專利名稱：連續(xù)聚酰胺化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明主要涉及由二羧酸單體和二胺單體生產(chǎn)聚酰胺的方法。更具體地講，本發(fā)明涉及不需要往反應(yīng)物中添加水的生產(chǎn)聚酰胺的方法。
可通過兩步法生產(chǎn)聚酰胺，其中二羧酸和二胺在水中反應(yīng)形成鹽，隨后加熱所述鹽引起聚合。例如可采用己二酸和六亞甲基二胺生成尼龍6,6。聚合釋放的水以及與反應(yīng)物一起添加的水最終必需通過如蒸發(fā)從產(chǎn)物中除去。這需要大量的能量以及另外的加工設(shè)備。因此，為了減少?gòu)漠a(chǎn)物中除去水的支出，并且為了消除中間體(鹽)產(chǎn)物從而簡(jiǎn)化整個(gè)方法，不向反應(yīng)物中添加水生產(chǎn)聚酰胺將是有用的。
然而，由單體直接生產(chǎn)聚酰胺而沒有添加水的嘗試遇到了許多問題。調(diào)整進(jìn)料到反應(yīng)中的單體的量是關(guān)鍵的。因?yàn)橐环N或其它種單體的過量將對(duì)分子量、由此也對(duì)產(chǎn)物的物理性能產(chǎn)生不良的影響。人們已經(jīng)證明提供對(duì)所需的反應(yīng)物的量的準(zhǔn)確控制是非常困難的。這種直接聚合方法的其它問題包括由于以下原因產(chǎn)生的單體和/或聚合物產(chǎn)物的降解(1)在長(zhǎng)時(shí)間下(如幾個(gè)小時(shí))保持高溫，(2)熔融單體與氧氣接觸，和(3)接觸了來自制造加工設(shè)備的材料的痕量金屬雜質(zhì)。
長(zhǎng)期需要由單體直接生產(chǎn)聚酰胺的改進(jìn)的方法。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的一方面是由二羧酸單體和二胺單體生產(chǎn)聚酰胺的方法。本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案包括以下步驟(a)等摩爾量地混合熔融二羧酸單體和熔融二胺單體，由此得到熔融反應(yīng)混合物；(b)將所述反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器，所述反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間在大約0.01分鐘至大約30分鐘之間，由此形成含有聚酰胺和聚合水的第一產(chǎn)物流；和(c)將所述第一產(chǎn)物流流過至少一個(gè)具有排氣口的容器，在那里除去聚合水，由此形成含有聚酰胺的第二產(chǎn)物流。
在另外一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明方法包括以下步驟(a)等摩爾量地混合熔融二羧酸單體和熔融二胺單體，由此得到熔融反應(yīng)混合物；和(b)在0-500磅/平方英寸[表壓]下將所述反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器，所述反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間在大約0.01分鐘至大約30分鐘之間，由此形成含有聚酰胺的第一產(chǎn)物流。
在本發(fā)明方法的這個(gè)實(shí)施方案中不需要(但也可任選使用)用于除去聚合水，用于進(jìn)一步反應(yīng)或用于上述兩個(gè)目的的、位于所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器下游的第二容器。
可連續(xù)地操作本發(fā)明的這個(gè)方法，不需要向所述二羧酸、向所述二胺或向所述反應(yīng)產(chǎn)物加入水。經(jīng)過混合后不必再加入另外的二羧酸單體或二胺單體。
所述熔融二羧酸可通過以下步驟生產(chǎn)通過交替將在除氧壓力容器中的干燥的二羧酸抽真空和通入惰性氣體加壓從所述干燥的二羧酸中將氧氣除去，由此得到降低了分子氧含量的固體二羧酸；和將所述降低了分子氧含量的固體二羧酸進(jìn)料至裝有一定量的熔融二羧酸的熔化器中，在這里將所述固體二羧酸熔融并生產(chǎn)出熔融二羧酸連續(xù)流。
