CN104968428B - 具有竖直缩合管的反应器以及在该反应器中聚合聚酰胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于聚酰胺聚合的VK管(VK：为德语“vereinfacht kontinuierlich”，即简化的连续的)形式的反应器，所述反应器细分为可以彼此独立控制的上反应器区和下反应器区。本发明还涉及其中使用这种反应器的用于制备聚酰胺的方法。

Description

具有竖直缩合管的反应器以及在该反应器中聚合聚酰胺的 方法
本发明涉及用于聚合聚酰胺的VK管(VK：为德语“vereinfacht kontinuierlich”，即简化的连续的)形式的反应器，反应器细分为可彼此独立地控制的上反应器区和下反应器区。同样地，本发明涉及其中使用这种反应器的用于制备聚酰胺的方法。
在高黏性的PA6的生产中(使用共聚物和不使用共聚物)，制造商目前可利用两种操作模式。一方面，在聚合反应器的熔体中产生高黏度，另一方面，通过在之后的处理步骤中使用固态后缩合(SSP)。
由于SSP，还形成干扰进一步加工的不希望的副产物(单体)，因此，在聚合步骤中增加黏度总是优选的。
由于化学平衡，在聚合步骤中增加黏度需要使水与聚合物熔体分离。这通过在压力步骤中(以下降的压力)连续实施的额外反应器步骤最有效地实现。由此逐步减少水比例并因此使得进一步的黏度增加成为可能。然而，由于另外的许多反应器和相关装备部件，由此增加了整体设备的复杂性。由于更大的空间需求和更复杂的装配，产生了制造商不能接受的附加成本。在实践中，安装至多两个串联的聚合反应器(预聚合反应器和VK管)已证明了它的价值。可能能够使用其中混合并加热原料的在先混合和加热步骤。然而该容器不应认为是聚合反应器。
为实现最大聚合物黏度，通常在低至400毫巴的低压力下操作第二聚合反应器(VK管)。因此，限制产品品质的污染问题和在低于600毫巴绝对压力下的操作不稳定性增加。在非稳定聚合物的情况下，由此可以实现最高RV＝3.2的相对黏度(RV)。在稳定聚合物的情况下，该值显著低于3.2。
生产PA6的现有技术是在两步骤级联反应器中聚合的，其中在高压下操作第一反应器(预聚合)以增加开环反应和反应转化率。在环境压力或真空下操作第二反应器以实现所需要的黏度。现有技术是在不进行熔体冷却的情况下实施预聚合和设计具有熔体冷却器而没有进一步的脱气步骤/脱水步骤的VK管(Franz Fourné，Synthetische Fasern，第54页，章节2.2.3.9以及EP1194473A1)。
由此出发，本发明的目的是提供一种聚合反应器，其用于实现最高可能的聚合物熔体黏度而不需要施加太高的真空。
根据本发明，提供反应器，特别是VK管形式的反应器以利用上反应器区和下反应器区来聚合聚酰胺。
上反应器区因此具有用于添加预聚合物熔体的流入区域、加热单元、第一流动管部分、被加热的排出锥管以及在上反应器区整个高度上的壁加热单元。
下反应器区具有用于添加来自上反应器区的熔体的流入区域、用于分离过程蒸气的脱气装置、静态冷却单元、第二流动管部分、被加热的排出锥管和连接至其的排出管，以及在下反应器区整个高度上的壁加热单元。
因此两个反应器区通过管道彼此连接。
优选地，加热单元是静态加热单元，特别是管束、内部加热的溢流体、板式换热器或加热盘管。然而，同样可以使用动态加热单元，特别是罗伯茨蒸发器(Robertsevaporator)或循环加热器。
静态冷却单元优选为管束、内部加热的溢流体、板式换热器或加热盘管。
优选地在上反应器区的排出锥管和下反应器区的流入区之间集成有用于输送聚合物的控制阀或计量泵。
更优选的变化方案是在加热单元之上布置有搅拌器。
根据本发明的VK管可以优选地耦接至用于聚酰胺预聚合的预聚合反应器。该预聚合反应器具有用于添加引入物的流入区、加热单元(可以使用静态或动态加热单元)、具有单独的壁加热单元的第一流动管部分、同样具有单独的壁加热单元的第二流动管部分以及用于预聚合物的出口管。
可以优选地将排出泵集成在出口管中以用于输送预聚合物。同样，如果出口管具有壁加热单元、特别是加热夹套则是优选的。
预聚合反应器在第一流动管部分和第二流动管部分之间具有冷却单元。
优选地，冷却单元和单独的壁加热单元以及出口管的加热经由同一传热介质循环热耦合。
反应器的壁加热单元彼此独立地可以是双夹套和/或半管加热盘管。
根据本发明的反应器使得能够生产具有2.4至4.5的特别高的相对黏度的聚酰胺熔体而不需要在其后进行固态后缩合。这通过在前的预聚合步骤而成为可能。因此，不会出现用于其他反应器的额外空间的需求。通过在一个反应器即VK管中结合两个反应器步骤，操作以超常的能量效率进行，因为上反应器步骤经由其排出锥管的热量损失被用于加热下部，因此没有损失。
