用于生產(chǎn)尼龍鹽溶液的工藝裝置制造方法
【專利摘要】一種用于生產(chǎn)尼龍鹽溶液的工藝裝置，其包括：a.失重式進(jìn)料器，包括料斗、進(jìn)料管道，以及用于連接料斗和進(jìn)料管道的導(dǎo)管；b.直插式分散器，其具有與進(jìn)料管道的出口連接的第一進(jìn)口、用于引入二胺的第一進(jìn)料物流以形成分散體的第二進(jìn)口，以及分散體出口；c.儲(chǔ)罐，其用于在50℃和60℃之間的溫度下存儲(chǔ)分散體，其中所述儲(chǔ)罐包括與分散體出口連接以接收分散體的再循環(huán)回路；以及d.單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器，其用于接收存儲(chǔ)的分散體的一部分和二胺的第二進(jìn)料物流以生產(chǎn)尼龍鹽溶液。
【專利說(shuō)明】用于生產(chǎn)尼龍鹽溶液的工藝裝置
[0001] 關(guān)聯(lián)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求享有于2013年5月1日提交的美國(guó)申請(qǐng)61/818, 057的優(yōu)先權(quán)，所述 申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容和公開(kāi)結(jié)合于本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本實(shí)用新型涉及用于生產(chǎn)尼龍鹽溶液的工藝裝置，尤其涉及包括失重式進(jìn)料器和 用于生產(chǎn)富含二羧酸的部分平衡酸溶液的直插式分散器的工藝裝置。

【背景技術(shù)】
[0004] 聚酰胺通常用于紡織品、服裝、包裝、輪胎增強(qiáng)、毛毯、用于汽車的成型部件的工程 熱塑性塑料、電氣設(shè)備、運(yùn)動(dòng)裝備，以及廣泛的工業(yè)應(yīng)用。尼龍是一種高性能材料，其可用于 要求超強(qiáng)耐久性、耐熱性和韌性的塑料和纖維應(yīng)用中。被稱為尼龍的脂肪族聚酰胺可從二 羧酸和二胺的鹽溶液來(lái)生產(chǎn)得到。蒸發(fā)所述鹽溶液，然后將其加熱以引發(fā)聚合。這個(gè)生產(chǎn) 工藝中的一個(gè)挑戰(zhàn)是保證在最終的聚酰胺中，二羧酸和二胺的摩爾平衡一致。例如，當(dāng)從己 二酸（adipic acid, AA)和己二胺（hexamethylene diamine, HMD)來(lái)生產(chǎn)尼龍 6, 6 時(shí)，不一 致的摩爾平衡會(huì)不利地降低分子量并可能會(huì)影響尼龍的染色性能。使用批次鹽法實(shí)現(xiàn)了摩 爾平衡，但是批次法不適用于大型工業(yè)生產(chǎn)。此外，通過(guò)多個(gè)反應(yīng)器在連續(xù)模式下實(shí)現(xiàn)了摩 爾平衡，在鹽生產(chǎn)期間，每個(gè)反應(yīng)器帶有獨(dú)立的二胺進(jìn)料裝置。
[0005] 美國(guó)專利公開(kāi)2010/0168375教導(dǎo)了制備二胺和二酸的鹽溶液，更具體地，教導(dǎo)了 制備了一種己二酸己二銨鹽的濃溶液，其是用于生產(chǎn)聚酰胺的有用的起始原料，更具體地， 其是生產(chǎn)PA66的有用的起始原料。所述鹽溶液是通過(guò)混合二酸和二酸而制得，鹽的質(zhì)量 濃度為50 %至80 %，在第一步驟中，提供具有二酸/二胺摩爾比大于1. 1的二酸和二胺的 水溶液，以及在第二步驟中，通過(guò)添加二胺來(lái)調(diào)節(jié)二酸/二胺摩爾比到〇. 9-11的值，優(yōu)選 0.99-1.01的值，并且通過(guò)任選地向其中添加水來(lái)修正所述鹽的質(zhì)量濃度。類似地，美國(guó)專 利公開(kāi)2012/0046439教導(dǎo)了用兩種不同的二酸經(jīng)多個(gè)步驟來(lái)制備鹽溶液。
[0006] 美國(guó)專利4442260教導(dǎo)了一種用于制造高濃度的尼龍鹽溶液的方法，其中，二胺 以兩部分加入，一部分在將水從最大溶解度的溶液中蒸發(fā)的步驟之前加入，另一部分在在 將水從最大溶解度的溶液中蒸發(fā)的步驟之后加入。
[0007] 美國(guó)專利4213884教導(dǎo)了通過(guò)將6-12個(gè)碳原子的烷基二羧酸與二胺反應(yīng)來(lái)制造 二羧酸和二胺的鹽的高濃度水溶液以及尼龍預(yù)縮合物的方法。將含有適量溶解過(guò)量的特殊 二羧酸的低濃度的二羧酸和二胺的鹽的水溶液與熔化狀態(tài)下的特殊的二胺進(jìn)行反應(yīng)，所述 特殊的熔化狀態(tài)下二胺與溶解的二羧酸的量相同，所述反應(yīng)在超大氣壓的條件下進(jìn)行，且 將最終反應(yīng)溫度保持在140°C到210°C之間。將得到的溶液用于制造尼龍。
[0008] 美國(guó)專利4131712教導(dǎo)了一種制造高分子量聚酰胺的方法，其中，以非化學(xué)計(jì)量 比來(lái)分別制備富含二酸的組分和富含二胺的組分，在低于聚酰胺產(chǎn)品的熔化溫度下，優(yōu)選 低于200°C，熔化這些組分中的每一個(gè)；隨后在足夠高的溫度下將所述富含二酸的組分和 富含二胺的組分以液體狀態(tài)接觸，以防止固化，并且以成比例的方式進(jìn)行接觸，如此使得二 酸和二胺的總量盡可能的為化學(xué)計(jì)量的，無(wú)論其是否結(jié)合。
[0009] 如美國(guó)專利5801278和5674974、W099/61510和EP0411790的其他方法尋求制造 無(wú)水尼龍鹽溶液。已經(jīng)觀察到，復(fù)雜且耗時(shí)的方法可能降低生產(chǎn)速率并限制了其在尼龍鹽 溶液的工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。例如，美國(guó)專利6995233描述了一種用于制造聚酰胺的連續(xù)方 法。所述聚酰胺是從二酸和二胺而得到。所述方法包括連續(xù)混合富含胺端基的化合物和富 含酸端基的化合物的操作，以及使用所述混合物的縮聚操作。該方法涉及此工藝的起始階 段，在該起始階段期間，使用含有實(shí)質(zhì)成化學(xué)計(jì)量比的單體的混合物的水溶液。構(gòu)成前體的 所述混合物可為無(wú)水或可含有高達(dá)10質(zhì)量％的水。
[0010] 盡管在改進(jìn)工藝以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)規(guī)格方面做出了努力，例如在尼龍鹽溶液中合適的pH 值、摩爾平衡和/或鹽濃度方面仍然存在挑戰(zhàn)。尤其是二羧酸（更具體為己二酸）是一種 具有可變顆粒尺寸的粉末，這導(dǎo)致容重的大的變化以及差的流動(dòng)特性。使用二羧酸粉末引 入了另一個(gè)變量，其使得在連續(xù)工藝中很難實(shí)現(xiàn)目標(biāo)規(guī)格的均一性。用于二羧酸粉末的體 積進(jìn)料器放大了這種困難。
[0011] 因此需要改進(jìn)來(lái)控制使用二羧酸粉末的尼龍鹽的均一性。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0012] 在第一個(gè)實(shí)施方式中，本實(shí)用新型涉及用于生產(chǎn)尼龍鹽溶液的工藝裝置，包括失 重式進(jìn)料器，所述失重式進(jìn)料機(jī)包括料斗、進(jìn)料管道、用于連接料斗和進(jìn)料管道的導(dǎo)管，其 中料斗包括用于控制補(bǔ)充階段和進(jìn)料階段的至少一個(gè)外部重量測(cè)量系統(tǒng)，和用于在進(jìn)料階 段分配二羧酸粉末的至少一個(gè)下部開(kāi)口，其中所述至少一個(gè)下部開(kāi)口置于進(jìn)料管道上方， 且其中所述進(jìn)料管道接收二羧酸粉末，并將二羧酸粉末經(jīng)至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)螺旋傳送而通過(guò)出 口。所述工藝裝置進(jìn)一步包括直插式分散器，所述直插式分散器具有連接進(jìn)料管道的出口 的第一進(jìn)口、用于引入二胺的第一進(jìn)料物流以形成分散體的第二進(jìn)口，和分散器出口；儲(chǔ) 罐，用于在50°C和60°C之間的溫度下儲(chǔ)存分散體，其中儲(chǔ)罐包括連接分散體出口的再循環(huán) 回路，以接收分散體；連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器，用于接收存儲(chǔ)的分散體的一部分和二胺的第二進(jìn) 料物流，以生產(chǎn)尼龍鹽溶液。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述再循環(huán)回路包括接收作為引導(dǎo)流的分散體的外部排出 器。一方面，再循環(huán)回路可包括一個(gè)或多個(gè)泵、以及一個(gè)或多個(gè)加熱器，在其下游接收分散 體。所述再循環(huán)回路優(yōu)選不與任何分析儀連接來(lái)測(cè)量分散體。所述再循環(huán)回路可經(jīng)過(guò)一個(gè) 或多個(gè)內(nèi)部噴射混合器排出至儲(chǔ)罐。所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部噴射混合器置于離儲(chǔ)罐底部〇. 3 和1. 5米之間處。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方式中，直插式分散器包括內(nèi)腔和多個(gè)環(huán)繞在內(nèi)腔周圍的攪拌器，所 述多個(gè)環(huán)繞在內(nèi)腔周圍的攪拌器用于將二羧酸粉末和二胺的第一進(jìn)料物流混合來(lái)形成分 散體。所述分散體可通過(guò)穿過(guò)出口的多個(gè)攪拌器來(lái)排出。
[0015] 在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，失重式進(jìn)料器可包括傳送系統(tǒng)，用于將二羧酸粉末從供 給容器輸送到料斗。失重式進(jìn)料器的導(dǎo)管還可包括旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器。
[0016] 在第二個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述工藝裝置包括連接于直插式分散器的第一進(jìn)口的 失重式進(jìn)料器。直插式分散器進(jìn)一步包括用于引入二胺的第一進(jìn)料物流以形成分散體的第 二進(jìn)口以及分散器出口。所述工藝裝置進(jìn)一步包括連接于分散器出口以接收分散體的再循 環(huán)回路的用于儲(chǔ)存分散體的儲(chǔ)罐、用于接收存儲(chǔ)的分散體的一部分和二胺的第二進(jìn)料物流 以生產(chǎn)尼龍鹽溶液的單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器，以及用于將尼龍鹽溶液從單個(gè)連續(xù)攪拌釜反 應(yīng)器直接通入尼龍鹽儲(chǔ)罐中去的導(dǎo)管。PBA溶液的存儲(chǔ)可在50°C和60°C之間的溫度下進(jìn) 行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 以下結(jié)合非限制性的附圖來(lái)更好地理解本實(shí)用新型，其中：
[0018] 圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的用于生產(chǎn)尼龍鹽溶液的總體流程圖。
[0019] 圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的用于生產(chǎn)富含己二酸的粗鹽溶液的失 重式進(jìn)料器和直插式分散器的示意圖。
[0020] 圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的用于生產(chǎn)富含己二酸的粗鹽溶液的示 例性直插式分散器的剖面圖。
[0021] 圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器的示意圖。
[0022] 圖5為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的過(guò)程控制的示意圖。
[0023] 圖6為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的尼龍6, 6生產(chǎn)工藝的示意圖。
[0024] 圖7-9為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的顯示來(lái)自失重式進(jìn)料器的己二酸的 進(jìn)料速率變化的圖表。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 此處所用之術(shù)語(yǔ)僅出于描述特定實(shí)施方案的目的，并不意欲限制本實(shí)用新型。除 非上下文中清楚地顯示出另外的情況，如此處所用的單數(shù)形式"一個(gè)"和"該"也包括復(fù)數(shù) 形式。還應(yīng)當(dāng)理解，在本說(shuō)明書(shū)中使用的用語(yǔ)"包括"和/或"包括有"時(shí)說(shuō)明了存在所述的 特征、整體、步驟、操作、部件和/或構(gòu)件，但不妨礙一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、 部件組、構(gòu)件和/或構(gòu)件組的存在或添加。
[0026] 例如"包括"、"包含"、"具有"、"含有"或"涉及"的用語(yǔ)及其變體應(yīng)廣泛地理解， 并且包含所列出的主體以及等效物，還有未列出的另外的主體。另外，當(dāng)由過(guò)渡性用語(yǔ)"包 含"、"包括"或"含有"來(lái)引出組分、部件組、工藝或方法步驟或者任何其他的表述時(shí)，應(yīng)當(dāng)理 解此處還考慮了相同的組分、部件組、工藝或方法步驟，或者具有在該組分、部件組、工藝或 方法步驟或任何其它表述的記載之前的過(guò)渡性用語(yǔ)"基本上由…組成"、"由…組成"或"選 自由…構(gòu)成的組"的任何其它的表述。
[0027] 如果的適用話，權(quán)利要求中的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作以及所有功能性的裝置或步 驟的等效物包括用于與權(quán)利要求中所具體陳述的其他部件相結(jié)合地來(lái)執(zhí)行功能的任何結(jié) 構(gòu)、材料或動(dòng)作。本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)出于介紹和描述的目的而提供，但并不是窮舉性的 或?qū)⒈緦?shí)用新型限制到所公開(kāi)的形式。在不偏離本實(shí)用新型的范圍和精神的前提下，許多 改變和變體對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。這里選擇并描述了一些實(shí)施 方案，目的是對(duì)本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行最佳的解釋，并且使得本領(lǐng)域的其他普 通技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型的不同實(shí)施方案具有多種變化，如同適合于該特定用途一 樣。相應(yīng)地，盡管本實(shí)用新型已經(jīng)依據(jù)實(shí)施方案進(jìn)行了描述，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí) 至IJ，本實(shí)用新型可以有所改變地并在所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)實(shí)施。
[0028] 現(xiàn)在將詳細(xì)參考特定的所公開(kāi)的主題。盡管所公開(kāi)的主題將結(jié)合所列舉的權(quán)利要 求來(lái)描述，然而可以理解，它們并不將所公開(kāi)的主題限制到這些權(quán)利要求中。相反，所公開(kāi) 的主題覆蓋了所有的替代方案、改變以及等效物，這些可以包含于由權(quán)利要求所限定的所 公開(kāi)的主題的范圍之內(nèi)。
[0029] 兎直
[0030] 本實(shí)用新型主要涉及尼龍鹽溶液的生產(chǎn)和從二羧酸和二胺的尼龍鹽溶液來(lái)生產(chǎn) 的聚酰胺。特別地，本實(shí)用新型涉及生產(chǎn)富含二羧酸的液態(tài)部分平衡酸（PBA)溶液，又稱為 富酸進(jìn)料，其作為進(jìn)料溶液來(lái)使用以形成尼龍鹽溶液。形成尼龍鹽溶液以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)鹽濃度 和/或目標(biāo)pH值。PBA溶液是部分平衡的，且不能實(shí)現(xiàn)尼龍鹽溶液的目標(biāo)pH值或目標(biāo)鹽濃 度。在單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器中，PBA溶液可與另一個(gè)二胺和水的進(jìn)料結(jié)合生產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)目 標(biāo)來(lái)生產(chǎn)具有均一 pH值的尼龍鹽溶液。有利地，PBA溶液可允許將液相的二羧酸引入單個(gè) 連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器中。在一個(gè)實(shí)施方式中，具有均一的pH值的尼龍鹽溶液可聚合以形成尼 龍6, 6。根據(jù)使用的起始單體可生產(chǎn)其他種類的聚酰胺。
[0031] 如下所述，使用術(shù)語(yǔ)己二酸（AA)和己二胺（HMD)來(lái)表示二羧酸和二胺。當(dāng)使用己 二酸時(shí)，PBA溶液為部分平衡的己二酸溶液。但是，本方法還可以應(yīng)用于這里指出的其他二 羧酸和其他二胺。
[0032] 適用于本實(shí)用新型的二羧酸選自由以下化合物組成的群組：乙二酸、丙二酸、 丁二酸、戊二酸、庚二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、i^一烷二酸、十二烷二酸、馬來(lái) 酸、戊烯二酸、創(chuàng)傷酸、粘康酸、1，2-環(huán)己烷二羧酸或1，3-環(huán)己烷二羧酸、1，2-苯二乙酸 或1，3-苯二乙酸、1，2-環(huán)己烷二乙酸或1，3-環(huán)己烷二乙酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、 4, 4' -二苯醚二甲酸、4, 4-二苯甲酮二羧酸、2, 6-萘二羧酸，對(duì)-間苯二甲酸叔丁酯和 2, 5-呋喃二羧酸，以及它們的混合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述二羧酸單體包含至少80% 的己二酸，例如，至少95%的己二酸。
[0033] 對(duì)于制造尼龍6, 6來(lái)說(shuō)，己二酸（AA)是最適合的二羧酸且以粉末形式使用。AA通 ?？梢约儍粜问将@得，其含有非常低含量的雜質(zhì)。典型的雜質(zhì)包括其他酸（一元酸和低級(jí) 二元酸），少于60ppm ;含氮物質(zhì)；痕量金屬，如鐵（小于2ppm)和其他重金屬（低于lOppm 或少于5ppm);砷（小于3ppm);和經(jīng)類油（少于lOppm或少于5ppm)。
