CN1420856A - 新戊二醇的终处理的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于对新戊二醇做终处理的方法，该方法包括对新戊二醇熔体进行冷却、结晶和粉碎，并继而将制成的新戊二醇颗粒打包入储存或运输容器中，在冷却的开始阶段，不使用冷却剂或使用具有50－120℃范围温度的冷却剂，对该熔体进行冷却，并且对其产品在低于30℃的温度下打包。

Description

新戊二醇的终处理的方法
本发明涉及一种对新戊二醇作终处理的方法，包括冷却，结晶和粉碎新戊二醇熔体，并进而将最终制成的新戊二醇颗粒打包入储存或运输容器中。
新戊二醇(2，2-二甲基丙烷-1，3-二醇，缩写为NPG)是一种重要的工业产品，它特别用于生产聚酯和聚氨酯。NPG的工业合成自异丁醛和甲醛开始，继之以催化氢化处理(参见：Ullmann’sEncyclopedia of Chemistry，第6版，1998电子版，Alcohols，Polyhydric，2-diols一章，2.2.1新戊二醇)。
固态的NPG在市场上以薄片状的形式出售。这种薄片可利用刨片辊或结晶带或冷却带，通过使熔融的NPG固化而制成。这种生产方法例如在Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry的第5版、B2册、第3章的第29-31页中做了说明。以薄片形式制成的NPG例如以袋(包)装的方式做商业化销售。经常使用的是通常装500kg的大袋子。
已知薄片形式的固态NPG在储存期间会结块，结果，大大削弱了产品的流动能力。这使得难于处置该产品，特别是难于将其从包或大袋子中倒空。产生结块的一个原因是固态下的NPG存在两种不同的晶体变型。在DE-A-3347405中对此现象做了说明。据报道，从热动态不稳定的变型到热动态稳定的形态和反过来的转变温度为42℃或在过冷却下为33℃。在高于约40℃下热动态稳定的高温形态是软和粘的。它可以被过冷却降到33℃，特别是当非常纯的NPG被过冷却时。在这个温度，发生向低温形态的相转变。这种固-固相转变释放出大量的热。这种放热与由彼此摞放储存的货袋产生的压力一同造成结块。
为防止结块通常的作法是添加抗结块剂。
根据DE-A-3347405，为了防止结块，有意地向NPG中混入作为杂质的二醇类。
为此目的，DE-A-3010138提出使用叔胺类。
过去也描述过为防止结块而使用其它的添加剂。
DE-A-3522359提出了另一种方法。其中，NPG在双螺旋挤出机中处理，然后通过一个收缩的通道挤入一个低压区、冷却并破碎成颗粒。该收缩的通道被加热，其结果是，经过通道壁的各个晶体被熔化并形成一薄膜，该薄膜在固化后形成一个包围密实的结晶材料的固体外壳(外皮)。结果，得到了具有光滑表面的无粉尘的颗粒。
上述方法需要高的设备投资。前面说明的各种方法所具有的缺点在于，必须加入一种或多种杂质。这就需要引出额外花费的处理步骤，因为必须确保将这些成分准确计量并混入熔化的NPG中。此外，这些杂质经常干扰那些具有高纯度要求的应用。
本发明的一个目的是提供一种对新戊二醇(NPG)作终处理的方法，它避免了已知方法中的缺陷，并提供具有能在储存和运输期间防止结块的形态的固态NPG。不用添加抗结块剂。
我们已经发现这个目的可由这样一种对新戊二醇作终处理的方法来实现，此方法包括对新戊二醇熔体进行冷却、结晶和粉碎，并接着将所制成的新戊二醇颗粒打包入储存或运输容器中，此方法包括，在冷却的开始阶段，在不使用冷却剂或使用具有50-120℃范围温度的冷却剂的情况下，对所述熔体冷却至少1/10分钟，并且在低于30℃的温度下对产品打包。
根据本发明，已经发现，慢速冷却到一个低于30℃的温度，能使熔化的NPG转变成可稳定储存的颗粒，如丸粒或薄片。