可通過重力將所述固體二羧酸從所述除氧壓力容器轉(zhuǎn)移至熔化器中。優(yōu)選在所述除氧壓力容器中通過重力與惰性氣體加壓結(jié)合將所述固體二羧酸從所述除氧壓力容器轉(zhuǎn)移至熔化器中。這種方案使得所述二羧酸單體在所述熔化器中的停留時(shí)間少于3小時(shí)。
在本發(fā)明方法優(yōu)選的實(shí)施方案中，在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的反應(yīng)混合物的溫度在大約220至大約300℃之間。優(yōu)選在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的壓力在大約0-500磅/平方英寸[表壓]之間，更優(yōu)選在大約50-250磅/平方英寸[表壓]之間，最優(yōu)選在大約120-180磅/平方英寸[表壓]之間。優(yōu)選反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間在大約0.01分鐘至大約30分鐘之間，更優(yōu)選在大約0.5-30分鐘，最優(yōu)選在大約1-5分鐘之間。離開所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的第一產(chǎn)物流一般含有少于40％(重量)未聚合的單體，優(yōu)選少于10％(重量)未聚合的單體。優(yōu)選反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)具有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間為大約1分鐘至大約60分鐘。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可使用活性二胺的回收系統(tǒng)。所述至少一個(gè)具有排氣口的反應(yīng)容器產(chǎn)生含有水蒸汽和蒸發(fā)的二胺單體的廢氣流，在回收塔中使所述廢氣與熔融二羧酸單體接觸，由此至少一部分蒸發(fā)的二胺單體與所述二羧酸單體反應(yīng)形成聚酰胺。從所述回收塔中產(chǎn)生了含有聚酰胺和未反應(yīng)的熔融二羧酸單體的液體流出流，接著將所述液體流出流與熔融的二胺單體混合。
本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方案是由己二酸和六亞甲基二胺(HMD)生產(chǎn)尼龍6,6的連續(xù)方法，包括通過交替將在除氧壓力容器中的干燥的酸抽真空和通入惰性氣體加壓從所述干燥的己二酸中將氧氣除去，由此得到降低了分子氧含量的固體己二酸；將所述降低了分子氧含量的固體己二酸進(jìn)料至裝有一定量熔融己二酸的熔化器中，由此將所述固體己二酸熔化并生產(chǎn)出熔融己二酸連續(xù)流；
將HMD熔化；等摩爾量地混合熔融己二酸和熔融HMD，由此得到反應(yīng)混合物；將所述反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器，所述反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間在大約0.01至大約5分鐘之間，由此形成了部分聚合的尼龍6,6反應(yīng)混合物；將所述部分聚合的反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)具有排氣口的反應(yīng)容器，由此部分聚合的反應(yīng)混合物進(jìn)一步聚合產(chǎn)生尼龍6,6，并在那里除去聚合水。
在該具體的實(shí)施方案中，離開所述沒有排氣口的反應(yīng)容器的部分聚合的尼龍6,6反應(yīng)混合物的相對(duì)粘度(RV)在大約0至大約3之間，離開所述具有排氣口的容器的尼龍6,6的相對(duì)粘度在大約3至大約15之間。這里所用的相對(duì)粘度為在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(單位為厘泊)與在25℃下90％的甲酸溶液(單獨(dú)的甲酸)的粘度(單位為厘泊)之比。