[0034] 適用于本實(shí)用新型的二胺選自由以下化合物組成的群組：乙醇二胺、丙二胺、丁 二胺、尸胺、己二胺、2-甲基戊二胺、庚二胺、2-甲基己二胺、3-甲基己二胺、2, 2-二甲基戊 二胺、辛二胺、2, 5-二甲基己二胺、壬二胺、2, 2, 4-三甲基己二胺和2, 4, 4-三甲基己二胺、 癸二胺、5-甲基壬二胺、異佛爾酮二胺、十一二胺、十二二胺、2, 2, 7, 7-四甲基辛二胺、二 (對(duì)-氨基環(huán)己基）甲烷、二（氨基甲基）降冰片烷、被一個(gè)或多個(gè)C1-C4的烷基基團(tuán)任選取 代的C 2-C16的脂族二胺、脂族聚醚二胺和呋喃二胺，如2, 5-二（氨基甲基）呋喃，以及它們 的混合物。所選擇的二胺可以具有比二羧酸更高的沸點(diǎn)，并且所述二胺優(yōu)選不是間苯二甲 胺。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述二胺單體包含至少80 %的己二胺，例如，至少95 %的己二胺。 己二胺（HMD)最常用于制備尼龍6, 6。HMD在約40°C至42°C固化，通常加水來(lái)降低這個(gè)熔 點(diǎn)并使得處理變得容易。因此，HMD可以作為濃溶液購(gòu)得，例如，作為從80重量％至100重 量％或從92重量％至98重量％的濃溶液購(gòu)得。
[0035] 除了僅基于二羧酸和二胺的聚酰胺之外，有時(shí)與其他單體結(jié)合是有利的。當(dāng)以小 于20重量％的比例，如小于15重量％的比例添加時(shí)，這些單體可以加入到尼龍鹽溶液中， 而不脫離本實(shí)用新型的范圍。這些單體可包括單官能團(tuán)羧酸，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊 酸、苯甲酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、i^一烷酸、月桂酸、肉豆蘧酸、肉豆蘧腦酸、棕櫚 酸、棕櫚油酸、薩芬酸（sapienic acid)、硬脂酸、油酸、反油酸、異油酸、亞油酸、芥酸等。這 些單體也可包括內(nèi)酰胺類，如α-乙內(nèi)酰胺、α-丙內(nèi)酰胺、β-丙內(nèi)酰胺、丁內(nèi)酰胺、 戊內(nèi)酰胺、戊內(nèi)酰胺、己內(nèi)酰胺等。這些單體也可包括內(nèi)酉旨，如α-乙內(nèi)酉旨、α-丙 內(nèi)酯、β_丙內(nèi)酯、丁內(nèi)酯、戊內(nèi)酯、Υ-戊內(nèi)酯、己內(nèi)酯等。這些單體可包括雙官 能團(tuán)醇，如單乙二醇、二甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、1，2- 丁二醇、1，3- 丁二 醇、1，4- 丁二醇、2, 3- 丁二醇、1，2-戊二醇、1，5-戊二醇、驅(qū)蚊醇（etohexadiol)，對(duì)-孟 烷-3, 8-二醇，2-甲基-2, 4-戊二醇、1,6-己二醇、1，7_庚二醇和1，8_辛二醇。也可使用 更高級(jí)的官能的分子，如甘油、三羥甲基丙烷，三乙醇胺等。也可選自合適的羥胺，例如乙醇 胺、二乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、4-氨基-1-丁醇、3-氨基-1-丁醇、2-氨 基-1- 丁醇、4-氨基-2- 丁醇、戊醇胺、己醇胺等。應(yīng)理解，也可使用任何這些單體的混合 物，而不背離本實(shí)用新型的范圍。
[0036] 將其他添加物結(jié)合進(jìn)聚合工藝中有時(shí)也是有利的。這些添加劑可包括熱穩(wěn)定劑， 如銅鹽、碘化鉀、或任何本領(lǐng)域中已知的其它抗氧化劑。這樣的添加劑也可以包括聚合催化 齊[J，例如金屬氧化物、酸性化合物、本領(lǐng)域中已知的氧化磷化合物的金屬鹽或其他化合物。 這樣的添加劑也可以是消光劑和著色劑，如二氧化鈦，碳黑、或本領(lǐng)域中已知的其它顏料、 染料和著色劑。所使用的添加劑也可以包括消泡劑，如二氧化硅分散體、有機(jī)硅共聚物、或 本領(lǐng)域中已知的其它消泡劑?？墒褂脻?rùn)滑助劑，如硬脂酸鋅、硬脂基芥酰胺、硬脂醇、二硬脂 酸鋁、乙撐雙硬脂酰胺或本領(lǐng)域中已知的其它聚合物潤(rùn)滑劑?；旌衔镏锌赡馨ǔ珊藙?，如 氣相二氧化硅或氧化鋁、二硫化鑰、滑石、石墨、氟化鈣、苯基次膦酸鹽或本領(lǐng)域中已知的其 它助劑。也在聚合過(guò)程中添加本領(lǐng)域已知的其他常見(jiàn)的添加劑，如阻燃劑、增塑劑、抗沖改 性劑和某些類型的填料。
[0037] 本實(shí)用新型有利地實(shí)現(xiàn)了包含具有目標(biāo)pH值的AA/HMD鹽的尼龍鹽溶液。特別 地，與傳統(tǒng)方法相比，本實(shí)用新型使用較少數(shù)量的容器實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)pH值，特別地，在單個(gè)連 續(xù)攪拌荃反應(yīng)器（continuous stirred tank reactor, CSTR)中實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)pH值，以提供均 相的尼龍鹽溶液。在本申請(qǐng)中，使用直插式分散器和單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器來(lái)制備尼龍鹽 溶液，相比于批次生產(chǎn)，其可實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)速率。在批次生產(chǎn)中，用于實(shí)現(xiàn)與連續(xù)生產(chǎn)可 實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)率相近似的生產(chǎn)率的設(shè)備的時(shí)間和資金成本的數(shù)量使得批次生產(chǎn)不可行。目標(biāo) pH值可為本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇的任何pH值，且可基于需要的最終聚合物產(chǎn)品來(lái)選擇。不受 理論的限制，目標(biāo)值可選自pH曲線的最高拐點(diǎn)斜率，并處于對(duì)于想要的聚合物產(chǎn)品的區(qū)域 最佳的水平。
[0038] 在一些示例性的實(shí)施方式中，尼龍鹽溶液的目標(biāo)pH值可為7. 200和7. 900之間的 范圍內(nèi)的值，如優(yōu)選在7. 400和7. 700之間。尼龍鹽溶液的實(shí)際pH值相對(duì)于尼龍鹽溶液的 目標(biāo)pH值的變化可少于±0. 04,更優(yōu)選少于±0. 03,最優(yōu)選少于±0. 015。因此，例如如果 目標(biāo)pH值為7. 500,那么尼龍鹽溶液的pH值為在7. 460和7. 540之間，更優(yōu)選在7. 470和 7. 530之間。出于本實(shí)用新型的目的，pH值的變化率指的是連續(xù)操作的平均變化率。該變 化率非常低，少于±0.53%，更優(yōu)選少于±0.4%，并且生產(chǎn)有均一 pH值的尼龍鹽溶液。具 有相對(duì)于目標(biāo)pH值的低變化率的均一的尼龍鹽溶液有利于改善聚合過(guò)程的可靠性，以生 產(chǎn)均相、高品質(zhì)的聚合物產(chǎn)品。具有均一 pH值的尼龍鹽溶液也可允許穩(wěn)定質(zhì)量的進(jìn)料能夠 進(jìn)入聚合過(guò)程。目標(biāo)pH值可根據(jù)制造地點(diǎn)而變化。一般情況下，例如在25°C下測(cè)量9.5% 的鹽濃度的pH值為7. 620,生產(chǎn)具有AA比HMD的摩爾比為1的尼龍鹽溶液，所述摩爾比基 于游離和化學(xué)鍵合的AA和HMD。出于本實(shí)用新型的目的，根據(jù)目標(biāo)pH值，所述摩爾比可在 0. 8-1. 2的范圍內(nèi)變化。具有均一 pH值也意味著尼龍鹽溶液的摩爾比具有相應(yīng)的低變化 率。
[0039] 除了目標(biāo)pH值，本實(shí)用新型還可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)鹽濃度。所述目標(biāo)鹽濃度可以是本領(lǐng)域 技術(shù)人員選擇的任意鹽濃度，且可基于需要的最終聚合物產(chǎn)品和存儲(chǔ)考慮來(lái)選擇。尼龍鹽 溶液的水濃度可在35重量％和50重量％之間。尼龍鹽溶液可具有50重量％和65重量％ 之間的鹽濃度，例如，在60重量％和65重量％之間。尼龍鹽溶液的鹽濃度的變化率優(yōu)選非 常低，例如相對(duì)于目標(biāo)鹽濃度少于±0. 5%，少于±0. 3 %或少于±0. 1%。出于本實(shí)用新型 的目的，鹽濃度的變化率指的是連續(xù)操作的平均變化。因此，例如，如果目標(biāo)鹽濃度為60%， 那么均一的尼龍鹽濃度具有59. 5重量％和60. 5重量％之間的鹽濃度，優(yōu)選具有在59. 7重 量％和60. 3重量％之間的鹽濃度，更優(yōu)選具有在59. 9重量％和60. 1重量％之間的鹽濃 度。目標(biāo)鹽濃度可根據(jù)制造地點(diǎn)而變化。
[0040] 尼龍鹽溶液可以作為液體在低于110°c的溫度和大氣壓下存儲(chǔ)，例如在60°C和 110°C之間的溫度下，或在100°C和105°C之間的溫度下。高于65重量％的濃度要求較高的 溫度并可能需要加壓，以保持尼龍鹽溶液為液體，例如均相液體。所述鹽濃度可影響存儲(chǔ)溫 度，并且一般情況下，在較低的溫度并在常壓下能夠有效地存儲(chǔ)尼龍鹽溶液。但是，在進(jìn)行 聚合之前，較低的鹽濃度會(huì)事與愿違地增加能量消耗以濃縮所述尼龍鹽溶液。
[0041] 本實(shí)用新型使用PBA溶液來(lái)將AA引入尼龍鹽溶液，并且PBA溶液不會(huì)實(shí)現(xiàn)尼龍鹽 溶液的目標(biāo)pH值或目標(biāo)鹽濃度。優(yōu)選將尼龍鹽溶液所需的AA的全量引入PBA溶液，以實(shí) 現(xiàn)AA濃度的小于±5%的低變化率，例如，優(yōu)選小于±2%、小于±1 %或少于±0.5%。
[0042] 不受AA比HMD的摩爾比的影響而獨(dú)立地控制尼龍鹽溶液的溫度。盡管尼龍鹽溶 液中的摩爾比和固體的濃度會(huì)影響尼龍鹽溶液的溫度，但所述方法依賴于熱交換器、盤(pán)管 和/或帶有夾套的CSTR來(lái)從過(guò)程中移除熱量，由此來(lái)控制尼龍鹽溶液的溫度。可控制尼龍 鹽溶液的溫度相比于所需溫度在小于±1°C的范圍內(nèi)變化。在低于尼龍鹽溶液的沸點(diǎn)但高 于結(jié)晶溫度來(lái)選擇尼龍鹽溶液的溫度。例如，固體濃度為63%的尼龍鹽溶液在大氣壓下具 有108°C至110°C的沸點(diǎn)。因此，將溫度控制在小于110°C，如小于108°C，但是高于結(jié)晶溫 度。
[0043] 實(shí)現(xiàn)尼龍鹽的低變化率的現(xiàn)有技術(shù)方案集中于使用多個(gè)反應(yīng)器來(lái)調(diào)節(jié)鹽溶液中 的AA :HMD的摩爾比和HMD濃度。此集中至少部分地由于AA粉末的容重的變化性和差的流 動(dòng)性，導(dǎo)致固有的AA粉末進(jìn)料的不可預(yù)測(cè)性。當(dāng)使用體積進(jìn)料器來(lái)將AA粉末進(jìn)料至反應(yīng) 器時(shí)，擴(kuò)大了 AA粉末容重的變化性。由于AA的高熔點(diǎn)，通常以粉末來(lái)提供AA，這增加了處 理AA的難度。為了降低處理AA粉末的難度，本實(shí)用新型形成了包含AA的液體PBA溶液。 通過(guò)將AA粉末與液體二胺結(jié)合來(lái)制備PBA溶液。AA粉末通常具有在75和500微米之間 的平均尺寸，如100和300微米之間。更細(xì)小的粉末具有基本上更大的表面積和顆粒接觸， 這導(dǎo)致了結(jié)塊。優(yōu)選地，AA粉末含有少于20%的小于75微米的微粒，例如少于10%。由 于通常基于體積、以粉末形態(tài)直接通入反應(yīng)器中來(lái)測(cè)量AA粉末，粉末尺寸的變化會(huì)影響進(jìn) 料至尼龍鹽反應(yīng)器中的AA粉末的散裝包裝（bulk packing)和密度。這些散裝包裝和密度 的變化隨后會(huì)導(dǎo)致尼龍鹽溶液中的pH值和AA比HMD的摩爾比的變化?？紤]到這種變化， 現(xiàn)有技術(shù)的解決方案是安排尼龍鹽串聯(lián)反應(yīng)器。例如，參見(jiàn)美國(guó)專利公開(kāi)2012/0046439和 2010/0168375。此傳統(tǒng)的方法使用目標(biāo)規(guī)格的測(cè)量方法并將單體進(jìn)料至系列反應(yīng)器中。但 是，這種方法要求多個(gè)反應(yīng)器、測(cè)量方法和調(diào)節(jié)方法，這會(huì)增加成本并限制生產(chǎn)率。此外，這 種傳統(tǒng)方法可能更適合于批次生產(chǎn)而不是連續(xù)生產(chǎn)。最后，這些傳統(tǒng)方法不能使用模型來(lái) 預(yù)測(cè)pH值和/或鹽濃度，從而不斷地調(diào)節(jié)使得尼龍鹽溶液達(dá)到目標(biāo)規(guī)格。
[0044] 同進(jìn)料至尼龍鹽工藝中的AA粉末相關(guān)的顆粒尺寸和顆粒尺寸的分布的作用是通 過(guò)使用多個(gè)反應(yīng)器來(lái)添加AA和HMD而在現(xiàn)有技術(shù)中解決。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)基于重量來(lái)來(lái) 測(cè)量AA粉末，而不是以體積來(lái)測(cè)量，可大大減少AA粉末進(jìn)料速率的變化性。在某些方面， AA粉末進(jìn)料速率可在與目標(biāo)AA粉末進(jìn)料速率相比在小于±5%的范圍內(nèi)變化，例如小于 ±3%或小于± 1 %。使用這種穩(wěn)定進(jìn)料，本公開(kāi)的方法能夠使用一個(gè)單一反應(yīng)器，而不用多 個(gè)串聯(lián)反應(yīng)器，來(lái)形成目標(biāo)規(guī)格的尼龍鹽溶液。由于調(diào)節(jié)單體的能力存在限制，因此，很難 在沒(méi)有穩(wěn)定的AA粉末進(jìn)料、并在高的連續(xù)生產(chǎn)速率下使用單個(gè)反應(yīng)器來(lái)控制尼龍鹽溶液 相比于目標(biāo)pH值和目標(biāo)鹽濃度的變化率。具有AA粉末的穩(wěn)定進(jìn)料使得所述方法能夠控制 以利用HMD的前饋速率，并使得能夠調(diào)節(jié)補(bǔ)償HMD以調(diào)節(jié)pH值來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值。有利地， 設(shè)想的具體實(shí)施方案通過(guò)減少方法中的單元操作的數(shù)量，來(lái)提供了比現(xiàn)有公開(kāi)更加簡(jiǎn)單設(shè) 計(jì)。因此，這個(gè)公開(kāi)的方法省略了以前被認(rèn)為是必需的步驟。這降低了設(shè)備的占地面積和 資金成本。得到的尼龍鹽溶液可隨后進(jìn)行聚合以形成所需的聚酰胺。
[0045] 為了實(shí)現(xiàn)尼龍鹽的工業(yè)制造的可接受的生產(chǎn)，可使用PBA溶液使用連續(xù)的方法來(lái) 生產(chǎn)尼龍鹽溶液。批次生產(chǎn)將會(huì)要求顯著更大的容器和反應(yīng)器。進(jìn)一步的，所述批次生產(chǎn) 不能通過(guò)較小的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)可達(dá)到的生產(chǎn)速率。在聚合中以具有均一的pH值和 鹽濃度的尼龍鹽溶液來(lái)開(kāi)始是有利的。輕微的變化會(huì)引起聚合中的生產(chǎn)品質(zhì)問(wèn)題，這需要 額外的監(jiān)控、控制和聚合物工藝的調(diào)整。
[0046] 圖1提供了一個(gè)根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的生產(chǎn)尼龍鹽溶液的方法的總體概 括圖。如圖1所示，尼龍鹽溶液生產(chǎn)方法100包括將AA粉末102進(jìn)料至失重式進(jìn)料器110， 其生產(chǎn)計(jì)量的AA粉末進(jìn)料139并直接通入直插式分散器170。水和HMD分別經(jīng)過(guò)管線103 和104也進(jìn)入直插式分散器170以形成富含AA的PBA溶液172,也可稱為進(jìn)料溶液。在一 個(gè)實(shí)施方式中，PBA溶液172具有在2:1和5:1之間的AA比HMD的摩爾比，例如在2:1和 3:1之間，所述AA比HMD的摩爾比基于游離和化學(xué)鍵合的AA和HMD。保持PBA溶液172為 液態(tài)，而不形成淤漿或固體。通過(guò)使用液態(tài)PBA溶液172,不用將AA粉末102直接引入連續(xù) 攪拌荃反應(yīng)器140中（continuous stirred tank reactor, CSTR)。如下進(jìn)一步所述，在被引 入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中之前，可將PBA溶液172可存儲(chǔ)在罐184中。這樣可允許更多 的混合，允許在形成尼龍鹽溶液之前存儲(chǔ)的AA的庫(kù)存，也允許獨(dú)立地生產(chǎn)PBA溶液和尼龍 鹽溶液。此外，水通過(guò)管道103'，HMD通過(guò)管道104'進(jìn)料到連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中。在 一些實(shí)施方式中，在進(jìn)料至反應(yīng)器140之前，可將管線103'和104'合并（未顯示）。
[0047] 通過(guò)再循環(huán)回路141從反應(yīng)器140中撤出含有尼龍鹽溶液的液體，并返回至反應(yīng) 器140。在分析pH值或者鹽濃度之前，可從管線107在交叉點(diǎn)142處添加額外的HMD，這里 稱為補(bǔ)償HMD，以調(diào)節(jié)尼龍鹽的pH值。從再循環(huán)回路在交叉點(diǎn)143處撤出尼龍鹽溶液，并 進(jìn)入管道144。管道144中的尼龍鹽溶液經(jīng)過(guò)濾器190以除去雜質(zhì)并收集于儲(chǔ)罐195中。 與PBA溶液172相似，儲(chǔ)罐195中的尼龍鹽溶液不會(huì)形成淤漿或固體。通常，這些雜質(zhì)可包 括腐蝕金屬，并可包括來(lái)自如AA粉末102的單體進(jìn)料的雜質(zhì)。將尼龍鹽溶液經(jīng)管線199移 入聚合工藝200中。尼龍鹽溶液可保存于儲(chǔ)罐195中，直至需要用于聚合。在一些實(shí)施方 式中，所述儲(chǔ)罐195是可運(yùn)輸?shù)摹?br> [0048] 尼龍鹽溶液裝置
[0049] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本實(shí)用新型涉及用于生產(chǎn)尼龍鹽溶液的連續(xù)方法，包括：以重 量計(jì)，測(cè)量從失重式進(jìn)料器至進(jìn)料導(dǎo)管的二羧酸粉末，所述進(jìn)料導(dǎo)管可將二羧酸粉末輸送 至直插式分散器；將二胺的第一進(jìn)料物流通入直插式分散器中，以形成含有32重量％和46 重量％之間的二羧酸、11重量％和15重量％之間的二胺，以及39重量％和57重量％水之 間的分散體；在50°C和60°C之間的溫度下加熱所述分散體，以形成PBA溶液；將PBA溶液和 二胺的第二進(jìn)料物流引入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器，以形成尼龍鹽溶液；從連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器中 連續(xù)地撤出尼龍鹽溶液并直接通入儲(chǔ)罐中，其中尼龍鹽溶液的鹽濃度為50-65重量％、并 包含具有目標(biāo)pH值的二羧酸/二胺鹽；以及控制二羧酸粉末的進(jìn)料速率變化率，使得目標(biāo) pH在±0.04pH的范圍內(nèi)變化。優(yōu)選地，本實(shí)用新型的方法允許PBA溶液具有小于±5%的 己二酸濃度的低變化率，例如優(yōu)選小于±2%、小于±1%或小于±0. 5%。