为了流体的均衡，流动管部分可以优选至少部分地具有均流装置。
根据本发明，同样提供了用于在具有上反应器区和下反应器区的竖直缩合管(VK管)形式的反应器中聚合聚酰胺的方法，其中
a)将预聚合物熔体计量加入到上反应器区的流入区中，
b)通过加热单元将熔体的温度设置为240℃至270℃，特别是250℃至265℃，
c)将熔体经由耦接至单独的壁加热单元以避免热量损失的第一流动管部分引导至冷却单元，利用该冷却单元将熔体的温度设置为225℃至260℃，特别是230℃至240℃，和
d)将熔体经由耦接至单独的壁加热单元以避免热量损失的第二流动管部分输送至出口管。
优选地，冷却单元和单独的壁加热单元因此经由同一传热介质循环热耦合。
在流入区之前所连接的混合容器中，可以提前将引入物预混合。在此引入物中所包含的是单体、水和其他添加剂。
在流动管部分中，优选地可以借助于均流装置使熔体为平推流。
可以借助于排出泵或借助于反应器内的压力两者来将熔体输送穿过出口管。
优选地，然后经由出口管将预聚合物提供至其他的聚合反应器，特别是VK管。
根据本发明，还提供了具有分别以1g聚酰胺在96％硫酸中的溶液测量的2.4至4.5、优选3.0至3.6的相对黏度的聚酰胺，其中所述聚酰胺是根据前述方法制备的。
意在根据之后的附图更详细地说明根据本发明的主题，而不希望将所述主题限制到在此所示的具体实施方式。
图1以示意图示出根据本发明的反应器。
图2示出了预聚合反应器与根据本发明的反应器(VK管)耦接以形成根据本发明的两步聚合设备。
在图1中，举例说明了根据本发明的流管反应器VK管(11)，其由可彼此独立地控制的两个单独的反应器室构成，具有气室(12、13、14和15、16、17)。在两个反应器部分中，流入是根据自动水平测量来配置的，温度可以通过自动热交换器部件设置，操作压力通过具有控制阀的压力控制和任选的废气洗涤来保持恒定。为了能够在两个反应器步骤中设置恒定真空，使用真空单元用于脱气(任选地也是两个单独的真空单元—每个反应器部一个)，这在两个反应器部中提供低于操作压力的基本真空。压力设置经由控制阀来进行。
上反应器部在结构的整个高度上装配有主动式壁加热单元(双夹套或半管加热盘管)。任选地，可以在聚合物加热器(13)上方的流体空间中安装搅拌器。
以可获得大的蒸发表面的方式供给熔体。这可以在反应器壁上、熔体室内的内部加热的加热体上或通过进一步的薄膜分布来进行。通过聚集的熔体产生流体液面，这引起熔体的自身均化。
聚合物加热器(13)位于流体液面之下，其可以设计为静态的(管束、内部加热的溢流体、板式换热器、加热盘管等)或动态加热器(罗伯茨蒸发器、循环加热器等)。
流动管部分(14)位于加热器之下，其配有均流装置以产生熔体的平推流和由此产生均匀的停留时间分布。熔体经由加热的排出锥管被导出反应器，并且经由任选的计量泵(18)和/或控制阀被导入至下反应器部。
下反应器部整体装配有单独的壁加热单元(双夹套或半管加热盘管)。以可获得大的蒸发表面的方式提供熔体。这可以在反应器壁上、熔体室内的内部加热的加热体上或通过进一步的薄膜分布来进行。通过聚集的熔体产生流体液面，这引起熔体的自身均化。
静态聚合物冷却器(16)(配置为管束、内部加热的溢流体、板式换热器、加热盘管等)位于流体液面之下。
流动管部分(17)位于加热器之下，其配有均流装置以产生熔体的平推流并由此产生均匀的停留时间分布。熔体经由加热的排出锥管导出反应器并引导至之后的排出泵。
原料(已内酰胺、水、添加剂、可能地来自于此和/或其他聚合设备的提取物)在第一反应器步骤(1)中混合、加热并加工以形成PA6预聚合物。
该聚合物被连续地计量加入到VK管(11)中，所计量的量在此根据VK管顶部的水平面来自动控制。这可以通过控制阀或任选地通过合适的预聚合物泵(7)来进行。VK管顶部、反应器顶部的气室(12)中的压力自动地保持在600至1050毫巴、优选850至950毫巴的绝对操作压力。通过进一步的加热产生的水和己内酰胺蒸气被回收并引导穿过压力控制阀至真空单元(19)。任选地，可以将蒸气预缩合并在洗涤塔(20)中洗涤。与预聚合(1)相比，由于较低的压力和升高的温度，水被从预聚合物熔体中去除。
在VK管顶部使预聚合物达到聚合温度。这借助于结合在VK管中的熔体加热器(13)来进行。熔体加热器可以配置为静态加热器(管束、内部加热的溢流体、板式换热器、加热盘管等)或动态加热器(罗伯茨蒸发器、循环加热器等)。引导被加热的聚合物穿过VK管(11)的上流管反应器部(14)，在其中可以获得反应所需的停留时间。穿过流动部分的流动以平推流进行，这通过反应器折流板来确保。在流管反应器部的下端，熔体经由位于内部的锥管收集并被引导至管中。