本發(fā)明的聚酰胺化方法可在不需向所述反應(yīng)物添加水及不需形成鹽的中間步驟下生產(chǎn)出其最終產(chǎn)物。另外，本發(fā)明的方法可連續(xù)地操作并且所述熔融反應(yīng)物和熔融聚合物在本發(fā)明方法的高溫階段具有更短的停留時(shí)間。這將顯著地減少本發(fā)明的水的使用量、廢水的產(chǎn)生量和能源的消耗量。這也免去或減少了在先有技術(shù)方法中存在的一些加工設(shè)備(如用于除去添加的處理水的蒸發(fā)器)的大小的要求。另外也避免了所述反應(yīng)物和產(chǎn)物的過分的熱暴露。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及用于回收和回用六亞甲基二胺或其它二胺單體，減少二胺在廢流中的排放，并提高進(jìn)料至聚酰胺生產(chǎn)的二胺的總轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)回收塔。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及二羧酸(如己二酸)的連續(xù)的熔化，提供了連續(xù)供給用在聚酰胺化方法或其它用途的熔融二羧酸實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的方法。本發(fā)明的方法提供了高質(zhì)量的沒有脫色或其它熱降解的熔融酸。清澈的熔融酸的生產(chǎn)有利于高質(zhì)量的聚酰胺的生產(chǎn)。
附圖的簡(jiǎn)述

圖1是用在本發(fā)明的聚酰胺化方法的方法流程圖。
圖2是可用在本發(fā)明的聚酰胺化方法的活性二胺回收系統(tǒng)的方法流程圖。
示例性實(shí)施方案的描述本發(fā)明的方法可用于由二酸和二胺單體生產(chǎn)各種聚酰胺。本發(fā)明的方法可具體用于由己二酸和六亞甲基二胺生產(chǎn)尼龍6,6。
圖1顯示了本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案的方法流程圖。從熔融HMD貯存罐20中提供熔融的六亞甲基二胺(HMD)?？梢杂袔追N適合的提供所述熔融HMD的方法。一種是將聚酰胺化處理設(shè)備安裝在鄰近生產(chǎn)HMD的車間，以便可直接用管將熔融的HMD流輸送至罐20中。另一種方法需提供HMD水溶液，將水蒸發(fā)，并熔化所述HMD。
任選例如通過圍繞罐20的傳熱夾套對(duì)罐20加熱。優(yōu)選在所述罐中的溫度為大約70℃。隨后將所述熔融的HMD泵送通過準(zhǔn)確控制進(jìn)料至下游設(shè)備的HMD的量的HMD計(jì)量系統(tǒng)22。
一般以干晶體形式存在的己二酸是從己二酸貯存料斗24輸送。己二酸從料斗流向散裝氧氣液滴分離罐26。在罐26中除去空氣。優(yōu)選通過分批方式采用抽真空和氮?dú)馓鎿Q交替進(jìn)行除去罐26中的空氣。通過真空泵28引發(fā)真空。可調(diào)整抽真空和氮?dú)饧訅褐g的交替頻率以便使氧氣去除達(dá)到所需的水平。
優(yōu)選所述散裝氧氣液滴分離罐26包括在底部形成朝向其底端的直徑逐漸縮小的進(jìn)料斗的壓力容器。優(yōu)選所述散裝氧氣液滴分離罐的進(jìn)料斗部分的側(cè)面與水平面形成70°角度以有利于從所述罐的底部流出。
隨后將所述基本上不含分子氧的己二酸晶體由所述散裝氧氣液滴分離罐26流向(優(yōu)選在所述散裝氧氣液滴分離罐中通過重力，以及通過氮?dú)鈮毫o助加壓)己二酸熔化器30中。優(yōu)選熔化器30為連續(xù)攪拌的帶夾套的容器，在采用氮?dú)馍晕⒓訅汉驮谏晕⒏哂诩憾岬娜埸c(diǎn)(即高于153℃)的溫度下操作。通過其頂端進(jìn)入這個(gè)容器的己二酸晶體在那里熔融的己二酸表面快速熔化。由此本發(fā)明的方法可連續(xù)地熔化己二酸。優(yōu)選熔化器30具有倒圓錐體進(jìn)口噴嘴以降低流阻。也優(yōu)選熔化器30由含非常少或基本不含負(fù)面影響所述熔融單體的雜質(zhì)的金屬合金制成。Hastolloy C和316不銹鋼是適合的材料。
可采用其它方法以進(jìn)一步從該熔化器中除去氧氣以最大程度地減少可能的熱降解。除去氧氣的一個(gè)方法是向在熔化器30中的熔融己二酸提供振動(dòng)能量(例如通過超聲設(shè)備)。所述振動(dòng)能量可有利于夾帶的空氣從所述熔融酸中選出，引起氣泡上升至所述熔融酸的表面。
