CN104130399A - 包括多个后端的聚酰胺合成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于合成聚酰胺并且包括多个后端的方法、系统和装置。该方法可以是一种合成聚酰胺的方法,所述方法包括蒸发包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物至足以将至少一些水从所述混合物移除,以提供后缩聚前混合物。该方法可以包括将所述后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物。该方法可以包括将所述第一后缩聚前混合物在第一后缩聚器中后缩聚,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物。该方法可以包括将所述第二后缩聚前混合物在第二后缩聚器中后缩聚,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年5月1日提交的美国临时专利申请号61/818,169的优先权权益,其公开通过引用以其全部内容结合在此。
技术领域
本发明涉及合成聚酰胺的方法、系统和装置,更具体地,涉及包括多个后端的合成聚酰胺的方法、系统和装置。
背景技术
聚酰胺具有有用的性质如极高的耐久性和强度,这使得它们可以在多种环境中使用。聚酰胺如尼龙、芳族聚酰胺和聚(天冬氨酸)钠通常用于,例如,地毯、气囊、机械部件、服饰、绳索和长筒袜。尼龙-6,6,一种柔滑的热塑性物质,也是一种最常使用的聚酰胺。尼龙-6,6的长分子链和致密结构使得它有资格作为高级尼龙纤维,其展现高机械强度、刚性和热稳定性。
聚酰胺在大规模制造设备中工业合成。例如,尼龙-6,6可以通过使六亚甲基二胺和己二酸经历缩合反应,形成酰胺键并释放水而合成。在包括蒸发器、反应器、闪蒸器和后缩聚器的一系列部件中,将热施加至反应混合物并将水逐渐地移除以驱动平衡朝向聚酰胺,直至聚合物达到所需的长度范围。之后,将熔融的尼龙-6,6挤出成粒料,可以将其纺为纤维或加工为其他的形状。
用于聚酰胺的制造的目前的方法和装置遭遇某些问题。方法后端的某些部件,如后缩聚器、闪蒸器或反应器,仅可以经济地建造至一定的尺寸。因此,方法后端的尺寸限制整个方法的尺寸。当后端中的任何部件需要为了维护而关闭(这可能是困难且繁重的程序)时,必须关闭整个制造方法。此外,用于聚酰胺的合成的大部分方法和装置仅可以制备一定类型的聚酰胺,例如具有单一的相对粘度范围的聚酰胺。而且,方法可以是批次的或连续的,但不能两者皆是。如本文说明的,本发明可以提供对这些问题的解决方案。
发明内容
本发明提供一种合成聚酰胺的方法。该方法可以包括蒸发包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物。该蒸发可以足以将至少一些水从混合物移除。该蒸发可以提供后缩聚前混合物。该方法可以包括将后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物。该方法可以包括将第一后缩聚前混合物在第一后缩聚器中后缩聚,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物。该方法可以包括将第二后缩聚前混合物在第二后缩聚器中后缩聚,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
本发明提供一种用于合成聚酰胺的系统。该系统可以包括蒸发器,所述蒸发器配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物移除。在一些实施方案中,该系统具有单独的盐池(saltstrike),而在其他的实施方案中,将盐池和蒸发器组合。该蒸发器可以提供后缩聚前混合物。该系统可以包括分流器,所述分流器配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物。该系统可以包括第一后缩聚器,所述第一后缩聚器配置为将第一后缩聚前混合物后缩聚。该第一后缩聚器可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物。该系统包括第二后缩聚器,所述第二后缩聚器配置为将第二后缩聚前混合物后缩聚。该第二后缩聚器可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
本发明提供一种用于合成聚酰胺的装置。该装置可以包括蒸发器,所述蒸发器配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物移除。该蒸发器可以提供后缩聚前混合物。该装置可以包括分流器,所述分流器配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物。该装置可以包括第一后缩聚器,所述第一后缩聚器配置为将第一后缩聚前混合物后缩聚。该第一后缩聚器可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物。该装置可以包括第二后缩聚器,所述第二后缩聚器配置为将第二后缩聚前混合物后缩聚。该第二后缩聚器可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
本发明可以提供超过其他用于制备聚酰胺的方法、系统和装置的益处,其中至少一些是意想不到的。例如,传统的方法的后端的某些部件,如后缩聚器、闪蒸器或反应器,仅可以经济地建造至一定的尺寸。当将该系统建造为更大的尺寸时,反应器、后缩聚器或闪蒸器的花费可以变得令人望而却步地高。当将系统建造至更大的尺寸时,运行后缩聚器的花费可能出乎意料地变得更高,并且后缩聚器可能是较低效率的,归因于当搅拌大量粘性聚合物时经历的按指数地更大的扭矩,并且在后缩聚器搅拌器/刮刀上相应地强大的力可以使得后缩聚器尤其在较大规模时按指数地昂贵。此外,尽管有更大的尺寸,但后缩聚器中较大规模搅拌的限制可能使得后缩聚器较低效,要求较慢的吞吐量以移除所需量的水。因此,方法后端的尺寸可能限制整个方法的尺寸。然而,本发明可以提供具有多个后端,如两个以上后端的方法或装置。因此,本发明可以避免由大部分其他的方法的后端导致的容量瓶颈。在多个实施方案中,出乎意料地,当与缺乏多个后端的系统或方法比较时,多个后端可以提供更经济的设备成本和更经济的运行时成本,同时提供更高的整体吞吐量。
用于聚酰胺的合成的大部分方法和装置仅可以制备一种类型的聚酰胺,例如具有单一的相对粘度范围的聚酰胺。然而,本发明可以提供具有多个后端的方法或装置,其中产生至少两种不同类型的聚酰胺,例如一种具有一个相对粘度范围的聚酰胺,以及另一种具有另一个相对粘度范围的聚酰胺。用于聚酰胺的合成的大部分方法和装置可以是连续的或者是批次的,但不能两者皆是。然而,本发明可以提供具有多个后端的方法或装置,包括至少一个如高压釜的批次后端和至少一个包括后缩聚器的连续后端。
在用于聚酰胺的合成的大部分方法和装置中,当需要为了维护而将后端中的任何部件停机(这可能是困难且繁重的程序)时,必须将整个制造方法停机。本发明提供一种具有多个后端的方法或装置,以使得可以将该方法的后端的一侧停机,同时其他侧继续运行。因此,可以避免使该方法的整个后端停机,允许制造设备连续运行(即使当单个后端需要维护的情况时),并且避免冗长的停机程序。
附图说明
不一定按比例绘制的附图,通过实例的方式,但是不通过限定的方式,一般地示例本发明。
图1示例根据一个实例的制备聚酰胺的方法。
图2示例根据一个实例的制备聚酰胺的方法。
图3示例根据一个实例的制备聚酰胺的方法。
图4示例根据一个实例的制备聚酰胺的方法。
图5示例根据一个实例的制备聚酰胺的方法
图6示例根据一个实例的制备聚酰胺的方法。
图7示例根据一个实例的用于制备聚酰胺的系统或装置。
图8示例根据一个实例的用于制备聚酰胺的系统或装置。
图9示例根据一个实例的用于制备聚酰胺的系统或装置。
图10示例根据一个实例的用于制备聚酰胺的系统或装置。
图11示例根据一个实例的用于制备聚酰胺的系统或装置。
图12示例根据一个实例的用于制备聚酰胺的系统或装置。
具体实施方式
现在将详细参考所公开的主题的某些实施例。虽然将结合所列举的权利要求描述所公开的主题,应当明白的是所示例的主题不意在将权利要求限定为所公开的主题。
以范围形式表达的值应当以灵活方式解释为不仅包括作为范围的界限明确叙述的数值,而且包括该范围内包括的所有的单独数值或子范围,如同将每个数值和子范围明确地陈述一样。例如,“约0.1%至约5%”或“约0.1%至5%”的范围应当解释为不仅包括约0.1%至约5%,而且包括所指出的范围内的单独的值(例如,1%、2%、3%和4%)和子范围(例如,0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指出,陈述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样,除非另外指出,陈述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。
在本文中,除非上下文另外清楚地指出,术语“一个”、“一种”或“所述”被用于包括一个或多于一个。除非另外指出,术语“或”被用于指代非排除性的“或”。此外,应当明白的是本文采用的并且未以其它方式定义的措辞或术语仅用于说明的目的并且是非限制性的。任何段落标题的使用预期为帮助文章的理解并且不被解释为限定;与段落标题相关的信息可以在特别的段落之内或之外出现。此外,在本文中引用的所有的公开、专利和专利文献通过引用以其全部结合在此,如同单独地通过引用结合那样。本文与这样通过引用结合的那些文献之间的使用不一致的情况下,所结合的引用文献中的使用应当被认为是本文中的补充;对于不可协调的矛盾,以本文中用法为准。
在本文描述的制造方法中,多个步骤可以以任何顺序进行而不脱离本发明的原理,除了当明确指出临时或操作顺序时。此外,具体的步骤可以可以同时进行,除非明确的权利要求语言指出它们分开地进行。例如,所要求保护的进行X的步骤和所要求保护的进行Y的步骤可以在单一的操作内同时地进行,并且所得到的方法将落在所要求保护的方法的文字范围内。
本文所使用的术语“约”可以允许数值或范围上的一定可变程度,例如,在所述的数值或所述的范围限制的10%内,5%内,或1%内。
本文所使用的术语“基本上”是指大部分,或主要地,如占至少约50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、或至少约99.999%或更多。
如本文所使用的术语“低聚物”是指具有中等相对分子量的分子,其结构主要包括少量的多个实际上或概念上源白较低相对分子量的分子的单元。该具有中等相对质量的分子可以是具有随着一个或数个单元的移除而变化的性质的分子。由一个或多个单元的移除所导致的性质上的变化可以是显著的变化。
本文所使用的术语“溶剂”是指可以溶解固体、液体或气体的液体。溶剂的非限制性实例是硅氧烷、有机化合物、水、醇、离子液体和超临界流体。
如本文所使用的术语“室温”是指约15℃至28℃的温度。
如本文所使用的术语“聚合物”可以包括共聚物。
