CN1126448A - 用于加工物料的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加工物料的装置、一种用于使聚酰胺混合、后缩聚和脱挥发分以制备尼龙-66的方法以及用该方法制得的尼龙-66。该装置包含一个在其底部附近具有出口(14)的搅拌器部分(12)；一个处于搅拌器部分出口附近的输送螺杆(20)；一个从输送螺杆处向上延伸的螺旋钢条(24)；一个垂直地处于螺旋钢条上方的圆环(26)；至少一个垂直地处于螺旋钢条上方的导流片(32a，32b)以及一个连接到圆环上的擦拭器壁的突出物。优选地，该装置具有两块导流片—一块用于将物料向下抽吸的上导流片(32a)以及一块用于将物料向上抽吸的下导流片(32b)。每块导流片的直径最好都为搅拌器部分直径的80％。

Description

用于加工物料的装置
发明背景1.发明领域
本发明涉及一种用于加工至少一种物料，并且特别适合于将聚合物混合、后缩聚(finishing)和脱除聚合物挥发成分的装置。2.对有关先有技术的描述
大多数线性缩合的聚合物(例如聚酰胺或聚酯等)的工业制备通常都包含将单体原料加热以引起聚合物逐渐缩合的步骤。该过程通常分几个阶段进行，其中包括通过除去挥发性物质而生成低分子量，低粘度的聚合物液体的中间阶段。然后使这些低分子量，低粘度的聚合物液体通过一个控制不同真空度、不同停留时间和不同温度的后缩聚段(finishing zone)，从而使聚合物达到所需的最终分子量和粘度。
在制备聚合物的过程中，有可能在聚合设备内发生不希望的副反应，例如聚合物的热降解和变色等。这类副反应在聚合物加工领域早已公知。例如在授予Ferrante的美国专利No.3,361,537和授予Hammond的美国专利No.4,134,736中所描述的后缩聚器(Finisher)与在其以前的后缩聚器相比，已能生产出具有均匀粘性、较少热降解、较少变色和较少凝胶物积垢的聚合物。
在聚合物加工领域中，用于生产一些分子量低于后缩聚器生产产品的聚合物时，还要使用分离器。所说的分离器是一种装置，它在一种气氛下操作，而后缩聚器则在另一种气氛或在更低的真空下操作。用于操作分离器和后缩聚器这两种聚合装置的方法都是已知的，其例子可见授予Pinney的美国专利No.3,717,330。先有技术还有一种分离器，它含有一个从输送螺杆处向上延伸的螺旋钢条以及在该螺旋钢条上方的圆环，如授予Boucher的美国专利No.3,087,435中所述，该分离器还具有与多根辐条相连接的导流片，而这些辐条连接到输送螺杆上并处于所说圆环的下方。这些导流片呈螺旋形，其上面开有小孔，并且该导流片始终是向下抽吸。在授予Matsubara等人的美国专利No.4,460,278、授予Weber的美国专利No.4,007,016、授予Pope的美国专利No.3,822,999和授予Wistrich等人的美国专利No.2,804,379中也公开了在一种反应器或后缩聚器中使用导流片。
对聚合设备的一种主要设计考虑是流动模型，该流动模型要影响最终聚合物的颜色和质量。停滞和沟流的区域是已知的流动问题，这种现象是非理想流动的指示。理想地，该聚合物应在其处于设备中的整个停留时间内通过数个一直混合良好的阶段并同时维持柱塞流状态，也就是所有聚合物在给定的设备横截面积上具有基本上均匀的液流速度。上述的分离器和后缩聚器不能提供均匀的混合和理想的流动条件。另外，这些后缩聚器和分离器显示出在聚合物的表面上存在明显的凝胶形成及聚合物的热降解。
由于对更高分子量的聚合物的需求日益增加，因此要求用更灵活的生产聚合物的方法以更高的产量来生产这些聚合物，然而上述的分离器和后缩聚器二者皆不能生产所需的聚合物。对于这些所需要的更高分子量的聚合物及更高产量的生产方法来说，凝胶、颜色和其他聚合物质量规范，例如热降解指数和氧化降解指数等就日益成为同题。为了提高产量就要求使用更大的后缩聚器或分离器。为了达到更高的分子量就必须处理更高粘度的聚合物。更大的后缩聚器或分离器以及更高粘度的聚合物要求增加能耗，结果导致更高的能量输入。从经济观点考虑，增加能耗显然是不希望的，并且还具有一些附加的缺点，也就是对后缩聚器或分离器要求具有更强的结构以及在后缩聚器内引起聚合物过热，其结果是获得一种热降解的，低品质的产品。
发明概述
本发明提供了一种用于加工至少一种物料的装置，该装置特别适合作为混合聚合物的混合器，和/或作为制备高分子量，高粘度聚合物的后缩聚器，和/或作为从聚合物中除去挥发成分的脱挥发分反应器，从而解决了先有技术与此有关的问题。
本发明还提供了一种可将能量输入和设备的操作费用降低到最小程度并且具有最大机械强度的装置，从而解决了先有技术与此有关的问题。
本发明还提供了一种能够减少凝胶生成的装置，从而解决了先有技术与此有关的问题。
本发明还提供了一种能进行均匀混合并能防止物料过分沟流和停滞的装置，从而解决了先有技术与此有关的问题。