由此，利用液面控制将聚合物熔体引导至VK管(11)的下部中。为了该目的，任选地可以使用泵(18)或仅使用反应器上部的静压头作为驱动力。VK管的下部具有通过其可以在下反应器部产生比反应器顶部(12)低的操作压力的下部气室(15)。反应器下部的压力自动地保持在550至900毫巴、优选600至800毫巴的绝对操作压力。通过压力降低而蒸发的水和己内酰胺蒸气被回收并通过压力控制阀引导至真空单元(19)。任选地，可以将蒸气预缩合并在洗涤塔(21)中洗涤。
经由静态聚合物冷却器(16)冷却经膨胀的聚合物熔体。可以将从熔体回收的能量用于其他反应步骤或作为废热供给到环境。冷却后，熔体被导入到位于其下的下流管部(17)，在其中可以获得反应所需的停留时间。穿过流动部分的流动以平推流进行，这通过反应器折流板来确保。通过排出锥管回收高黏度聚合物熔体并将其供给到之后的制粒过程。
在下部蒸发室(15)中，可以回收在位于上方的流动管部分(14)中通过平衡反应形成的水。因此，可以在聚合物中形成比在VK管顶部的简单膨胀的情况下显著更低的水含量并由此形成更高的相对黏度(RV)，即使在该处达到较低的绝对压力时也是如此。
在图2中举例说明根据本发明的两步骤聚合设备。
预聚合反应器(1)包括流入区(2)，己内酰胺、水、添加剂和任选地从提取步骤回收的提取物的原料混合物被计量加入到流入区(2)中。还存在以下可能性：原料混合物已经于在前的混合容器中混合和加热，并将所得的混合物供给到预聚合反应器。聚集的原料混合物产生流体液面，这引起熔体的均化。
加热器(3)位于流体液面之下，其可以设计为静态的(管束、内部加热的溢流体、板式换热器、加热盘管等)或设计为动态加热器(罗伯茨蒸发器、循环加热器等)。在此自动地且连续地设置聚合所需的温度。
流动管部分(4)位于加热器之下，其配有均流装置以设置熔体的平推流并由此设置均匀的停留时间分布。该反应器部件整体装配有作为主动隔热对抗热损失而不影响熔体温度的单独的壁加热单元(双夹套或半管加热盘管)。
之后引导预聚合物熔体穿过静态预聚合物冷却器(5)，在该冷却器中温度降至低于预聚合温度但高于熔点的温度(225℃至260℃，优选230℃至240℃)。
另外的流动管部分(6)位于冷却器之下，其配有均流装置以设置熔体的平推流并由此设置均匀的停留时间分布。该反应器部件进而配有作为主动隔热对抗热损失而不影响熔体温度的单独的壁加热单元(双夹套或半管加热盘管)。熔体经由排出锥管引导出反应器并引导至之后的排出泵(7)。任选地，预聚合反应器中增加的压力还可以用于进一步的熔体输送。如图1所示，熔体经由被加热的预聚合物管(8)输送至之后的VK管(11)顶部。由于密集的接触和大的管表面，熔体的温度因此再次被升高。
将在预聚合物冷却器(5)中从聚合物熔体回收的热量用来再次加热离开预聚合反应器的预聚合物熔体。由于在预聚合管中有限的停留时间，预聚合物熔体中的化学平衡保持不变，并且在之后的VK管(11)中增加的水沉积依然存在。
通过恒定的传热油流(HTM)确保预聚合物熔体的冷却。将经冷却的HTM相对于熔体逆流地引导穿过熔体冷却器(5)。传热油由此将熔体的流入温度带入冷却器中。在该温度水平，HTM可以用来加热预聚合反应器(1)的流动管部分(4)的加热夹套。其后，将HTM相对于预聚合物熔体逆流地引导到预聚合反应管的夹套中。通过逆流引导，加热了预聚合物熔体，并几乎使HTM冷却至预聚合反应器的出口温度。其后，供给HTM穿过下反应器部的夹套(6)以使得其以接近于熔体冷却器流出物的熔体温度离开反应器的夹套。经由泵(9)和空气冷却器(10)引导、更进一步冷却HTM，使其再次进入熔体冷却器(5)中。
表1中指示具有预聚合物冷却的PA6生产设备的反应过程中的根据本发明的温度范围，流体编号与图2相关联。
表1
在预聚合反应器中的停留时间因此为3.5小时。预聚合反应器中的最高温度是250℃，而出口的温度是265℃。预聚合反应器在3.0巴的操作压力下操作。
在VK管中的停留时间为9小时。VK管中的最高温度由此是275℃，而出口的温度是240℃。VK管在1.0巴的操作压力下操作。
如果在VK管中只使用一个脱气步骤，聚合物的相对黏度之后为2.69。相对黏度的确定是在经提取的聚合物上进行、在96％的硫酸中测量的。平均聚合度为158。
如果使用具有两个脱气步骤的VK管，在275℃和0.6巴下在第二排气步骤中进行排气。由此产生具有3.19的相对黏度的聚合物(在经提取的聚合物中测量的，在96％的硫酸中测量的)。在此平均聚合度为200。