本文所使用的术语“相对粘度”(RV)是指在毛细管粘度计中在25℃测量的溶液和溶剂粘度的比。在一个实例中,根据ASTM D789-06的RV是90%甲酸(90重量%甲酸和10重量%水)中的8.4重量%聚酰胺溶液在25℃的粘度(以厘泊计)与90%甲酸自身在25℃的粘度(以厘泊计)的比。
本发明涉及用于合成聚酰胺并且包括多个后端的方法、系统和装置。
合成聚酰胺的方法。
本发明提供一种合成聚酰胺的方法,如图1中所示的方法。方法100可以包括蒸发110包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物101。该蒸发可以足以将至少一些水从混合物移除。蒸发110可以提供后缩聚前混合物111。该方法可以包括将后缩聚前混合物111分流150为至少第一后缩聚前混合物151和第二后缩聚前混合物152。该方法可以包括将第一后缩聚前混合物151在第一后缩聚器190中后缩聚,以提供包括第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物191。该方法可以包括将第二后缩聚前混合物152在第二后缩聚器195中后缩聚,以提供包括第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物196。
每个单元(例如,盐池、蒸发器、闪蒸器或后缩聚器)可以具有任何合适的尺寸,如约100L至约5,000,000L,约500L至约1,000,000L,或约100L或更小,或约200L、300、400、500、600、700、800、900、1,000、1,500、2,000、2,500、5,000、10,000、25,000、50,000、100,000、500,000、1,000,000、或约5,000,000L或更大。每个单元可以具有任何进入或离开单元的合适的流速,如约10L/min至约100,000L/min,约20L至约1,000L/min,或约10L/min或更小,或约20L/min、30、40、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1,000、1,500、2,000、2,500、5,000、10,000、50,000、或约100,000L/min或更大。
该方法可以包括将包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物蒸发。由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物可以是聚酰胺盐,如由己二酸和六亚甲基二胺的组合形成的尼龙盐。低聚物可以包括单一分子的二酸与单一分子的二胺的组合,如己二酸六亚甲基二铵。低聚物可以是一个或多于一个分子的二酸与一个或多于一个分子的二胺的产物。包含低聚物的混合物可以还包含未反应的二胺和未反应的二酸。包含低聚物的混合物可以以任何合适的比例包含各种长度的低聚物。
包含低聚物的混合物的蒸发可以足以将至少一些水从混合物移除。在本文描述的任何步骤中,当描述水的移除时,移除的水可以是以下各项中的至少一个:混合物中原始存在的水、由二酸与二胺形成酰胺的反应产生的水、由二酸或二胺与低聚物形成酰胺的反应产生的水,以及由一个低聚物与另一个低聚物形成酰胺的反应产生的水。在一些实例中,蒸发可以移除足够的水以使得离开蒸发器的材料是任何合适的重量%的水,如约5-50重量%的水,或约25-35重量%的水,或约25重量%或更少,26重量%,27,28,29,30,31,32,33,34重量%、或约35重量%或更多的水。蒸发可以将反应混合物的温度升高至任何合适的温度,如约100-230℃,或100-150℃,或约100℃或更低,或约110℃、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220℃、或约230℃或更高的温度。
该方法可以包括将后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物。分流可以是以任何合适的比例的任何合适的分流。例如,第一后缩聚前混合物可以包括约1-99重量%,或约20-80重量%,或约40-60重量%的后缩聚前混合物,或约0.001重量%的后缩聚前混合物或更少,或约0.01重量%、0.1、1、10、20、30、40、45、50、55、60、70、80、90、99、99.9、99.99重量%、或约99.999重量%或更多的后缩聚前混合物。例如,第二后缩聚前混合物可以包含约1-99重量%,或约20-80重量%,或约40-60重量%的后缩聚前混合物,或约0.001重量%的后缩聚前混合物或更少,或约0.01重量%、0.1、1、10、20、30、40、45、50、55、60、70、80、90、99、99.9、99.99重量%、或约99.999重量%或更多的后缩聚前混合物。反应可以在分流之前的过程中发生。反应和闪蒸可以在分流之前的过程中发生。反应可以在分流之后的过程中发生。反应和闪蒸可以在分流之后的过程中发生。后缩聚在分流之后的过程中发生。
该方法可以包括将第一后缩聚前混合物在第一后缩聚器中后缩聚,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物。该方法可以包括将第二后缩聚前混合物在第二后缩聚器中后缩聚,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。后缩聚可以是任何合适的后缩聚。在一些实例中,后缩聚可以将足够的水从后缩聚前混合物移除以驱动反应朝向获得想要的相对粘度所需的最终的量。第一后缩聚器中的后缩聚可以是与第二后缩聚器中的后缩聚相同的。第一后缩聚器中的后缩聚可以是与第二后缩聚器中的后缩聚不同的。后缩聚可以在高压釜中发生,如可以用于以批次方法产生聚酰胺。后缩聚可以在连续地加热、搅拌并且将水从后缩聚前混合物移除的连续后缩聚器中发生。在一些实例中,后缩聚可以移除足够的水以使得离开后缩聚器的材料是任何合适的重量%的水,如约0.000,1重量%至2重量%,0.001至1重量%,或约0.01至1重量%,或约0.000,1重量%或更少,或约0.001重量%、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8重量%、或约2重量%或更多的水。后缩聚可以将反应混合物的温度升高至任何合适的温度,如约150-400℃,或约250-350℃,或约250-310℃,或约200℃或更低,或约210℃、220、230、240、250、260、265、270、275、280、285、290、295、300、305、310、320、330、340℃、或约350℃或更高的温度。
第一后缩聚器中的第一后缩聚前混合物的后缩聚和第二后缩聚器中的第二后缩聚前混合物的后缩聚可以至少部分地同时发生。第一后缩聚器中的第一后缩聚前混合物的后缩聚和第二后缩聚器中第二后缩聚前混合物的后缩聚可以基本上同时出现,例如,第一后缩聚器中第一后缩聚前混合物的后缩聚和第二后缩聚器中第二后缩聚前混合物的后缩聚可以在时间上与第一后缩聚器或第二后缩聚器中的总后缩聚时间的约50%、或约60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%、或约99.999%或更多重叠。
第一后缩聚过的混合物可以具有与第二后缩聚过的混合物的相对粘度基本上相同的相对粘度。第一聚酰胺可以是与第二聚酰胺基本上相同的。第一后缩聚过的混合物可以具有与第二后缩聚过的混合物的相对粘度不同的相对粘度。第一后缩聚过的混合物和第二后缩聚过的混合物各自独立地可以具有约15-70的相对粘度。第一后缩聚过的混合物可以具有约15-70的相对粘度,并且第二后缩聚过的混合物具有约15-70的相对粘度。第一聚酰胺可以是与第二聚酰胺不同的。第一后缩聚过的混合物可以具有约30-50,35-40,或约38的相对粘度,并且第二后缩聚过的混合物具有约30-50,35-55,或约45的相对粘度。
该方法可以是用于制备聚酰胺的连续方法、用于制备聚酰胺的批次方法,或它们的组合。该方法可以还包括,在蒸发之前,将直链二羧酸和直链二胺混合,以提供包含低聚物的混合物。
该方法可以包括在分流之前反应。例如,蒸发可以提供蒸发过的混合物,并且该方法可以包括使蒸发过的混合物在反应器中反应以从其移除至少一些水,以提供后缩聚前混合物。该反应可以是任何合适的反应,以使得反应将混合物加热并将水从其移除,将平衡进一步推向聚酰胺。该反应可以在管式反应器中进行。该反应可以在蒸馏反应器中进行。该反应可以形成具有约0.000,1重量%至20重量%,0.001至15重量%,或约0.01至15重量%,或约0.000,1重量%或更少,或约0.001重量%、0.01、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、04、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19重量%、或约20重量%或更多的混合物。该反应可以将反应混合物的温度升高至任何合适的温度,如约150-400℃,或约250-350℃,或约250-310℃,或约200℃或更低,或约210℃、220、230、240、250、260、265、270、275、280、285、290、295、300、305、310、320、330、340℃、或约350℃或更高。
图2示例制备聚酰胺的方法。本发明提供一种合成聚酰胺的方法200。该方法可以包括蒸发210包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物201。该蒸发可以足以将至少一些水从混合物移除。蒸发210可以提供蒸发过的混合物211。该方法可以包括使蒸发过的混合物211在反应器中反应220以从其移除至少一些水。反应220可以提供后缩聚前混合物221。该方法可以包括将后缩聚前混合物221分流250为至少第一后缩聚前混合物251和第二后缩聚前混合物252。该方法可以包括将第一后缩聚前混合物251在第一后缩聚器中后缩聚290,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物291。该方法可以包括将第二后缩聚前混合物252在第二后缩聚器中后缩聚295,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物296。
该方法可以包括分流之后的闪蒸。例如,后缩聚前混合物的分流可以包括将后缩聚前混合物分流为第一闪蒸前混合物和第二闪蒸前混合物。该方法可以还包括将第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中闪蒸以提供第一后缩聚前混合物,并且将第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中闪蒸以提供第二后缩聚前混合物。第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中的闪蒸和第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中的闪蒸可以是至少部分地同时的,或可以是基本上同时的。闪蒸可以是任何合适的闪蒸,其包括将反应混合物加热并从其移除至少一些水以将平衡推向聚酰胺。在一些实例中,离开闪蒸器的材料可以具有任何合适的量的水,如约0.000,1重量%至2重量%,0.001至1重量%,或约0.01至1重量%,或约0.000,1重量%或更少,或约0.001重量%、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8重量%、或约2重量%或更多。在一些实例中,闪蒸器可以将反应混合物的温度升高至约150-400℃,或约250-350℃,或约250-310℃,或约200℃或更低,或约210℃、220、230、240、250、260、265、270、275、280、285、290、295、300、305、310、320、330、340℃、或约350℃或更高。