为了解决上述的问题，本发明提供了一种用于加工至少一种物料的装置。该装置包含：一个在其底部附近具有一个出口的搅拌器部分；一个处于搅拌器部分出口附近的输送螺杆；一个从输送螺杆向上延伸的螺旋钢条； 一个垂直地处于螺旋钢条上方的圆环；以及至少一个垂直地处于螺旋钢条上方并且连接到圆环上的导流片。
另外，根据本发明，优选使所说的至少一个导流片包含一块用于将物料向下抽吸的第一导流片以及一块处于第一导流片下方用于将物料向上抽吸的第二导流片。另外，优选使所说第一和第二导流片的直径约等于搅拌器部分直径的80％。
附图简述
下面列出的附图构成说明书的一部分，它们解释了本发明目前的优选实施方案，它们与上面给出的一般性介绍和下面给出的对优选实施方法的详细描述一起，共同用于解释本发明的基本原理。
图1是本发明装置的一个等角图。
图2是图1装置的一个剖视等角图，它示出了搅拌器部分和输送螺杆的顶部。
图3是通过图2的3-3线剖开的，表示本发明装置的圆环的截面图。
图4是通过图2的4-4线剖开的，表示本发明的一个实施方案的装置，具有泪滴形状的对角拉条的截面图。
图5是一个表示本发明的顶部导流片的优选设计的平面图。
图6是通过图2的6-6线剖开的，表示本发明另一个实施方案的装置具有梯形截面的主辐条的截面图。
对优选实施方案的详细描述
现在参考附图来详细地解释本发明的优选实施方案。
根据本发明，提供了一个用于加工至少一种物料的装置。本发明的装置一般以数字10表示于图1和图2中。“加工”可以表示混合，或者替换地，或者附加地，表示后缩聚(即产生一个反应并将一种低粘度的物质转变成高粘度的物质)，或者替换地，或者附加地，表示脱除某种物质中的可挥发成分(即脱除气体)。本发明的装置可用来加工一种物料，也可加工多种物料的混合物，但其中至少有一种为液体。一般地说，本发明的装置用于处理发泡物料是理想的。适合使用本发明的装置来混合和后缩聚的物料包括尼龙-6，这时被除去的是水和己内酰胺(caprolactan)；尼龙-66，这时被除的是水；多芳基化合物，这时被除去的是乙酸和苯酚；以及聚酯，这时被除去的是二醇类。适合使用本发明的装置来混合和脱挥发分的物料包括聚乙烯，这时被除去的是乙烯气体。
本发明的装置如图1和图2所示包含一个立式管状搅拌器部分12，在该搅拌器部分的圆锥形底部附近具有一个出口14。如图1所示，物料从该装置的顶部进入，它通常经过一个中心喷嘴16，它按箭头所示方向进入该喷嘴。或者，也可以使用数个进料喷嘴。当将本发明的装置用作后缩聚器或者用作脱挥发分反应器时，从喷嘴或从物料放出的副产气体向上流动并通过排气口18排出。如图1所示，一个输送螺杆20处于搅拌器部分的出口附近。输送螺杆20通过搅拌器部分的底部延伸，并且如图2所示终结于螺旋推进器21处，该螺旋推进器可以有一圈螺旋或多圈螺旋。输送螺杆的目的是将物料从装置中取出并按管线22的箭头所示将物料向下游管线22输送，然后通往一台齿轮泵(未示出)。然后可以对该物料进行更下游的操作，例如纺丝和浇铸。搅拌器部分12具有一个如图1中的虚线所示的搅拌器12，它从输送螺杆处向上延伸并且靠输送螺杆来驱动。该搅拌器部分通过一个楔子和螺纹(未示出)连接到输送螺杆上，这样就可以很容易地拆卸以便进行日常的维修。当然，在本发明的范围内，也可以在搅拌器部分和输送螺杆之间使用其他的附加机构。
如图2所示，螺旋钢条24从输送螺杆处向上延伸。在该搅拌器部分的下部，螺旋钢条24将物料混合。该搅拌器部分可以搅匀(blend out)由于上游过程的扰乱而产生的不均匀物料，以使得十分均匀的物料被进料到下游工序。该螺旋钢条还擦拭搅拌器部分的器壁，这样就可以防止凝胶的积聚。而且，螺旋钢条在搅拌器部分内的几何形状有助于向下抽吸物料，从而进一步提高了该螺旋钢条防止凝胶的特性并因此提高了物料的质量。对于非常大的装置，例如当搅拌器部分的直径超过50英寸时，用于转动螺旋钢条所需的马力变得特别大。这种过大的马力消耗引起物料的温度上升，结果导致物料的热降解。因此，对于大型装置来说，优选是将螺旋钢条限定在该搅拌器部分上直径小于50英寸的部位。对于小型的装置，对马力的需求不大关心，但优选是使螺旋钢条延伸过搅拌器部分内的整个物料区段。
有一个圆环26垂直地处于螺旋钢条的上方。该圆环赋予整个搅拌器部分一种机械的整体性。该圆环的优选截面形状是在顶部形成楔形，正如从图3看到的形状。楔形截面形状的优点是当物料流过该楔形物时不会在那里滞留，而这种滞留将会导致凝胶的生成。
如图2所示，有很多对角拉条30将螺旋钢条连接到圆环上。这些拉条被焊接到螺旋钢条和圆环上，可是其他的固定方法也可以选择。对角拉条可以具有一种大体上为泪滴状，如图4所示。泪滴状结构可以使物料的层流相对于搅拌器部分的器壁以一种流线的方式流动。这样就可以消除能导致形成凝胶的停滞区和空隙区。对角拉条可以提供附加的机械强度，从而避免搅拌器部分的扭曲和变形。对于在低粘度的情况下的应用，这些对角拉条可能不是必需的。然而，当使用对角拉条时，这些拉条就必须设置在适当的位置上，以使它们不会引起凝胶积聚或导致不适当的流动模型(例如沟流)。