優(yōu)選最大程度地減少熔融己二酸在熔化器30中的停留時(shí)間以減少所述反應(yīng)物的熱暴露時(shí)間。優(yōu)選所述停留時(shí)間少于3小時(shí)，更優(yōu)選在大約1-2小時(shí)之間。所述熔融己二酸離開熔化器30的底部并被泵送至準(zhǔn)確控制進(jìn)料至下游設(shè)備的己二酸的量的熔融己二酸計(jì)量系統(tǒng)32中。
散裝氧氣液滴分離罐26和己二酸熔化器30的結(jié)合使得可以在沒有熱降解或脫色下進(jìn)行己二酸晶體的連續(xù)熔化。
來自HMD計(jì)量系統(tǒng)22的熔融HMD流34和來自己二酸計(jì)量系統(tǒng)32的熔融己二酸流36在Y型連接器38中以化學(xué)計(jì)量量連續(xù)接觸和混合。當(dāng)這兩種單體通過Y型連接器流過下一個(gè)管道部分40時(shí)彼此接觸并進(jìn)入沒有排氣口的混合器42(優(yōu)選為管線內(nèi)靜態(tài)混合器)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，熔融己二酸流36的溫度為大約170℃，熔融HMD流34的溫度為大約70℃，在Y型連接器38的壓力為大約150磅/平方英寸[表壓]。優(yōu)選所述管線內(nèi)靜態(tài)混合器為具有24個(gè)單元的Kenics靜態(tài)混合器。優(yōu)選所述Y型連接器和管線內(nèi)混合器42的壁保持在大約268℃的溫度。優(yōu)選所述單體在混合器42中的停留時(shí)間在大約1-30秒鐘，更優(yōu)選大約3秒。所述反應(yīng)物離開混合器42進(jìn)入沒有排氣口的管，在260℃和150磅/平方英寸[表壓]下允許例如另外10-60秒鐘的反應(yīng)時(shí)間。
雖然本發(fā)明的方法可在沒有除去反應(yīng)物中的水下操作，然而不要求所述反應(yīng)物是完全無水的。例如所述HMD進(jìn)料流可含有至多大約5％(重量)的水，所述己二酸流可含有至多大約2％(重量)的水，而所述方法仍能適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。含有所述低濃度的水的反應(yīng)物流在這里稱為“基本干燥”。
HMD和己二酸的一些反應(yīng)從它們?cè)赮型連接器38彼此接觸的時(shí)候開始直至它們進(jìn)入熱交換器44。可選擇在本發(fā)明的這個(gè)部分采用的溫度和停留時(shí)間以引起完全的聚合或阻止由此引起的競(jìng)爭(zhēng)聚合。在后一種情況中，由單體的接觸產(chǎn)生的部分反應(yīng)產(chǎn)物在這里稱為“預(yù)聚物”。一般在混合器42的下游的管中的預(yù)聚物物料有60-90％轉(zhuǎn)化為尼龍6,6。由于本發(fā)明應(yīng)用的條件阻止了低熔點(diǎn)中間體的結(jié)晶，因此不會(huì)發(fā)生堵塞。優(yōu)化本發(fā)明的操作，不在管道40和混合器42安裝排氣口，使得那里的壓力相對(duì)較低，如在大約0-500磅/平方英寸[表壓]，最優(yōu)選大約150磅/平方英寸[表壓]是重要的。
在圖1所示的本發(fā)明方法的實(shí)施方案中，接著使所述預(yù)聚物通過熱交換器44并進(jìn)入具有排氣口的預(yù)聚合物反應(yīng)器46。這里所用的熱交換器不是關(guān)鍵的。任何需要的熱可由在加熱器46中的內(nèi)部加熱旋管或通過圍繞所述反應(yīng)器的套管代替提供。優(yōu)選離開熱交換器44中的經(jīng)過加熱的預(yù)聚物在低于其中的液體物質(zhì)的表面處進(jìn)入反應(yīng)器46。在該反應(yīng)器46(優(yōu)選為連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器)中可發(fā)生進(jìn)一步的聚合。任選所述反應(yīng)器的底部流48可分為循環(huán)流50和送往進(jìn)一步加工的第二流52。如果使用了循環(huán)，優(yōu)選循環(huán)流50的流速至少比進(jìn)料至反應(yīng)器46的新鮮預(yù)聚物的流速大15倍。優(yōu)選反應(yīng)器46在填充了大約50％的液體物質(zhì)下操作以提供較大的蒸汽/液體分離界面。