[0050] 某于重量的AA粉末講料器
[0051] 圖2提供了生產(chǎn)富含AA的PBA溶液172的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。使用失重式進(jìn)料器110 將AA粉末102進(jìn)料至直插式分散器170中。失重式進(jìn)料器110測(cè)量AA粉末102以生產(chǎn)具 有低變化性的進(jìn)料速率的AA粉末進(jìn)料物流139,并能夠?qū)е逻M(jìn)料過(guò)程中AA粉末102的密度 的變化。如上所示，AA粉末102的容重和流動(dòng)性可能變化很大，導(dǎo)致引入摩爾比例的不平 衡并生產(chǎn)不均一的pH值的尼龍鹽溶液。本實(shí)用新型相對(duì)于不能實(shí)現(xiàn)AA粉末低變化性進(jìn)料 速率的體積進(jìn)料器或其他類型的進(jìn)料器是有利的。出于本實(shí)用新型的目的，AA粉末的低變 化性進(jìn)料速率為在AA粉末的目標(biāo)進(jìn)料速率的±5%的范圍內(nèi)，如±3%的范圍內(nèi)、±2%的 范圍內(nèi)，或±1%的范圍內(nèi)。出于本實(shí)用新型的目的，進(jìn)料速率的變化性是指連續(xù)操作中的 平均變化率。由于AA粉末進(jìn)料速率的低變化性，AA的進(jìn)料速率是穩(wěn)定的且可預(yù)測(cè)的。AA 粉末進(jìn)料速率的低變化率可允許形成具有低變化率的己二酸濃度的PBA溶液的形成。穩(wěn)定 且可預(yù)測(cè)的AA粉末進(jìn)料速率可允許合適地設(shè)定二胺和水的進(jìn)料速率，以使得可使用單個(gè) 反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值和/或目標(biāo)鹽濃度。由于相對(duì)于目標(biāo)進(jìn)料速率AA粉末進(jìn)料速率的 低變化性，因此不需要額外的反應(yīng)器來(lái)混合和調(diào)節(jié)。
[0052] -般地，失重式進(jìn)料器110在補(bǔ)充階段操作以裝載料斗111，在進(jìn)料階段分配料斗 111中的容納物。優(yōu)選地，在至少50%的時(shí)間里，優(yōu)選在至少67%的時(shí)間里，該補(bǔ)充-進(jìn)料 階段周期足以接受來(lái)自失重式進(jìn)料器110的反饋信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方式中，補(bǔ)充階段的時(shí) 間可少于總周期時(shí)間的20% (如進(jìn)料和補(bǔ)充階段的總時(shí)間），如少于總周期時(shí)間的10%或 少于總周期時(shí)間的5%。補(bǔ)充階段和總周期的時(shí)間取決于生產(chǎn)速率。在進(jìn)料階段期間，料斗 111中的容納物被分配至進(jìn)料管道112,所述進(jìn)料管道112將AA粉末經(jīng)管線139輸送至連 續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中。此外，在補(bǔ)充階段期間，料斗111中剩余的AA也可被分配至進(jìn)料 管道112中，如此進(jìn)料管道112接收AA粉末的連續(xù)供給?？墒褂每刂破?13來(lái)控制失重式 進(jìn)料器110?？刂破?13可為分布控制系統(tǒng)（distributed control system, DCS),或可編程 的邏輯控制器（programmable logic controller, PLC)，所述可編程的邏輯控制器能夠根據(jù) 所接受的輸入信息來(lái)輸出函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，可存在多個(gè)控制器，其用于系統(tǒng)的多種 組件。例如，可使用PLC來(lái)調(diào)控補(bǔ)充階段，并使用DCS來(lái)根據(jù)DCS中設(shè)置的目標(biāo)速率來(lái)控制 經(jīng)進(jìn)料管道112的進(jìn)料速率。
[0053] 如圖2所示，傳送系統(tǒng)114將AA粉末102裝載到供給容器115中。傳送系統(tǒng)114 可為機(jī)械傳送系統(tǒng)或氣動(dòng)傳送系統(tǒng)，其輸送來(lái)自集裝袋、內(nèi)襯集裝袋、內(nèi)襯盒式集裝箱或料 斗軌道車裝卸站的己二酸。機(jī)械傳送系統(tǒng)可包括螺桿和牽引鏈。氣動(dòng)傳送系統(tǒng)可包括封閉 式管道以使用壓縮空氣來(lái)、真空空氣，或封閉的循環(huán)氮?dú)鈦?lái)將AA粉末102輸送至供給容器 115。在一些實(shí)施方式中，傳送系統(tǒng)114可提供接機(jī)功能件以在裝載供給容器115時(shí)，破碎 AA粉末的結(jié)塊。供給容器115可為圓筒形、梯形、正方形或其他合適的形狀，并在頂部有進(jìn) 口 116。帶有斜邊的形狀有助于協(xié)助AA粉末102流出供給容器115。供給容器115的上邊 緣可低于系統(tǒng)地面高程130以上20米（m)，如優(yōu)選低于15m。系統(tǒng)地面高程130指的是在 其上支撐著用來(lái)生產(chǎn)尼龍鹽溶液的各種設(shè)備的平面，并且一般定義為沒(méi)有單體經(jīng)過(guò)它的平 面。系統(tǒng)地面高程可在CSTR的進(jìn)口之上。由于供給容器115的相對(duì)于系統(tǒng)地面高程130 的高度較低，因此需要較少的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)傳送系統(tǒng)114和裝載供給容器115。
[0054] 供給容器115還具有低閥117,當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，形成一個(gè)用于容納AA粉末102的內(nèi) 腔。低閥117可以為旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器、螺旋進(jìn)料器、旋轉(zhuǎn)流裝置、或者包括進(jìn)料器和閥門(mén)的結(jié)合 裝置。當(dāng)用AA粉末102填充內(nèi)腔時(shí)，可保持低閥117關(guān)閉。在補(bǔ)充階段期間，可開(kāi)啟低閥 117,來(lái)基于體積將AA粉末102傳送至料斗111。當(dāng)?shù)烷y將AA粉末傳送至料斗111時(shí)，AA 粉末可被裝載進(jìn)供給容器115中。低閥117可包括一個(gè)或多個(gè)當(dāng)?shù)烷y關(guān)閉時(shí)可形成密封的 副翼。在一個(gè)實(shí)施方式中，可存在傳送帶（未顯不），用于將AA粉末102從供給容器115輸 送至料斗111。在其他實(shí)施方式中，供給容器115可通過(guò)重力輸送AA粉末102。供給容器 115的裝載可獨(dú)立于料斗111的裝載。
[0055] 供給容器115可具有大于料斗111的容量，優(yōu)選具有至少兩倍于或三倍于料斗111 的容量。供給容器115的容量應(yīng)該足以補(bǔ)充料斗111的整個(gè)體積。相比料斗111，AA粉末 102可在供給容器115中容納更長(zhǎng)時(shí)間，而且根據(jù)濕度，AA粉末102可能形成結(jié)塊。可通過(guò) 在供給容器115底部的機(jī)械旋轉(zhuǎn)器或振動(dòng)器（未顯示）來(lái)破碎所述結(jié)塊。
[0056] 料斗111的上邊緣可在系統(tǒng)地面高程130以上少于15m，如優(yōu)選少于12m。料斗111 可為圓筒形、梯形、正方形或其他合適的形狀，并在頂部有進(jìn)口 118。優(yōu)選地，料斗的內(nèi)表面 陡直，以防止AA粉末的橋接。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述內(nèi)表面具有30°至80°的角度，例 如40°至65°的角度。所述內(nèi)表面可為U型或V型。料斗111還可具有可移除的帶有孔 的蓋板（未顯示），所述孔用于進(jìn)口 118和通風(fēng)口。料斗111可安裝于導(dǎo)管119,所述導(dǎo)管 119將料斗111連接至進(jìn)料導(dǎo)管112。在一個(gè)實(shí)施方式中，料斗111具有相等的體積以維持 期望的生產(chǎn)速率。例如，料斗111可具有至少4噸的容量。導(dǎo)管119的最大直徑小于料斗 111的最大直徑。如圖所示，導(dǎo)管119具有旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器120或類似的輸送裝置，用來(lái)將料斗 111中的容納物經(jīng)過(guò)出口 129分配至進(jìn)料管道112?？稍陂_(kāi)啟/關(guān)閉模式下操作旋轉(zhuǎn)進(jìn)料 器120,或可作為所需的進(jìn)料速率的函數(shù)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)速率。在另一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)管119 可不具有內(nèi)部進(jìn)料機(jī)構(gòu)。根據(jù)失重式進(jìn)料器的類型，旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器120可被外部外部按摩槳 或振子替換，所述外部按摩槳可將排料從料斗111分配至進(jìn)料管道112。出口 129可具有機(jī) 械方式來(lái)破碎AA的結(jié)塊。在另一個(gè)實(shí)施方式中，失重式進(jìn)料器110可具有干燥器或干燥氣 體吹掃器（未顯示），以從AA粉末中移除濕氣，以防止AA粉末在料斗111中結(jié)塊并形成堵 塞。
[0057] 重量測(cè)量子系統(tǒng)121與料斗111連接。重量測(cè)量子系統(tǒng)121可包括多個(gè)傳感器 122,其用于稱量料斗111并提供表示重量的信號(hào)至控制器113。在一些實(shí)施方式中，可有三 個(gè)傳感器或四個(gè)傳感器。傳感器122可與料斗111的外側(cè)連接，且考慮到料斗111和任何 其他與料斗111連接的設(shè)備的初始重量，所述傳感器122可以配衡。在另一個(gè)實(shí)施方式中， 傳感器122可置于料斗111的下方?；趤?lái)自重量測(cè)量子系統(tǒng)121的信號(hào)，控制器113控 制補(bǔ)充階段和進(jìn)料階段?？刂破?13比較在常規(guī)間隔下測(cè)量的重量，以確定在一段時(shí)間內(nèi) 分配至進(jìn)料導(dǎo)管112的AA粉末102的重量?？刂破?13還可控制旋轉(zhuǎn)螺旋鉆123的速度， 在下文描述。
[0058] 在其他實(shí)施方式中，重量測(cè)量子系統(tǒng)121可置于料斗111、導(dǎo)管119和進(jìn)料管道 112的下方，用于測(cè)量失重式進(jìn)料器110的這些位置中的材料的重量。
[0059] 進(jìn)料管道112置于導(dǎo)管119的下方，并接收AA粉末102。在一個(gè)實(shí)施方式中，進(jìn) 料管道112可與導(dǎo)管119連接。進(jìn)料管道112可延伸基本垂直于導(dǎo)管119的出口 129的平 面，或者自平面并向直插式分散器170可延伸出一個(gè)0°和45°之間的角度，如5°和40° 之間的角度。進(jìn)料管道112具有至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)螺旋123,其將AA粉末102傳送通過(guò)開(kāi)口出 口 124,并進(jìn)入反應(yīng)器140。旋轉(zhuǎn)螺旋123由馬達(dá)125驅(qū)動(dòng)，且可包括蝸桿。也可使用雙蝸 桿結(jié)構(gòu)。馬達(dá)125以固定或變化的速度來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺旋123。在一個(gè)實(shí)施方式中，進(jìn)料管 道112以低變化性的速率傳將AA粉末102輸送進(jìn)直插式分散器170中?？筛鶕?jù)期望的產(chǎn) 率來(lái)調(diào)節(jié)AA的進(jìn)料速率。這允許建立固定的AA進(jìn)料速率，并使用此處所述的模型，隨后改 變其他溶液組分的進(jìn)料速率以實(shí)現(xiàn)期望的鹽濃度和/或pH目標(biāo)值。控制器113接收來(lái)自 失重式進(jìn)料器110的反饋信號(hào)，并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)螺旋123的速度?？刂破?13還基于來(lái)自重量 測(cè)量子系統(tǒng)121的信號(hào)，調(diào)節(jié)進(jìn)料管道112的進(jìn)料速率。給旋轉(zhuǎn)螺旋鉆123的指令信號(hào)會(huì) 影響馬達(dá)速度（如增加、保持或降低馬達(dá)速度）以實(shí)現(xiàn)設(shè)定的重量損失。
[0060] 在其他實(shí)施方式中，此處所述的進(jìn)料管道112可以是任何等同的可控制型進(jìn)料 器，如帶式進(jìn)料器、廂式進(jìn)料器、盤(pán)式進(jìn)料器、振動(dòng)式進(jìn)料器等。進(jìn)料管道112還可包括振動(dòng) 緩沖器（未顯示）。此外，進(jìn)料管道112可具有1或多個(gè)氣體口（未顯示），用于注射氮?dú)?以除去氧氣。
[0061] 料斗111還可包括高位探針127和低位探針128。需要理解的是，出于便捷的目 的，顯示了一個(gè)高位和一個(gè)低位探針，但可以存在多個(gè)探針。所述探針可與重量測(cè)量子系統(tǒng) 121結(jié)合使用。出于本實(shí)用新型的目的，所述探針可為點(diǎn)電平指示計(jì)或電容式接近傳感器。 可調(diào)節(jié)料斗111中的高位探針127和低位探針128的位置。高位探針127位于料斗111的 頂部附近。當(dāng)通過(guò)高位探針127測(cè)量到料斗111中的材料時(shí)，補(bǔ)充階段完成并開(kāi)始進(jìn)料階 段。相反，低位探針128位于高位探針127的下方，且更靠近料斗111的底部。低位探針 128的位置可使得足夠剩余量的AA粉末102能夠在補(bǔ)充階段分配。當(dāng)?shù)臀惶结?28在其位 置上檢測(cè)到料斗中沒(méi)有材料時(shí)，開(kāi)始補(bǔ)充階段。如上所述，在補(bǔ)充階段期間，可繼續(xù)進(jìn)料。
[0062] AA固體可以是腐蝕性的。失重式進(jìn)料器110可由耐腐蝕性材料構(gòu)造而成，所述耐 腐蝕性材料例如奧氏體不銹鋼，或例如304、304L、316和316L或其他合適的耐腐蝕性材料， 以在設(shè)備壽命和資金成本之間提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)上可行的平衡。此外，耐腐蝕材料可防止產(chǎn)品 的腐蝕污染。其他的耐腐蝕材料優(yōu)選比碳鋼更耐AA攻擊。高濃度的HMD，如大于65%的 HMD，對(duì)碳鋼沒(méi)有腐蝕性，因此碳鋼可用于存儲(chǔ)濃縮的HMD，而不銹鋼可用于存儲(chǔ)更稀濃度的 HMD。
[0063] 盡管顯示了一個(gè)示例性的失重式進(jìn)料器110,其他可接受的失重式進(jìn)料器可包括： Acrison402/404、403、405、406 和 407 型；Merrick570 型；K-Tron KT20、T35、T60、T80、S60、 S100 和 S500 型；以及 Brabender Flex Wall? Plus 和 Flex Wall? Classic?？山邮艿氖?重式進(jìn)料器110應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的連續(xù)的商業(yè)運(yùn)行的進(jìn)料速率。例如，進(jìn)料速率可為至少 500Kg/hr，例如至少1000Kg/hr、至少5000Kg/hr或至少10000Kg/hr。在本實(shí)用新型的實(shí)施 方式中還可使用更高的進(jìn)料速率。
[0064] 盲插式分散器
[0065] 在溶解AA粉末時(shí)，本實(shí)用新型創(chuàng)造了一種均勻混合物作為含有HMD和水的PBA溶 液。水有助于溶解AA，因?yàn)镠MD不足以溶解AA粉末。水也可有利于降低得到的混合物的冰 點(diǎn)。己二酸在水中的溶解度較低，從而在沒(méi)有HMD的存在下，要求高的存儲(chǔ)濃度。
[0066] 返回到直插式分散器170,在一個(gè)實(shí)施方式中，直插式分散器170優(yōu)選為單程分散 器，其可作為間歇或連續(xù)混合器來(lái)運(yùn)行。將尼龍鹽溶液所需的基本上所有的AA都通過(guò)直插 式分散器170,因此在連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中沒(méi)有AA粉末需要溶解。直插式分散器170 生產(chǎn)的富含AA的分散體171，所述富含AA的分散體171可作為PBA溶液172被泵入連續(xù)攪 拌釜反應(yīng)器140。有利地是，這改善了進(jìn)料至反應(yīng)器140的AA粉末的均相性，且顯著增加 了工藝中己二酸的存儲(chǔ)能力。例如，用液態(tài)PBA溶液172, AA粉末102可存儲(chǔ)在位于地面高 程13015m以內(nèi)的箱體（未顯示）中，例如，更優(yōu)選位于地面高程13010m以內(nèi)的箱體中。因 此，箱體的裝載更容易地實(shí)現(xiàn)。
[0067] 直插式分散器170可具有一個(gè)或多個(gè)氣體口（未顯不），用于注射氮?dú)庖猿パ?氣。如果使用氮?dú)鈱?，合適地通入氣體口的氮?dú)夂械臐穸缺人龉に噯卧苤車諝獾?濕度小。例如，可使用干燥氮?dú)狻?br> [0068] 由于AA粉末在水中的低溶解性，需要熱量將溶解在水中的AA粉末維持在體態(tài)。維 持液態(tài)所必須的熱量可隨水濃度不同而改變。本實(shí)用新型使用HMD和水以進(jìn)一步助溶AA粉 末，并形成含有混合物的PBA溶液172,所述混合物可在低溫下儲(chǔ)存。有利地，混合物的低溫 降低了一般用于防止淤漿形成的額外能量。在一個(gè)實(shí)施方式中，可將PBA溶液172以均相 溶液保持在50°C和60°C之間的溫度，如55°C和60°C之間的溫度。在有限的時(shí)間內(nèi)，該混合 物可以是淤漿，直至酸有足夠的時(shí)間被完全溶解，這時(shí)該混合物變成澄清、均相的溶液。設(shè) 定組合物的條件和溫度，使得初始的淤漿不會(huì)保持在淤漿狀態(tài)，而是轉(zhuǎn)變成澄清、均相的溶 液。AA的溶液時(shí)間取決于變量，這種變量如能量、溫度等。
[0069] 在一個(gè)實(shí)施方式中，可將水103和HMD104經(jīng)過(guò)液體進(jìn)口 1781進(jìn)入直插式進(jìn)料器 170,將由失重式進(jìn)料器110稱量的AA粉末102經(jīng)過(guò)固體進(jìn)口 178s通入直插式進(jìn)料器170。 出于本實(shí)用新型的目的，可將至少80%用于形成所需的具有在50%和65%之間的鹽濃度 的尼龍鹽溶液所需要的水直接引入直插式分散器170中，更優(yōu)選至少90%所需的水。一般 地，可在反應(yīng)器回收塔131或連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中添加額外的水作為補(bǔ)償進(jìn)料103'，例 如添加水的第二部分，以實(shí)現(xiàn)所需的鹽濃度。通入直插式分散器170中的HMD104可為形成 尼龍鹽溶液所需的HMD104的10%和60%之間，例如所需HMD的25%和45%之間。通入直 插式分散器170中的HMD104可以是無(wú)水的或可含有0重量％和20重量％之間的水。通入 直插式分散器170的HMD104的溫度可足以阻止HMD的固化，通常高于40°C，例如高于45°C。 可在室溫下加入水形成具有高于40°C的溫度的稀釋的HMD溶液176,例如高于45 °C的溫度。 在一個(gè)實(shí)施方式中，稀釋的HMD溶液176包含15重量％和30重量％之間的HMD以及70重 量％至85重量％之間的水，更優(yōu)選包含20重量％和30重量％之間的HMD以及70重量％ 至80重量％的水，且所述稀釋的HMD溶液176可通入直插式分散器170。