本发明的装置还包括至少一块垂直地处于螺旋钢条之上并连接到圆环上的导流片。该装置还包括许多根用于将导流片连接到圆环上的导流片支杆元件38。每一块导流片皆用螺栓固定于一个导流片支杆元件上。应予说明，该导流片也可以连接到处于圆环下方的辐条上。所说至少一个导流片包含一块用于将低粘度的物料向下方抽吸的第一导流片(或称上导流片)32a。上导流片32a起到几种作用。进入的物料向下降落并碰到导流片32a上，然后呈辐射状分布，其结果是改进了处于该装置内的流动模型。如果没有导流片，物料将容易呈沟流状态向下通过搅拌器部分，而该沟流外围的区域则呈停滞状态并因此引起严重的降解。另外，常常在该装置内形成石笋状物。当这些石笋状物变得较重时，它们就会突然脱落并跌入物料中。所说的上导流片能挡住这些石笋状物，它起一种过滤器的作用，不允许石笋状物进入下游工序，否则就会引起严重的问题。在诸如尼龙聚合等能引起泡沫形成的聚合工艺中，上导流片被设计成可以向下方抽吸的结构，因此当进行聚合反应时，该导流片就起到将该装置的内容物向下抽吸并压制形成的泡沫的作用。
该至少一个导流片还可含有如图2虚线所示的至少一块第二导流片(或称下导流片)32b，以用于将物料向上抽吸。包含下导流片32b是较好的，但不是本发明的必要特征。与上导流片32a相反，下导流片32a的螺旋状几何构形使得它能将物料向上抽吸，从而改善了流动模型和停留时间的分布。在一个优选实施方案中，下导流片处于上导流片下方8至12英寸的距离处。虽然只描述了两块导流片，但是当该装置的高度增加时，还可以增加用于将物料向上抽吸的额外的导流片。例如，如果在本发明中使用两块以上的导流片时，所有的下导流片都将向上抽吸，而中间的导流片则与上导流片构成180°的取向。在此情况下，上导流片(例如导流片32a)将被螺栓固定于下导流片(例如导流片32b)上。
第一和第二导流片的直径在搅拌器部分直径(在导流板的顶端测量)的约50％至99％的范围内。导流片直径的上限值仅仅受导流片与搅拌器部分的器壁之间所必需的净距离所限制。优选地，导流片的直径最好约为搅拌器部分直径(在导流片的顶端测量)的80％。
在零转动速度时，物料的静止表面是水平的。在转动时，可以假定物料的表面呈抛物线状，此时，在器壁处的物料略为上爬至高于搅拌器部分数英寸处，而在搅拌器部分中心处的物料则下降数英寸。在一个优选实施例中，上导流片的顶部最好处于物料静止平面以下4～5英寸处以防止导流片中心部分变干。如果发生这种情况，则会由于停滞和降解而导致在于燥的区域产生凝胶。
每个导流片皆由抗腐蚀的材料(例如钢)制成。已经发现，由任何材料制成的任何固体的导流片皆会引起停滞和聚合物降解。因此，每块导流片皆在其上面形成许多小孔以降低该导流片暴露于被加工物料中的表面积。如图5所示，在顶部导流片上形成许多小孔34a，应该理解，在底部导流片上也形成同样的小孔，虽然没有示出。在导流片上形成小孔可以防止停滞，其结果是可使物料的质量大大优于无孔导流片所能达到的程度(即实际上不形成凝胶)。在导流片上形成小孔也可以改善流动模型，也就是能十分有效地将物料抽吸通过导流片的表面，从而防止生成凝胶。可在导流片上形成足够多的小孔，以使得构成导流片的材料只占该导流片表面积的5％。这些小孔可以是圆形，但优选是如图5所示的矩形。已经发现，如图5所示矩形小孔的结构可以明显地减少在导流片上的凝胶沉积。
有一个突出物36连接到图2所示的圆环上。突出物36的作用是擦拭搅拌器部分的器壁，通过减小物料在所说物料表面上方的器壁上形成凝胶沉积线的倾向来改善流动模型。另外，如图2所示，通过将突出物设置在导流片缺口的对面可以获得附加的径向混合效果以及减小发生停滞的倾向。通过将突出物倾斜取向，也可以起到将物料向下抽吸的作用。该突出物是任选的，在某些聚合物的应用中可能是不需要的。然而，在本发明采用两个或更多导流片的情况下，必须采用突出物以达到在物料表面上的径向混合，从而使得物料的中心供料部位不会形成向下通过该装置的沟流。优选地，该突出物的顶端最好处于物料表面下方约1/2英寸处，以避免突出物伸出到高于物料的表面，否则将会在突出物上出现一个形成凝胶的干燥区。优选是该突出物呈梯形。一种梯形的结构可以使所说物料的层流相对于搅拌器部分的器壁以流线状态流动。这样就可消除能导致凝胶形成的停滞区和空旷区。虽然也可以设置一个以上的突出物，但是由于突出物的马力消耗正比于所用突出物的数目，所以单独一个突出物具有最小能耗的优点。该突出物可以是能拆卸的并可换上一个不同高度的突出物，以便在一旦需要改变物料表面高度时可以容易地改变突出物的高度。产量的变化要求不同的支持体积(hold-up volume)，这一条件可通过改变搅拌器部分物料的高度来达到。所说的支持体积可以通过改变突出物的高度及其数目以及导流片的位置来加以调节，该导流片可以象上述那样从导流片支杆上卸下以改变其位置。