这种慢速冷却是这样实现的：在冷却的开始阶段，在不使用冷却剂或者使用具有50-120℃、优选为60-110℃范围温度的冷却剂的情况下，进行冷却至少1/10分钟，优选至少1分钟，特别优选至少2分钟，更特别是至少3分钟。如果不使用冷却剂，NPG熔体通过将热量传递到周围空气和热辐射而被冷却。这里术语“冷却剂”指的是流体的热传递介质，它通过与NPG接触而被加热，并在另一地点被冷却。设备元件本身，例如冷却带，不属于“冷却剂”。
NPG颗粒优选地在低于30℃的温度下被包装。
根据本发明，可以按意愿选择冷却、结晶和粉碎的顺序。一般，这个顺序由所用的冷却设备规定。
在本发明的一个实施例中，NPG熔体先被冷却和结晶，然后被粉碎。为此，至少初始冷却优选在冷却带或刨片辊上进行。这些设备本身是已知的。
在本发明的另一个实施例中，NPG熔体是先被粉碎，然后被冷却和结晶。这可以例如使用冷却带或造粒盘来实现。与上一个实施例相反，这个实施例，在使用冷却带时，不会在冷却带上产生连续的NPG膜层，而是借助于粒滴形成器或类似装置在冷却带上滴有许多粒滴。
当使用所述优选的冷却设备时，根据本发明，如上所述，首先进行缓慢的冷却。接着可以是以已知方式的快速冷却。
当冷却是在一冷却带上进行时，可以先在冷却带的第一区域，不使用冷却剂或使用温度为50-120℃的冷却剂，进行冷却；之后，在冷却带的第二区域，使用温度低于40℃、特别为5-35℃的冷却剂进行冷却。
慢速冷却是这样实现的：例如，利用一个适合的施加设备，如一个溢流堰，将熔化的NPG(熔点：约140℃)以连续膜层的形式施加到一冷却带上。在这个施加点，对该冷却带完全不做冷却或只进行温和的冷却。也可以例如利用滚筒加热对冷却带进行预热。这种预热一般与没有或只有温和冷却的区域相结合。为了使膜层具有较大的厚度，可以给冷却带装上例如橡胶或硅氧烷的侧向挡板。在使用冷却带时，膜层厚度优选为1-10mm，特别优选为2-5mm。将温度冷却到低于30℃的慢速冷却，可以完全在用于熔体固化的冷却带上进行。这里，固-固相转变能全部发生在冷却带上。也可以将部分或完全处于高温形态下的固化的产品，在另外的热交换器中降到30℃以下的温度。这些热交换器一般设置在冷却带、刨片辊或造粒盘的下游。适用的热交换器或冷却设备的例子是连续或不连续供给的板式热交换器、冷却带、螺带式输送机、冷却的螺旋输送机、带有活动内件的竖式冷却器、气动输送装置或它们的组合。
可以在将NPG颗粒分装到储存或运输容器之后，对NPG颗粒做进一步的冷却。这种容器例如可以是袋、桶和类似的容器。然而，优选地是在将产品分装入储存或运输容器之前，对其进行充分的冷却。
根据本发明，NPG颗粒可以具有任何想要的几何形状。通常，这种几何形状由所用的冷却设备和下游或上游的分割装置所确定。NPG颗粒通常为薄片状。然而，它们也可以为滴状或丸状，或其它几何形状。在产品储存期间的抗结块方面，丸状是更为特别有效的。
对成品的类型(薄片、丸粒，等)的选择，和对所述用于固化和冷却NPG的方法之一的选定，一般取决于生产场地的环境和用户的意愿。可以获得廉价的冷却，特别是利用一条单独的冷却带，该冷却带具有不同的冷却区，因而能确保对NPG熔体的慢冷却。
NPG在冷却带、刨片辊或造粒盘上的停留时间，优选为0.1-20分钟，特别优选2-15分钟，更特别是3-10分钟。
NPG在用来冷却的设备中的总停留时间，优选为4-240分钟，特别优选的是4-60分钟。
根据本发明生产的NPG颗粒的大小，按质量计，优选为0.05g-1g，这里，如上所述，各个NPG颗粒可以具有非常不同的几何形状。该几何形状取决于成品NPG所要应用的具体领域。
在单独用来冷却的冷却带上的停留时间，优选为4-20分钟，特别优选为4-10分钟。
下面用实施例说明本发明。
实施例
对照例C1