非常需要在本發(fā)明的方法中提供聚合物端基的逆向混合，產(chǎn)生有利于所述熔融物質(zhì)脫揮發(fā)分的高表面積界面，和能夠快速提高所述熔化物質(zhì)的溫度的高的熱交換速率?？扇缤ㄟ^使用連續(xù)攪拌的釜式反應(yīng)器，或通過使用活塞式流動(dòng)反應(yīng)器與所述產(chǎn)物流的循環(huán)一起實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)。
來自反應(yīng)器46的塔頂物流54為含有蒸汽(即由縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的蒸發(fā)的水)和通常還有一些HMD的蒸氣。將塔頂物流54輸送至HMD回收塔56中，同時(shí)輸送進(jìn)入的還有水58。將含有一些HMD和水的冷凝流60循環(huán)回反應(yīng)器46中，而剩余的蒸氣通過熱交換器62冷卻并作為廢氣流64的一部分除去。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在熱交換器44中將預(yù)聚物加熱至大約260℃，反應(yīng)器46在大約260℃和150磅/平方英寸[表壓]下操作。作為適合相對(duì)流速的一個(gè)例子，如果以每小時(shí)100 1bs的流速將所述新鮮預(yù)聚物進(jìn)料至反應(yīng)器46，優(yōu)選所述反應(yīng)器底部循環(huán)流速為大約每小時(shí)2,000lbs。在這樣的條件下操作反應(yīng)器46，單體經(jīng)過在反應(yīng)器46中20分鐘的停留時(shí)間后可得到高于95％的轉(zhuǎn)化為尼龍6,6(水的濃度為3％(重量))的轉(zhuǎn)化率。
例如通過近紅外(NIR)設(shè)備66分析離開反應(yīng)器46的流52中的部分聚合物質(zhì)。所述設(shè)備(如通過近紅外光譜)可測(cè)定胺和酸端基的相對(duì)量?？蓱?yīng)用NIR設(shè)備66的測(cè)量控制HMD計(jì)量系統(tǒng)22和/或己二酸計(jì)量系統(tǒng)32。
雖然所述物質(zhì)在本發(fā)明方法的這個(gè)階段已經(jīng)聚合，然而在本發(fā)明方法的一些實(shí)施方案中聚合的程度，和由此得到的聚合物的分子量和相對(duì)粘度(RV)將不如最終產(chǎn)物所需的一樣高。因此，可將所述部分聚合的物質(zhì)輸送通過閃蒸器68以提供另外的熱，隨后進(jìn)入第二反應(yīng)器70。第二反應(yīng)器70的目的是為了進(jìn)一步的聚合并由此提高所述產(chǎn)物的分子量和RV。來自第二反應(yīng)器的底部流72中的聚合物產(chǎn)物將具有最終產(chǎn)物所需的分子量。
優(yōu)選在第二反應(yīng)器70中的溫度為大約260至大約280℃和壓力為大氣壓。
在第二反應(yīng)器70中產(chǎn)生的HMD蒸氣和流通過塔頂物流74進(jìn)入洗滌器76除去。將水流78也進(jìn)料至該洗滌器中，以便所述流可被冷凝并可作為下水道水流80除去。剩余的蒸氣在塔頂物流82中離開洗滌器76并成為廢氣流64的一部分。
所述聚合物產(chǎn)物可被輸送至造粒機(jī)84或管道輸送至旁通管86。如果所述聚合物被輸送至造粒機(jī)，則隨后將聚合物顆粒輸送至于燥機(jī)88中。使用氮?dú)膺M(jìn)料管90、氮?dú)夤娘L(fēng)機(jī)92和氮?dú)饧訜崞?4向干燥所述聚合物顆粒的容器88提供氮?dú)狻⑺龈稍锏念w粒從干燥器88的底部排出通過灑水冷卻器96、篩98并通過鼓風(fēng)機(jī)100送至產(chǎn)物貯存區(qū)102。
再次參照?qǐng)D1，在來自反應(yīng)器46的廢氣54中的HMD可在篩板塔56中通過常規(guī)的分離方法除去?；蛘咚鯤MD可使用如圖2中顯示的反應(yīng)塔除去。在這個(gè)作為選擇的實(shí)施方案中，將來自反應(yīng)器46的廢氣54排往熱交換器200，在那里過熱至260℃和10磅/平方英寸[表壓1。將過熱廢氣202輸送至活性KMD回收塔204的底層區(qū)域。將熔融己二酸流206(優(yōu)選大約170℃)進(jìn)料至塔204的上層區(qū)域(優(yōu)選保持在大約182℃和大約8磅/平方英寸[表壓])。所述熔融己二酸與在廢氣中的HMD反應(yīng)得到少量的尼龍鹽(被加熱至182℃)。將來自塔204的流出流208泵送至管線內(nèi)靜態(tài)混合器42，優(yōu)選采用泵210提高流出流的壓力至大約200磅/平方英寸[表壓]。當(dāng)然也將熔融HMD流34一起進(jìn)料至混合器42中。