Claims (13)

1.一种具有上反应器区和下反应器区的用于聚酰胺聚合的竖直缩合管形式的反应器，所述上反应器区具有
-用于添加预聚合物熔体的流入区，
-位于所述流入区以下的加热单元，
-位于所述加热单元以下的第一流动管部分，
-位于所述第一流动管部分以下的被加热的排出锥管，其用于将熔体导出所述上反应器区，以及
-在上反应器区整个高度上的壁加热单元，和所述下反应器区具有
-用于添加来自上反应器区的熔体和分离过程蒸气的流入区，
-位于所述流入区以下的静态冷却单元，
-位于所述静态冷却单元以下的第二流动管部分，
-位于所述第二流动管部分以下的用于将熔体导出所述下反应器区的被加热的排出锥管和连接至其的排出管，以及
-在下反应器区整个高度上的壁加热单元，和
所述上反应器区和所述下反应器区通过管连接；
其中，所述反应器包括用于脱气的真空单元，其在两个反应器区中提供低于操作压力的基本真空。
2.根据权利要求1所述的竖直缩合管形式的反应器，其特征在于，所述加热单元是静态加热单元。
3.根据前述权利要求中任一项所述的竖直缩合管形式的反应器，其特征在于，在所述上反应器区的排出锥管和所述下反应器区的流入区之间集成有用于输送预聚合物的控制阀或计量泵。
4.根据权利要求1或2所述的竖直缩合管形式的反应器，其特征在于，在加热单元之上布置有搅拌器。
5.根据权利要求1或2所述的竖直缩合管形式的反应器，其特征在于，所述竖直缩合管形式的反应器连接至用于聚酰胺预聚合的预聚合反应器，所述预聚合反应器具有
-用于添加引入物的流入区，
-加热单元，
-具有单独的壁加热单元的第一流动管部分，
-具有单独的壁加热单元的第二流动管部分，以及
-预聚合物的出口管，
所述预聚合反应器在所述第一流动管部分和所述第二流动管部分之间具有冷却单元。
6.根据权利要求5所述的竖直缩合管形式的反应器，其特征在于，所述冷却单元和所述单独的壁加热单元经由同一传热介质循环而热耦合。
7.根据权利要求5所述的竖直缩合管形式的反应器，其特征在于，所述壁加热单元彼此独立地为双夹套和/或半管加热盘管。
8.根据权利要求5所述的竖直缩合管形式的反应器，其特征在于，所述流动管部分至少部分地具有均流装置。
9.根据权利要求1所述的竖直缩合管形式的反应器，其特征在于，所述反应器包括两个单独的真空单元，每个反应器区一个。
10.一种用于在根据权利要求1-9中任一项所述的竖直缩合管形式的反应器中聚合聚酰胺的方法，其中
a)将预聚合物熔体计量加入到所述上反应器区的流入区中，
b)借助于加热单元将熔体的温度设置为240℃至280℃，
c)将熔体经由耦接至单独的壁加热单元以避免热量损失的第一流动管部分引导至冷却单元，利用所述冷却单元将熔体的温度设置为225℃至260℃，和
d)将熔体经由耦接至单独的壁加热单元以避免热量损失的第二流动管部分输送至出口管。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述竖直缩合管形式的反应器连接于用于聚酰胺预聚合的预聚合反应器，其中
a)将引入物计量加入到预聚合反应器的流入区中，
b)借助于加热单元将预聚合物熔体的温度设置为240℃至270℃，
c)将预聚合物熔体经由耦接至单独的壁加热单元以避免热量损失的第一流动管部分引导至冷却单元，利用所述冷却单元将预聚合物熔体的温度设置为220℃至255℃，和
d)将预聚合物熔体经由耦接至单独的壁加热单元以避免热量损失的第二流动管部分输送至与所述竖直缩合管形式的反应器耦接的出口管。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的方法，其特征在于，借助于均流装置使得在流动管部分中所述熔体为平推流。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，借助于排出泵或借助于所述预聚合反应器中的压力将所述预聚合物熔体通过与所述竖直缩合管形式的反应器耦接的出口管输送至所述竖直缩合管形式的反应器。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2546227T3 (pl) 2011-07-11 2016-12-30 Sposób wytwarzania wodnego roztworu soli
PL2759499T3 (pl) * 2013-01-25 2017-02-28 Uhde Inventa-Fischer Gmbh Urządzenie i sposób przenoszenia granulatu