图3示例制备聚酰胺的方法。本发明提供合成聚酰胺的方法300。该方法可以包括蒸发310包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物301。该蒸发可以足以将至少一些水从混合物移除。蒸发310可以提供后缩聚前混合物311。该方法可以包括将后缩聚前混合物311分流350为至少第一闪蒸前混合物351和第二闪蒸前混合物352。该方法可以包括将第一闪蒸前混合物351在第一闪蒸器中闪蒸360,以提供第一后缩聚前混合物361。该方法可以包括将第二闪蒸前混合物352在第二闪蒸器中闪蒸365,以提供第二后缩聚前混合物366。该方法可以包括将第一后缩聚前混合物361在第一后缩聚器中后缩聚390,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物391。该方法可以包括将第二后缩聚前混合物366在第二后缩聚器中后缩聚395,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物396。
该方法可以包括在分流之前的反应和闪蒸。例如,蒸发可以提供蒸发过的混合物。该方法可以包括将蒸发过的混合物在反应器中反应以便从其移除至少一些水,以提供闪蒸前混合物。该方法可以还包括将闪蒸前混合物在闪蒸器中闪蒸以从其移除至少一些水,以提供后缩聚前混合物。
图4示例制备聚酰胺的方法。本发明提供一种合成聚酰胺的方法400。该方法可以包括蒸发410包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物401。该蒸发可以足以将至少一些水从混合物移除。蒸发410可以提供蒸发过的混合物411。该方法可以包括使蒸发过的混合物411在反应器中反应420以从其移除至少一些水。反应420可以提供闪蒸前混合物421。该方法可以包括将闪蒸前混合物421在闪蒸器中闪蒸430以便从其移除至少一些水,以提供后缩聚前混合物431。该方法可以包括将后缩聚前混合物431分流450为至少第一后缩聚前混合物451和第二后缩聚前混合物452。该方法可以包括将第一后缩聚前混合物451在第一后缩聚器中后缩聚490,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物491。该方法可以包括将第二后缩聚前混合物452在第二后缩聚器中后缩聚495,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物496。
该方法可以包括分流之后的反应。例如,该方法可以包括后缩聚前混合物的分流,其可以包括将后缩聚前混合物分流为第一反应前混合物和第二反应前混合物。该方法可以包括将第一反应前混合物在第一反应器中反应以提供第一后缩聚前混合物。该方法可以还包括将第二反应前混合物在第二反应器中反应以提供第二后缩聚前混合物。第一反应前混合物在第一反应器中的反应和第二反应前混合物在第二反应器中的反应可以是至少部分地同时的,或可以是基本上同时的。
图5示例制备聚酰胺的方法。本发明提供合成聚酰胺的方法500。该方法可以包括蒸发510包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物501。该蒸发可以足以将至少一些水从混合物移除。蒸发510可以提供后缩聚前混合物511。该方法可以包括将后缩聚前混合物511分流550为至少第一反应前混合物551和第二反应前混合物552。该方法可以包括使第一反应前混合物551在第一反应器中反应560,以提供第一后缩聚前混合物561。该方法可以包括使第二反应前混合物552在第二反应器中反应565,以提供第二后缩聚前混合物566。该方法可以包括将第一后缩聚前混合物561在第一后缩聚器中后缩聚590,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物591。该方法可以包括将第二后缩聚前混合物566在第二后缩聚器中后缩聚595,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物596。
该方法可以包括分流之后的反应、闪蒸和后缩聚。例如,后缩聚前混合物的分流可以包括将后缩聚前混合物分流为第一反应前混合物和第二反应前混合物。该方法可以包括使第一反应前混合物在第一反应器中反应以提供第一闪蒸前混合物。该方法可以包括使第二反应前混合物在第二反应器中反应以提供第二闪蒸前混合物。该方法可以包括将第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中闪蒸以提供第一后缩聚前混合物。该方法可以还包括将第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中闪蒸以提供第二后缩聚前混合物。第一反应前混合物在第一反应器中的反应和第二反应前混合物在第二反应器中的反应可以是至少部分地同时的或基本上同时的。第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中的闪蒸和第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中的闪蒸可以是至少部分地同时的或基本上同时的。
图6示例制备聚酰胺的方法。本发明提供合成聚酰胺的方法600。该方法可以包括蒸发601包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物601。该蒸发可以足以将至少一些水从混合物移除。蒸发610可以提供后缩聚前混合物611。该方法可以包括将后缩聚前混合物611分流650为至少第一反应前混合物651和第二反应前混合物652。该方法可以包括使第一反应前混合物651在第一反应器中反应660以提供第一闪蒸前混合物661。该方法可以包括使第二反应前混合物652在第二反应器中反应665以提供第二闪蒸前混合物666。该方法可以包括将第一闪蒸前混合物661在第一闪蒸器中闪蒸670以提供第一后缩聚前混合物671。该方法可以包括将第二闪蒸前混合物666在第二闪蒸器中闪蒸675以提供第二后缩聚前混合物676。该方法可以包括将第一后缩聚前混合物671在第一后缩聚器中后缩聚690,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物691。该方法可以包括将第二后缩聚前混合物676在第二后缩聚器中后缩聚695,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物696。
用于合成聚酰胺的系统。
本发明提供用于合成聚酰胺的系统,如图7中所示的系统。系统1100可以包括蒸发器1110,其配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物1101移除。蒸发器1110可以提供后缩聚前混合物1111。该系统可以包括分流器1150,其配置为将后缩聚前混合物1111分流为至少第一后缩聚前混合物1151和第二后缩聚前混合物1152。该系统可以包括第一后缩聚器1190,其配置为将第一后缩聚前混合物1151后缩聚。第一后缩聚器1190可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物1191。该系统包括第二后缩聚器1195,其配置为将第二后缩聚前混合物1152后缩聚。第二后缩聚器1195可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物1196。
用于合成聚酰胺的装置。
本发明提供用于合成聚酰胺的装置,如图7中示例的装置。装置1100可以包括蒸发器1110,其配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物1101移除。蒸发器1110可以提供后缩聚前混合物1111。该装置可以包括分流器1150,其配置为将后缩聚前混合物1111分流为至少第一后缩聚前混合物1151和第二后缩聚前混合物1152。该装置可以包括第一后缩聚器1190,其配置为将第一后缩聚前混合物1151后缩聚。第一后缩聚器1190可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物1191。该装置可以包括第二后缩聚器1195,其配置为将第二后缩聚前混合物1152后缩聚。第二后缩聚器1195可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物1196。
该装置可以包括蒸发器,所述蒸发器配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物移除。蒸发器可以是任何合适的蒸发器,以使得蒸发器将至少一些水从混合物移除。在一些实例中,蒸发器可以移除足够的水以使得离开蒸发器的材料是任何合适的重量%的水,如约60-80重量%的水,或约65-75重量%的水,或约70重量%的水。
该装置可以包括分流器,其配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物。分流器可以是任何合适的分流器,如Y接头或T接头,或阀,任选地与合适的泵组合。第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物可以是后缩聚前混合物的任何合适的重量%,并且可以将反应混合物的温度升高至合适的温度,如本文所述。反应器可以在分流之前的过程中出现。反应和闪蒸器可以在分流之前的过程中出现。反应可以在分流之后的过程中发生。反应和闪蒸可以在分流之后的过程中发生。后缩聚在分流之后的过程中发生。
该装置可以包括第一后缩聚器,其配置为将第一后缩聚前混合物后缩聚。第一后缩聚器可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物。该装置可以包括第二后缩聚器,其配置为将第二后缩聚前混合物后缩聚。第二后缩聚器可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。后缩聚器可以是任何合适的后缩聚器,以使得后缩聚器可以将足够的水从后缩聚前混合物移除以驱动反应朝向获得想要的相对粘度所需的最终的量。第一后缩聚器配置为将第一后缩聚前混合物后缩聚,并且第二后缩聚器配置为将第二后缩聚前混合物至少部分地同时,或基本上同时后缩聚。第一后缩聚器可以是与第二后缩聚器相同的。第一后缩聚器可以是与第二后缩聚器不同的。后缩聚器可以是高压釜,如可以用于以批次方法产生聚酰胺。后缩聚器可以是连续加热、搅拌并且从后缩聚前混合物移除水的连续后缩聚器。第一后缩聚器和第二后缩聚器可以各自独立地产生具有任何合适的相对粘度的后缩聚过的混合物,其相同的或不同,如本文所述。
