物料被分离为第三有机相(11)和第三水相(10)，第三水相(10)作为光气界面缩聚反应用水进入聚碳酸酯合成工序，第三有机相(11)在第一离心机(C1)出口与新鲜工艺水(12)充分混合后形成物料(13)，进入第二离心机(C2)；f)在第二离心机(C2)内物料同样分离为第四有机相(15)和第四水相(14)，第四水相(14)返回到静态分离器(G2)处，第四有机相(15)为分离洗涤纯化后的最终产物。...

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯乳液的连续纯化方法，所述方法包括 a)提供来自光气界面缩聚法制备的产物(I)，将所述产物(I)输送至稀释罐(BI)，同时按比例加入溶剂二氯甲烷(2)，产物(I)与二氯甲烷(2)在稀释罐(BI)内充分混合成物料(3)； b)物料(3)通过离心泵(Pl)输送入相分离设备(Fl)，在相分离设备(Fl)内物料分离为第一有机相(5)和第一水相(4)，第一水相(4)排入废水处理系统，第一有机相(5)进入聚碳酸酯溶液储罐(B2)； c)储罐(B2)内第一有机相(5)中所携带的水通过重力沉降被继续分离出来，分离出来的第二水相(6)通过储罐(B2)靠近顶部的溢流口排入废水处理系统，第二有机相(7)从储罐(B2)底部出口通过齿轮泵(P2)被输送至静态混合器(G2)； d)第二有机相(7)在静态混合器(G2)处与来自离心机(C2)的第四水相(14)以及加入的洗涤用盐酸(8)充分混合，混合后的物料(9)进入第一离心机(Cl) ；e)在第一离心机(Cl)内物料被分离为第三有机相(11)和第三水相(10)，第三水相(10)作为光气界面缩聚反应用水进入聚碳酸酯合成工序，第三有机相(11)在第一离心机(Cl)出口与新鲜工艺水(12)充分混合后形成物料(13)，进入第二离心机(C2)； f)在第二离心机(C2)内物料同样分离为第四有机相(15)和第四水相(14)，第四水相(14)返回到静态分离器(G2)处，第四有机相(15)为分离洗涤纯化后的最终产物。2.根据权利要求I所述的一种聚碳酸酯乳液的连续纯化方法，其特征为分离洗涤纯化的物料为采用光气界面缩聚法制备的产物，物料包含有机相和水相两相，水相中有氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠、双酚A钠盐等，有机相中有二氯甲烷、聚碳酸酯、未反应完的单体、催化齐U、封端剂等，水相和有机相的体积比为0. 6 0. 8，有机相中聚碳酸酯溶液的树脂浓度在16 25质量％之间,加入溶剂二氯甲烧稀释后在10 13质量％之间,优选12质量％,聚碳酸酯的重均分子量在20000 100000之间，优选25000 35000之间，有机相中有75 94质量％的二氯甲烧、5 24质量％聚碳酸酯,水相中氯化钠的含量在8 20质量％之间，碳酸钠含量在0. 5 3质量％之间，氢氧化钠在0. 2 0. 9质量％之间、双酚A钠盐在0.05 0. 3质量％之间，反应结束后物料温度在10 38°C之间，物料在稀释...

【专利技术属性】
技术研发人员：郧栋，付振波，程华农，李晓明，谭心舜，刘涛，
申请(专利权)人：甘肃银光聚银化工有限公司，青岛科技大学，
类型：发明
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