如图2所示，每块导流片皆沿着径向线切开一个缺口并分别以θ/2的夹角朝水平面的上方和下方延伸，从而使其具有螺旋形。对于所用的导流片皆可以选择不同的螺距，不管它是右旋或是左旋。具体情况如图2和图4所示，第一(或上)导流片沿着与突出物的垂直中心线相交的径向线40a切开一个缺口。第二(或下)导流片沿着与螺旋钢条顶部端点相交的径向线40b切开一个缺口。由于导流片的螺旋形结构可以避免在导流片中心处形成过多的沟流，从而有助于达到适合的流动模型。另外，在使用一个以上的导流片时，各螺旋形导流片相互间的取向可以形成一种向下通过该装置流动的良好混合流动的区段。
具体地如图2所示，有许多根径向地隔开的主辐条42在圆环和输送螺杆之间延伸。这种主辐条的布置方式最有利于高粘度的物料。主辐条的位置十分靠近搅拌器部分12的器壁，以便擦拭器壁以及减少在器壁和支杆上的凝胶量。在主辐条和搅拌器部分器壁之间的间隔可以变化，但对于优选实施方案来说，理想的间隔小于1英寸。如图6中所示，主辐条搅拌器部分器壁一侧具有与器壁相同的轮廓以便避免形成凝胶和减轻向内的机械压力，否则该机械应力会导致在支杆上产生应力，结果使其破坏。对于一种特定的应用来说，优选是使用为了达到所需机械稳定性所必须的最少数目的主辐条，以便将能耗减少到最低限度。
本发明的装置还包含许多在径向上相互隔开的小辐条44，它们在螺旋钢条与输送螺杆元件之间延伸。具体地如图2所示，主辐条与小辐条都处于螺旋钢条的外侧。主辐条与小辐条最好皆为梯形截面，主辐条的截面形状示于图6中。如上所述，梯形截面可以使物料的层流相对于搅拌器部分的器壁以流线状态流动，这样就可消除能导致凝胶形成的停滞区和空旷区。为了使所用物料不形成凝胶，也可使主辐条和小辐条具有类似于图4中所示对角拉条的泪滴形截面，由于泪滴形截面辐条的造价低于梯形截面辐条，因此对于这类应用优选为泪滴形截面辐条。
主辐条与小辐条与被加工的物料的粘度有密切的关系。对于低粘度(例如低于50泊)的被加工物料来说，本发明的装置只需要3根辐条。随着物料粘度的提高和装置尺寸的增加，辐条的数目也随之增加。当被加工的物料具有相当高的粘度时，主辐条和小辐条的总数优选为6。
优选地，主辐条和小辐条皆由诸如300或400系列不锈钢等耐腐蚀材料制成。在加工较低粘度的物料时，整个装置都可以用300或400系列不锈钢制成。然而，在加工较高粘度的物料时，主辐条和小辐条可以用17-4pH不锈钢制成，它是一种具有高强度和耐腐蚀的材料，而该装置的其余部分仍可由300或400系列的不锈钢制成。
本发明的装置还可以含有至少一个填角，以便用金属填平在该装置中形成的开放缝隙，借此来防止形成空穴。图2中示出许多填角46，它们处于螺旋钢条与辐条接点处的下方，同时有许多填角48处于图2中所示圆环的下方。替换地，或者附加地，可以将填角设置在辐条焊接于圆环上的每一个接点处。
在操作时，使物料顺次地流过喷嘴16、搅拌器部分12、输送螺杆20和出口管22。在本发明的装置中可以沿着物料流经装置的途径分成一系列垂直的区段。由导流片形成的上部垂直区段允许低粘度的物料维持在装置的上部区域，而高粘度的物料则维持在接近螺旋钢条的下部区域。这种物流的分布的优点是可获得较佳质量的产品(即一种实际上没有凝胶或变色的产品)、较高的反应效率(当把该装置用作后缩聚器时)以及降低的能耗。较低的能耗导致物料中较低的温升并因此导致较少的热降解。另外还发现，在本发明的装置中停留时间的分布也优于先有技术的后缩聚器，从而减少了沟流、停滞和凝胶的形成。
本发明装置的一种较佳的应用是将其作为一种连续方法中的混合器、后缩聚器和脱挥发分装置来使用，所说的连续方法是将脂肪酸二胺与二羧酸的能形成聚酰胺的盐的水溶液，通过熔融聚合来制备一种合成的线性成纤聚酰胺。这样，根据本发明，提供了一种用于制备合成的线性成纤聚酰胺的改进的连续生产方法，该方法是将脂肪酸二胺和二羧酸的能形成聚酰胺的盐的水溶液通过熔融聚合来制备所说的成纤聚酰胺。该改进方法包含在一个如上所述的装置中加工所说聚酰胺的步骤，所说装置包含：一个处于搅拌器出口处附近的输送螺杆、一个从该输送螺杆处向上延伸的螺旋钢条，一个垂直地处于该输送螺杆上方的圆环以及至少一个垂直地处于该输送螺杆上方并连接到该圆环上的导流片，用该装置来使所说的聚酰胺混合、后缩聚和脱除挥发分。该工艺步骤还包括在单一步骤中完成后缩聚和分离聚酰胺的后续步骤。最优选的是将本发明的装置作为一个混合器、后缩聚器和脱挥发分装置用于由己二酸己二胺盐(尼龙-66盐)的水溶液制备聚亚己基己二酰胺(尼龙-66)的连续工艺中。因此，在本发明的优选方法中所说的合成的线性成纤聚酰胺是聚亚己基己二酰胺。所获的产品是用本发明的方法制得的聚亚己基己二酰胺。试验方法