该装置可以是配置为以连续方式、批次方式或它们的组合制备聚酰胺。该装置可以包括混合器,其配置为将直链二羧酸和直链二胺混合,以提供包含低聚物的混合物。
该装置可以包括在分流器之前的反应器。例如,蒸发器可以提供蒸发过的混合物。该装置可以包括反应器,其配置为将至少一些水从蒸发过的混合物移除以提供后缩聚前混合物。反应器可以是任何合适的反应器,以使得反应器加热混合物并从其移除水,将平衡进一步推向聚酰胺。反应器可以是管式反应器。反应器可以是蒸馏反应器。
图8示例用于制备聚酰胺的系统或装置。本发明提供用于合成聚酰胺的装置1200。装置1200可以包括蒸发器1210,其配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物1201移除。蒸发器1210可以提供蒸发过的混合物1211。该装置可以包括反应器1220,其配置为将至少一些水从蒸发过的混合物1211移除。反应器1220可以提供后缩聚前混合物1221。该装置可以包括分流器1250,其配置为将后缩聚前混合物1221分流为至少第一后缩聚前混合物1251和第二后缩聚前混合物1252。该装置可以包括第一后缩聚器1290,其配置为将第一后缩聚前混合物1251后缩聚。第一后缩聚器1290可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物1291。该装置可以包括第二后缩聚器1295,其配置为将第二后缩聚前混合物1252后缩聚。第二后缩聚器1295可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物1296。
该装置可以包括分流器之后的闪蒸器。例如,分流器可以配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一闪蒸前混合物和第二闪蒸前混合物。该装置可以包括第一闪蒸器,其配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸以提供第一后缩聚前混合物。该装置可以还包括第二闪蒸器,其配置为将第二闪蒸前混合物闪蒸以提供第二后缩聚前混合物。第一闪蒸器可以配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸,并且第二闪蒸器可以配置为将第二闪蒸前混合物至少部分地同时或基本上同时闪蒸。闪蒸器可以是任何合适的闪蒸器,其加热反应混合物并从其移除至少一些水以将平衡推向聚酰胺,以产生如本文描述的合适的闪蒸过的混合物。
图9示例用于制备聚酰胺的系统或装置。本发明提供用于合成聚酰胺的装置1300。该装置可以包括蒸发器1310,其配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物1301移除。蒸发器1310可以提供后缩聚前混合物1311。该装置可以包括分流器1350,其配置为将后缩聚前混合物1311分流为至少第一闪蒸前混合物1351和第二闪蒸前混合物1352。该装置可以包括第一闪蒸器1360,为配置为将第一闪蒸前混合物1351闪蒸。第一闪蒸器可以提供第一后缩聚前混合物1361。装置可以包括第二闪蒸器1365,其配置为将第二闪蒸前混合物1352闪蒸。第二闪蒸器1365提供第二后缩聚前混合物1366。该装置可以包括第一后缩聚器1390,其配置为将第一后缩聚前混合物1361后缩聚。第一后缩聚器1390可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物1391。该装置可以包括第二后缩聚器1395,其配置为将第二后缩聚前混合物1366后缩聚。第二后缩聚器1395可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物1396。
该装置可以包括在分流器之前的反应器和闪蒸器。例如,蒸发器可以提供蒸发过的混合物。该装置可以还包括反应器,其配置为使蒸发过的混合物反应以从其移除至少一些水,以提供闪蒸前混合物。该装置可以还包括闪蒸器,其配置为将闪蒸前混合物闪蒸以从其移除至少一些水,以提供后缩聚前混合物。
图10示例用于制备聚酰胺的系统或装置。本发明提供用于合成聚酰胺的装置1400。该装置可以包括蒸发器1410,其配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物1401移除。蒸发器1410可以提供蒸发过的混合物1411。该装置可以包括反应器1420,其配置为使蒸发过的混合物1411反应以从其移除至少一些水。反应器1420可以提供闪蒸前混合物1421。该装置可以包括闪蒸器1430,其配置为将闪蒸前混合物1421闪蒸以从其移除至少一些水。闪蒸器1430可以提供后缩聚前混合物1431。该装置可以包括分流器1450,其配置为将后缩聚前混合物1431分流为至少第一后缩聚前混合物1451和第二后缩聚前混合物1452。该装置可以包括第一后缩聚器1490,其配置为将第一后缩聚前混合物1451后缩聚。第一后缩聚器1490可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物1491。该装置可以包括第二后缩聚器1495,其配置为将第二后缩聚前混合物1452后缩聚。第二后缩聚器1495可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物1496。
该装置可以包括分流器之后的反应器。例如,分流器可以配置为将后缩聚前混合物分流为第一反应前混合物和第二反应前混合物。该装置可以还包括第一反应器,其配置为使第一反应前混合物反应以提供第一后缩聚前混合物。该装置可以还包括第二反应器,其配置为使第二反应前混合物反应以提供第二后缩聚前混合物。第一和第二反应器中的至少一个可以是管式反应器或蒸馏反应器。第一反应器配置为使第一反应前混合物反应,并且第二反应器可以配置为使第二反应前混合物至少部分地同时或基本上同时反应。
图11示例用于制备聚酰胺的系统或装置。本发明提供用于合成聚酰胺的装置1500。该装置可以包括蒸发器1510,其配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物1501移除。蒸发器1510可以提供后缩聚前混合物1511。该装置可以包括分流器1550,其配置为将后缩聚前混合物1511分流为至少第一反应前混合物1551和第二反应前混合物1552。该装置可以包括第一反应器1560,其配置为使第一反应前混合物1551反应。第一反应器1560可以提供第一后缩聚前混合物1561。该装置可以包括第二反应器1565,其配置为使第二反应前混合物1552反应。第二反应器1565可以提供第二后缩聚前混合物1566。该装置可以包括第一后缩聚器1590,其配置为将第一后缩聚前混合物1561后缩聚。第一后缩聚器1590可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物1591。该装置可以包括第二后缩聚器1595,其配置为将第二后缩聚前混合物1566后缩聚。第二后缩聚器1595可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物1596。
该装置可以包括分流之后的反应器和闪蒸器。例如,分流器可以是配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一反应前混合物和第二反应前混合物。该装置可以包括第一反应器,其配置为使第一反应前混合物反应以提供第一闪蒸前混合物。该装置可以包括第二反应器,其配置为使第二反应前混合物反应以提供第二闪蒸前混合物。该装置可以包括第一闪蒸器,其配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸以提供第一后缩聚前混合物。该装置可以包括第二闪蒸器,其配置为将第二闪蒸前混合物闪蒸以提供第二后缩聚前混合物。第一反应器可以配置为使第一反应前混合物反应,并且第二反应器可以配置为使第二反应前混合物至少部分地同时或基本上同时反应。第一闪蒸器可以配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸,并且第二闪蒸器可以配置为将第二闪蒸前混合物至少部分地同时或基本上同时闪蒸。
图12示例用于制备聚酰胺的系统或装置。本发明提供用于合成聚酰胺的装置1600。该装置可以包括蒸发器1610,其配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物1601移除。蒸发器1610可以提供后缩聚前混合物1611。该装置可以包括分流器1650,其配置为将后缩聚前混合物1611分流为至少第一反应前混合物1651和第二反应前混合物1652。该装置可以包括第一反应器1660,其配置为使第一反应前混合物1651反应。第一反应器1660可以提供第一闪蒸前混合物1661。该装置可以包括第二反应器1665,其配置为使第二反应前混合物1652反应。第二反应器1665可以提供第二闪蒸前混合物1666。该装置可以包括第一闪蒸器1670,其配置为将第一闪蒸前混合物1661闪蒸。第一闪蒸器1670可以提供第一后缩聚前混合物1671。该装置可以包括第二闪蒸器1675,其配置为将第二闪蒸前混合物1666闪蒸。第二闪蒸器1675可以提供第二后缩聚前混合物1676。该装置可以包括第一后缩聚器1690,其配置为将第一后缩聚前混合物1671后缩聚。第一后缩聚器1690可以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物1691。该装置可以包括第二后缩聚器1695,其配置为将第二后缩聚前混合物1676后缩聚。第二后缩聚器1695可以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物1696。
聚酰胺
通过所述方法、系统或装置制备的聚酰胺可以是任何合适的聚酰胺。聚酰胺可以由直链二羧酸和直链二胺合成或由从直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物合成。聚酰胺可以是尼龙6、尼龙7、尼龙11、尼龙12、尼龙6,6、尼龙6,9;尼龙6,10、尼龙6,12,或它们的共聚物。
二羧酸可以是任何合适的二羧酸。二羧酸可以具有结构HOC(O)-R1-C(O)OH,其中R1是C1-C15亚烷基,如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基或亚癸基。二羧酸可以是己二酸(例如,R1=亚丁基)。
二胺可以是任何合适的二胺。二胺可以具有结构H2N-R2-NH2,其中R2是C1-C15亚烷基,如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基或亚癸基。二胺可以是六亚甲基二胺,(例如,R2=亚丁基)。
实施例
本发明可以通过参考通过示例的方式提供的以下实例而被更好地理解。本发明不限制于本文给定的实例。
贯穿实施例,X表示相同的花费。贯穿实施例,Z表示相同的花费。
比较例1a.不具有多个后端的连续方法。