JP6987017B2 (ja) * 2018-05-14 2021-12-22 東京エレクトロン株式会社 反応管ユニットの搬送方法
FR3130279A1 (fr) * 2021-12-15 2023-06-16 Arkema France Procédé continu de préparation de polyamide par polycondensation
DE102023115797A1 (de) 2022-06-29 2024-01-04 Röhm Gmbh Verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Polymers
CN116440803B (zh) * 2023-06-16 2023-09-05 北京湃普莱恩尼龙新材料技术有限公司 一种聚酰胺的制备工艺及制备装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3451976A (en) * 1966-10-10 1969-06-24 Polymer Corp Continuous anionic polymerization of lactams
US3565866A (en) * 1964-09-17 1971-02-23 Basf Ag Continuous polymerization of lactams
CN1126482A (zh) * 1993-06-30 1996-07-10 Basf公司 低分子量聚酰胺的连续生产方法
CN1284093A (zh) * 1997-11-25 2001-02-14 Basf公司 聚酰胺的制备
US6258926B1 (en) * 1995-02-23 2001-07-10 Polymer Engineering Gmbh Process and device for producing high-viscosity or highly stabilized reaction-stable polyamides, and for continuously demonomerizing polyamides
CN1437627A (zh) * 2000-04-21 2003-08-20 Dsm有限公司 同时制备具有至少两种不同粘度的聚酰胺的方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL73803C (zh) * 1947-11-28
BE635858A (zh) * 1962-09-06
JPS496198B1 (zh) 1969-05-15 1974-02-13
JPS4841278A (zh) * 1971-09-28 1973-06-16
JPS4921114A (zh) * 1972-06-14 1974-02-25
US3813366A (en) * 1973-03-21 1974-05-28 Allied Chem Method to prepare nylon 6 prepolymer providing a final shaped article of low oligomer content
DE2443566A1 (de) * 1974-09-12 1976-04-01 Basf Ag Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von polyamiden
DE2448100C3 (de) * 1974-10-09 1985-06-20 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur kontinuierlichen Caprolactampolymerisation
JPS53294A (en) 1976-06-23 1978-01-05 Teijin Ltd Preparation of aromatic polyamide with high degree of polymerization
DE2918828A1 (de) * 1979-05-10 1980-11-20 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von polycaprolactam sowie eine vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