用下列试验方法来评价用先有技术的后缩聚装置和用下列实施例中描述的本发明的装置进行后缩聚而制得的尼龙-66。
热降解指数(TDI)是一个与聚合物的温度与时间关系有关的参数。较低的TDI值表示在制备聚合物过程中较不严格的温度与时间的关系。测定方法是在292nm波长处测量聚合物在90％甲酸中的1％(重量)溶液对光的吸收。
氧化降解指数(ODI)是一个与聚合物在其高温制备过程中暴露于氧化条件下有关的参数。较低的ODI值表示在制备聚合物过程中较轻度的氧化降解。测定的方法是在260nm波长处测量聚合物在90％甲酸中的1％(重量)溶液对光的吸收。
相对粘度表示以一个毛细管粘度计在25℃时测得的溶液粘度与溶剂粘度之比值。所说的溶剂是含10％(重量)水的甲酸。所说的溶液是由8.4％(重量)的聚酰胺溶解于溶剂中而形成的溶液。一般步骤
用于制备尼龙-66的典型反应系统，例如在授予Li的美国专利No.3,113,843中和在授予Jaswal等人的美国专利No.3,900,450中以及在下述实施例中所用的反应系统，顺次地包含：一个反应器工段、一个闪蒸器(flasher)工段、一个蒸汽/聚合物分离器工段和一个真空后缩聚工段。该反应系统可以用一个蒸发器作为首端设备，以便在反应器之前用来调节尼龙-66盐溶液的浓度。本发明的装置在实施例3中进行了蒸汽/聚合物分离(例如在Li的分离器14中)和真空后缩聚(例如在Li的后缩聚器16中)两个工段。
在一个典型的尼龙-66的制备方法中，己二酸己二胺盐(尼龙-66盐)的水溶液在35～65％(重量)之间变化。在反应器工段上游的任选的蒸发器中，其强度可以调节。来自闪蒸器(也称第二反应器)工段的流出液含有聚酰胺的预聚物，通常为9～20RV(相对粘度)。将这种蒸汽供入一个后缩聚装置中。在后缩聚装置中受控的可变参数是温度、压力和支持体积。这些受控的可变参数可以改变，以便获得一种RV符合要求(通常在30～100的范围内)的最终聚合物。在后缩聚装置中的温度维持在270～290℃的范围内。压力维持在250～640毫巴的范围内。支持体积约为20～40分钟。
通过下例实施例来详细解释本发明的方法和产品，这些实施例单纯是用于举例。
在下列实施例1～3中比较了使用后缩聚器用于制备聚亚己基己二酰胺(尼龙-66)的三个不同反应系统。在授予Tomek的美国专利No.3,947,424中公开了一种用于制备尼龙-66的连续方法。该方法是在一个用于从一种粘性物料中分离蒸汽的装置中进行，所说的粘性物料已在授予Li的美国专利No.3,113,843中公开并在下面的对比例1中有所描述。在授予Jaswal等人的美国专利No.3,900,450中公开了另一种用于制备尼龙-66的连续方法，该方法是在一个连续的聚合系统中进行。对比例2中所用的连续聚合系统包括：Jaswal等人的图1中的调整区10、第一反应区12和图3中的闪蒸器53以及如授予Pinney的美国专利No.3,171,330中所示的分离器/闪蒸器联合装置。实施例3中所用的连续聚合系统包括：授予Jaswal等人的图1中所示的调整区10、第一反应区12以及使用象Li的反应器12那样的闪蒸反应器来代替Jaswal等人图3中所示的闪蒸器53以及用本发明的装置来代替Jaswal等人的闪蒸器64。本发明的装置被用于混合、后缩聚以及脱挥发分。
对比例1
将一种浓度约为50％(重量)的己二酸己二胺盐(尼龙-66盐)的水溶液(在一个蒸发器中调节)(一种形成聚酰胺的盐溶液)供入一个常规的连续聚合流程中，该流程类似于由Tomek所公开的形式，所不同的只是没有使用添加剂。该聚合系统的设备结构如上所述。调整工艺条件以使得最终聚合物显示出约为50的相对粘度(RV)。质量参数示于下面表1中。
对比例2
将一种浓度约为50％(重量)的己二酸己二胺盐(尼龙-66盐)的水溶液(一种形成聚酰胺的盐溶液)供入一个常规的连续聚合流程中，该流程类似于由Tomek所公开的形式，所不同的只是没有使用添加剂。该聚合系统的设备结构如上所述。调整工艺条件以使得最终聚合物显示出约为50的相对粘度(RV)。质量参数示于下面表1中。
实施例3
将一种浓度约为63％(重量)的己二酸己二胺盐(尼龙-66盐)的水溶液(一种形成聚酰胺的盐溶液)供入一个常规的连续聚合流程中，该流程类似于由Tomek所公开的形式，所不同的只是没有使用添加剂。该聚合系统的设备结构如上所述。调整工艺条件以使得最终聚合物显示出约为50的相对粘度(RV)。在本发明装置中的温度维持在270～290℃的范围内。压力维持于250毫巴。在该装置中的停留时间为30分钟。由本发明的方法制得的尼龙-66产品的改进之处示于下面表1中。
表    1
            RV      TDT      ODT
对比例1    51.1     0.33     0.31
对比例2    51.7     0.37     0.30
实施例3    50.9     0.32     0.24