在连续尼龙6,6制造方法中,将己二酸和六亚甲基二胺以大约等摩尔比混合在水中,以形成含有尼龙6,6盐并且具有约50重量%水的含水混合物。将盐水以大约105L/min传递至蒸发器。蒸发器将盐水加热至约125-135℃(130℃)并且将水从加热的盐水移除,使得水浓度达到约30重量%。将蒸发过的盐混合物以大约75L/min传递至管式反应器。反应器使蒸发过的盐混合物的温度升高到约218-250℃(235℃),从而允许反应器将水从加热的蒸发过的盐混合物进一步移除,使得水浓度达到约10重量%,并且使得盐进一步聚合。将反应过的混合物以大约60L/min传递至闪蒸器。闪蒸器将反应过的混合物加热至约270-290℃(285℃),从而从反应混合物进一步移除水,使得水浓度达到约0.5重量%,并且使得反应过的混合物进一步聚合。将具有约13的相对粘度的闪蒸过的混合物以大约54L/min传递至后缩聚器。在闪蒸器与后缩聚器之间的传递管中,聚合物混合物保持约285℃的温度。后缩聚器使聚合混合物经受真空以进一步移除水,使得水浓度达到约0.1重量%且相对粘度达到约60,以使得聚酰胺获得合适的最终聚合度范围,之后将后缩聚过的聚合混合物以约54L/min传递至挤出机和造粒机。
盐池具有约4,000L的体积,花费约Z购买和建造到系统中,并且花费约X/h运行。蒸发器具有约4,000L的体积,花费约3*Z购买和建造到系统中,并且花费约4*X/h运行。反应器具有约1,500L的体积,花费约5*Z购买和建造到系统中,并且花费约4*X/h运行。闪蒸器具有约2,500L的体积,花费约5*Z购买和建造到系统中,并且花费约4*X/h运行。后缩聚器具有约3,000L的体积,花费约5*Z购买和建造到系统中,并且花费约4*X/h运行。
比较例1b.不具有多个后端,具有实施例1a的两倍尺寸的连续方法。
遵循实施例1a中描述的方法,使用包括约两倍尺寸并且处理两倍流速的单元的系统。
盐池将材料以约210L/min递送至蒸发器,具有约8,000L的体积,花费约2*Z购买和建造到系统中,并且花费约2*X/h运行。蒸发器将材料以约150L/min递送至反应器,具有约8,000L的体积,花费约6*Z购买和建造到系统中,并且花费约8*X/h运行。反应器将材料以约120L/min递送至闪蒸器中,具有约3,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约8*X/h运行。闪蒸器将材料以约118L/min递送至后缩聚器中,具有约5,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约8*X/h运行。后缩聚器将材料以约118L/min递送至挤出机/造粒机,具有约6,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约8*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a系统的两倍那么多的产物。部件各自花费两倍那么多购买和建造到系统中,并且该系统的每个部件花费两倍那么多运行。
比较例1c.不具有多个后端,具有实施例1a的三倍尺寸的连续方法。
遵循实施例1a中描述的方法,使用包括约三倍尺寸并且处理三倍流速的单元的系统。
盐池将材料以约315L/min递送至蒸发器,具有约12,000L的体积,花费约3*Z购买和建造到系统中,并且花费约3*X/h运行。蒸发器将材料以约225L/min递送至反应器中,具有约12,000L的体积,花费约9*Z购买和建造到系统中,并且花费约12*X/h运行。反应器将材料以约180L/min递送至闪蒸器,具有约4,500L的体积,花费约15*Z购买和建造到系统中,并且花费约12*X/h运行。闪蒸器将材料以约177L/min递送至后缩聚器,具有约7,500L的体积,花费约15*Z购买和建造到系统中,并且花费约12*X/h运行。后缩聚器将材料以约177L/min递送至挤出机/造粒机,具有约9,000L的体积,花费约30*Z购买和建造到系统中,并且花费约24*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a的系统的三倍那么多的产物。除了花费六倍的后缩聚器之外,部件各自花费三倍那么多购买和建造到系统中,并且除了花费六倍的后缩聚器之外,该系统的每个部件花费三倍那么多运行。
比较例1d.不具有多个后端,具有实施例1a的五倍尺寸的连续方法。
遵循实施例1a中描述的方法,使用包括约五倍尺寸并且处理五倍流速的单元的系统。
盐池将材料以约525L/min递送至蒸发器,具有约20,000L的体积,花费约5*Z购买和建造到系统中,并且花费约5*X/h运行。蒸发器将材料以约375L/min递送至反应器中,具有约20,000L的体积,花费约15*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。反应器将材料以约300L/min递送至闪蒸器,具有约7,500L的体积,花费约25*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。闪蒸器将材料以约295L/min递送至后缩聚器,具有约12,500L的体积,花费约25*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。后缩聚器将材料以约295L/min递送至挤出机/造粒机,具有约15,000L的体积,花费约2,500*Z购买和建造到系统中,并且花费约500*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a的系统的5倍那么多的产物;然而,后缩聚器在较大的尺寸是较低效率的,导致产物中水的重量%为0.2重量%,这是令人不满意的。为了产生具有0.1重量%的水的产物,出自闪蒸器的流速减少至236L/min,限制了整个系统的总体流速。除了花费五百倍的后缩聚器之外,部件各自花费五倍那么多购买和建造到系统中,并且除了花费125倍的后缩聚器之外,该系统的每个部件花费五倍那么多运行。
比较例1e.不具有多个后端,具有实施例1a的10倍尺寸的连续实例。
遵循实施例1a中描述的方法,使用包括约十倍尺寸并且处理十倍流速的单元的系统。
盐池将材料以约1,050L/min递送至蒸发器,具有约40,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约10*X/h运行。蒸发器将材料以约750L/min递送至反应器中,具有约40,000L的体积,花费约30*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。反应器将材料以约600L/min递送至闪蒸器,具有约15,000L的体积,花费约50*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。闪蒸器将材料以约590L/min递送至后缩聚器,具有约25,000L的体积,花费约50*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。后缩聚器将材料以约590L/min递送至挤出机/造粒机,具有约30,000L的体积,花费约20,000*Z购买和建造到系统中,并且花费约8,000*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a的系统的十倍那么多的产物;然而,后缩聚器在较大的尺寸是较低效率的,并且产物的水的重量%为0.5重量%。为了产生具有0.1的重量%的水的产物,将离开后缩聚器的材料的流速减少至295L/min,限制了系统的总体容量。除了花费4,000倍的后缩聚器之外,部件各自花费十倍那么多购买和建造到系统中。除了花费2,000倍的后缩聚器之外,每个部件花费十倍运行。
比较例2a.具有单一的高压釜的批次方法。
在批次尼龙6,6制造方法中,将己二酸和六亚甲基二胺以大约等摩尔比混合在水中,以形成含有尼龙6,6盐并且具有约50重量%的水的含水混合物。将盐水以大约105L/min传递至高压釜直至高压釜含有约6,000L的材料。高压釜将盐水溶液加热至约270-290℃(285℃)并且聚合,并将水从加热的盐水移除,具有1h的停留时间,使得水浓度达到约0.1重量%并且粘度达到约60,以使得聚酰胺获得合适的最终聚合度范围,之后将后缩聚过的聚合混合物传递至挤出机和造粒机。
盐池具有约4,000L的体积,花费约Z购买和建造到系统中,并且花费约X/h运行。高压釜具有约15,000L的体积,花费约25*Z购买和建造到系统中,并且花费约8*X/h运行。
比较例2b.具有单一的高压釜,具有实施例2a的两倍尺寸的批次方法。
遵循实施例2a中描述的方法,使用包括约两倍尺寸的单元的系统。
盐池将材料以约210L/min递送至高压釜中,具有约8,000L的体积,花费约2*Z购买和建造到系统中,并且花费约2*X/h运行。高压釜具有约30,000L的体积,花费约50*Z购买和建造到系统中,并且花费约16*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例2a系统的两倍那么多的产物。部件各自花费两倍那么多购买和建造到系统中,并且该系统的每个部件花费两倍那么多运行。
比较例2c.具有单一的高压釜,具有实施例2a的三倍尺寸的批次方法。
遵循实施例2a中描述的方法,使用包括约三倍尺寸的单元的系统。
盐池将材料以约315L/min递送至高压釜中,具有约12,000L的体积,花费约3*Z购买和建造到系统中,并且花费约3*X/h运行。高压釜具有约45,000L的体积,花费约150*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例2a的系统的三倍那么多的产物。盐池花费三倍那么多购买和建造到系统中,并且高压釜花费六倍那么多购买和建造到系统中。盐池花费三倍运行,并且高压釜花费六倍运行。
比较例2d.具有单一的高压釜,具有实施例2a的五倍尺寸的批次方法。
遵循实施例2a中描述的方法,使用包括约五倍尺寸的单元的系统。
盐池将材料以约525L/min递送至高压釜中,具有约20,000L的体积,花费约5*Z购买和建造到系统中,并且花费约5*Z/h运行。高压釜具有约75,000L的体积,花费约500*Z购买和建造到系统中,并且花费约80*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例2a的系统的五倍那么多的产物;然而,较大的批次反应器是较低效率的,使得所产生的产物具有2重量%的水。为使水的重量%达到0.1%,将在高压釜中的停留时间延长至1.5h。盐池花费五倍购买和建造到系统中。高压釜花费二十倍购买和建造到系统中。盐池花费五倍运行。高压釜花费十倍运行。
比较例2e.具有单一的高压釜,具有实施例2a的十倍尺寸的批次方法。
遵循实施例2a中描述的方法,使用包括约十倍尺寸的单元的系统。