隨后將來自所述活性HMD回收塔204的頂層的廢氣進(jìn)料至洗滌器210，在那里采用水流212洗滌得到最終的廢氣流214和下水道水流216。來自第二反應(yīng)器70的廢氣流218也可被進(jìn)料至洗滌器210中。
如圖2中顯示，使用活性HMD回收塔204可通過避免外部水回流入所述反應(yīng)器中而降低了本發(fā)明方法的水的總使用量。
通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的聚酰胺(如尼龍6,6)具有許多眾所周知的用途，如可制成用于地毯的纖維。
前面描述的本發(fā)明的具體實(shí)施方案并無意全部列出了本發(fā)明的每一個(gè)可能的實(shí)施方案。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在本發(fā)明的范圍內(nèi)可對(duì)這里描述的具體實(shí)施方案作出修改。例如，雖然這里詳細(xì)描述的實(shí)施方案使己二酸和六亞甲基二胺反應(yīng)生產(chǎn)尼龍6,6，但也可使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉的其它單體生產(chǎn)其它的聚酰胺。
權(quán)利要求
1．由二羧酸單體和二胺單體生產(chǎn)聚酰胺的方法，該方法包括以下步驟等摩爾量地混合熔融二羧酸單體和熔融二胺單體，由此得到熔融反應(yīng)混合物；將所述反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器，所述反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間在大約0.01分鐘至大約30分鐘之間，由此形成含有聚酰胺和聚合水的第一產(chǎn)物流；和將所述第一產(chǎn)物流流過至少一個(gè)具有排氣口的容器，在那里除去聚合水，由此形成含有聚酰胺的第二產(chǎn)物流。
2．權(quán)利要求1的方法，其中所述第一產(chǎn)物流還含有未聚合的二羧酸單體和二胺單體，和其中在所述至少一個(gè)具有排氣口的容器中發(fā)生進(jìn)一步的聚合。
3．權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融二羧酸和所述熔融二胺是基本干燥的。
4．權(quán)利要求1的方法，其中在經(jīng)過對(duì)所述熔融二羧酸和所述熔融二胺的混合后不必再加入另外的二羧酸單體或二胺單體。
5．權(quán)利要求1的方法，其中在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的反應(yīng)混合物的溫度在大約220至大約300℃之間。
6．權(quán)利要求1的方法，其中在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的壓力在大約0-500磅/平方英寸[表壓]之間。
7．權(quán)利要求6的方法，其中在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的壓力在大約50-250磅/平方英寸[表壓]之間。
8．權(quán)利要求6的方法，其中在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的壓力在大約120-180磅/平方英寸[表壓]之間。
9．權(quán)利要求1的方法，其中第一產(chǎn)物流在所述至少一個(gè)具有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間為大約1分鐘至大約60分鐘。
10．權(quán)利要求1的方法，其中將所述第二產(chǎn)物流部分在所述至少一個(gè)具有排氣口的反應(yīng)容器中循環(huán)或循環(huán)至所述至少一個(gè)具有排氣口的反應(yīng)容器中。
11．權(quán)利要求1的方法，其中所述二羧酸單體為己二酸，所述二胺單體為六亞甲基二胺，和所述聚酰胺為尼龍6,6。