[0070] 在一個(gè)實(shí)施方式中，在新鮮HMD和也進(jìn)料至直插式分散器170的水的存在下，將AA 粉末溶解于直插式分散器170中。因此，來(lái)自反應(yīng)器140或儲(chǔ)罐184或儲(chǔ)罐195的鹽溶液 不通入直插式分散器170中以溶解AA粉末。鹽溶液的再循環(huán)降低高達(dá)50%的工藝容量。
[0071] 當(dāng)使用批次工藝時(shí)，可以一次或多次連續(xù)充入來(lái)將AA、HMD和水通入直插式分散 器170中。在一個(gè)實(shí)施方式中，可將單體兩次充入至直插式分散器170中。每次充入可在 0. 1和20秒之間，例如優(yōu)選1和15秒之間。第一次充入可包括部分的AA、HMD和水。在一 個(gè)實(shí)施方式中，在第一次充入時(shí)，引入15%和35%之間的AA粉末，優(yōu)選20%和30%之間 的AA粉末。直插式分散器170中的溶液的溫度隨著第一充入而快速上升。第二充入包括 維持AA的部分。也可增加附加的AA充入。由于增加了隨后的充入，并且在直插式分散器 170中發(fā)生進(jìn)一步的混合，溫度會(huì)因?yàn)樗蠥A的吸熱溶解而降低。所述方法可將直插式分 散器170中的溶液的溫度維持在液體HMD的最初溫度以上，例如，45°C以上，以避免形成淤 漿或溶液的固化。因此，分散體171不是淤漿。
[0072] 直插式分散器170形成均一的分散體171。分散體的組成可以是變化的且一般包 括32重量％和46重量％之間的AA、11重量％和15重量％之間的HMD以及39重量％和 57重量％之間的水，更優(yōu)選，包括40重量％和46重量％之間的AA、13重量％和15重量％ 之間的HMD以及41重量％和47重量％之間的水。在一個(gè)實(shí)施方式中，PBA溶液中的AA的 重量至少是PBA溶液中的HMD的重量的兩倍。在一個(gè)實(shí)施方式中，分散體171包含25 %和 50%之間的平衡鹽（例如己二酸己二銨鹽），和15%和40%之間的游離己二酸。分散體171 的固體濃度可小于60%。固體濃度包括平衡鹽和游離己二酸。一般地，分散體不含有任何 游離HMD且被通入直插式分散器170中的所有HMD都是在平衡鹽中化學(xué)鍵合的。PBA溶液 172具有與分散體171相同的成分和固體濃度。
[0073] 在一個(gè)不例性的實(shí)施方式中，如圖3所不，直插式分散器170包括內(nèi)腔177,所述 單體通過(guò)一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口 178通入所述內(nèi)腔；多個(gè)攪拌器179,用于提供機(jī)械剪切力并減小 AA粉末102的顆粒尺寸。如圖所示，直插式分散器170可具有粉末進(jìn)口 178s和液體進(jìn)口 1781，兩者都通入內(nèi)腔177。所述多個(gè)攪拌器179在內(nèi)腔177周圍旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式 中，可存至少兩個(gè)不同的、具有空間隔離葉漿180的攪拌器。單體經(jīng)過(guò)多個(gè)攪拌器179進(jìn)入 外腔181并經(jīng)過(guò)出口 183而被排出。如圖2所示，出口 183經(jīng)過(guò)再循環(huán)回路185進(jìn)入儲(chǔ)罐 184。如圖所示，循環(huán)管線通過(guò)一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部噴射混合器186而返回至儲(chǔ)罐的下部，所述 內(nèi)部噴射混合物186例如為排出器。在一個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)部噴射混合器186可置于儲(chǔ)罐 184底部0. 3和1. 5米之間處，優(yōu)選0. 5和1米之間處?？墒褂靡粋€(gè)或多個(gè)噴射混合器186 以將分散體171混雜或混合至儲(chǔ)罐184中。根據(jù)需要可將PBA溶液172從再循環(huán)回路185 中取出，并通入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140。出于本實(shí)用新型的目的，經(jīng)過(guò)液體進(jìn)口 1781的液 體進(jìn)料進(jìn)入直插式分散器170時(shí)的壓力可高于大氣壓，且產(chǎn)生低壓區(qū)（亞大氣壓），發(fā)生固 體經(jīng)固體進(jìn)口 178s的吸入。盡管圖2和3顯示了一個(gè)示例性的直插式分散器170,其他可 接受的直插式分散器可包括QUADRO YTR0N?、GERIC1<ES.混合器、YSTRAL?混合器，以及 SILVERSON?高剪應(yīng)力混合器。
[0074] 在一些實(shí)施方式中，直插式分散器170可具有小于200kPa的壓差，如小于170kPa 或小于lOOkPa。將分散器排出分散體171作為儲(chǔ)罐184中的噴射混合器186的動(dòng)力流的使 用可能要求175和350kPa之間的較高的壓力。為了增加分散器經(jīng)出口 183來(lái)排出的壓力， 在分散器排出分散體171和再循環(huán)回路185的結(jié)合部處可存在一個(gè)外部排出器187。再循 環(huán)回路185作為用于外部排出器的動(dòng)力流，為分散體171提供增壓。在另一個(gè)實(shí)施方式中， 可使用增壓泵（未顯示）代替外部排出器187將分散體排至儲(chǔ)罐184。
[0075] 在一個(gè)實(shí)施方式中，再循環(huán)回路185沒(méi)有任何分析器來(lái)直接測(cè)量或測(cè)試PBA溶液 172的鹽濃度或pH值。在一些實(shí)施方式中，可使用質(zhì)量流量計(jì)來(lái)測(cè)量密度和溫度并推斷pH 值。因此，不響應(yīng)于儲(chǔ)罐184中的液體的pH測(cè)量來(lái)通過(guò)添加單體調(diào)節(jié)PBA溶液172。
[0076] 在一個(gè)實(shí)施方式中，再循環(huán)回路185不與任何分析儀連接來(lái)測(cè)量或取樣儲(chǔ)存的分 散體，即PBA溶液172。因此，不響應(yīng)于儲(chǔ)罐184中的液體的pH測(cè)量來(lái)調(diào)節(jié)PBA溶液172。 在低變化性的穩(wěn)定的AA粉末的進(jìn)料的前提下，可使得PBA溶液得到充分控制，而不需要監(jiān) 控或控制儲(chǔ)罐184中的容納物。
[0077] 儲(chǔ)罐184可具有具有容納多達(dá)5天的庫(kù)存的PBA的溶液的容量，更優(yōu)選至多3天 的庫(kù)存。盡管只顯示了一個(gè)儲(chǔ)罐184,但是可以理解為可使用多個(gè)儲(chǔ)罐以保證足夠的庫(kù)存。 這使得直插式分散器170能夠獨(dú)立地運(yùn)行來(lái)溶解己二酸并將得到的粗鹽在形成尼龍鹽溶 液之前進(jìn)行存儲(chǔ)?？稍诖髿鈮夯蛏愿哂诖髿鈮旱那闆r下，將儲(chǔ)罐184維持在惰性氣氛下，如 氮?dú)鈿夥障隆?chǔ)罐184可具有排出口 174用于去除廢氣。
[0078] 可將儲(chǔ)罐184維持在50°C和60°C之間的溫度，優(yōu)選55°C和60°C之間的溫度。有 利的是，用于存儲(chǔ)的較低溫度可改善操作效率，降低鹽的降解并降低能量消耗。例如，不存 儲(chǔ)而直接進(jìn)料PBA溶液至連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中可提供2-8小時(shí)的庫(kù)存，而將PBA溶液 從儲(chǔ)罐184中進(jìn)料可得到3-5天的庫(kù)存，這是本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這降低了由于PBA 溶液進(jìn)料的損失而對(duì)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140的干擾的潛在可能。在儲(chǔ)罐184中可存在內(nèi)部 加熱器188。此外，再循環(huán)回路185可具有一個(gè)或多個(gè)加熱器189,用于為儲(chǔ)罐184提供熱 量?？烧{(diào)節(jié)流至內(nèi)部加熱器188或者一個(gè)或多個(gè)加熱器189的蒸汽或熱水的流速，來(lái)維持 儲(chǔ)罐184的所需溫度。
[0079] 在一個(gè)實(shí)施方式中，不通過(guò)將單體加入PBA溶液172和/或儲(chǔ)罐184中來(lái)直接測(cè) 量或調(diào)節(jié)儲(chǔ)罐184中PBA溶液172的pH值。由于富含AA，PBA溶液172與下述的尼龍鹽溶 液相比，酸性更強(qiáng)，并且對(duì)成分差異更不敏感。在一個(gè)實(shí)施方式中，在將PBA溶液172引入 連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中之前，不需要測(cè)量PBA溶液172的pH值。在一些可選的實(shí)施方式 中，可使用追加的pH值測(cè)量?jī)x。
[0080] 如本實(shí)用新型所述，使用直插式分散器170來(lái)形成PBA溶液不僅減少了一系列鹽 反應(yīng)器的數(shù)量，而且PBA溶液還有利地提高了工藝中的己二酸的庫(kù)存，而且在用于降低鹽 分解的顯著的低溫條件下承擔(dān)了一部分作為半成品庫(kù)存的目標(biāo)鹽庫(kù)存，改善了進(jìn)料至連續(xù) 攪拌釜反應(yīng)器140中的AA進(jìn)料的均一性，而且同聚合終止改性添加劑一樣，消除了分開(kāi)的 間歇PBA設(shè)備。
[0081] 反應(yīng)器
[0082] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式中，在如圖4所示的單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中 從PBA溶液172來(lái)制備成尼龍鹽溶液。連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140可產(chǎn)生足夠的湍流，用于生 產(chǎn)均相的尼龍鹽溶液。出于本實(shí)用新型的目的，"連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器"指的是一個(gè)反應(yīng)器而 不包括多個(gè)反應(yīng)器。另外，單個(gè)反應(yīng)器不包括直插式分散器170。本實(shí)用新型可在單個(gè)容器 中實(shí)現(xiàn)均相的尼龍鹽溶液而不要求如傳統(tǒng)方法中使用的多個(gè)串聯(lián)反應(yīng)器。適合的連續(xù)攪拌 釜反應(yīng)器為單個(gè)容器反應(yīng)器，如非串聯(lián)反應(yīng)器。有利的是，這降低了在以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)尼龍 鹽溶液中的資本投入。當(dāng)與此處所述的失重式進(jìn)料器聯(lián)合使用時(shí)，連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器能夠 實(shí)現(xiàn)均相的尼龍鹽溶液，其實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)pH值和目標(biāo)鹽濃度。
[0083] 將尼龍鹽溶液從反應(yīng)器140中撤出，并直接輸送至儲(chǔ)罐195。在從連續(xù)攪拌釜反應(yīng) 器140中撤出和進(jìn)入儲(chǔ)罐195中之間，不再將單體（AA或HMD)引入尼龍鹽溶液中。更具體 地，尼龍鹽溶液從再循環(huán)回路141中撤出而進(jìn)入導(dǎo)管144,并且在導(dǎo)管144中不加入單體。一 方面，導(dǎo)管144不具有用于引入額外單體的進(jìn)口，所述額外單體可包括二羧酸和/或二胺。 因此，不通過(guò)將額外單體引入導(dǎo)管中來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)尼龍鹽溶液的pH值，特別是不通過(guò)添加 額外的HMD來(lái)調(diào)節(jié)。根據(jù)需要，可將尼龍鹽溶液額外混合和過(guò)濾，如本實(shí)用新型所述，只能 將單體通入單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器中。因此，所述公開(kāi)的方法可不需要多個(gè)容器的串聯(lián)以 及此前認(rèn)為必須的pH值測(cè)量和調(diào)節(jié)的連續(xù)步驟，而保持AA和HMD之間穩(wěn)定的計(jì)量平衡，以 制造尼龍6, 6。
[0084] 連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140可具有1和6之間的長(zhǎng)徑比，如在2和5之間的長(zhǎng)徑比。 可使用以下材料來(lái)建造反應(yīng)器140以在設(shè)備壽命和資金成本之間提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)上可行的 平衡，所述材料選自由哈氏合金C(Hastelloy C)、錯(cuò)、奧氏體不銹鋼（austenitic stainless steel，如304、304L、316和316L)或其他適合的防腐蝕材料構(gòu)成的群組。可通過(guò)考慮連續(xù) 攪拌釜反應(yīng)器140中的溫度來(lái)選擇材料。連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中的停留時(shí)間可根據(jù)其大 小和進(jìn)料速率而不同，通常小于45分鐘，如小于25秒。液體從下部出口 148中撤出并進(jìn)入 再循環(huán)回路141中，而尼龍鹽溶液從導(dǎo)管144中撤出。
[0085] 一般的，適合的連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器包括至少一個(gè)單體進(jìn)口來(lái)引入HMD和/或水和 一個(gè)用于引入PBA溶液的進(jìn)口。所述進(jìn)口直接通入反應(yīng)器的上部。在一些實(shí)施方式中，可 使用吸管在液位處來(lái)進(jìn)料單體。可存在多個(gè)進(jìn)口，用于將每個(gè)組分引入反應(yīng)介質(zhì)中。圖4 顯示了一個(gè)示例性的反應(yīng)器140。當(dāng)使用PBA溶液時(shí)，優(yōu)選將用于尼龍鹽溶液的AA的平衡 量通入直插式分散器170以產(chǎn)生PBA溶液172。因此，連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140優(yōu)選具有PBA 進(jìn)口 145和HMD進(jìn)口 146并且不將固體引入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140中?？梢砸约僅MD104' 或以水溶液的形式來(lái)引入HMD，所述水溶液含有20重量％和100重量％之間的HMD (例如含 有65重量％和100重量％之間的HMD)，且含有0重量％和80重量％之間的水（例如含有 0重量％和20重量％之間的水）。通入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140的HMD104'為形成尼龍鹽溶 液所需HMD的20%和70%之間，例如為所需HMD的30%和55%之間。可通過(guò)進(jìn)口 146引 入HMD104'，所述進(jìn)口 146與PBA溶液172的進(jìn)口 145相鄰。由于鹽濃度的公差沒(méi)有pH值 的嚴(yán)格，可在多個(gè)位置引入水，例如如本實(shí)用新型所述，可通過(guò)進(jìn)口 145和/或146和/或 通過(guò)泵149來(lái)引入水。任選地，可存在用于單獨(dú)引入水的進(jìn)口 147。還可以通過(guò)反應(yīng)器回 收塔131引入水。在一些方面，回收塔131可為通風(fēng)冷凝器。由于大部分的水隨PBA溶液 172引入，因此只需要少量的水來(lái)實(shí)現(xiàn)所需鹽濃度。
[0086] 將反應(yīng)器140中的液體連續(xù)撤出，并通過(guò)再循環(huán)回路141。再循環(huán)回路141可包 括一個(gè)或多個(gè)泵149。再循環(huán)回路141還可包括溫度控制設(shè)備、溫度測(cè)量設(shè)備和控制器，所 述，溫度控制設(shè)備例如為盤(pán)管、夾套或包括熱交換器的裝置。溫度控制設(shè)備控制再循環(huán)回路 141中的尼龍鹽溶液的溫度，以防止尼龍鹽溶液沸騰或形成淤漿。當(dāng)通過(guò)管線107引入額外 HMD，如補(bǔ)償HMD時(shí)，優(yōu)選在一個(gè)或多個(gè)泵149的上游交叉點(diǎn)142處和任何pH或鹽濃度分析 儀的上游引入HMD。如本實(shí)用新型進(jìn)一步討論所述，補(bǔ)償HMD107可含有形成尼龍鹽溶液所 需HMD的1 %和20%之間，例如，所需HMD的1 %和10%之間。交叉點(diǎn)142可以是進(jìn)入再循 環(huán)回路141的進(jìn)口接口。除了循環(huán)所述液體，泵149還作為第二混合器起作用。泵可以同時(shí) 具有以下功能，即將補(bǔ)償HMD引入再循環(huán)回路141中，以及將補(bǔ)償HMD與從反應(yīng)器中撤出的 液體進(jìn)行混合。所述泵可選自由葉片泵、活塞泵、柔性構(gòu)件泵、凸輪泵、齒輪泵、圓周活塞泵 和螺桿泵的構(gòu)成的組。在一些實(shí)施方式中，泵149可置于交叉點(diǎn)142處。在另一些實(shí)施方式 中，如圖所示，泵149可在交叉點(diǎn)142的下游，但是在交叉點(diǎn)143之前。優(yōu)選第二混合發(fā)生在 添加所有HMD之后，包括通過(guò)管線107添加補(bǔ)償HMD，且在任何分析或撤至儲(chǔ)罐195中之前。 在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，可在泵149的下游的再循環(huán)回路141中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)混 合器° 在 Perry, Robert H.，and Don W. Green. Perry's Chemical Engineers'Handbook. 7th ed. New York:McGraw_Hill, 1997:18-25tol8_34中進(jìn)一步描述了不例性的靜態(tài)混合器，通 過(guò)引用將其結(jié)合在本實(shí)用新型中。
[0087] 在交叉點(diǎn)143處，可將尼龍鹽溶液撤至導(dǎo)管144中。導(dǎo)管144中的停留時(shí)間可根 據(jù)儲(chǔ)罐195和過(guò)濾器190的位置而不同，通常小于600秒，例如小于400秒。在一個(gè)實(shí)施方 式中，可操作閥150來(lái)控制尼龍鹽溶液的壓力。盡管只顯示了一個(gè)閥，但可以理解的是，在 再循環(huán)回路141中可使用額外的閥。沒(méi)有單體（如AA或HMD)被引入交叉點(diǎn)143的下游或 進(jìn)入導(dǎo)管144中。此外，在正常的操作條件下，沒(méi)有單體被引入儲(chǔ)罐195中。