利用一挤压设备，将熔化的NPG在150℃温度下施加到宽为1.5m、长为7m的冷却带上。由于熔化的NPG的低粘度，形成一连续膜层。冷却带由通过引入时温度为约10℃的水冷却。在NPG熔体每小时500Kg的供给率下，在刮刀处获得厚为1-1.5mm的薄片。在刮刀处的产品温度是19℃。刮下的产品然后被包装在5Kg和25Kg两个袋子中。然后将袋子储存在温度为10-20℃、压力为0.5公吨/m2且没有水分的条件下。6星期后，打开袋子并做评定。两个袋子中的内容物象石块样坚硬；薄片已完全结块。对照例C1显示，结块不完全是由于在储存期间存在高温形态及其转变而引起的。虽然在打包入袋时和在储存期间温度都已被降到低于32℃，但上述产品仍趋于结块。
实施例1
使用在对照例中所述的刨片设备，液态的NPG以上述方式固化，但省去使用在对照例中所述的刨片设备，液态的NPG以上述方式固化，但省去了用冷却水的冷却。这样，冷却全由热量散失到周围中来实现。由刮刀刮下来的产品软而粘，部分呈玻璃状，具有50℃的温度。将5Kg的该产品送入板式热交换器。热交换器中板的间距为35mm。接着利用温度为10℃的1m3/h的冷却水流对产品冷却60分钟。在这期间，产品从49℃冷却到27℃。然后将产品从热交换器中取出，并按对照例所述的那样装入袋中并储存。8星期后对袋中的内容物进行检验。发现产品完全可自由流动，并且没有丝毫的结块迹象。
实施例2
熔化的NPG经一个溢流堰施加到长度为7m的冷却带上。为了预热冷却带，利用热水将回程滚筒加热到约50℃。冷却带的头4米未受冷却，而其最后的3米使用温度为8℃的冷水冷却。产品在冷却带上的停留时间为4.5分钟。在温度15℃下，如上所述，将产品装入袋中并储存。6星期后，对袋中内容物进行检查。发现产品仍保持为可完全自由流动，并且没有结块的迹象。
实施例3
利用液滴形成器将熔化的NPG以滴状施加到如例2中所述的冷却带上。得到面积为4mm/6mm、厚为2mm的拉长的丸粒。由于没有利用冷却水进行冷却，所以产品在刮刀处的温度为50℃。让产品在桶中待上一整夜。次日早晨，产品温度为25℃。固-固相的转变已全部进行完。在上述条件下存放8星期后，产品仍是可完全自由流动的，并且没有结块的迹象。

Claims (9)

1.一种用于对新戊二醇进行终处理的方法，该方法包括对新戊二醇熔体进行冷却、结晶和粉碎，并继而将制成的新戊二醇颗粒打包在储存或运输容器中，该方法包括，在冷却的开始阶段，不使用冷却剂或者使用具有50-120℃温度范围的冷却剂，冷却该熔体至少1/10分钟，并且在低于30℃的温度下将该产品打包。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，新戊二醇熔体先被冷却和结晶，然后被粉碎。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，至少最初的冷却是在冷却带或刨片辊上进行的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，新戊二醇熔体先被粉碎，然后被冷却和结晶。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，至少最初的冷却是在冷却带或造粒盘上进行的。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，当在冷却带上进行冷却时，在该冷却带的第一区域，不使用冷却剂或者使用具有50-120℃范围温度的冷却剂，进行冷却；在该冷却带的第二区域，使用具有低于40℃温度的冷却剂进行冷却。
7.根据权利要求3或5所述的方法，其中，将温度冷却到低于30℃是利用另外的热交换器实现的，所述热交换器设在该冷却带、刨片辊或造粒盘的下游。
8.根据权利要求3或5所述的方法，其中，新戊二醇在冷却带、刨片辊或造粒盘上的停留时间是0.1-20分钟。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，新戊二醇在用来冷却的设备中的总停留时间是4-240分钟。
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