12．權(quán)利要求1的方法，其中所述熔融二羧酸單體通過以下步驟生產(chǎn)通過交替將在除氧壓力容器中的干燥的二羧酸抽真空和通入惰性氣體加壓從所述干燥的二羧酸中將氧氣除去，由此得到降低了分子氧含量的固體二羧酸；和將所述降低了分子氧含量的固體二羧酸進(jìn)料至裝有一定量的熔融二羧酸的熔化器中，由此將所述固體二羧酸熔化并生產(chǎn)出熔融二羧酸連續(xù)流。
13．權(quán)利要求12的方法，其中通過重力將所述固體二羧酸從所述除氧壓力容器轉(zhuǎn)移至所述熔化器中。
14．權(quán)利要求12的方法，其中在所述除氧壓力容器中通過重力與惰性氣體加壓結(jié)合將所述固體二羧酸從所述除氧壓力容器轉(zhuǎn)移至熔化器中。
15．權(quán)利要求12的方法，其中所述二羧酸單體在所述熔化器的停留時(shí)間少于3小時(shí)。
16．權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器包括靜態(tài)管線內(nèi)混合器。
17．權(quán)利要求16的方法，其中所述反應(yīng)混合物在所述靜態(tài)管線內(nèi)混合器的停留時(shí)間在大約1-30秒之間。
18．權(quán)利要求1的方法，其中離開所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的第一產(chǎn)物流含有少于40％(重量)的未聚合的單體。
19．權(quán)利要求1的方法，其中離開所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的第一產(chǎn)物流含有少于10％(重量)的未聚合的單體。
20．權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一個(gè)具有排氣口的反應(yīng)容器產(chǎn)生的含有水蒸汽和蒸發(fā)的二胺單體的廢氣流，和其中在回收塔中使所述廢氣與熔融二羧酸單體接觸，由此至少一部分蒸發(fā)的二胺單體與所述二羧酸單體反應(yīng)形成聚酰胺，和其中從所述回收塔中產(chǎn)生了含有聚酰胺和未反應(yīng)的熔融二羧酸單體的液體流出流，和其中隨后將所述液體流出流與熔融的二胺單體混合。
21．由己二酸單體和二胺單體生產(chǎn)聚酰胺的方法，包括等摩爾量地混合熔融二羧酸單體和熔融二胺單體，由此得到熔融反應(yīng)混合物；和在0-500磅/平方英寸[表壓]的壓力下將所述反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器，所述反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間在大約0.01分鐘至大約30分鐘之間，由此形成含有聚酰胺的第一產(chǎn)物流。
22．權(quán)利要求21的方法，其中所述熔融二羧酸和所述熔融二胺是基本干燥的。
23．權(quán)利要求21的方法，其中在經(jīng)過對(duì)所述熔融二羧酸和所述熔融二胺的混合后不必再加入另外的二羧酸單體或二胺單體。
24．權(quán)利要求21的方法，其中在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的反應(yīng)混合物的溫度在大約220至大約300℃之間。
25．權(quán)利要求21的方法，其中在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的壓力在大約50-250磅/平方英寸[表壓]之間。
26．權(quán)利要求25的方法，其中在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的壓力在大約120-180磅/平方英寸[表壓]之間。
27．權(quán)利要求21的方法，其中所述二羧酸單體為己二酸，所述二胺單體為六亞甲基二胺，和所述聚酰胺為尼龍6,6。
28．權(quán)利要求21的方法，其中所述熔融二羧酸單體通過以下步驟生產(chǎn)通過交替將在除氧壓力容器中的干燥的二羧酸抽真空和通入惰性氣體加壓從所述干燥的二羧酸中將氧氣除去，由此得到降低了分子氧含量的固體二羧酸；和將所述降低了分子氧含量的固體二羧酸進(jìn)料至裝有一定量的熔融二羧酸的熔化器中，由此將所述固體二羧酸熔化并生產(chǎn)出熔融二羧酸連續(xù)流。