[0088] 再循環(huán)回路141還可包括熱交換器151，用于控制反應(yīng)器140中液體的溫度?？?通過(guò)使用在反應(yīng)器140中或連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140出口（未顯示）處的溫度控制器（未顯 示）來(lái)控制所述溫度?？墒褂脙?nèi)部熱交換器，如盤(pán)管或夾套反應(yīng)器（未顯示），來(lái)調(diào)節(jié)所述 液體的溫度?？蔀闊峤粨Q器151提供冷卻水，所述冷卻水維持在給定濃度的鹽的凝固點(diǎn)以 上。在一個(gè)實(shí)施方式中，熱交換器可以是間接殼式換熱器或管式熱交換器、螺旋式或板框式 熱交換器，或用于從反應(yīng)器140回收熱的再沸器。反應(yīng)器140的溫度維持在60°C和110°C之 間的范圍，以防止淤漿形成和晶體形成。隨著水的濃度上升，維持溶液的溫度下降。此外， 將反應(yīng)器140的溫度保持的低溫來(lái)阻止HMD的氧化。也可提供氮?dú)鈱颖Ｗo(hù)來(lái)阻止HMD的氧 化。
[0089] 如圖4所示，在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)器140具有內(nèi)部盤(pán)管152，可將冷凍劑通入所 述內(nèi)部盤(pán)管152中，以將反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)在60°C和110°C之間。在另一個(gè)實(shí)施方式中，反 應(yīng)器140可帶有含冷凍劑的夾套（未顯示）。內(nèi)部盤(pán)管可通過(guò)回收反應(yīng)產(chǎn)生的熱來(lái)調(diào)節(jié)溫 度。
[0090] 除了溫度控制器，反應(yīng)器140還可具有帶有通風(fēng)冷凝器的大氣通風(fēng)孔，以維持反 應(yīng)器140內(nèi)的大氣壓力。壓力控制器可以具有內(nèi)部和/或外部壓力傳感器。
[0091] 在一個(gè)實(shí)施方式中，也可存在取樣管線153,用于測(cè)量尼龍鹽的pH值和/或鹽的 濃度。取樣管線153可與再循環(huán)回路141流體連通，并且優(yōu)選地接收流經(jīng)的固定流，以最大 限度地減少流動(dòng)對(duì)分析儀的影響。一方面，取樣管線153可以在再循環(huán)回路141中撤出小 于1 %的尼龍鹽溶液，更優(yōu)選小于0. 5%。在取樣管線153中可存在一個(gè)或多個(gè)分析儀154。 在一些實(shí)施方式中，取樣管線153可以包括過(guò)濾器（未顯不）。在另一個(gè)實(shí)施方式中，取樣 管線153可包含合適的加熱或冷卻裝置，如熱交換器，來(lái)控制樣品流的溫度。類似地，取樣 管線153可包括充水管線（未顯示），用于將水加入到樣品流來(lái)調(diào)節(jié)濃度。如果水被加入到 樣品流中，水可以是去離子水。計(jì)算通過(guò)取樣管線153進(jìn)料的水，以維持目標(biāo)鹽濃度，且還 可調(diào)節(jié)水的其他進(jìn)料。分析儀154可以包括在線分析儀，用于實(shí)時(shí)測(cè)量。根據(jù)采樣的類型， 被測(cè)試的部分可以經(jīng)由管線155返回反應(yīng)器140或排出。取樣管線153可以通過(guò)再循環(huán)回 路141返回。另外，取樣管線153在不同的位置返回至反應(yīng)器140。
[0092] 連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140保持液位156,所述液位156至少為50 %滿，例如，至少 60%滿。選擇液位以使得其足以淹沒(méi)在CSTR中的葉片，從而防止尼龍鹽溶液的發(fā)泡?？赏?過(guò)氣體端口 157引入氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w到上述液位156上部空間的。
[0093] 連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140的內(nèi)部可提供足夠的混合以生產(chǎn)所需的具有均一 pH值的 尼龍鹽溶液。如圖4所示，存在攪拌軸158,其垂直地延伸進(jìn)入并通過(guò)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140 的中心。優(yōu)選地，攪拌軸158沿著反應(yīng)器140的中心線延伸，但在一些【具體實(shí)施方式】中，攪 拌軸158可通過(guò)中心。在任選的實(shí)施方式中，攪拌軸可是傾斜的。只要能實(shí)現(xiàn)所需的混合， 也可使用偏軸的攪拌軸。
[0094] 攪拌軸158可具有一個(gè)或多個(gè)葉輪159,如攪拌槳、螺旋帶、錨、螺旋類、螺旋槳和/ 或渦輪機(jī)。優(yōu)選軸流式葉輪，用于混合AA和HMD，因?yàn)檫@些葉輪趨于防止固體顆粒沉降在反 應(yīng)器140的底部。在其它實(shí)施方式中，葉輪可以是平刃的徑向渦輪，所述徑向渦輪具有與圓 板四周等距間隔的多個(gè)葉片。整個(gè)攪拌軸158中可具有2個(gè)和10個(gè)之間的葉輪，例如，在 2個(gè)和4個(gè)之間。葉輪159上的葉片160可以是直的、彎曲的、凹的、凸的、有角度的或傾斜 的。葉片160的數(shù)量可以在2和20個(gè)之間變化，例如，在2和10個(gè)之間變化。如果需要， 葉片160還可以具有穩(wěn)定器（未示出）或刮削器（未示出）
[0095] 在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，攪拌軸可以是三節(jié)距（triple-pitch)潤(rùn)輪機(jī)組件。 在這種類型的組件中，攪拌軸159包括至少一個(gè)上部?jī)A斜葉片渦輪機(jī)（未顯示）和至少一 個(gè)下部?jī)A斜葉片渦輪（未顯示）。在三節(jié)距的渦輪機(jī)組件中，上部?jī)A斜葉片渦輪機(jī)的傾斜面 優(yōu)選與下部?jī)A斜葉片渦輪機(jī)的傾斜面抵消。
[0096] 也可以使用帶有不同類型的葉輪的多攪拌器軸，如螺旋和錨。另外，也可以使用側(cè) 裝攪拌軸，特別是那些具有船用螺旋槳的側(cè)裝攪拌軸。
[0097] 由外部馬達(dá)165驅(qū)動(dòng)攪拌軸158,可以50和500rpm的之間的轉(zhuǎn)速混合液體，例如， 在50和300rpm之間的轉(zhuǎn)速。攪拌軸158可以可拆卸式地安裝到在連接器167上的馬達(dá)驅(qū) 動(dòng)軸166。運(yùn)動(dòng)的速度可不同，但一般情況下，所述速度應(yīng)足以保持固體顆粒的整個(gè)表面區(qū) 域與液相接觸，確保最大化可利用的界面區(qū)域，以用于固-液傳質(zhì)。
[0098] 反應(yīng)器140還可以包括一個(gè)或多個(gè)折流板168,用于混合和防止死區(qū)的形成。折流 板168的數(shù)量可以在2個(gè)和20個(gè)之間變化，例如，在2個(gè)和10個(gè)之間，并且在反應(yīng)器140 的周邊被均勻地間隔。折流板168可以安裝在反應(yīng)器140的內(nèi)壁。一般來(lái)說(shuō)，使用垂直折 流板168,但是也可使用彎曲的折流板。折流板168可延伸高于反應(yīng)器140中的液位156。
[0099] 在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)器140包括排氣孔，用于經(jīng)管線135來(lái)去除廢氣；一個(gè)回 收塔131，用于將可冷凝的HMD返回至反應(yīng)器140?？蓪⑺?32輸送到回收塔131并在回收 塔131的塔底133回收。以最小速率來(lái)通入水以保持回收塔131的效率。計(jì)算通過(guò)回收塔 131進(jìn)料的水，以保持目標(biāo)鹽濃度，并調(diào)節(jié)其它水的進(jìn)料。放空氣體134可被冷凝以回收水 且單體廢氣可經(jīng)管線133返回。不可冷凝氣體，包括氮?dú)夂涂諝?，可作為廢氣流135被去除。 當(dāng)回收塔131是一個(gè)通風(fēng)冷凝器時(shí)，回收塔131可以被用于回收廢氣并去除不可冷凝的氣 體。
[0100] 雖然顯示了一個(gè)示例性的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，也可以使用其它可接受的連續(xù)攪 拌釜反應(yīng)器。
[0101] 尼龍鹽溶液存儲(chǔ)
[0102] 如圖3所示，隨著尼龍鹽溶液形成，其被輸送到儲(chǔ)罐195,其中尼龍鹽溶液可被保 持直到聚合反應(yīng)需要。在一些實(shí)施方式中，儲(chǔ)罐195可包括再循環(huán)回路193,以循環(huán)尼龍鹽 溶液。可使用內(nèi)部噴射混合器194以保持存儲(chǔ)罐195內(nèi)的循環(huán)。在一個(gè)實(shí)施方式中，內(nèi)部 噴射混合器194可以位于距離儲(chǔ)罐195的底部0. 3和1. 5米之間，優(yōu)選在0. 5和1米之間。 另外，在一些實(shí)施方式中，尼龍鹽溶液中的至少一部分可被返回到反應(yīng)器140,以防止生產(chǎn) 線凍結(jié)和/或當(dāng)系統(tǒng)混亂時(shí)或所需的目標(biāo)pH值和/或目標(biāo)鹽濃度改變時(shí)，校正尼龍鹽溶 液。也可將任何未使用的尼龍鹽溶液從該聚合方法200中返回到儲(chǔ)罐195。
[0103] 儲(chǔ)存罐195可由耐腐蝕材料構(gòu)造而成，如奧氏體不銹鋼，例如304、304L、316和 316L，或其他合適的耐腐蝕材料，以在設(shè)備壽命和資金成本之間提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)上可行的平 衡。儲(chǔ)罐195可包括一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)罐，這取決于儲(chǔ)罐尺寸和需要存儲(chǔ)的尼龍鹽溶液的體積。 在一些實(shí)施方式中，尼龍鹽溶液被存儲(chǔ)在至少兩個(gè)儲(chǔ)罐中，例如，至少三個(gè)個(gè)儲(chǔ)罐，至少四 個(gè)儲(chǔ)罐，或至少5個(gè)儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐195可以保持在溶液的凝固點(diǎn)以上的溫度下，如在60°C和 110°C之間的溫度。對(duì)于具有60重量％和65重量％之間的鹽濃度的尼龍鹽溶液，溫度可保 持在100°C和110°C之間。儲(chǔ)罐中可存在內(nèi)部加熱器196。此外，再循環(huán)回路可具有一個(gè)或 多個(gè)加熱器197,用于為儲(chǔ)罐提供熱量。例如，儲(chǔ)罐可以具有容納多達(dá)5天的庫(kù)存的尼龍鹽 溶液的容量，更優(yōu)選多達(dá)3天的庫(kù)存。儲(chǔ)罐可在大氣壓或稍高于大氣壓的壓力下被保持在 氮?dú)夥罩小?br> [0104] 在一些實(shí)施方式中，在進(jìn)入儲(chǔ)罐195之前，可過(guò)濾尼龍鹽溶液以除去雜質(zhì)?？梢酝?過(guò)至少一個(gè)過(guò)濾器190來(lái)過(guò)濾尼龍鹽溶液，例如，至少兩個(gè)過(guò)濾器或至少三個(gè)過(guò)濾器。過(guò)濾 器190可以被配置成串聯(lián)或并聯(lián)。合適的過(guò)濾器可包括膜過(guò)濾器，所述膜過(guò)濾器包含聚丙 烯、纖維素、棉和/或玻璃纖維。在一些實(shí)施方式中，過(guò)濾器可以具有在1到20微米之間孔 徑尺寸，例如，2和10微米之間。過(guò)濾器也可以是超濾過(guò)濾器、微濾單元、納米濾過(guò)濾器，或 者活性炭過(guò)濾器。
[0105] 補(bǔ)償 HMD
[0106] 如上所指出中，在至少三個(gè)位置將形成的尼龍鹽所需的等量的HMD以不同的部分 引入，以形成尼龍鹽溶液。添加第一部分形成PBA溶液。另外，可固定加入到直插式分散器 的HMD的部分的進(jìn)料速率，以提供必要量的HMD來(lái)溶解AA粉末。將第二和第三部分加入到 CSTR中以形成尼龍鹽溶液。為了能夠使用單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器，并形成均勻的尼龍鹽溶 液，一旦尼龍鹽溶液從反應(yīng)器140中排出進(jìn)入導(dǎo)管144,并隨后進(jìn)入儲(chǔ)罐195,則不再添加 HMD。如圖4所示，可通過(guò)包括在交叉點(diǎn)142處經(jīng)由管線107的HMD的第三部分（如補(bǔ)償 HMD)來(lái)進(jìn)一步精細(xì)目標(biāo)規(guī)格（例如目標(biāo)pH值）的方差控制。補(bǔ)償HMD通常為加入的HMD 的最小的一部分，且用作對(duì)尼龍鹽溶液的pH的微調(diào)控制，由于相比于主HMD進(jìn)料，使用較小 的閥具有對(duì)流體的微小變化更高的控制。調(diào)節(jié)主HMD的進(jìn)料速率或流速不是用于控制尼龍 鹽溶液的pH值的優(yōu)選方法，因?yàn)橹鱄MD的調(diào)節(jié)和pH值的測(cè)量之間的時(shí)間差。另外，因?yàn)檠a(bǔ) 償HMD是加入CSTR中的HMD的最小部分，補(bǔ)償HMD可允許更準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)尼龍鹽溶液的pH 值，并且pH分析儀可提供近瞬時(shí)反饋。在pH值測(cè)量的上游加入補(bǔ)償HMD，以減少測(cè)量加入 補(bǔ)償HMD的pH值的影響的延遲。當(dāng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償HMD時(shí)，也可調(diào)節(jié)水的進(jìn)料速率，以控制在該 尼龍鹽溶液中的固體的濃度?？赏ㄟ^(guò)控制器設(shè)置這樣的調(diào)節(jié)并且可通過(guò)在取樣管線153上 折射儀來(lái)監(jiān)控這樣的調(diào)節(jié)，如本文所述。
[0107] 進(jìn)入導(dǎo)管144之前，補(bǔ)償HMD107可以與尼龍鹽溶液相結(jié)合。如果沒(méi)有理論的約束， 認(rèn)為補(bǔ)償HMD107可以與尼龍鹽溶液中任何剩余的游離己二酸進(jìn)行反應(yīng)。此外，如上所述， 可使用加入補(bǔ)償HMD107來(lái)調(diào)節(jié)尼龍鹽溶液的pH值。
[0108] 在一個(gè)實(shí)施方式中，本實(shí)用新型涉及計(jì)量進(jìn)入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140的PBA溶液 172 ;分別將包括HMD104'的第一部分的水溶液和水103'引入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140,以形 成尼龍鹽溶液；以及引入HMD的第二部分，例如通過(guò)管線107到尼龍鹽溶液的補(bǔ)償HMD?？?將HMD104'的第一部分和水103'結(jié)合以形成水性HMD溶液進(jìn)料?？稍诮徊纥c(diǎn)142處將補(bǔ)償 HMD107加入到再循環(huán)回路141中的尼龍鹽溶液中。將補(bǔ)償HMD107以這樣的進(jìn)料速率連續(xù) 地輸送到再循環(huán)回路141中，所述進(jìn)料速率使得補(bǔ)償HMD107的流量為通過(guò)閥門(mén)的中等流， 例如20%至60%，40%至50%，或約50%。中等流是指保持通過(guò)閥的連續(xù)流動(dòng)，以防止失 去控制。
[0109] 為了實(shí)現(xiàn)低變化性的目標(biāo)pH值，該方法包括使用失重式進(jìn)料器110提供AA粉末 102的恒定進(jìn)料速率，以形成PBA溶液172 ;以及響應(yīng)于工藝控制來(lái)調(diào)節(jié)HMD和水的進(jìn)料速 率。有利的是，可通過(guò)連續(xù)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)速率。當(dāng)改變鹽生產(chǎn)速率時(shí)，隨著AA進(jìn)料速 率在離散區(qū)間內(nèi)的變化成比例地調(diào)節(jié)HMD進(jìn)料速率?？梢酝ㄟ^(guò)改變HMD進(jìn)料至反應(yīng)器140 的進(jìn)料速率或作為補(bǔ)償HMD而進(jìn)料的HMD來(lái)調(diào)節(jié)HMD的進(jìn)料速率。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式 中，對(duì)于給定的鹽生產(chǎn)速率，可調(diào)節(jié)補(bǔ)償HMD107的進(jìn)料速率，并且HMD104'的進(jìn)料速率和/ 或所述水性HMD溶液進(jìn)料的進(jìn)料速率可以是恒定的。在另一個(gè)實(shí)施方式中，補(bǔ)償HMD107的 進(jìn)料速率可以被設(shè)置為恒定的速率，并且如果需要，可以調(diào)節(jié)HMD104'的進(jìn)料速率和/或所 述水性HMD溶液進(jìn)料的進(jìn)料速率，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值和/或鹽濃度。在其它實(shí)施方式中，可 以調(diào)節(jié)HMD104'和補(bǔ)償HMD107二者的進(jìn)料速率和/或所述水性HMD溶液進(jìn)料的進(jìn)料速率， 以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值和/或鹽的濃度。
[0110] 補(bǔ)償HMD107可以具有和HMD104'相同的HMD來(lái)源。HMD104'可包含尼龍鹽溶液中 的總HMD的80%和99%之間，例如，90%和99%之間的。補(bǔ)償HMD107可包括在尼龍鹽溶液 中的總HMD的1和20%之間，例如，1 %和10%之間?？梢愿鶕?jù)目標(biāo)pH和目標(biāo)鹽濃度來(lái)調(diào) 節(jié)HMD104'和補(bǔ)償HMD107的比率。如這里所討論的，可以由總HMD的進(jìn)料速率模型來(lái)設(shè)置 HMD104'和補(bǔ)償HMD107的比值。
[0111] 補(bǔ)償HMD可以具有與用于直插式分散器和連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器的HMD相同的來(lái)源。 可以純HMD來(lái)提供HMD，例如，包含至少99. 5重量％的HMD，例如，100 %的HMD且無(wú)水；或者 可以含有80重量％和99. 5重量％之間的HMD的水溶液來(lái)提供HMD。以純HMD或HMD的水 溶液的形式將補(bǔ)償HMD107通入尼龍鹽溶液。當(dāng)補(bǔ)償HMD是HMD的水溶液時(shí)，補(bǔ)償HMD107 水溶液可包含介于50重量％和99重量％之間的HMD，例如，60重量％和95重量％之間的 HMD或介于70重量％和90重量％之間的HMD。正如HMD104'水溶液，可以基于HMD源和尼 龍鹽溶液的所需鹽濃度來(lái)調(diào)節(jié)水的量。有利的是，補(bǔ)償HMD107的HMD濃度為90重量％至 100重量％，以提高對(duì)pH值的控制的影響，同時(shí)在鹽濃度控制中最小化補(bǔ)償HMD107的影響。
