CN105218816B

CN105218816B - 一种用于聚芳硫醚类树脂生产的树脂浸取工艺

Info

Publication number: CN105218816B
Application number: CN201510743863.2A
Authority: CN
Inventors: 马志强; 祁世明
Original assignee: Inner Mongolia Juxian Chemical Mstar Technology Ltd; BAOTOU HUIZHI ENGINEERING CONSULTING Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Pan Fast Science And Technology Co ltd
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-10-27
Anticipated expiration: 2035-11-05
Also published as: CN105218816A

Abstract

本发明涉及一种用于聚芳硫醚类树脂生产的树脂浸取工艺，采用2个筛板浸取釜，筛板浸取釜A和筛板浸取釜B交替进行PPS树脂泥浆的加压过滤、加NMP二次回流水洗涤、过滤、加热回流水浸取、二次过滤、二次加水洗涤、二次加热回流水浸取、三次水洗的目的流程；避免了使用多台设备而物料残留，使各种物料之间的相互掺杂而影响品质，能够对聚芳硫醚粗产品进行过滤回收溶剂、回流洗涤降低助剂含量，使得二次反应能够顺利进行，从而提高了聚芳硫醚树脂品级。

Description

一种用于聚芳硫醚类树脂生产的树脂浸取工艺

技术领域

本发明属于有机高分子材料领域，特别涉及到聚芳硫醚（PAS）类树脂（有机高分子材料，如聚芳硫醚、聚芳硫醚砜、聚芳硫醚酮等）中树脂生产中提取回收树脂合成中使用的溶剂NMP，并降低树脂中各种副反应产物、杂质、催化剂、助剂含量的一种工艺流程。

背景技术

在聚芳硫醚类树脂的生产中，要使用极性有机溶剂N-甲基吡咯烷酮（简称NMP），而且在生产过程中会副产出主要为氯化钠的盐类，且生产过程中的各种添加剂、助剂、催化剂也为盐类，生产过程中还要使用到水，这些盐类就溶解在NMP—水的混合溶剂中，树脂干燥后，盐类会残留在树脂中，而树脂中各种杂质的含量需要降低到一定程度，指标为聚芳硫醚中氯离子浓度低于150μg/kg；

缩聚所使用溶剂NMP，是循环使用的，需要进行回收，因而要与树脂进行分离；

树脂在缩聚釜内生成后，需要进行二次反应（本行业中叫做纯化），以达到调整树脂分子结构、增大树脂平均分子量，进而提高树脂各项品质的目的。在这个过程中需要再次用到催化剂和助剂。而残留在体系中的缩聚时所用的催化剂和助剂则会干扰二次反应的催化剂和助剂的作用，因此，在进行二次反应（纯化）之前，需要把缩聚时所用到的催化剂和助剂大部分脱除，即使用NMP——水多次加热回流洗涤。

国内原有聚芳硫醚（PAS）合成工艺中，缩聚是一步完成的，也就是没有二次反应的过程，所生产的聚芳硫醚树脂品级为大部分工程塑料级，约20%为纤维级，品级没有可控性，是随机的。原有技术中不使用与本工艺类似的工艺。

本发明对聚芳硫醚类树脂生产系统缩聚产生的粗树脂的过滤、洗涤工艺进行了研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种对聚芳硫醚粗产品进行过滤回收溶剂、回流洗涤降低助剂含量，以使得二次反应能够顺利进行，从而提高聚芳硫醚树脂品级的用于聚芳硫醚类树脂生产的树脂浸取工艺。

发明原理：本发明利用一种筛板浸取釜，进行PPS树脂泥浆的加压过滤、加NMP二次回流水洗涤、过滤、加热回流水浸取、二次过滤、二次加水洗涤、二次加热回流水浸取、三次水洗的目的流程；避免了使用多台设备而物料残留，使各种物料之间的相互掺杂而影响品质。

系统中使用介质为有机溶剂，是有机胺类，且带有杂质，易燃易爆，气味非常强烈（恶臭），操作温度为280度，该溶剂的闪电点为95度，沸点为203度，遇到氧会分解（爆炸范围之外时）。本工艺为完全密封状态、氮气保护下进行过滤、搅拌洗涤、加热回流浸取、冷却等操作，完全隔绝了氧气，避免了火灾爆炸的危险、介质氧化分解、泄露影响环境等问题的发生。