盐池将材料以约1,050L/min递送至高压釜中,具有约40,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约10*X/h运行。高压釜具有约150,000L的体积,花费约12,500*Z购买和建造到系统中,并且花费约2,000*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例2a的系统的十倍那么多的产物;然而,高压釜在较大的尺寸是较低效率的,所产生的产物具有0.5重量%的水。为产生0.1重量%的水,将在高压釜中的停留时间延长至5h。盐池花费十倍购买和建造到系统中。高压釜花费500倍购买和建造到系统中。盐池花费十倍用于运行。高压釜花费250倍用于运行。
实施例3a.具有多个后缩聚器的连续方法。
遵循实施例1a中描述的方法,使用包括约三倍尺寸并且处理三倍流速的单元的系统,与实施例1c类似。然而,代替实施例1c的单一的后缩聚器,使用两个并联的后缩聚器,来自闪蒸器的流被均匀地分流在后缩聚器之间。
盐池将材料以约315L/min递送至蒸发器,具有约12,000L的体积,花费约3*Z购买和建造到系统中,并且花费约3*X/h运行。蒸发器将材料以约225L/min递送至反应器中,具有约12,000L的体积,花费约9*Z购买和建造到系统中,并且花费约12*X/h运行。反应器将材料以约180L/min递送至闪蒸器,具有约4,500L的体积,花费约15*Z购买和建造到系统中,并且花费约12*X/h运行。闪蒸器将材料以约177L/min递送至后缩聚器,具有约7,500L的体积,花费约15*Z购买和建造到系统中,并且花费约12-X/h运行。每个后缩聚器将材料以约89L/min递送至挤出机/造粒机,具有约4,500L的体积,花费约7.5*Z购买和建造到系统中,并且花费约6*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a的系统的三倍那么多的产物。部件各自花费三倍购买和建造到系统中,与实施例1c对比,虽然后缩聚器的总花费是相同的,但包括每个后缩聚器。部件各自花费三倍那么多运行,与实施例1c对比,虽然运行后缩聚器的总花费是相同的,但包括后缩聚器。
实施例3b.具有多个后缩聚器的连续方法。
遵循实施例3的方法,除了将一个后缩聚器配置为产生具有约60的相对粘度的聚合物,并且将其他的后缩聚器配置为具有约50的相对粘度的聚合物之外。
实施例4.具有多个后缩聚器的连续方法。
遵循实施例1a中描述的方法,使用包括约五倍尺寸并且处理五倍流速的单元的系统,类似实施例1d。然而,代替实施例1d的单一的后缩聚器,使用三个并联的后缩聚器,来自闪蒸器的流被均匀地分流在后缩聚器之间。
盐池将材料以约525L/min递送至蒸发器,具有约20,000L的体积,花费约5*Z购买和建造到系统中,并且花费约5*X/h运行。蒸发器将材料以约375L/min递送至反应器中,具有约20,000L的体积,花费约15*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。反应器将材料以约300L/min递送至闪蒸器,具有约7,500L的体积,花费约25*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。闪蒸器将材料以约295L/min递送至后缩聚器,具有约12,500L的体积,花费约25*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。每个后缩聚器将材料以约100L/min递送至挤出机/造粒机,具有约5,100L的体积,花费约8.5*Z购买和建造到系统中,并且花费约6.8*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a的系统的五倍那么多的产物。除了与花费为500倍的实施例1d的后缩聚器对比每个花费约1.7倍的闪蒸器之外,部件各自花费五倍那么多购买和建造到系统中。除了每个花费约1.7倍的闪蒸器之外,部件各自花费五倍那么多运行。所产生的产物具有0.1%的水的重量%;该系统的容量和吞吐量不像实施例1d一样被较大的闪蒸器的低效性限制。
实施例5a.具有多个后缩聚器的连续方法。
遵循实施例1a中描述的方法,所述方法使用包括约十倍尺寸并且处理十倍流速的单元的系统,类似实施例1e。然而,代替实施例1e的单一的后缩聚器,使用五个并联的后缩聚器,来自闪蒸器的流被均匀地分流在后缩聚器之间。
盐池将材料以约1,050L/min递送至蒸发器,具有约40,000L的体积,花费约10*Y购买和建造到系统中,并且花费约10*X/h运行。蒸发器将材料以约750L/min递送至反应器中,具有约40,000L的体积,花费约30*Y购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。反应器将材料以约600L/min递送至闪蒸器,具有约15,000L的体积,花费约50*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。闪蒸器将材料以约590L/min递送至后缩聚器,具有约25,000L的体积,花费约50*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。每个后缩聚器将材料以约118L/min递送至挤出机/造粒机,具有约6,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约8*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a的系统的十倍那么多的产物。除了与花费4,000倍的实施例1e的后缩聚器对比每个花费两倍的后缩聚器之外,部件各自花费十倍那么多购买和建造到系统中。除了与花费2,000倍用于运行的实施例1e的后缩聚器对比每个花费约两倍的后缩聚器之外,每个部件花费十倍运行。所产生的产物具有0.1%的水的重量%;该系统的容量和吞吐量不像实施例1e一样被较大的闪蒸器的低效性限制。
实施例5b.具有多个后缩聚器和多个闪蒸器的连续方法。
遵循实施例1a中描述的方法,使用包括约十倍尺寸并且处理十倍流速的单元的系统,类似实施例1e。然而,代替实施例1e的单一的后缩聚器和单一的闪蒸器,使用两个并联的闪蒸器,并且使用五个并联的后缩聚器,来自闪蒸器的流在闪蒸器和后缩聚器之间被均匀地分开。
盐池将材料以约1,050L/min递送至蒸发器,具有约40,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约10*X/h运行。蒸发器将材料以约750L/min递送至反应器中,具有约40,000L的体积,花费约30*Z购买和建造到系统中,并且花费约30*X/h运行。反应器将材料以约600L/min递送至闪蒸器,具有约15,000L的体积,花费约50*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。每个闪蒸器将材料以约295L/min递送至后缩聚器,具有约12,500L的体积,花费约20*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。每个后缩聚器将材料以约118L/min递送至挤出机/造粒机,具有约6,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约8*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a的系统的十倍那么多的产物。部件各自花费十倍那么多购买和建造到系统中,除了以下两项之外:1)与花费4,000倍的实施例1e的后缩聚器对比每个花费两倍那么多的后缩聚器,以及2)与实施例1e对比,虽然闪蒸器的总花费是相同的,但每个花费五倍那么多的闪蒸器。每个部件花费十倍运行,除了以下两项之外:1)与花费2,000倍运行的实施例1e的后缩聚器对比,每个花费约两倍那么多的后缩聚器,以及2)与实施例1e对比,虽然运行闪蒸器的总花费是相同的,但每个花费五倍那么多的闪蒸器。所产生的产物具有0.1%的水的重量%;该系统的容量和吞吐量不像实施例1e一样被较大的闪蒸器的低效性限制。当为了维护而使后缩聚器或闪蒸器离线时,该系统可以继续产生产物。
实施例5c.具有多个后缩聚器、多个闪蒸器和多个反应器的连续方法。
遵循实施例1a中描述的方法,使用包括约十倍尺寸并且处理十倍流速的单元的系统,类似实施例1e。然而,代替实施例1e的单一的反应器、后缩聚器和闪蒸器,使用两个并联的反应器,使用两个并联的闪蒸器,并且使用五个并联的后缩聚器,来自闪蒸器的流被在反应器、闪蒸器和后缩聚器之间均匀地分开。
盐池将材料以约1,050L/min递送至蒸发器,具有约40,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约10*X/h运行。蒸发器将材料以约750L/min递送至反应器中,具有约40,000L的体积,花费约30*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。每个反应器将材料以约300L/min递送至闪蒸器,具有约7,500L的体积,花费约25*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。每个闪蒸器将材料以约295L/min递送至后缩聚器,具有约12,500L的体积,花费约25*Z购买和建造到系统中,并且花费约20*X/h运行。每个后缩聚器将材料以约118L/min递送至挤出机/造粒机,具有约6,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约8*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例1a的系统的十倍那么多的产物。部件各自花费十倍购买和建造到系统中,除了以下三项之外:1)与花费4,000倍的实施例1e的后缩聚器对比,每个花费两倍那么多的后缩聚器,2)与实施例1e对比,虽然闪蒸器的总花费是相同的,但每个花费五倍那么多的闪蒸器,以及3)与实施例1e对比,虽然反应器的总花费是相同的,但每个花费五倍那么多的反应器。每个部件花费十倍运行,除了以下三项之外:1)与实施例1e后缩聚器花费2,000倍运行的后缩聚器对比,每个花费约两倍的后缩聚器,2)与实施例1e对比,虽然运行闪蒸器的总花费是相同的,每个花费五倍那么多的闪蒸器,以及3)与实施例1e对比,虽然运行反应器I的总花费相同,但每个花费五倍那么多的反应器。所产生的产物具有0.1%的水的重量%;该系统的容量和吞吐量不像实施例1e被较大的闪蒸器的低效性限制。当为了维护而需要使反应器、后缩聚器或闪蒸器离线时,该系统可以继续产生产物。
实施例6a.具有多个高压釜的批次方法。
遵循实施例2a中描述的方法,使用包括约三倍尺寸并且处理三倍流速的单元的系统,类似实施例2c。然而,代替实施例2c的单一的高压釜,使用两个并联的高压釜,来自闪蒸器的流被均匀地分流在后缩聚器之间。
盐池将材料以约315L/min递送至高压釜中,具有约12,000L的体积,花费约3*Z购买和建造到系统中,并且花费约3*X/h运行。每个高压釜具有约22,500L的体积,花费约37.5*Z购买和建造到系统中,并且花费约12*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例2a的系统的三倍那么多的产物。与花费六倍购买和运行的实施例2c的高压釜对比,虽然购买和运行的总花费是相同的,部件各自花费三倍那么多购买和建造到系统中,并且该系统的每个部件花费三倍那么多运行。