[0112] 補(bǔ)償HMD107被添加到再循環(huán)回路的尼龍鹽溶液中，所述再循環(huán)回路在泵149和取 樣管線153的上游。在添加HMD107的第二部分之后，可使用分析儀154在取樣管線153中 測(cè)量在再循環(huán)回路141中的尼龍鹽溶液的pH值。這允許在用補(bǔ)償HMD107的進(jìn)料速率來(lái)調(diào) 節(jié)pH值和pH測(cè)量之間有一個(gè)小的延遲。沒(méi)有額外AA加入到再循環(huán)回路141。除了補(bǔ)償 HMD107意外，沒(méi)有HMD被添加到再循環(huán)回路141。將HMD107的第二部分添加pH測(cè)量的上 游，以允許包括HMD107的第二部分的pH值測(cè)量。
[0113] 不同于美國(guó)專利公開(kāi)2010/0168375和美國(guó)專利US4233234所示的現(xiàn)有技術(shù)，在pH 測(cè)量之后不添加補(bǔ)償HMD。在pH測(cè)量之后添加HMD，在測(cè)量加入的HMD對(duì)pH值的影響時(shí)會(huì) 產(chǎn)生一個(gè)大的延遲，因?yàn)樵跍y(cè)量之前，添加的HMD必須通過(guò)反應(yīng)器。因此，以這樣的方式加 入HMD可下沖或過(guò)沖目標(biāo)pH值，其導(dǎo)致通過(guò)不斷追逐目標(biāo)pH值而使得這些工藝低效率地 運(yùn)行。有利地，本實(shí)用新型在pH值測(cè)量的上游增加補(bǔ)償HMD，如此使得補(bǔ)償HMD的影響導(dǎo)致 很少的延遲并避免下沖或過(guò)沖目標(biāo)pH值的問(wèn)題。此外，因?yàn)橐灾械攘鱽?lái)維持閥，本實(shí)用新 型可連續(xù)地進(jìn)料補(bǔ)償HMD107。
[0114] 雙重AA粉末講料
[0115] 通常，出于本實(shí)用新型的目的，將AA粉末通入直插式分散器以產(chǎn)生PBA溶液。因 此，無(wú)需將AA粉末直接引入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器。在一個(gè)可替換的實(shí)施方式中，可將AA粉 末引入直插式分散器和連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器兩者中，以形成尼龍鹽溶液。盡管可能存在用于 進(jìn)料直插式分散器和連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器的獨(dú)立的失重式進(jìn)料器，優(yōu)選使用一個(gè)失重式進(jìn)料 器?？商崆爸苽洳⒋鎯?chǔ)PBA溶液。例如，用于生產(chǎn)尼龍鹽溶液的可代替的連續(xù)過(guò)程可包括： 以質(zhì)量計(jì)，通過(guò)測(cè)量從失重式進(jìn)料器至第一進(jìn)料管道的二羧酸粉末，所述第一進(jìn)料管道將 二羧酸粉末傳送至連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器；將二胺進(jìn)料和液體溶液引入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器以形 成尼龍鹽溶液，所述液體溶液包含32重量％和46質(zhì)量％之間的二羧酸、11重量％和15質(zhì) 量％之間的二胺、以及39重量％和57質(zhì)量％之間的水；以及在沒(méi)有用于將二羧酸或二胺添 加到尼龍鹽溶液的插入步驟的情況下，從連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器中連續(xù)地撤出尼龍鹽溶液，并 通入儲(chǔ)罐，其中尼龍鹽溶液包含50重量％和65重量％之間的鹽濃度并包含具有目標(biāo)pH值 的二羧酸/二胺鹽，其中目標(biāo)pH值是選自7. 2和7. 9之間的范圍的值。
[0116] 討稈控制
[0117] 如本實(shí)用新型所述，在用于生產(chǎn)聚酰胺的鹽溶液（例如尼龍鹽溶液）的連續(xù)過(guò)程 中，在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，尼龍鹽溶液中的目標(biāo)規(guī)格（包括pH和鹽濃度）可能有變化性。可 能由不可預(yù)知的和波動(dòng)的AA粉末進(jìn)料速率來(lái)至少部分地引起這種目標(biāo)規(guī)格的變化性。這 種不可預(yù)測(cè)性和波動(dòng)使控制過(guò)程困難，因?yàn)楸仨氃诖鎯?chǔ)之前不斷監(jiān)視并調(diào)節(jié)在初始反應(yīng)器 的下游這個(gè)過(guò)程。因此，連續(xù)操作的單個(gè)反應(yīng)器不能有效地結(jié)局不可預(yù)知的和波動(dòng)的AA粉 末進(jìn)料速率。以往，為了解決這種不可預(yù)測(cè)性和波動(dòng)，使用多個(gè)反應(yīng)器、混合器和多單體進(jìn) 料位置，特別是用于添加HMD的反應(yīng)物進(jìn)料位置，以產(chǎn)生目標(biāo)規(guī)格的尼龍鹽溶液。使用本實(shí) 用新型的單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器，去除了在多個(gè)反應(yīng)器中調(diào)節(jié)尼龍鹽溶液的能力。然而，可 通過(guò)調(diào)平AA粉末進(jìn)料速率的變化性來(lái)實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的工藝控制，即通過(guò)使用失重式進(jìn)料器以 形成PBA溶液并使用該P(yáng)BA溶液為AA的來(lái)源來(lái)形成尼龍鹽溶液，使AA粉末進(jìn)料速率變化 小于±5%。一方面，本實(shí)用新型采用基于模型的前饋控制（feed forward control),在有 或沒(méi)有反饋的條件下，實(shí)現(xiàn)有目標(biāo)pH值和鹽濃度的尼龍鹽溶液。
[0118] 前饋控制
[0119] 在開(kāi)始用于制造尼龍鹽溶液的連續(xù)方法之前，基于所需尼龍鹽溶液的生產(chǎn)速率來(lái) 制備反應(yīng)模型?；谠撋a(chǎn)速率，設(shè)定AA粉末進(jìn)料速率，然后設(shè)定目標(biāo)pH值和目標(biāo)鹽濃度。 然后經(jīng)化學(xué)計(jì)量計(jì)算HMD的進(jìn)料速率和水的進(jìn)料速率，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值和目標(biāo)鹽濃度。HMD 的進(jìn)料速率包括形成PBA溶液的HMD，到反應(yīng)器中的主HMD，和補(bǔ)償HMD。水的進(jìn)料速率包括 通入直插式分散器和反應(yīng)器140的所有水源?？梢岳斫獾氖牵繕?biāo)pH反映了 AA比HMD的 目標(biāo)摩爾比。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，可在模型中添加附加特征，包括但不僅限于反應(yīng)溫度 和反應(yīng)壓力。該模型是用來(lái)設(shè)置進(jìn)料速率的前饋控制，用于將HMD和/或水進(jìn)料至直插式 分散器和連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器。在一些實(shí)施例中，該模型也可以用于設(shè)置PBA的溶液進(jìn)料 至連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器的前饋控制。
[0120] 在一些方面，該模型是通過(guò)輸入AA粉末的進(jìn)料速率來(lái)制備的模型，所述AA粉末的 進(jìn)料速率由本實(shí)用新型所述的失重式進(jìn)料器所提供。該模型也可以設(shè)置進(jìn)料至直插式分散 器的HMD的進(jìn)料速率，以實(shí)現(xiàn)所需的共晶混合物。對(duì)于給定的生產(chǎn)速率，AA的進(jìn)料速率應(yīng)是 恒定的。如本實(shí)用新型所述，失重式進(jìn)料器可以包含離散控制，以產(chǎn)生低變化性的AA粉末 進(jìn)料速率?？蛇B續(xù)、半連續(xù)，或以離散的時(shí)間間隔（如每隔5分鐘、每隔30分鐘或每小時(shí)） 將來(lái)自失重式進(jìn)料器的AA粉末的進(jìn)料速率提供給模型。在其他方面，由于是AA粉末進(jìn)料 速率的低變化性，一旦設(shè)定AA粉末的進(jìn)料速率，該模型可設(shè)定HMD的進(jìn)料速率和水的進(jìn)料 速率。通過(guò)模型來(lái)設(shè)定這些進(jìn)料速率以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值和目標(biāo)鹽濃度。
[0121] 該模型可以是動(dòng)態(tài)的，并且可以通過(guò)來(lái)自在線或離線的分析儀的反饋信號(hào)來(lái)調(diào) 節(jié)。例如，如果期望改變生產(chǎn)速率、pH或鹽濃度，可調(diào)節(jié)模型。該模型調(diào)節(jié)可被存儲(chǔ)在控制 器的內(nèi)存中，所述控制器例如可編程的邏輯控制器（PLC)控制器，分布式控制系統(tǒng)（DCS)控 制器或比例-積分-微分（PID)控制器。在一個(gè)實(shí)施方式中，有反饋信號(hào)的PID控制器可 被用于解決模型計(jì)算和流量測(cè)量的誤差。
[0122] 由于使用體積進(jìn)料器不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)AA粉末的進(jìn)料速率，因此之前無(wú)法實(shí)施用前 饋控制本身來(lái)形成相對(duì)目標(biāo)規(guī)格低變化性的尼龍鹽溶液。這至少是部分因?yàn)橛审w積進(jìn)料器 的使用導(dǎo)致的AA粉末進(jìn)料速率的變化性。因?yàn)锳A粉末進(jìn)料的變化性，不能生成模型來(lái)控 制AA和HMD的比。結(jié)果與前饋控制相比，這些常規(guī)方法可以使用反饋控制，從而要求頻繁 調(diào)節(jié)或?yàn)榕畏椒?。然而，?dāng)基于重量來(lái)計(jì)量AA粉末到直插式分散器時(shí)，前饋控制足以連 續(xù)地產(chǎn)生相對(duì)目標(biāo)規(guī)格低變化性的尼龍鹽溶液。
[0123] 因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，本實(shí)用新型的目的是涉及一種用于控制尼龍鹽溶液生 產(chǎn)的方法，其包括：生成一個(gè)用于AA粉末的目標(biāo)進(jìn)料速率的模型，以產(chǎn)生PBA溶液，且得到 的尼龍鹽具有目標(biāo)鹽濃度和/或目標(biāo)pH值。如上所指出，目標(biāo)鹽濃度可以是選自50重量％ 和65重量％之間的范圍的值，例如，60重量％和65重量％之間的范圍的值。目標(biāo)pH可以 是選自7. 200和7. 900之間的范圍的值，例如，7. 400和7. 700之間的范圍的值。所述方法 可以進(jìn)一步包括：分別以第一進(jìn)料速率將HMD引入分散器，以第二進(jìn)料速率將水引入直插 式分散器，其中所述第一和/或第二進(jìn)料速率是基于用于PBA溶液的模型。所述方法還可 進(jìn)一步包括：以第三進(jìn)料速率單獨(dú)地將PBA溶液引入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器，其中所述第三進(jìn) 料速率是基于用于尼龍鹽溶液的模型。所述方法還可進(jìn)一步包括：分別以第四進(jìn)料速率和 第五進(jìn)料速率單獨(dú)地將HMD和水引入連續(xù)攪拌罐式反應(yīng)器，其中，所述第四和/或第五進(jìn)料 速率是基于用于AA粉末的目標(biāo)進(jìn)料速率的模型。HMD和PBA溶液反應(yīng)形成尼龍鹽溶液，所 述尼龍鹽溶液隨后可從連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器中連續(xù)地撤出并直接進(jìn)入儲(chǔ)罐?？呻S后存儲(chǔ)該 尼龍鹽溶液，用于將來(lái)的聚合反應(yīng)。不管選擇的目標(biāo)鹽濃度或pH值，尼龍鹽溶液的實(shí)際規(guī) 格相對(duì)目標(biāo)規(guī)格的變化性低，如小于〇. 53%的變化性，例如，小于0. 4%、小于0. 3%或小于 〇. 1 %的變化性。
[0124] 為了進(jìn)一步舉例說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型的過(guò)程控制方案，圖5顯示了一個(gè)流程圖。 為了簡(jiǎn)化，圖5中排除各種泵、再循環(huán)回路和加熱器。圖5顯示了幾種流量計(jì)，例如科里奧 利質(zhì)量流量計(jì)（coriolis mass flow meters)、容積式流量計(jì)、電磁流量計(jì)和潤(rùn)輪流量計(jì)，用 于測(cè)量流經(jīng)系統(tǒng)的物流。在一些實(shí)施方式中，流量計(jì)也能夠測(cè)量溫度和/或密度。可連續(xù) 或定期地將流量計(jì)的輸出值輸入控制器113。優(yōu)選各流量計(jì)閥的上游存在至少一個(gè)流量計(jì)。 在一些實(shí)施方式中，流量計(jì)和流量計(jì)閥可以是整體的，并在封裝包中一起來(lái)提供。盡管只顯 示了一個(gè)控制器，在一些實(shí)施方式中可存在多個(gè)控制器。如圖5所示，經(jīng)由管線102將AA 粉末送至失重式進(jìn)料器110,以產(chǎn)生計(jì)量的AA粉末進(jìn)料139。控制器113將信號(hào)211送至 旋轉(zhuǎn)螺旋123。所述信號(hào)可以是無(wú)線信號(hào)。使用模型，該用于前饋進(jìn)料速率的模型可存儲(chǔ)在 控制器113,所述前饋進(jìn)料速率是用于HMD和水的前饋進(jìn)料速率。如上所述，失重式進(jìn)料器 110調(diào)節(jié)AA粉末的變化性，以提供具有相對(duì)于目標(biāo)進(jìn)料速率變化性低的計(jì)量的AA粉末進(jìn)料 139。例如，失重式進(jìn)料器110可使用來(lái)自重量測(cè)量子系統(tǒng)121的反饋回路來(lái)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)螺旋 123的速度。
[0125] 控制器113將前饋信號(hào)213發(fā)送到流量計(jì)閥214以調(diào)節(jié)水103流入直插式分散器 170的流量。類似地，控制器113將前饋信號(hào)215發(fā)送到流量計(jì)閥216來(lái)調(diào)節(jié)HMD104流入 直插式分散器170的流量。通過(guò)模型設(shè)定這些前饋信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值和目標(biāo)鹽濃度。 HMD和水可以結(jié)合成為HMD水溶液并進(jìn)料至直插式分散器170。
[0126] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，控制器113將前饋信號(hào)227發(fā)送到流量計(jì)閥228來(lái)調(diào)節(jié)的 PBA溶液172進(jìn)入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140的進(jìn)料速率。當(dāng)不使用儲(chǔ)罐184時(shí)，必須設(shè)定流 量計(jì)閥228至直插式分散器170的生產(chǎn)速率，這樣會(huì)限制庫(kù)存。由模型設(shè)定這些前饋信號(hào)， 以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值和目標(biāo)鹽濃度。由于前饋信號(hào)213和215被用于將HMD和水通入直插式 分散器170,沒(méi)有必要采取任何在線或離線的PBA溶液172的測(cè)量。為了提供足夠量HMD 和水以形成所需的尼龍鹽溶液，DCS控制器113可以分別發(fā)送前饋信號(hào)，基于進(jìn)料至連續(xù)攪 拌釜反應(yīng)器140的PBA溶液172的進(jìn)料速率，將HMD和水輸送到連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器140。 前饋信號(hào)229可基于PBA的溶液172的目標(biāo)進(jìn)料速率，并且前饋信號(hào)229可以控制流量計(jì) 閥230以將平衡量的HMD104'提供到連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140。另外，還將前饋信號(hào)217發(fā)送 到流量計(jì)閥218來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償HMD107流進(jìn)再循環(huán)回路141的流量。該模型可確定HMD的通 過(guò)HMD104送入直插式分散器172中的HMD、主HMD104'和補(bǔ)償?shù)腍MD107的相對(duì)量?？刂破?113也可以發(fā)送前饋信號(hào)231，前饋信號(hào)231可控制流量計(jì)閥232以將補(bǔ)償水103'供給至 連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140?？蓪⒀a(bǔ)償水103'直接供給至連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140或通過(guò)排氣管 線供給至連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140。調(diào)節(jié)前饋信號(hào)217和前饋信號(hào)229,以保證存在流向補(bǔ)償 HMD107的流量計(jì)閥217的中等輸出流。在一個(gè)實(shí)施方式中，模型可以建立流量速率以確保 補(bǔ)償HMD107維持的恒定的流量，即中等流量，所述流量速率由前饋信號(hào)217發(fā)送至流量計(jì) 閥 218。
[0127] 二級(jí)討稈控制
[0128] 除了使用基于建模的前饋控制，如圖5所示，過(guò)程控制可以包括作為第二過(guò)程控 制的反饋信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)pH值和目標(biāo)鹽濃度。這些反饋信號(hào)可以是從流量計(jì)和在線分析 儀154中獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)，流量計(jì)和在線分析儀154用于調(diào)節(jié)在HMD和水的進(jìn)料，優(yōu)選調(diào)節(jié) 補(bǔ)償HMD和水的進(jìn)料。在線分析儀154可以包括pH探頭、折射儀及其組合。pH探頭和折射 儀可串聯(lián)或并聯(lián)。