本发明的技术方案如下：

本发明设置两台筛板浸取釜，分别为筛板浸取釜A和筛板浸取釜B，两台筛板浸取釜交替开启；与筛板浸取釜A和筛板浸取釜B配套的设备有NMP软水高位槽 A、NMP软水高位槽 B、回流冷凝器B、纯化反应釜、纯化NMP储槽、缩聚母液罐、富NMP储槽、纯化一次液槽、浓盐水罐、盐水放净槽。

所述筛板浸取釜包括筒体、上封头、短节、下封头、搅拌装置组件，上封头和短节连接，短节通过上部法兰与筒体上部连接，下封头通过下部法兰与筒体下部连接，搅拌装置组件安装在上封头之上的中部，搅拌装置组件的搅拌轴伸在筒体中，在下部法兰间夹有筛板，在筒体外部设有筒体夹套，在下封头外部设有下封头夹套。在筒体夹套外部对称的设有耳座，筛板由筛板法兰和固定在筛板法兰上的筛网构成，筛网是由100目～200目的金属丝多层编织并烧结的金属丝烧结筛网，筛网的厚度大于15毫米，以维持压滤时压力不均衡而需要的筛板强度。在所述筛板浸取釜的釜身上包括筒体、上封头、下封头、筒体夹套以及下封头夹套上均设置有连接孔，用于连接不同使用途径的管道。筛板浸取釜的筒体、上封头、下封头均为钛—钢复合材料所制，利用钛抵抗介质对设备的腐蚀。

本发明的工艺步骤如下：

（1）初次开车时设备和及相关联的管线需要氮气吹扫；

（2）关闭氮气吹扫，从合格料浆槽或不合格料浆槽收取需要过滤的粗料浆，此料浆内含有目标物聚芳硫醚树脂、低分子的聚合物（齐聚物，也是聚芳硫醚，分子量比较低不符合目标物的标准）、反应进行的介质也就是溶剂，反应需要的催化剂、助剂、反应生成的副产物氯化钠、未反应部分原料（主要为对二氯苯），以及副反应生成的各种成分不明的物质，一齐进入到筛板浸取釜B中，通入氮气进行压滤，氮气压力＞0.1 Mpa（压力上限根据设备的工作压力而定，即：不超过设备的最大工作压力），压滤到筛板上下压力一致；滤液（含有NMP和能溶于NMP的部分盐、助剂、催化剂、未反应原料、副产物、齐聚物、穿滤的树脂、副反应产物等）进入到缩聚母液罐；此滤液中的NMP和助剂、未反应原料、齐聚物、穿滤树脂等需要进行回收利用；筛板上面的物质为树脂、盐和吸附的溶剂NMP；

实现的目的：因缩聚反应的助剂和催化剂影响纯化反应，所以需要事先取出催化剂和助剂；

（3）待压滤结束，向筛板浸取釜B内加入置于NMP软水高位槽 B内的浸取液，浸取液首次为水，再后的循环为上一批次第二次洗涤的主要成分为NMP的滤液即纯化一次液；

（4）打开筛板浸取釜B的搅拌，同时开启回流冷凝器B的冷却水，在夹套内通热导热油对筛板浸取釜B内的NMP进行加热回流洗涤1～2小时，主要目的使聚苯硫醚树脂与NMP充分混合并把附着在树脂上的一些物质洗下来进入到NMP中；

（5）洗涤结束后，把料浆送入纯化反应釜进行纯化反应；目的是在催化剂、高温的作用下，聚苯硫醚的分子结构重新调整，使分子量加大，并且增加支链结构而形成网状结构的分子；

（6）缩聚母液罐内的缩聚母液送至溶剂回收系统；

（7）纯化反应结束后将物料送回筛板浸取釜B（也可以送到筛板浸取釜A，根据各釜的浸取时间作安排调整）；

（8）向筛板浸取釜B中通氮气压滤，氮气压力＞0.1 Mpa（压力上限根据设备的工作压力而定，即：不超过设备的最大工作压力），滤液进入富NMP储槽；此滤液含有NMP、纯化反应催化剂、穿滤的树脂、少量齐聚物；需要回收利用其中的NMP和树脂、齐聚物；