实施例6b.具有多个高压釜的批次方法。
遵循实施例6a的程序,除了一个高压釜配置为产生具有约50的相对粘度的产物,并且其他的高压釜配置为产生具有约60的相对粘度的产物之外。
实施例7.具有多个高压釜的批次方法。
遵循实施例2a中描述的方法,使用包括约五倍尺寸并且处理五倍流速的单元的系统,类似实施例2d。然而,代替实施例2d的单一的高压釜,使用三个并联的高压釜,来自闪蒸器的流被均匀地分流在后缩聚器之间。
盐池将材料以约525L/min递送至高压釜中,具有约20,000L的体积,花费约5*Z购买和建造到系统中,并且花费约5*X/h运行。高压釜各自具有约25,500L的体积,花费约42.5*Z购买和建造到系统中,并且花费约13.6*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例2a的系统的五倍那么多的产物。盐池花费五倍购买和建造到系统中,并且花费五倍运行。与花费二十倍的实施例2d的高压釜对比,高压釜每个花费1.7倍购买和建造到系统中。与花费十倍运行的实施例2d的高压釜对比,高压釜每个花费1.7倍运行。与实施例2d不同,多个高压釜产生具有0.1的重量%的水重量%的产物,不限制盐池的容量。
实施例8.具有多个高压釜的批次方法。
遵循实施例2a中描述的方法,使用包括约十倍尺寸并且处理十倍流速的单元的系统,类似实施例2e。然而,代替实施例2e的单一的高压釜,使用五个并联的高压釜,来自闪蒸器的流被均匀地分流在后缩聚器之间。
盐池将材料以约1,050L/min递送至高压釜中,具有约40,000L的体积,花费约10*Z购买和建造到系统中,并且花费约10*X/h运行。高压釜具有约75,000L的体积,花费约125*Z购买和建造到系统中,并且花费约40*X/h运行。
该系统在给定时间中产生实施例2a的系统的十倍那么多的产物。盐池花费十倍购买和建造到系统中,以及运行。与具有花费500倍购买和建造到系统中的高压釜的实施例2e对比,高压釜每个花费两倍那么多购买和建造到系统中。与具有花费250倍运行的高压釜的实施例2e对比,高压釜每个花费两倍那么多运行。与实施例2e不同,多个高压釜产生具有0.1的重量%的水重量%的产物,不限制盐池的容量。
所采用的术语和表达被用作说明性的,并且是非限制的,并且在这种术语和表达的使用中不预期排除所给出和描述的任何等同的特征或其一部分,但所认识到的是多种修改在所要求保护的本发明的范围内是可能的。本文公开的概念的修改和变化可以由本领域技术人员采用,并且这种修改和变化被认为是在如所附权利要求限定的本发明的范围内。
附加陈述。
本发明提供以下陈述,其序号不被解释为指出重要性的水平:
陈述1提供一种合成聚酰胺的方法,所述方法包括:蒸发包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物至足以将至少一些水从所述混合物移除,以提供后缩聚前混合物;将后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物;将第一后缩聚前混合物在第一后缩聚器中后缩聚,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物;和将第二后缩聚前混合物在第二后缩聚器中后缩聚,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
陈述2提供陈述1所述的方法,其中第一后缩聚前混合物在第一后缩聚器中的后缩聚和第二后缩聚前混合物在第二后缩聚器中的后缩聚至少部分地同时发生。
陈述3提供陈述1-2中的任一项所述的方法,其中第一后缩聚前混合物在第一后缩聚器中的后缩聚和第二后缩聚前混合物在第二后缩聚器中的后缩聚基本上同时发生。
陈述4提供陈述1-3中的任一项所述的方法,其中第一后缩聚过的混合物具有与第二后缩聚过的混合物的相对粘度基本上相同的相对粘度。
陈述5提供陈述1-4中的任一项所述的方法,其中第一聚酰胺与第二聚酰胺基本上相同。
陈述6提供陈述1-5中的任一项所述的方法,其中第一后缩聚过的混合物具有与第二后缩聚过的混合物的相对粘度不同的相对粘度。
陈述7提供陈述1-6中的任一项所述的方法,其中第一后缩聚过的混合物和第二后缩聚过的混合物各自独立地具有约15-70的相对粘度。
陈述8提供陈述1-7中的任一项所述的方法,其中第一后缩聚过的混合物具有约15-70的相对粘度,并且第二后缩聚过的混合物具有约15-70的相对粘度。
陈述9提供陈述1-8中的任一项所述的方法,其中第一后缩聚过的混合物具有约30-50的相对粘度,并且第二后缩聚过的混合物具有约30-50的相对粘度。
陈述10提供陈述1-9中的任一项所述的方法,其中第一聚酰胺与第二聚酰胺不同。
陈述11提供陈述1-10中的任一项所述的方法,其中蒸发提供蒸发过的混合物,所述方法还包括使蒸发过的混合物在反应器中反应以从其移除至少一些水,以提供后缩聚前混合物。
陈述12提供陈述11所述的方法,其中所述反应器包括管式反应器。
陈述13提供陈述11所述的方法,其中所述反应器包括蒸馏反应器。
陈述14提供陈述11-13中的任一项所述的方法,其中后缩聚前混合物的分流包括将后缩聚前混合物分流为至少第一闪蒸前混合物和第二闪蒸前混合物;将第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中闪蒸以提供第一后缩聚前混合物;和将第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中闪蒸以提供第二后缩聚前混合物。
陈述15提供陈述14所述的方法,其中第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中的闪蒸和第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中的闪蒸是至少部分地同时的。
陈述16提供陈述1-15中的任一项所述的方法,其中蒸发提供蒸发过的混合物,还包括使蒸发过的混合物在反应器中反应以从其移除至少一些水,以提供闪蒸前混合物;和将闪蒸前混合物在闪蒸器中闪蒸以从其移除至少一些水,以提供后缩聚前混合物。
陈述17提供陈述1-16中的任一项所述的方法,其中后缩聚前混合物的分流包括将后缩聚前混合物分流为至少第一反应前混合物和第二反应前混合物;使第一反应前混合物在第一反应器中反应以提供第一后缩聚前混合物;和使第二反应前混合物在第二反应器中反应以提供第二后缩聚前混合物。
陈述18提供陈述17所述的方法,其中第一和第二反应器中的至少一个包括管式反应器。
陈述19提供陈述17-18中的任一项所述的方法,其中第一和第二反应器中的至少一个包括蒸馏反应器。
陈述20提供陈述17-19中的任一项所述的方法,其中第一反应前混合物在第一反应器中的反应和第二反应前混合物在第二反应器中的反应是至少部分地同时的。
陈述21提供陈述1-20中的任一项所述的方法,其中后缩聚前混合物的分流包括将后缩聚前混合物分流为至少第一反应前混合物和第二反应前混合物;使第一反应前混合物在第一反应器中反应以提供第一闪蒸前混合物;使第二反应前混合物在第二反应器中反应以提供第二闪蒸前混合物;将第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中闪蒸以提供第一后缩聚前混合物;和将第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中闪蒸以提供第二后缩聚前混合物。
陈述22提供陈述21所述的方法,其中所述第一反应前混合物在所述第一反应器中的反应和所述第二反应前混合物在所述第二反应器中的反应是至少部分地同时的。
陈述23提供陈述21-22中的任一项所述的方法,其中第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中的闪蒸和第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中的闪蒸是至少部分地同时的。
陈述24提供陈述1-23中的任一项所述的方法,其中后缩聚器包括高压釜。
陈述25提供陈述1-24中的任一项所述的方法,其中所述方法是用于制备聚酰胺的连续方法。
陈述26提供陈述1-25中的任一项所述的方法,其中所述方法是用于制备聚酰胺的批次方法。
陈述27提供陈述1-26中的任一项所述的方法,包括将直链二羧酸和直链二胺混合,以提供包含低聚物的混合物。
陈述28提供陈述1-27中的任一项所述的方法,其中二羧酸具有结构HOC(O)-R1-C(O)OH,其中R1是C1-C15亚烷基。
陈述29提供陈述28所述的方法,其中二羧酸是己二酸。
陈述30提供陈述27-29中的任一项所述的方法,其中二胺具有结构H2N-R2-NH2,其中R2是C1-C15亚烷基。
陈述31提供陈述30所述的方法,其中二胺是六亚甲基二胺。
陈述32提供陈述27-31中的任一项所述的方法,其中聚酰胺是尼龙6,6。
陈述33提供一种用于合成聚酰胺的系统,所述系统包括:蒸发器,所述蒸发器配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物移除,以提供后缩聚前混合物;分流器,所述分流器配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物;第一后缩聚器,所述第一后缩聚器配置为将第一后缩聚前混合物后缩聚以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物;和第二后缩聚器,所述第二后缩聚器配置为将第二后缩聚前混合物后缩聚以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
陈述34提供一种用于合成聚酰胺的装置,所述装置包括:蒸发器,所述蒸发器配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物移除,以提供后缩聚前混合物;分流器,所述分流器配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物;第一后缩聚器,所述第一后缩聚器配置为将第一后缩聚前混合物后缩聚以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物;和第二后缩聚器,所述第二后缩聚器配置为将第二后缩聚前混合物后缩聚以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
陈述35提供陈述34所述的装置,其中第一后缩聚器配置为将第一后缩聚前混合物后缩聚,并且第二后缩聚器配置为将第二后缩聚前混合物至少部分地同时后缩聚。
陈述36提供陈述34-35中的任一项所述的装置,其中第一后缩聚器配置为将第一后缩聚前混合物后缩聚,并且第二后缩聚器配置为将第二后缩聚前混合物基本上同时后缩聚。
陈述37提供陈述34-36中的任一项所述的装置,其中第一后缩聚过的混合物具有与第二后缩聚过的混合物的相对粘度基本上相同的相对粘度。
陈述38提供陈述34-37中的任一项所述的装置,其中第一聚酰胺与第二聚酰胺基本上相同。
陈述39提供陈述34-38中的任一项所述的装置,其中第一后缩聚过的混合物具有与第二后缩聚过的混合物的相对粘度不同的相对粘度。