从表1可以看出，与用先有技术的后缩聚装置制得的聚合物相比，使用本发明的方法(即使用本发明的装置)制得的聚合物显示出较低的降解。这种改进表现在两方面，第一方面是热降解，这种降解导致凝胶的形成(交联)，第二方面是热致氧化降解，这种降解导致变色。
其他的优点和改进对本领域的技术人员来说都是显而易见的。因此本发明在其更广的范围内不局限于特定详细的代表性的装置以及示出的和描述的具体实施例。因此，在不背离由所附权利要求及其等同物所限定的本发明的总发明构思的精神和范围的条件下可以对这些具体的实施例作各种变化。

Claims (20)

1.用于加工至少一种物料的装置，该装置包含：
(a)一个搅拌器部分，在其底部附近具有一个出口；
(b)一个输送螺杆，它处于搅拌器部分出口的附近；
(c)一个螺旋钢条，它从输送螺杆处向上延伸；
(d)一个圆环，它竖直地处于螺旋钢条的上方；
(e)至少一个导流片，它竖直地处于螺旋钢条之上并与圆环相连接。
2.如权利要求1所述的装置，其中所说导流片的直径约为该导流片顶部处的搅拌器部分的直径的80％。
3.如权利要求1所述的装置，其中所说的至少一个导流片包含用于将物流向下抽吸的第一导流片。
4.如权利要求3所述的装置，其中所说的至少一个导流片另外还包含至少一块用于将物流向上抽吸并处于第一导流片下方的第二导流片。
5.如权利要求1～4之一所述的装置，该装置还包括一个连接到圆环上用于擦拭搅拌器部分器壁的突出物。
6.如权利要求5所述的装置，其中的第一导流片沿着与所说突出物垂直中心线相交的径向线切开一个缺口以形成螺旋以及第二导流片沿着与所说螺旋钢条的顶部端点相交的径向线切开一个缺口以形成螺旋。
7.如权利要求1所述的装置，其中的导流片在其上面具有很多小孔。
8.如权利要求1所述的装置，其中所说的小孔为矩形。
9.如权利要求1所述的装置，该装置还包括许多用于将导流片连接到圆环上的导流片支杆元件。
10.如权利要求1所述的装置，该装置还包括许多用于将螺旋钢条连接到圆环上的对角拉条。
11.如权利要求11所述的装置，其中的对角拉条具有大体上为泪滴形截面。
12.如权利要求1所述的装置，该装置还包括许多沿径向线相互分隔开并在圆环和输送螺杆之间延伸的主辐条。
13.如权利要求12所述的装置，该装置还包括许多沿径向线相互分隔开并在螺旋钢条与输送螺杆之间延伸的小辐条。
14.如权利要求13所述的装置，其中的主辐条和小辐条皆具有梯形截面。
15.如权利要求13所述的装置，其中的主辐条和小辐条皆处于螺旋钢条的外侧。
16.如权利要求13所述的装置，其中的主辐条和小辐条皆由17-4pH不锈钢制成。
17.一种用于制备合成的线性成纤聚酰胺的连续方法，该方法是将脂肪酸二胺与二羧酸的能形成聚酰胺的盐的水溶液进行熔融聚合，其改进在于该方法包括在一种如下述的装置中加工聚酰胺的步骤，所说的装置包含：一个处于搅拌器部分出口附近的输送螺杆，一个从输送螺杆处向上延伸的螺旋钢条，一个竖直地处于螺旋钢条上方的圆环以及至少一个竖直地处于螺旋钢条的上方并连接到圆环上的导流片，使用这样的装置来使聚酰胺混合、后缩聚和脱挥发分。
18.如权利要求17所述的方法，其中的加工步骤包括在一个步骤中进行真空后缩聚和分离聚酰胺的后续步骤。
19.如权利要求17或18所述的方法，其中所说合成的线性成纤聚酰胺是聚亚己基己二酰胺。
20.用权利要求19的方法制得的聚酰胺。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104128156A (zh) * 2013-05-01 2014-11-05 因温斯特技术公司 后缩聚器搅拌器和包括后缩聚器搅拌器的后缩聚器组件

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY110990A (en) * 1993-06-03 1999-07-31 Atomaer Pty Ltd Multiphase staged passive reactor
US5411710A (en) * 1993-06-30 1995-05-02 E. I. Dupont De Nemours And Company Apparatus for processing materials
DE19625264A1 (de) * 1996-06-25 1998-01-08 Bayer Ag Reaktor für korrosive Reaktionsmischungen
JP3093678B2 (ja) 1996-06-28 2000-10-03 株式会社東芝 暗号化方法、復号方法、記録再生装置、復号装置、復号化ユニット装置及び記録媒体の製造方法
US7659320B2 (en) * 2000-11-01 2010-02-09 Interface, Inc. Method for extracting nylon from waste materials