[0129] 如圖5所示，該方法使用在線分析儀154,例如在線pH計(jì)154來(lái)測(cè)量在再循環(huán)回 路141中的尼龍鹽溶液的pH值以產(chǎn)生反饋信號(hào)。為了便于尼龍溶液的pH值的在線測(cè)量， 將尼龍鹽溶液連續(xù)地從反應(yīng)器中取出并將尼龍鹽溶液中的至少一部分通入再循環(huán)回路141 和取樣管線153中。再循環(huán)回路141可包括流量計(jì)（未顯示）和流量計(jì)閥。在另一個(gè)實(shí)施 方式中，再循環(huán)回路141可以包括壓力控制器（未顯示），以控制尼龍鹽溶液的流量。優(yōu)選 地，尼龍鹽溶液通過(guò)再循環(huán)回路141的流是恒定的。取樣管線153包括用于測(cè)量pH值的工 具（例如pH計(jì)）和/或用于鹽濃度測(cè)量的工具（例如折射儀）。在一個(gè)實(shí)施方式中，在反 應(yīng)器的條件下，在無(wú)任何稀釋或冷卻的條件下，測(cè)量尼龍鹽溶液的至少一個(gè)部分的pH值。 然后將所述尼龍鹽溶液的至少一部分直接或經(jīng)通風(fēng)冷凝器131返回至反應(yīng)器140中。當(dāng)所 述尼龍鹽溶液的至少一部分經(jīng)通風(fēng)冷凝器131返回到反應(yīng)器時(shí)，尼龍鹽溶液可以代替通入 通風(fēng)冷凝器中的水。取樣管線153還可以包括冷卻尼龍鹽溶液的冷卻器（未顯示）和溫度 傳感器（未顯示），所述溫度傳感器測(cè)量在pH測(cè)量之前的溫度。在一些實(shí)施方式中，pH測(cè) 量之前，將尼龍鹽溶液冷卻到目標(biāo)溫度。所述目標(biāo)溫度可以是比其流出反應(yīng)器140的尼龍 鹽溶液低5°C和10°C之間的范圍的目標(biāo)溫度。所述溫度可相對(duì)目標(biāo)溫度在小于土1°C的范 圍內(nèi)變化，例如小于±〇.5°C。可存在溫度傳感器（未示出）來(lái)監(jiān)控pH值測(cè)量的上游的尼 龍鹽溶液的溫度。
[0130] 在線pH計(jì)154隨后將輸出226提供給控制器113。該輸出226將在線pH計(jì)154 測(cè)量的pH值發(fā)送到控制器113。在線pH計(jì)154用于確定連續(xù)過(guò)程中的尼龍鹽溶液的pH 值的變化性。換言之，在線pH計(jì)154可以測(cè)量與目標(biāo)pH值不同的pH值，但當(dāng)測(cè)量的pH發(fā) 生變化時(shí)，控制器113會(huì)調(diào)節(jié)單體進(jìn)料。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，尼龍鹽溶液的pH值在小于 ±0.04的范圍內(nèi)變化，例如小于±0.03或小于±0.015。由于在線pH計(jì)的測(cè)定值的漂移， 在線pH計(jì)是用于測(cè)量pH值的變化性，而不是測(cè)量絕對(duì)的pH值。這至少部分地由于前饋控 制，所述前饋控制允許設(shè)定的目標(biāo)pH值。通過(guò)使用在線pH計(jì)來(lái)確定pH值是否變化，可檢 測(cè)在生產(chǎn)過(guò)程中的變化。使用二級(jí)控制，pH的變化可能引起至少一個(gè)進(jìn)料速率的相應(yīng)的調(diào) 節(jié)，其通過(guò)信號(hào)線217和229分別發(fā)送到流量計(jì)閥218和230。一方面，當(dāng)PBA溶液172以 恒量通入反應(yīng)器140中時(shí)，優(yōu)選調(diào)節(jié)進(jìn)料至反應(yīng)器140的HMD和水的進(jìn)料速率，而不是調(diào)節(jié) 進(jìn)料至生產(chǎn)PBA溶液的直插式分散器172的進(jìn)料速率。為了提供一個(gè)反應(yīng)迅速的pH調(diào)節(jié)， 通過(guò)線路217將信號(hào)發(fā)送到閥218來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償HMD107。作出的調(diào)節(jié)補(bǔ)償HMD107的量由通 過(guò)流量計(jì)閥230的HMD104'的相應(yīng)變化來(lái)確定。由于會(huì)影響PBA溶液，因此最好不調(diào)節(jié)進(jìn) 料至直插式分散器172的HMD104。這種調(diào)節(jié)是敏感的，且一旦沒(méi)有顯示pH的變化，其應(yīng)能 夠恢復(fù)到由前饋控制設(shè)定的進(jìn)料速率。這些對(duì)補(bǔ)償HMD107的調(diào)節(jié)也可影響到尼龍鹽溶液 的鹽濃度?？赏ㄟ^(guò)經(jīng)過(guò)流量計(jì)閥232的信號(hào)231調(diào)節(jié)水來(lái)控制這種鹽濃度的變化。
[0131] 因?yàn)樗鲂纬赡猃堺}溶液的過(guò)程是連續(xù)的，因此也可實(shí)時(shí)地（例如，連續(xù)地）或接 近實(shí)時(shí)地獲得在線pH計(jì)154的pH測(cè)量數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方式中，每隔60分鐘進(jìn)行pH測(cè) 量，例如，每隔45分鐘、每隔30分鐘、每隔15分鐘或每隔5分鐘。pH計(jì)可具有在±0. 05以 內(nèi)的精度，如在±〇.〇2以內(nèi)的精度。
[0132] 除了使用在線pH計(jì)154以外，該方法還可以進(jìn)一步包括使用折光儀來(lái)測(cè)量尼龍鹽 溶液的鹽濃度，并調(diào)節(jié)水的進(jìn)料速率。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)進(jìn)料至回收塔131的水進(jìn)料 來(lái)調(diào)節(jié)水的進(jìn)料速率。通過(guò)在所述反應(yīng)器下游的尼龍鹽溶液中添加或去除水也可調(diào)節(jié)鹽濃 度。
[0133] 根據(jù)基于反饋的所需的調(diào)節(jié)，通過(guò)模型也可用二級(jí)控制來(lái)獨(dú)立地調(diào)節(jié)進(jìn)入直插式 分散器172和反應(yīng)器140兩者的主HMD和水。特別有利的是當(dāng)存在一個(gè)pH值的趨勢(shì)，其導(dǎo) 致長(zhǎng)期補(bǔ)償HMD107的調(diào)節(jié)。
[0134] 除了來(lái)自在線pH計(jì)154的反饋，各流量計(jì)214'、215'、218'、228'、230'和/或232' 也可經(jīng)由信號(hào)213'、215'、218'、227'、229'和/或23Γ分別提供信息或質(zhì)量流率給控制器 113?？墒褂迷搧?lái)自流量計(jì)的信息來(lái)維持整體生產(chǎn)速率。
[0135] 已公開(kāi)了使用pH探頭測(cè)定的尼龍鹽溶液的pH值的現(xiàn)有技術(shù)方法。見(jiàn)美國(guó)專利 4233234和美國(guó)專利公開(kāi)2010/0168375。然而，這些現(xiàn)有技術(shù)方法的每一個(gè)都測(cè)量尼龍鹽 溶液的pH值，然后添加額外的二胺和/或酸來(lái)調(diào)節(jié)pH值。額外的二胺和/或酸的作用并不 確定，直到額外的二胺和/或酸混入反應(yīng)器中，并再取出用于測(cè)量。這種方法導(dǎo)致"追求"pH 值，并產(chǎn)生不靈敏的過(guò)程控制，其可能下沖或過(guò)沖目標(biāo)pH值。
[0136] 在本實(shí)用新型中，如圖5中所示，優(yōu)選將補(bǔ)償HMD107供給至在線pH計(jì)的上游。從 而，補(bǔ)償HMD107中的HMD與反應(yīng)器再循環(huán)回路中的尼龍鹽溶液結(jié)合，并且在通過(guò)反應(yīng)器140 進(jìn)行再循環(huán)之前測(cè)量尼龍鹽溶液的pH值。
[0137] 俥用在線試駘室測(cè)量的二級(jí)討稈控制
[0138] 如上所述，來(lái)自二級(jí)控制過(guò)程的pH測(cè)量數(shù)據(jù)不必然反映目標(biāo)pH值，而是用于計(jì)算 pH值的變化。為了提高pH測(cè)量的靈敏度，二級(jí)過(guò)程控制還可以涉及測(cè)量在實(shí)驗(yàn)室控制下的 尼龍鹽溶液的pH值。沒(méi)有理論的約束，由于在降低的濃度和溫度的條件下增加了接近拐點(diǎn) 處的pH測(cè)量的靈敏度，在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)量尼龍鹽溶液的pH值提高了測(cè)量的精度。這可 允許檢測(cè)可能在反應(yīng)條件下不被注意到的小的pH變化。出于本實(shí)用新型的目的，實(shí)驗(yàn)室的 條件是指在15°C和40°C之間的溫度下測(cè)量的尼龍鹽溶液樣品，例如在20°C和35°C之間或 在25°C、±0.2°C。在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)量的尼龍鹽溶液樣品可具有下8%和12%之間的鹽 濃度，例如9. 5%。通過(guò)稀釋和冷卻取樣管線153中的尼龍鹽溶液來(lái)在線進(jìn)行此在實(shí)驗(yàn)室條 件下的pH測(cè)量。
[0139] 如圖5所示，在實(shí)驗(yàn)室條件下，為了便于在線測(cè)量尼龍溶液的pH值，將尼龍鹽溶液 連續(xù)地從反應(yīng)器中取出，并且將尼龍鹽溶液中的至少一部分，例如，將小于1 %的尼龍鹽溶 液引如到再循環(huán)回路141和取樣管線153。取樣管線153包括在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行pH值 測(cè)量的工具。取樣管線153還可以包括冷卻器（未顯示）來(lái)冷卻尼龍鹽溶液。在其它實(shí)施 方式中，該冷卻器可被省略。在取樣管線153中的尼龍鹽溶液的溫度和濃度可以通過(guò)經(jīng)由 管線220添加水來(lái)調(diào)節(jié)。該水是總的水進(jìn)料速率的一小部分，所述總的水進(jìn)料速率是通過(guò) 模型來(lái)計(jì)算的。加入水的量和溫度足以達(dá)到用于pH測(cè)量的稀釋的尼龍鹽溶液樣品所需要 的溫度和強(qiáng)度。還可包括進(jìn)一步冷卻稀釋樣品。在實(shí)驗(yàn)室條件下，取得尼龍鹽溶液的至少 一部分的pH值，然后如本文所述將尼龍鹽溶液的至少一部分返回反應(yīng)器140。然后在線pH 計(jì)154提供輸出226給控制器113。
[0140] 如上所述，在線pH計(jì)154用于測(cè)量尼龍鹽溶液的pH值的變化性。在優(yōu)選的實(shí)施 方式中，尼龍鹽溶液的pH值的變化小于±0.04,例如，小于±0.03或小于±0.015。類似 于在反應(yīng)條件下的pH值測(cè)量，由于在線pH計(jì)測(cè)量值的漂移，使用在實(shí)驗(yàn)室條件下的在線pH 計(jì)來(lái)測(cè)量pH值的變化，而不是測(cè)量目標(biāo)pH值。這至少部分地由于前饋控制，其允許對(duì)目標(biāo) pH值進(jìn)行設(shè)置。通過(guò)使用在線pH計(jì)來(lái)確定該pH值是否發(fā)生變化，可以檢測(cè)在生產(chǎn)過(guò)程中 的變化。類似于二級(jí)過(guò)程控制，可通過(guò)發(fā)送信號(hào)到線路217和229,再到流量計(jì)閥218和230 來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)料速率。這些調(diào)節(jié)也可能影響到尼龍鹽溶液的鹽濃度。通過(guò)發(fā)送到流量計(jì)閥232 的信號(hào)231來(lái)調(diào)節(jié)水而控制這種鹽濃度的變化。
[0141] 因?yàn)樗鲂纬傻哪猃堺}溶液中的過(guò)程是連續(xù)的，在在線pH計(jì)154可實(shí)時(shí)（例如， 連續(xù)地）或近實(shí)時(shí)地獲得的pH測(cè)量數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方式中，每隔60分鐘，例如，每隔45 分鐘、每隔30分鐘、每隔15分鐘或每隔5分鐘，來(lái)獲取pH測(cè)量數(shù)據(jù)。pH測(cè)量工具應(yīng)具有 ±0. 05的精度，如±0. 03或±0. 01的精度。
[0142] 三級(jí)討稈控制
[0143] 如圖5所示，盡管使用前饋控制和反饋信號(hào)可有助于降低尼龍鹽溶液規(guī)格的變化 性，但仍可使用進(jìn)一步的分析，特別是使用在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的離線pH分析，來(lái)檢測(cè)尼 龍鹽溶液的均勻性。這種在實(shí)驗(yàn)室條件下的離線過(guò)程控制被稱為三級(jí)過(guò)程控制，其可包括 pH和/或鹽濃度測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施方式中，可在實(shí)驗(yàn)室條件下離線測(cè)量尼龍鹽溶液的pH 值，以確定是否實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)pH值。離線pH值測(cè)量還可以檢測(cè)到任何儀器問(wèn)題或需要調(diào)節(jié) 的偏差。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在實(shí)驗(yàn)室條件下離線測(cè)量的尼龍鹽溶液的pH值也可用來(lái)調(diào) 整連至流量計(jì)閥218和230的信號(hào)線217和229。在實(shí)驗(yàn)室條件下，離線pH測(cè)量可以具有 在±0.01范圍內(nèi)測(cè)量pH值的能力。
[0144] 如本實(shí)用新型所述，實(shí)驗(yàn)室條件指的是在15°C和40°C之間的溫度下測(cè)量尼龍鹽 溶液的樣品，如在20°C和35°C之間的溫度下或在25°C ±0. 2°C，例如，±0. 2°C。在實(shí)驗(yàn)室 條件下測(cè)得的尼龍鹽溶液樣品可具有介于8%和12%之間的濃度，例如，9. 5%的濃度。為 了達(dá)到這個(gè)溫度和濃度，可用水稀釋并冷卻從再循環(huán)回路取出的尼龍鹽溶液樣品?？墒褂?溫度浴來(lái)冷卻稀釋的尼龍鹽溶液樣品?？苫谛枨髞?lái)取出樣品，例如每隔4至6小時(shí)、每天 或每周。在系統(tǒng)故障的情況，可以更頻繁地取出樣品，例如，每小時(shí)。在一般情況下，離線分 析儀可以被用來(lái)解決在線分析儀的儀器偏差。例如，如果目標(biāo)pH值是7. 500,在線分析儀可 能報(bào)告pH值為7. 400,而離線分析儀報(bào)告pH值則為7. 500,這表明在線pH分析儀的儀器偏 差。一方面，每當(dāng)進(jìn)行了離線測(cè)量，則使用指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均值來(lái)自動(dòng)偏置在線分析儀。在 一些方面，離線分析儀的輸出被用于校正在線分析儀的任何偏差或漂移。在其它方面，不校 正在線分析儀，但通過(guò)離線分析儀監(jiān)來(lái)測(cè)漂移或偏差。在這個(gè)方面，依靠在線分析儀來(lái)確定 pH的變化，例如，在預(yù)先設(shè)定的可接受的可變性之外。
[0145] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，離線分析儀可用于測(cè)量尼龍鹽溶液的目標(biāo)鹽濃度。離線鹽 濃度的測(cè)量也可以檢測(cè)任何儀器的問(wèn)題或可調(diào)節(jié)的偏差。當(dāng)使用多個(gè)折射儀時(shí)，每個(gè)折射 儀可能獨(dú)立地具有偏差。
[0146] 尼龍聚合
[0147] 本實(shí)用新型所描述的尼龍鹽溶液可通入聚合過(guò)程200以形成聚酰胺，特別是尼龍 6, 6?？蓪⒛猃堺}溶液直接從連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器140送入聚合過(guò)程200,或可首先將尼龍鹽 溶液存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐195中，然后送入聚合過(guò)程200,如圖5所示。
[0148] 本實(shí)用新型的尼龍鹽溶液具有均一的pH值，其可以改善聚酰胺聚合過(guò)程的性能。 尼龍鹽溶液的均一的pH提供了可靠的原料以生產(chǎn)多種聚酰胺產(chǎn)品。這極大地提高了聚合 物產(chǎn)品的可靠性。在一般情況下，聚合過(guò)程包括從所述尼龍鹽溶液中蒸發(fā)水以濃縮尼龍 鹽溶液；以及通過(guò)縮合來(lái)聚合濃縮的尼龍鹽以形成聚酰胺產(chǎn)品?？墒褂靡粋€(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器 202?？梢栽谡婵罩谢蛟趬毫ο峦瓿伤恼舭l(fā)，以在該尼龍鹽溶液中除去至少75%的水，更 優(yōu)選在尼龍鹽溶液中至少95%的水。濃尼龍鹽203可包括0和20重量％之間的水?？稍?批次或連續(xù)過(guò)程中進(jìn)行縮合。取決于所期望的最終聚合物產(chǎn)物，額外的AA和/或HMD可以 加入到聚合反應(yīng)器204中。在一些實(shí)施方式中，可以將添加劑結(jié)合到聚酰胺產(chǎn)品中。
[0149] 出于本實(shí)用新型的目的，合適的聚酰胺產(chǎn)品在酰胺基團(tuán)之間具有至少85%的碳鏈 可以是脂肪族的。
[0150] 當(dāng)從儲(chǔ)罐195輸送到蒸發(fā)器202時(shí)，保持尼龍鹽溶液的溫度在其熔點(diǎn)以上，這樣可 以防止管線結(jié)垢。在一些實(shí)施方式中，從蒸發(fā)器202捕獲的蒸汽可用于保持所述溫度。在 其它實(shí)施方式中，也可以使用加熱的冷卻水。
[0151] 聚合反應(yīng)可以是在單階段反應(yīng)器中或多階段縮合反應(yīng)器204中進(jìn)行?？赏ㄟ^(guò)管線 205加入額外的單體，AA或HMD，但優(yōu)選HMD，以產(chǎn)生不同的尼龍產(chǎn)品208。在一個(gè)實(shí)施方式 中，可將PBA溶液172的一部分引入反應(yīng)器204,以產(chǎn)生不同的尼龍產(chǎn)品208。反應(yīng)器204可 包括用于混合尼龍鹽的攪拌器。反應(yīng)器204也可有夾套以調(diào)節(jié)溫度，所述夾套使用傳熱介 質(zhì)。反應(yīng)器204中的縮合反應(yīng)可以在惰性氣氛中進(jìn)行，并且可將氮?dú)馓砑拥椒磻?yīng)器204中。 根據(jù)起始二羧酸和二胺，聚合反應(yīng)的溫度可以變化，但通常在尼龍鹽的熔化溫度以上，并更 優(yōu)選在熔化溫度以上至少l〇°C。例如，包括己二酸己二胺鹽的尼龍鹽具有165°C和190°C之 間的范圍內(nèi)的熔化溫度。因此，可以在165°C和350°C之間的反應(yīng)器溫度下進(jìn)行縮合反應(yīng)， 例如在190°C和300°C之間的溫度下?？s合反應(yīng)可在常壓或加壓的條件下進(jìn)行。尼龍產(chǎn)品 208以自由流動(dòng)的固體產(chǎn)物形式從反應(yīng)器中移除。
[0152] 在縮合反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水可通過(guò)反應(yīng)器通氣管線209以蒸汽流的形式移除。所 述蒸汽流可為隨著水分一起逸出的冷凝的和氣態(tài)單體，如二胺，可將其返回到反應(yīng)器中。
[0153] 可進(jìn)行后續(xù)處理，例如擠出、紡絲、拉伸或拉伸變形，以生產(chǎn)聚酰胺產(chǎn)品。聚酰胺產(chǎn) 品可以是選自由尼龍4, 6、尼龍6, 6、尼龍6, 9、尼龍6, 10、尼龍6, 12、尼龍11和尼龍12構(gòu)成 的組。此外，聚酰胺產(chǎn)品可為共聚物，如尼龍6/尼龍6, 6。
[0154] 以下通過(guò)非限制性的實(shí)施例來(lái)描述本實(shí)用新型的方法。
[0155] 實(shí)施例
[0156] 實(shí)施例1
[0157] 自集裝袋卸載、內(nèi)襯集裝袋卸載、內(nèi)襯盒式集裝箱卸載或料斗車廂卸貨站通過(guò)機(jī) 械（即螺絲、拖鏈）或氣動(dòng)（即壓力空氣、真空空氣，或閉環(huán)氮（closed loop nitrogen))輸 送系統(tǒng)將AA粉末輸送至供給容器。