陈述40提供陈述34-39中的任一项所述的装置,其中第一后缩聚过的混合物和第二后缩聚过的混合物各自独立地具有约15-70的相对粘度。
陈述41提供陈述34-40中的任一项所述的装置,其中第一后缩聚过的混合物具有约30-50的相对粘度,并且第二后缩聚过的混合物具有约30-50的相对粘度。
陈述42提供陈述34-41中的任一项所述的装置,其中第一后缩聚过的混合物具有约30-50的相对粘度,并且第二后缩聚过的混合物具有约30-50的相对粘度。
陈述43提供陈述34-42中的任一项所述的装置,其中第一聚酰胺与第二聚酰胺不同。
陈述44提供陈述34-43中的任一项所述的装置,其中蒸发器提供蒸发过的混合物,其中所述装置还包括反应器,所述反应器配置为将至少一些水从蒸发过的混合物移除以提供后缩聚前混合物。
陈述45提供陈述44所述的装置,其中反应器包括管式反应器。
陈述46提供陈述44所述的装置,其中反应器包括蒸馏反应器。
陈述47提供陈述44-46中的任一项所述的装置,其中分流器配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一闪蒸前混合物和第二闪蒸前混合物,其中所述装置还包括第一闪蒸器,所述第一闪蒸器配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸以提供第一后缩聚前混合物;和第二闪蒸器,所述第二闪蒸器配置为将第二闪蒸前混合物闪蒸以提供第二后缩聚前混合物。
陈述48提供陈述47所述的装置,其中第一闪蒸器配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸,并且第二闪蒸器配置为将第二闪蒸前混合物至少部分地同时闪蒸。
陈述49提供陈述47-48中的任一项所述的装置,其中第一闪蒸器配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸,并且第二闪蒸器配置为将第二闪蒸前混合物基本上同时闪蒸。
陈述50提供陈述34-49中的任一项所述的装置,其中蒸发器提供蒸发过的混合物,其中所述装置还包括反应器,所述反应器配置为使蒸发过的混合物反应以从其移除至少一些水,以提供闪蒸前混合物;和闪蒸器,所述闪蒸器配置为将闪蒸前混合物闪蒸以从其移除至少一些水,以提供后缩聚前混合物。
陈述51提供陈述34-50中的任一项所述的装置,其中分流器配置为将后缩聚前混合物分流为第一反应前混合物和第二反应前混合物,其中所述装置还包括第一反应器,所述第一反应器配置为使第一反应前混合物反应以提供所述第一后缩聚前混合物;和第二反应器,所述第二反应器配置为使第二反应前混合物反应以提供第二后缩聚前混合物。
陈述52提供陈述51所述的装置,其中第一和第二反应器中的至少一个包括管式反应器。
陈述53提供陈述51所述的装置,其中第一和第二反应器中的至少一个包括蒸馏反应器。
陈述54提供陈述51-53中的任一项所述的装置,其中第一反应器配置为使第一反应前混合物反应,并且第二反应器配置为使第二反应前混合物至少部分地同时反应。
陈述55提供陈述51-54中的任一项所述的装置,其中第一反应器配置为使第一反应前混合物反应,并且第二反应器配置为使第二反应前混合物基本上同时反应。
陈述56提供陈述34-55中的任一项所述的装置,其中分流器配置为将后缩聚前混合物分流为至少第一反应前混合物和第二反应前混合物,其中所述装置还包括第一反应器,所述第一反应器配置为使第一反应前混合物反应以提供第一闪蒸前混合物;第二反应器,所述第二反应器配置为使第二反应前混合物反应以提供第二闪蒸前混合物;第一闪蒸器,所述第一闪蒸器配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸以提供第一后缩聚前混合物;和第二闪蒸器,所述第二闪蒸器配置为将第二闪蒸前混合物闪蒸以提供第二后缩聚前混合物。
陈述57提供陈述56所述的装置,其中第一反应器配置为使第一反应前混合物反应,并且第二反应器配置为使第二反应前混合物至少部分地同时反应。
陈述58提供陈述56-57中的任一项所述的装置,其中第一反应器配置为使第一反应前混合物反应,并且第二反应器配置为使第二反应前混合物基本上同时反应。
陈述59提供陈述56-58中的任一项所述的装置,其中第一闪蒸器配置为将第一闪蒸前混合物闪蒸,并且第二闪蒸器配置为将第二闪蒸前混合物至少部分地同时闪蒸。
陈述60提供陈述34-59中的任一项所述的装置,其中后缩聚器包括高压釜。
陈述61提供陈述34-60中的任一项所述的装置,其中所述装置配置为以连续方式制备聚酰胺。
陈述62提供陈述34-61中的任一项所述的装置,其中所述装置配置为以批次方式制备聚酰胺。
陈述63提供陈述34-62中的任一项所述的装置,所述装置包括混合器,所述混合器配置为将所述直链二羧酸和所述直链二胺混合,以提供包含低聚物的混合物。
陈述64提供陈述34-63中的任一项所述的装置,其中二羧酸具有结构HOC(O)-R1-C(O)OH,其中R1是C1-C15亚烷基。
陈述65提供陈述64所述的装置,其中二羧酸是己二酸。
陈述66提供陈述34-65中的任一项所述的装置,其中二胺具有结构H2N-R2-NH2,其中R2是C1-C15亚烷基。
陈述67提供陈述66所述的装置,其中二胺是六亚甲基二胺。
陈述68提供陈述34-67中的任一项所述的装置,其中聚酰胺是尼龙6,6。
陈述70提供一种将陈述1-69所述的装置或方法的任一个或任何组合,其任选地配置以使得所述的所有的元件或选项可用于使用或从其选择。
Claims (20)
1.一种合成聚酰胺的方法,所述方法包括:
蒸发包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物至足以将至少一些水从所述混合物移除,以提供后缩聚前混合物;
将所述后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物;
将所述第一后缩聚前混合物在第一后缩聚器中后缩聚,以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物;和
将所述第二后缩聚前混合物在第二后缩聚器中后缩聚,以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
2.权利要求1所述的方法,其中所述第一后缩聚前混合物在所述第一后缩聚器中的所述后缩聚和所述第二后缩聚前混合物在所述第二后缩聚器中的所述后缩聚至少部分地同时发生。
3.权利要求1所述的方法,其中所述第一后缩聚过的混合物具有与所述第二后缩聚过的混合物的相对粘度基本上相同的相对粘度。
4.权利要求1所述的方法,其中所述第一聚酰胺与所述第二聚酰胺基本上相同。
5.权利要求1所述的方法,其中所述第一后缩聚过的混合物具有与所述第二后缩聚过的混合物的相对粘度不同的相对粘度。
6.权利要求1所述的方法,其中所述第一后缩聚过的混合物和所述第二后缩聚过的混合物各自独立地具有15-70的相对粘度。
7.权利要求1所述的方法,其中所述第一后缩聚过的混合物具有15-70的相对粘度并且所述第二后缩聚过的混合物具有15-70的相对粘度。
8.权利要求1所述的方法,其中所述第一聚酰胺与所述第二聚酰胺不同。
9.权利要求1所述的方法,其中所述蒸发提供蒸发过的混合物,所述方法还包括
使所述蒸发过的混合物在反应器中反应以从其移除至少一些水,以提供所述后缩聚前混合物。
10.权利要求9所述的方法,其中所述后缩聚前混合物的所述分流包括
将所述后缩聚前混合物分流为至少第一闪蒸前混合物和第二闪蒸前混合物;
将所述第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中闪蒸以提供所述第一后缩聚前混合物;和
将所述第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中闪蒸以提供所述第二后缩聚前混合物。
11.权利要求10所述的方法,其中所述第一闪蒸前混合物在所述第一闪蒸器中的所述闪蒸和所述第二闪蒸前混合物在所述第二闪蒸器中的所述闪蒸是至少部分地同时的。
12.权利要求1所述的方法,其中所述蒸发提供蒸发过的混合物,所述方法还包括
使所述蒸发过的混合物在反应器中反应以从其移除至少一些水,以提供闪蒸前混合物;和
将所述闪蒸前混合物在闪蒸器中闪蒸以从其移除至少一些水,以提供所述后缩聚前混合物。
13.权利要求1所述的方法,其中所述后缩聚前混合物的所述分流包括
将所述后缩聚前混合物分流为至少第一反应前混合物和第二反应前混合物;
使所述第一反应前混合物在第一反应器中反应以提供所述第一后缩聚前混合物;和
使所述第二反应前混合物在第二反应器中反应以提供所述第二后缩聚前混合物。
14.权利要求13所述的方法,其中所述第一反应前混合物在所述第一反应器中的所述反应和所述第二反应前混合物在所述第二反应器中的所述反应是至少部分地同时的。
15.权利要求1所述的方法,其中所述后缩聚前混合物的所述分流包括
将所述后缩聚前混合物分流为至少第一反应前混合物和第二反应前混合物;
使所述第一反应前混合物在第一反应器中反应以提供第一闪蒸前混合物;
使所述第二反应前混合物在第二反应器中反应以提供第二闪蒸前混合物;
将所述第一闪蒸前混合物在第一闪蒸器中闪蒸以提供所述第一后缩聚前混合物;和
将所述第二闪蒸前混合物在第二闪蒸器中闪蒸以提供所述第二后缩聚前混合物。
16.权利要求15所述的方法,其中所述第一反应前混合物在所述第一反应器中的所述反应和所述第二反应前混合物在所述第二反应器中的所述反应是至少部分地同时的。
17.权利要求15所述的方法,其中所述第一闪蒸前混合物在所述第一闪蒸器中的所述闪蒸和所述第二闪蒸前混合物在所述第二闪蒸器中的所述闪蒸是至少部分地同时的。
18.权利要求1所述的方法,其中所述后缩聚器包括高压釜。
19.一种用于合成聚酰胺的系统,所述系统包括:
蒸发器,所述蒸发器配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物移除,以提供后缩聚前混合物;
分流器,所述分流器配置为将所述后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物;
第一后缩聚器,所述第一后缩聚器配置为将所述第一后缩聚前混合物后缩聚以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物;和
第二后缩聚器,所述第二后缩聚器配置为将所述第二后缩聚前混合物后缩聚以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
20.一种用于合成聚酰胺的装置,所述装置包括:
蒸发器,所述蒸发器配置为将至少一些水从包含由直链二羧酸和直链二胺形成的低聚物的混合物移除,以提供后缩聚前混合物;
分流器,所述分流器配置为将所述后缩聚前混合物分流为至少第一后缩聚前混合物和第二后缩聚前混合物;
第一后缩聚器,所述第一后缩聚器配置为将所述第一后缩聚前混合物后缩聚以提供包含第一聚酰胺的第一后缩聚过的混合物;和
第二后缩聚器,所述第二后缩聚器配置为将所述第二后缩聚前混合物后缩聚以提供包含第二聚酰胺的第二后缩聚过的混合物。
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