（9）压滤完毕后，在筛板浸取釜B内加入新鲜的NMP，搅拌加热（在筛板浸取釜B的夹套内通入热导热油，对釜内的NMP进行加热）、回流（NMP蒸汽上升到通冷却水的回流冷却器B内，冷凝后回流到筛板浸取釜B内），同时把富NMP储槽内液体送到溶剂回收系统；

（10）筛板浸取釜B回流结束后，冷却（在夹套内通冷导热油）到100℃以下，停搅拌，通入氮气，向纯化一次液储槽内再次排放滤液（此滤液为纯化一次液，主要成分为NMP，含有少量的纯化反应催化剂，用作下一批料的第一次NMP洗涤液）；筛板上物质为聚苯硫醚树脂、氯化钠、吸附的NMP和少量的纯化反应催化剂；

（11）滤液排放完毕后，向筛板浸取釜内加入置于NMP软水高位槽B内的上一批次的二次洗水；搅拌，加热回流（在筛板浸取釜B的夹套内通入热导热油，对釜内的水——NMP进行加热，混合蒸汽上升到通冷却水的回流冷却器B内，冷凝后回流到筛板浸取釜B内）；

（12）停搅拌，停止加热，通入氮气过滤，向盐水放净罐排放滤液；此滤液为浓盐水，为含有(15±3)at%的氯化钠的水溶液，并含有部分NMP、少量的纯化反应催化剂，用于溶剂回收工序盐浸取的浸取介质。

筛板上的固形物为树脂，以及吸附在树脂上的部分水、溶解在水里的少量NMP和氯化钠、微量的纯化反应催化剂；

（13）过滤结束后，向筛板浸取釜B内加入水洗工序的废水（此为一次洗水，为含微量盐分的软水，当没有此废水时，则加入脱盐水），搅拌、加热回流(在筛板浸取釜B的夹套内通入热导热油，对釜内的水进行加热，水蒸汽上升到通冷却水的回流冷却器B内，冷凝后回流到筛板浸取釜B内)、洗涤；

（14）向筛板浸取釜B中通入氮气加压过滤，氮气压力＞0.1 Mpa（压力上限根据设备的工作压力而定，即：不超过设备的最大工作压力），滤液排入纯化一次液槽，此滤液为二次洗水，为含少量NMP、氯化钠、微量纯化反应催化剂的软水，用于下一批次物料的第一次水洗用；

筛板上的物质为聚苯硫醚树脂，以及吸附在树脂上的水分、溶解在水里的微量NMP、氯化钠、极微量的纯化反应催化剂；

（15）将纯化一次液槽内的液体送至NMP软水高位槽A作为下一批次料浆洗涤液体；

（16）向筛板浸取釜B内加入来自水洗工序的废水（此为三次洗水，为含少量盐分的软水，当没有此废水时，则加入脱盐水），搅拌、加热回流；

（17）从筛板浸取釜B侧面的出料口将物料泵送到水洗工序进一步水洗，停搅拌；

（18）将筛板浸取釜B筛板之下的洗水放入纯化一次液槽内；此洗水为含有微量NMP、氯化钠的软水；

（19）将纯化一次液槽内液体泵送到NMP软水高位槽B内，作为二次洗水的补充；

这样完成了一个批次的物料的2次NMP逆流洗涤、纯化反应、三次逆流水洗涤、5次过滤的过程，并且把过滤洗涤后产生的液体送到溶剂工序回收其中的溶剂和齐聚物、催化剂、助剂，而且产生了其他工序需要的浓盐水。