[0158] 供給容器根據(jù)要求將AA粉末輸送至失重式（Loss-In-Weight，L-I-W)進(jìn)料器，并 通過(guò)基于所選的L-I-W料斗的低位和高位的PLC來(lái)控制。供給容器通過(guò)螺桿輸送器或旋轉(zhuǎn) 進(jìn)料器以足夠的裝載速率來(lái)計(jì)量AA粉末，以允許在最大的時(shí)間間隔下進(jìn)行L-I-W進(jìn)料器料 斗的填充，所述最大的時(shí)間間隔相當(dāng)于從L-I-W容器的高位至低位的最小L-I-W排出時(shí)間 的一半，優(yōu)選小于一半，以在至少67%的時(shí)間內(nèi)接收L-I-W進(jìn)料器的進(jìn)料速率的反饋。
[0159] 該L-I-W進(jìn)料器系統(tǒng)PLC調(diào)節(jié)L-I-W進(jìn)料器螺桿轉(zhuǎn)速，以保持進(jìn)料速度，所述螺桿 轉(zhuǎn)速是在自分布控制系統(tǒng)（DSC)接收的進(jìn)料速率目標(biāo)，從所述L-I-W進(jìn)料器料斗稱重傳感 器測(cè)得的。
[0160] 如在圖7所示，通過(guò)失重式進(jìn)料器的己二酸的進(jìn)料速率的變化性，具有在連續(xù)進(jìn) 料48小時(shí)內(nèi)小于±5%的進(jìn)料速率變化性。如圖8所示，進(jìn)料速率的變化可以在48小時(shí)內(nèi) 小于±3%。如圖9所示，進(jìn)料速度的變化性可在18小時(shí)內(nèi)小于±1%。使用用于己二酸 的失重式進(jìn)料器，通過(guò)消除了由使用體積進(jìn)料器引起的對(duì)己二酸進(jìn)料速率的干擾，得到了 改進(jìn)的進(jìn)料速率變化性的性能。
[0161] 實(shí)施例2
[0162] 準(zhǔn)備用于根據(jù)連續(xù)過(guò)程來(lái)生產(chǎn)尼龍鹽溶液的模型。所述尼龍鹽溶液包含水和己二 酸己二銨鹽。設(shè)置所述模型以實(shí)現(xiàn)尼龍鹽溶液中的63%的鹽濃度并實(shí)現(xiàn)7. 500的目標(biāo)pH 值?；谀猃堺}溶液的所需的生產(chǎn)速率來(lái)確定AA的精料速率。基于將要實(shí)現(xiàn)的所述鹽濃 度和pH值，確定HMD和水的進(jìn)料速率。以實(shí)施例1所述的低變化率，從粉末卸載系統(tǒng)將己 二酸輸送至失重式進(jìn)料器。
[0163] 將來(lái)自L-I-W進(jìn)料器的AA粉末進(jìn)料供給到直插式分散器，其連續(xù)地混合AA粉末 和稀HMD溶液的反應(yīng)物混合物，以生產(chǎn)具有42. 6%的AA、14%的HMD和43. 4%的去離子水 的PBA溶液。PBA溶液具有56. 7重量％的固體濃度并含有25. 1重量％的游離AA和31. 6 重量％的鹽濃度。
[0164] 用于L-I-W的AA粉末進(jìn)料速率的DCS設(shè)置點(diǎn)是通過(guò)基于進(jìn)入連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器 (CSTR)的PBA溶液進(jìn)料速率和用于PBA溶液存儲(chǔ)的目標(biāo)庫(kù)存水平的DCS模型來(lái)確定的。
[0165] 將HMD溶液（98% )從壓力控制的HMD存儲(chǔ)再循環(huán)頭提供至直插式分散器。使用 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)并輸入到DCS，DCS調(diào)節(jié)進(jìn)入直插式分散器的HMD的進(jìn)料物 流流速，以精確控制分散產(chǎn)物流中的AA和HMD的比例。對(duì)于63%的鹽濃度的目標(biāo)值，在直 插式分散器中添加所述工藝要求的HMD充入量的41. 2%的HMD充入量。
[0166] 從壓力控制的去離子水供給頭將去離子水供給到直插式分散器。使用科里奧利質(zhì) 量流量計(jì)的測(cè)量并輸入到DCS，DCS調(diào)節(jié)進(jìn)入直插式分散器的去離子水的進(jìn)料物流的流速， 以精確控制分散產(chǎn)物流中的AA和HMD的含水濃度。對(duì)于63 %的鹽濃度的目標(biāo)值，PBA溶液 進(jìn)料是最小的56. 75%的固體（43. 25%水），以允許最小化的用于反應(yīng)器的通風(fēng)冷凝器和 用于濃度補(bǔ)償調(diào)整的去離子水的注入。
[0167] 將直插式分散器產(chǎn)物流與在再循環(huán)回路熱交換器上游的水性PBA溶液儲(chǔ)存循環(huán) 混合來(lái)提高PBA溶液產(chǎn)物流的溫度至最小值為至少50°C，優(yōu)選在55°C和60°C之間，以維持 PBA溶液產(chǎn)物流作為均相溶液且沒(méi)有懸浮晶體。這兩種物流的交匯結(jié)合了液體噴射排出器 (下文中的"排出器")，其中循環(huán)流作為動(dòng)力流，分散器流出物作為排出流，以配合所需的接 近大氣壓的直插式分散器的排出壓力，以促進(jìn)在儲(chǔ)存中與產(chǎn)物混合來(lái)使均一性最大化。或 者，可將升壓泵代替排出器來(lái)使用?？刂芇BA溶液存儲(chǔ)循環(huán)流的再循環(huán)率來(lái)提供足夠的動(dòng) 力流率至再循環(huán)管道和儲(chǔ)罐的混合排出器。罐混合排出器位于離罐底部0. 2米和1. 5米之 間，例如，優(yōu)選0. 5米和1米之間，以保證直插式分散器產(chǎn)物和罐內(nèi)容物的完全混合。通過(guò) 對(duì)物流流率至再循環(huán)管線熱交換器的調(diào)節(jié)，將儲(chǔ)罐溫度調(diào)節(jié)在50°C和60°C之間。
[0168] DCS使用基于聚合反應(yīng)器的生產(chǎn)速率和目標(biāo)鹽庫(kù)存水平的DCS模型來(lái)提供了進(jìn)入 CSTR中的PBA溶液產(chǎn)物流的目標(biāo)進(jìn)料速率，并且在可設(shè)置的時(shí)間間隔調(diào)節(jié)所述目標(biāo)。通過(guò) 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的手段來(lái)測(cè)量PBA溶液進(jìn)料速度并控制所述PBA溶液進(jìn)料速度，使其 達(dá)到DSC中的目標(biāo)。
[0169] 在DCS中使用前饋比值控制回路來(lái)控制基于目標(biāo)PBA溶液的進(jìn)料速率的平衡HMD 的進(jìn)料速率。調(diào)節(jié)DCS平衡HMD比率流量控制器的設(shè)置點(diǎn)來(lái)保持補(bǔ)償HMD閥的輸出為中等 范圍，以確保閥連續(xù)地在控制范圍內(nèi)，對(duì)于63%的鹽目標(biāo)，平衡HMD的充入量通常為充入所 述過(guò)程的HMD量的48. 8%至56. 8%，并且當(dāng)與PBA溶液結(jié)合時(shí)，約為90-98%的HMD的充入 量。
[0170] 通過(guò)多余pH計(jì)連續(xù)測(cè)量pH值，所述pH計(jì)在由反應(yīng)器的再循環(huán)泵提供的、篩選的 且溫度和流量受控的樣品再循環(huán)回路中。DCS使用連續(xù)比較的成對(duì)的在線pH測(cè)量的DCS所 選的pH輸入值來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償HMD的進(jìn)料速率，以維持pH值在DCS目標(biāo)設(shè)置點(diǎn)。對(duì)于63 %的 鹽目標(biāo)，補(bǔ)償HMD的充入量約為充入所述過(guò)程中的總HMD的2-10%。
[0171] 根據(jù)基于統(tǒng)計(jì)的算法來(lái)調(diào)節(jié)pH值控制器的設(shè)定點(diǎn)，所述算法使用離散間隔地取 自反應(yīng)器的下游的樣品的pH值分析；所述算法作為pH值的函數(shù)，是在9. 5%的濃度和25°C 的溫度的條件下以實(shí)現(xiàn)酸/胺平衡的最大靈敏度；或者通過(guò)從在線分析儀連續(xù)地輸入pH 值，其連續(xù)稀釋/決定的反應(yīng)器的產(chǎn)物至9. 5%的濃度和在25 °C溫度下，或連續(xù)稀釋/決定 來(lái)自隨后的儲(chǔ)存容器（如果優(yōu)選）的產(chǎn)品至9. 5%的濃度和在25°C的溫度下。
[0172] 將補(bǔ)充HMD注入到主反應(yīng)器中再循環(huán)回路泵的吸入口，以實(shí)現(xiàn)對(duì)pH計(jì)的最快的響 應(yīng)時(shí)間，并保證在最短的時(shí)間內(nèi)調(diào)節(jié)反應(yīng)器產(chǎn)物至目標(biāo)值。使用泵來(lái)混合HMD和反應(yīng)器鹽 產(chǎn)物，以確保pH計(jì)和濃度計(jì)具有均相溶液，以用于其分別測(cè)量pH和濃度。
[0173] 通過(guò)多余的折射儀來(lái)連續(xù)地測(cè)量反應(yīng)器的濃度，所述折射儀在由反應(yīng)器的再循環(huán) 泵提供的同樣篩選的且溫度和流量受控的樣品再循環(huán)回路中。DCS使用在線濃度測(cè)量的連 續(xù)成對(duì)比較的DCS選擇的濃度輸入值來(lái)調(diào)節(jié)補(bǔ)償去離子水的進(jìn)料速率，以維持濃度在DCS 中的目標(biāo)設(shè)定點(diǎn)。對(duì)于63%的鹽目標(biāo)，補(bǔ)償水的充入量為充入所述過(guò)程中的總水量的1% 至5%，優(yōu)選約3%。
[0174] 通過(guò)CSTR的液位控制工具將反應(yīng)器產(chǎn)物連續(xù)地輸送至儲(chǔ)罐，其中所述反應(yīng)器 產(chǎn)物進(jìn)一步混合以提供至聚合物裝置。這種傳輸包括至少一個(gè)并列布置的濾芯過(guò)濾器 外殼，所述濾芯過(guò)濾器外殼是為在進(jìn)入存儲(chǔ)時(shí)的最大瞬時(shí)鹽溶液傳輸速率下的最多為 34. 5kPa(5psig)的初始凈壓降設(shè)計(jì)的。使用合成纖維厚度（depth)或裙皺膜濾芯時(shí)，濾 芯去除率為最小的10 μ m的絕對(duì)值，或者當(dāng)使用繞線式棉纖維濾芯時(shí)，濾芯去除率為最小 lym的公稱值。基于最低為110°C的操作溫度的值的選擇來(lái)進(jìn)行過(guò)濾器的選擇。
[0175] 將鹽水溶液通過(guò)鹽儲(chǔ)罐連續(xù)地再循環(huán)，優(yōu)選使用罐混合排出器，所述罐混合排出 器位于離罐底〇. 5和1米之間，以使罐容納物更快速翻轉(zhuǎn)以最大化混合效率。
[0176] 對(duì)于63%的鹽濃度，通過(guò)進(jìn)入再循環(huán)管線的熱交換器的蒸汽流量的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)鹽 儲(chǔ)罐的溫度在l〇〇°C和105°C之間。在所述儲(chǔ)罐中的鹽具有均一的7. 500±0. 0135的pH值。
[0177] 對(duì)比例A
[0178] 從美國(guó)專利US6995233的實(shí)施例1來(lái)制備混合物。將水的質(zhì)量濃度相當(dāng)于10%的 濃的水性HMD溶液和AA粉末連續(xù)送入第一攪拌反應(yīng)器中，得到具有81重量％的AA單體和 19重量％的二胺單體的重量比的混合物。該混合物可以含有少量的水，例如相對(duì)于AA/HMD 混合物的重量約7%的水。將混合物的溫度保持在約126°C，以防止結(jié)晶。
[0179] 對(duì)比例B
[0180] 遵循實(shí)施例1的模型和方法，不同之處在于，沒(méi)有HMD輸送到在直插式分散器中。 來(lái)自儲(chǔ)罐的PBA溶液包含49. 7重量％的己二酸和50. 3重量％的水，并且必須保持大于 85°C的溫度，以防止凝固。
[0181] 對(duì)比例C
[0182] 遵循實(shí)施例1的模型和方法，不同之處在于，沒(méi)有水輸送到在直插式分散器中。只 將AA和HMD進(jìn)料至直插式分散器中是不可能的，因?yàn)樵谥辈迨椒稚⑵鞑荒茉跊](méi)有水的情況 下溶解AA，該產(chǎn)品將具有高粘度并在非常高的溫度下才能處理。
[0183] 對(duì)比例D
[0184] 遵循實(shí)施例1的模型和方法，不同之處在于，使用體積進(jìn)料器代替L-I-W進(jìn)料器來(lái) 將AA粉末進(jìn)料至直插式分散器。尼龍鹽溶液的pH值相對(duì)目標(biāo)pH值的變化大于0. ΙρΗ單 位。pH值的較差控制可導(dǎo)致顯著更高的凝固點(diǎn)，這將需要較高的加工溫度，以防止結(jié)晶的風(fēng) 險(xiǎn)。
[0185] 對(duì)比例E
[0186] 遵循實(shí)施例1的模型和方法，不同之處在于，沒(méi)有補(bǔ)償水被供給到反應(yīng)器中。尼龍 鹽溶液的鹽濃度從63%增加到63. 707%，這就要求在聚合之前具有較高的貯存溫度，例如 3. 5°C至4°C。用于存儲(chǔ)的升高的溫度將會(huì)接近于常壓下尼龍鹽溶液的沸點(diǎn)溫度。為了彌補(bǔ) 增加的鹽濃度，將PBA溶液的濃度將需要降低，并且因?yàn)闆](méi)有補(bǔ)償水，實(shí)現(xiàn)均勻的濃度將更 加困難。
[0187] 對(duì)比例F
[0188] 遵循實(shí)施例1的模型和方法，不同之處在于，在分散體排出和再循環(huán)回路的結(jié)合 處沒(méi)有排出器或增壓泵。動(dòng)力流的損失降低了排出器混合效率，也失去了真空壓，所述真空 壓可使直插式分散器在沒(méi)有背壓時(shí)進(jìn)行排出。另一個(gè)重要的問(wèn)題是分散體的充入沒(méi)有足夠 的頭壓來(lái)匹配鹽儲(chǔ)罐再循環(huán)的頭壓。由于壓降，分散體排出物沒(méi)有足夠的壓力來(lái)進(jìn)入儲(chǔ)罐。
[0189] 雖然本實(shí)用新型已作了詳細(xì)描述，但在本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)的修改對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。上述討論的所有出版物和參考文獻(xiàn)通過(guò)引用而結(jié)合于本 實(shí)用新型中。另外，應(yīng)該是理解的是，本實(shí)用新型的各方面和各實(shí)施例的部分以及記載在本 實(shí)用新型中的各種特征可以被整體或部分地組合或互換。在上述各個(gè)實(shí)施例的描述中，如 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，那些引用了另一個(gè)實(shí)施方式的實(shí)施實(shí)施方式可適當(dāng)?shù)嘏c其它 實(shí)施方式組合。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，前面的描述僅是舉例的方式，而不旨 在限制本實(shí)用新型。
【權(quán)利要求】
1. 其中料斗包括用于控制補(bǔ)充階段和進(jìn)料階段的至少一個(gè)外部重量測(cè)量子系統(tǒng)和用 于在進(jìn)料階段期間分配二羧酸粉末的至少一個(gè)下部開(kāi)口，其中所述至少一個(gè)下部開(kāi)口置于 進(jìn)料管道的上方； ii.其中進(jìn)料管道接收二羧酸粉末，并通過(guò)至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)螺旋經(jīng)出口來(lái)傳送二羧酸粉 末； b. 直插式分散器，其具有與進(jìn)料管道的出口連接的第一進(jìn)口、用于引入二胺的第一進(jìn) 料物流以形成分散體的第二進(jìn)口，以及分散體出口； c. 儲(chǔ)罐，其用于在50°C和60°C之間的溫度下存儲(chǔ)分散體，其中所述儲(chǔ)罐包括與分散體 出口連接以接收分散體的再循環(huán)回路；以及 d. 單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器，其用于接收存儲(chǔ)的分散體的一部分和二胺的第二進(jìn)料物流 以生產(chǎn)尼龍鹽溶液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述再循環(huán)回路包括外部排出器，所 述外部排出器接收作為引導(dǎo)流的分散體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述再循環(huán)回路包括一個(gè)或多個(gè)加 熱器，在所述一個(gè)或多個(gè)加熱器的下游接收分散體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述再循環(huán)回路包括一個(gè)或多個(gè)加 熱器泵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述再循環(huán)回路不與任何分析儀連 接以測(cè)量存儲(chǔ)的分散體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述再循環(huán)回路通過(guò)一個(gè)或多個(gè)內(nèi) 部噴射混合器而排出至儲(chǔ)罐中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝裝置，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部噴射混合器置 于離所述儲(chǔ)罐的底部〇. 3米和1. 5米之間處。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述直插式分散器包括內(nèi)腔和環(huán)繞 所述內(nèi)腔的多個(gè)混合器，所述多個(gè)混合器用于將二羧酸粉末和二胺的第一進(jìn)料物流混合以 形成分散體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的工藝裝置，其特征在于，通過(guò)多個(gè)攪拌器經(jīng)出口排出所述分 散體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述工藝裝置進(jìn)一步包括具有低閥 的供給容器，在補(bǔ)充階段期間，所述低閥開(kāi)啟并將二羧酸粉末輸送到料斗。 II. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的工藝裝置，其特征在于，所述工藝裝置進(jìn)一步包括傳送系 統(tǒng)，用于將二羧酸粉末從供給容器傳送到料斗。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述導(dǎo)管包括旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述進(jìn)料管道進(jìn)一步包括一個(gè)或多 個(gè)氣體口，用于將氮?dú)庖攵人岱勰?br> 14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述進(jìn)料管道向下與直插式分散器 成0°和45°之間的角度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝裝置，其特征在于，所述工藝裝置進(jìn)一步包括用于將尼 龍鹽溶液從單個(gè)連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器直接通入尼龍鹽儲(chǔ)罐中的管道。
【文檔編號(hào)】B01J4/00GK203829987SQ201420172626
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月1日
【發(fā)明者】羅伯特·J·韋爾奇 申請(qǐng)人:英威達(dá)科技公司