29．權(quán)利要求28的方法，其中通過重力將所述固體二羧酸從所述除氧壓力容器轉(zhuǎn)移至所述熔化器中。
30．權(quán)利要求28的方法，其中在所述除氧壓力容器中通過重力與惰性氣體加壓結(jié)合將所述固體二羧酸從所述除氧壓力容器轉(zhuǎn)移至熔化器中。
31．權(quán)利要求28的方法，其中所述二羧酸單體在所述熔化器的停留時(shí)間少于3小時(shí)。
32．權(quán)利要求21的方法，其中所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器具有靜態(tài)管線內(nèi)混合器。
33．權(quán)利要求32的方法，其中所述反應(yīng)混合物在所述靜態(tài)管線內(nèi)混合器的停留時(shí)間在大約1-30秒之間。
34．連續(xù)熔化二羧酸的方法，包括通過交替將在除氧壓力容器中的干燥的二羧酸抽真空和通入惰性氣體加壓從所述干燥的二羧酸中將氧氣除去，由此得到降低了分子氧含量的固體二羧酸；和將所述降低了分子氧含量的固體二羧酸進(jìn)料至裝有一定量的熔融二羧酸的熔化器中，由此將所述固體二羧酸熔化并生產(chǎn)出熔融二羧酸連續(xù)流。
35．由己二酸和六亞甲基二胺(HMD)生產(chǎn)尼龍6,6的連續(xù)方法，包括通過交替將在除氧壓力容器中的干燥的己二酸抽真空和通入惰性氣體加壓從所述干燥的酸中將氧氣除去，由此得到降低了分子氧含量的固體己二酸；將所述降低了分子氧含量的固體己二酸進(jìn)料至裝有一定量的熔融己二酸的熔化器中，由此將所述固體己二酸熔化并生產(chǎn)出熔融己二酸連續(xù)流；將HMD熔化；等摩爾量地混合熔融己二酸和熔融HMD，由此得到反應(yīng)混合物；將所述反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器，所述反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間在大約0.01分鐘至大約5分鐘之間，由此形成了部分聚合的尼龍6,6反應(yīng)混合物；和將所述部分聚合的反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)具有排氣口的容器，由此所述部分聚合的反應(yīng)混合物進(jìn)一步聚合產(chǎn)生尼龍6,6，并除去聚合水。
36．權(quán)利要求35的方法，其中所述至少一個(gè)具有排氣口的反應(yīng)容器產(chǎn)生的含有水蒸汽和蒸發(fā)的HMD的廢氣流，和其中在回收塔中使所述廢氣與熔融己二酸接觸，由此至少一部分蒸發(fā)的HMD與所述己二酸反應(yīng)形成尼龍6,6，和其中從所述回收塔中產(chǎn)生了含有尼龍6,6和未反應(yīng)的熔融己二酸的液體流出流，和其中隨后將所述液體流出流與熔融的HMD混合。
37．權(quán)利要求35的方法，其中所述離開沒有排氣口的反應(yīng)容器的部分聚合的尼龍6,6反應(yīng)混合物的相對(duì)粘度在大約0至大約3之間，離開具有排氣口的反應(yīng)容器的尼龍6,6的相對(duì)粘度在大約3至大約15之間。
全文摘要
由二羧酸單體和二胺單體生產(chǎn)聚酰胺的方法,包括以下步驟:(a)將熔融二羧酸單體和熔融二胺單體以等摩爾量混合,由此得到熔融反應(yīng)混合物;(b)將所述反應(yīng)混合物流過至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器,所述反應(yīng)混合物在所述至少一個(gè)沒有排氣口的反應(yīng)容器中的停留時(shí)間在大約0.01分鐘至大約30分鐘之間,由此形成含有聚酰胺和聚合水的第一產(chǎn)物流;和(c)將所述第一產(chǎn)物流流過至少一個(gè)具有排氣口的容器,在那里除去聚合水,由此形成含有聚酰胺的第二產(chǎn)物流。所述方法可連續(xù)地操作并不需要往所述二羧酸、往所述二胺或往所述反應(yīng)混合物中加入水。
文檔編號(hào)C08G69/00GK1312832SQ99809197
公開日2001年9月12日 申請(qǐng)日期1999年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月29日
發(fā)明者G·E·布施, C·E·施維爾, R·M·勒姆布克, S·W·庫(kù)克 申請(qǐng)人:索羅蒂亞公司