JP4117836B2 (ja) * 2001-02-22 2008-07-16 ロディア・ポリアミド・インターミーディエッツ ヤーン、ファイバー及びフィラメントの製造方法
US7550516B2 (en) * 2001-05-10 2009-06-23 Interface, Inc. Method for extracting nylon from waste materials
US7077997B1 (en) * 2002-08-16 2006-07-18 Uop Llc Stripping apparatus
DE10331952A1 (de) * 2003-07-15 2005-02-10 Degussa Ag Vorrichtung und Verfahren zur diskontinuierlichen Polykondensation
DE102010016596B4 (de) * 2010-04-22 2015-10-22 Zeppelin Reimelt Gmbh Mischer
US10016698B2 (en) 2014-07-02 2018-07-10 Nfm Welding Engineers, Inc. Polymer solution concentrator machine and devolatilization process
US9815040B2 (en) 2015-06-26 2017-11-14 Dow Global Technologies Llc Fluid solids contacting device
EP3318317B1 (en) * 2015-07-01 2022-05-11 Sumitomo Heavy Industries Process Equipment Co., Ltd. Stirring device
US9889418B2 (en) 2015-09-29 2018-02-13 Dow Global Technologies Llc Fluidized fuel gas combustor system for a catalytic dehydrogenation process
US9707533B2 (en) 2015-12-01 2017-07-18 Dow Global Technologies Llc Fluidized catalyst stripping unit for displacing entrained gas from catalyst particles
CA3066087C (en) 2017-06-08 2023-04-04 Ascend Performance Materials Operations Llc Polyamide nanofiber nonwovens
US11376534B2 (en) 2017-06-08 2022-07-05 Ascend Performance Materials Operations Llc Polyamide nanofiber nonwovens for filters
CN112236551B (zh) 2018-06-08 2023-06-20 奥升德功能材料运营有限公司 可调纳米纤维非织造布产品
WO2020014585A1 (en) 2018-07-13 2020-01-16 Ascend Performance Materials Operations Llc Antimicrobial polymer resins, fibers, and yarns with zinc and phosphorus content
TW202208532A (zh) 2018-12-18 2022-03-01 美商阿散德性能材料營運公司 具有鋅含量的抗微生物非織造聚醯胺
KR20210154983A (ko) 2019-04-12 2021-12-21 어센드 퍼포먼스 머티리얼즈 오퍼레이션즈 엘엘씨 나노섬유 층을 갖는 부직포 다층 구조체
US20210186025A1 (en) 2019-12-18 2021-06-24 Ascend Performance Materials Operations Llc Processes for producing fiber and fabrics with zinc content
MX2023005110A (es) 2020-10-30 2023-08-04 Ascend Performance Mat Operations Llc Materiales no tejidos de poliamida en compuestos multicapa para absorción de sonido.