本流程采用2个筛板浸取釜，筛板浸取釜A和筛板浸取釜B交替进行水洗和NMP洗涤，缩聚粗料浆进入筛板浸取釜A的洗涤方式和进入筛板浸取釜B的相同。

本发明的优点是：能够对聚芳硫醚粗产品进行过滤回收溶剂、回流洗涤降低助剂含量，使得二次反应能够顺利进行，从而提高了聚芳硫醚树脂品级。

具体实施方式

实施例1

本发明应用于3000吨/年聚苯硫醚生产装置的筛板釜浸取流程：

注：聚苯硫醚是聚芳硫醚类树脂的一种。

纤维级PPS纯化浸取工艺控制指标：

（筛板浸取釜A、B分别取名为萃取釜和纯化釜）

工程级或不合格PPS水萃取工艺控制指标

生产过程中一直运行正常，采用筛板为100目，未发生滤板、泵、管道的堵塞现象，产品聚苯硫醚经干燥后，对二氯苯残留量、NMP残留量、助剂残留量均符合标准，其中氯离子含量低于150μg/kg。

Claims

1.一种用于聚芳硫醚类树脂生产的树脂浸取工艺，其特征是：设置两台筛板浸取釜，分别为筛板浸取釜A和筛板浸取釜B，两台筛板浸取釜交替开启；与筛板浸取釜A和筛板浸取釜B配套的设备有NMP软水高位槽 A、NMP软水高位槽 B、回流冷凝器B、纯化反应釜、纯化NMP储槽、缩聚母液罐、富NMP储槽、纯化一次液槽、浓盐水罐、盐水放净槽；工艺步骤如下：

（1）初次开车时设备和相关联的管线需要氮气吹扫；

（2）关闭氮气吹扫，从合格料浆槽或不合格料浆槽收取需要过滤的粗料浆，此料浆内含有目标物聚芳硫醚树脂、低分子的聚合物、反应进行的介质也就是溶剂，反应需要的催化剂、助剂、反应生成的副产物氯化钠、未反应部分原料，以及副反应生成的各种成分不明的物质，一齐进入到筛板浸取釜B中，通入氮气进行压滤，氮气压力＞0.1MPa ，压滤到筛板上下压力一致；滤液进入到缩聚母液罐；

（3）待压滤结束，向筛板浸取釜B内加入置于NMP软水高位槽 B内的浸取液，浸取液首次为水，再后的循环为上一批次第二次洗涤的主要成分为NMP的滤液；

（4）打开筛板浸取釜B的搅拌，同时开启回流冷凝器B的冷却水，在夹套内通热导热油对筛板浸取釜B内的NMP进行加热回流洗涤1～2小时；

（5）洗涤结束后，把料浆送入纯化反应釜进行纯化反应；

（6）缩聚母液罐内的缩聚母液送至溶剂回收系统；

（7）纯化反应结束后将物料送回筛板浸取釜B；

（8）向筛板浸取釜B中通氮气压滤，氮气压力＞0.1 MPa ，滤液进入富NMP储槽；

（9）压滤完毕后，在筛板浸取釜B内加入新鲜的NMP，搅拌加热、回流，同时把富NMP储槽内液体送到溶剂回收系统；

（10）筛板浸取釜B回流结束后，冷却到100℃以下，停搅拌，通入氮气，向纯化一次液储槽内再次排放滤液；

（11）滤液排放完毕后，向筛板浸取釜内加入置于NMP软水高位槽B内的上一批次的二次洗水；搅拌，加热回流；

（12）停搅拌，停止加热，通入氮气过滤，向盐水放净罐排放滤液；

（13）过滤结束后，向筛板浸取釜B内加入水洗工序的废水，搅拌、加热回流、洗涤；

（14）向筛板浸取釜B中通入氮气加压过滤，氮气压力＞0.1MPa ，滤液排入纯化一次液槽；

（16）向筛板浸取釜B内加入来自水洗工序的废水，搅拌、加热回流；

（18）将筛板浸取釜B筛板之下的洗水放入纯化一次液槽内；

（19）将纯化一次液槽内液体泵送到NMP软水高位槽B内，作为二次洗水的补充。

2.根据权利要求1所述的用于聚芳硫醚类树脂生产的树脂浸取工艺，其特征是：筛板浸取釜A和筛板浸取釜B交替进行水洗和NMP洗涤，缩聚粗料浆进入筛板浸取釜A的洗涤方式和进入筛板浸取釜B的相同。