WO1995029750A1 (en) 1994-05-02 1995-11-09 Master Flo Technology Inc. Reverse osmosis filtration system
ES2210798T3 (es) 1997-08-28 2004-07-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Proceso de preparacion de poliamidas.
DE19925906A1 (de) 1999-06-07 2000-12-14 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden aus Lactamen und Polyamid-Extrakten
JP4258152B2 (ja) * 2001-02-22 2009-04-30 東レ株式会社 ポリアミドの製造方法
JP2005232281A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリアミド樹脂組成物の製造方法
JP2005288441A (ja) * 2004-05-28 2005-10-20 Sumitomo Chemical Co Ltd 熱交換型反応器
JP4807958B2 (ja) * 2005-02-21 2011-11-02 旭化成ケミカルズ株式会社 ポリアミド樹脂の製造方法
JP2008081634A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Toray Ind Inc ポリアミドプレポリマーおよびポリアミドの製造方法
EP1980585B1 (en) * 2007-04-11 2017-06-28 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Production method of polyamide
PL2532698T3 (pl) 2011-06-08 2016-12-30 Sposób i urządzenie do bezpośredniej, ciągłej modyfikacji stopionych polimerów
PL2546227T3 (pl) 2011-07-11 2016-12-30 Sposób wytwarzania wodnego roztworu soli
PL2759499T3 (pl) 2013-01-25 2017-02-28 Uhde Inventa-Fischer Gmbh Urządzenie i sposób przenoszenia granulatu
EP2772305B1 (de) 2013-02-27 2017-09-20 Uhde Inventa-Fischer GmbH Polymerisationsvorrichtung und verfahren zur herstellung von thermoplastischen polymeren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3565866A (en) * 1964-09-17 1971-02-23 Basf Ag Continuous polymerization of lactams
US3451976A (en) * 1966-10-10 1969-06-24 Polymer Corp Continuous anionic polymerization of lactams
CN1126482A (zh) * 1993-06-30 1996-07-10 Basf公司 低分子量聚酰胺的连续生产方法
US6258926B1 (en) * 1995-02-23 2001-07-10 Polymer Engineering Gmbh Process and device for producing high-viscosity or highly stabilized reaction-stable polyamides, and for continuously demonomerizing polyamides
CN1284093A (zh) * 1997-11-25 2001-02-14 Basf公司 聚酰胺的制备
CN1437627A (zh) * 2000-04-21 2003-08-20 Dsm有限公司 同时制备具有至少两种不同粘度的聚酰胺的方法

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