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2361717A (en) * 1940-09-12 1944-10-31 Du Pont Process for making polyamides
US2689839A (en) * 1951-08-22 1954-09-21 Du Pont Dispersion of delusterants in polyamides
US2804379A (en) * 1956-06-21 1957-08-27 Shell Dev Fluid mixer with rotating baffles
US3113843A (en) * 1959-01-27 1963-12-10 Du Pont Apparatus for separating a vapor from a viscous material such as molten polymer
US3134655A (en) * 1960-08-23 1964-05-26 Du Pont Apparatus and method for steampolymer separation
US3087435A (en) * 1961-03-31 1963-04-30 Du Pont Pumping process
NL128628C (zh) * 1963-07-22 1900-01-01
FR1479763A (fr) * 1965-05-12 1967-05-05 Du Pont Appareil de finissage de polymères
US3361537A (en) * 1965-05-12 1968-01-02 Du Pont Polymer finishing apparatus
DE1493734A1 (de) * 1965-08-12 1969-06-19 Hoechst Ag Vorrichtung zur Herstellung von Alkalisalzen aromatischer Hydroxyverbindungen
US3877881A (en) * 1968-10-08 1975-04-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Reactors for highly viscous materials
GB1315741A (en) * 1970-06-08 1973-05-02 Du Pont Canada Mixer
US3822999A (en) * 1972-03-30 1974-07-09 Univ Brigham Young Liquid-liquid extraction and plug-flow reactor apparatus
US3778974A (en) * 1972-10-19 1973-12-18 Du Pont Apparatus
US3789584A (en) * 1972-10-19 1974-02-05 Du Pont Apparatus for separating vapor from a viscous liquid
CA1015894A (en) * 1973-03-05 1977-08-16 Kalev Pugi Preparation of polyamides by continuous polymerization
US3948862A (en) * 1974-05-06 1976-04-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Continuous process for preparing aliphatic polycarbonamides
US3947424A (en) * 1974-07-31 1976-03-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyamidation process
US4007016A (en) * 1975-03-06 1977-02-08 The Bethlehem Corporation Continuous-flow reactor for high viscosity materials
DE2714812C3 (de) * 1977-04-02 1981-02-05 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Vorrichtung zur Durchführung von Polymerisationen aus der Gasphase
US4090261A (en) * 1977-04-28 1978-05-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Apparatus for finishing high viscosity synthetic polymers
US4134736A (en) * 1978-02-22 1979-01-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Steam-polymer separation apparatus
JPS57125202A (en) * 1981-01-28 1982-08-04 Mitsui Toatsu Chem Inc Device for continuous bulk polymerization
US4370061A (en) * 1981-07-13 1983-01-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Apparatus for finishing synthetic polymers
DE3640052C1 (en) * 1986-11-24 1988-04-07 Werner & Pfleiderer Mixer
SU1456210A1 (ru) * 1986-12-29 1989-02-07 Центральный Научно-Исследовательский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства Нечерноземной Зоны Ссср Смеситель
DE3710965A1 (de) * 1987-04-01 1988-10-13 Lias Franken Leichtbau Gmbh Vorrichtung zum mischen von stoffen
FR2647100A1 (fr) * 1989-05-19 1990-11-23 Atochem Procede de polycondensation en masse du n-dichlorophosphoryl- ou n-dichlorothiophosphoryl-p-trichlorophosphazene
FI84787C (fi) * 1990-04-04 1992-01-27 Outokumpu Oy Saett att blanda ihop tvao vaetskor eller en vaetska och ett fastaemne, samt att samtidigt avskilja ur vaetskan en annan vaetska eller ett annat fastaemne.
FI86600C (fi) * 1990-04-04 1992-09-25 Outokumpu Oy Saett att blanda ihop vaetska, fastaemne och gas samt att ur vaetskan samtidigt avskilja gas eller gas och fastaemne.
FR2674767B1 (fr) * 1991-04-05 1993-09-24 Rapidex Galva Sa Ets Christien Dispositif pour realiser un melange pateux a partir de produits secs et d'eau.
US5403910A (en) * 1993-03-25 1995-04-04 E. I. Du Pont De Nemours & Company Low temperature nylon polymerization process
US5411710A (en) * 1993-06-30 1995-05-02 E. I. Dupont De Nemours And Company Apparatus for processing materials

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104128156A (zh) * 2013-05-01 2014-11-05 因温斯特技术公司 后缩聚器搅拌器和包括后缩聚器搅拌器的后缩聚器组件
CN104128156B (zh) * 2013-05-01 2018-05-29 英威达纺织（英国）有限公司 后缩聚器搅拌器和包括后缩聚器搅拌器的后缩聚器组件

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