DE1520327A1 - Apparat und Verfahren zur Herstellung von Polycarbonamiden - Google Patents

Apparat und Verfahren zur Herstellung von Polycarbonamiden

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DE1520327A1 DE19631520327 DE1520327A DE1520327A1 DE 1520327 A1 DE1520327 A1 DE 1520327A1 DE 19631520327 DE19631520327 DE 19631520327 DE 1520327 A DE1520327 A DE 1520327A DE 1520327 A1 DE1520327 A1 DE 1520327A1
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Description

Apparat und Verfahren zur Herstellung von Polycarbonamiden
Diese Erfindung betrifft einen Apparat und eine Methode zur Herstellung τοη Polymerisaten mit hohem Molekulargewicht, "besonders solcher, die durch Heaktionen Tom Koadensationstyp hergestellt werden wie Polyamide, Polyester und ähnliches. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf einen Apparat und auf ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung linearer Polycarbonamide, die besonders durch hohes Molekulr.rgewicht ausgezeichnet sind und auch solche Polymerisate einschließen, welche besonders für die Herstellung geformter Artikel wie Fasern, Fäden und ähnliches geeignet sind.
Die Herstellung von Polymerisaten durch lineare Kondensation polymerisierbarer Reaktionsprodukte hat in den verschiedensten Industriezweigen eine immer größer werdend« wirtschaftliche Bedeutuag erlangt. Infolge dieser iaaer annehmenden wirtschaftlichen Bedeutung sind neue Apparaturen und verbesserte Produktion» verfahr en, diß Produkt« το»
höherer Qualität auf eiaer wirtschaftlicheren Bails al«
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bisher liefern, absolut notwendig*
Bei der Bildung eolcher linearer Polymerer, insbesondere solcher» die die Eigenschaft haben,au Filmen oder Fasern verarbeitet au werden, kann da» polymere Endprodukt ein Polyamid sein, welches aus flüssigen Komponenten gebildet wird, worin alle Substanzen eingeschlossen sind, die Polyamide bilden können. In einem Beispiel zur Bildung von Polyamiden v/ie Nylon oder ähnliches wird eine Lösung von Polyamid bildenden Komponenten, die gewöhnlieherweise asser oder andere Lösungsmittel enthalten, erhöhtem Druck und Temperaturen, die zur Bildung von Polyamiden notwendig sind, unterworfen, um die Reaktion zu ermöglichen, die zur Polykondensation und Bildung von Polyamiden führt» Im Verlauf der Polykondensation atoaer Polyamid bildenden Komponenten nimmt die Viskosität der Polyamidreaktionsmasse in bekannter "eise au, und es wurde festgestellt, daß bei verwendung der bisher bekannten Polymerisationsapparaturen die viskose Heaktionsmasse teilweise in einem relativ imbe?/e fc>jn mtc \ iyaikaliseh trägen Zustand verweilt, besonders Im letr-ten Stadium eines Polykondensationprocesses, in dam die EwaktionsEiasac -normalerweise einer ungünstigen Jünergiezufuhr unterworfen ist. Auf Grund dieser energetischen Varhältniose wäfci ©ik! d#r Polykondentatlon und auf Grund der zunehmenden Yi sico si tat der Beaktionsmass· wird der tatsächliche Verlauf der PolykondensatlonsprOMsee gehemmt, indem die Ketten bildende Reaktion der Amiaoenden mit den Carbozylenden wesentlich erschwert ist und indem beträohtliche Schwierigkeiten erfahrungsgemäß bei der Entfernung des Wassers aus dem Reaktionsgemisoh' auftreten» Auf Grund der Neigung des R«aktionswas8ere,in der Reaktionsmssse fest» zuhaften, ergibt sich die Möglichkeit, daß sich die Polykondensationsprozesse umkehren oder nioht wie noramlerweise voll« ständig ablaufen, wobei ein Polyamidendprodukt von minderer
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Qualität gebildet wird.
Bei der Verwendung der heute üblichen Polykonden-•ationsapparaturen haben eich weitere Schwierigkeiten ergeben, nicht nur infolge der ungünstigeren Seraperaturverhältnieee, diemit der Verwendung der bisher bekannten Apparaturen, in denen eich die Reaktionsmasse befindet, verbunden sind, sondern auch infolge der ungünstigen Verhältnisse des Wärmetransportes» der durch die Konstruktionsmerkmale dieser Apparate verursaoht ist* Infolge dieser Nachteile wurde nun festgestellt, daß in dem letzten Stadium des Prozesses die Beaktionsmaese auf hohen iemptratüren über eine lange Zeit gehalten werden muß, um eine Verdampfung der flüchtigen Produkte herbeizuführen und eine vorteilhafte Beendigung der Polykondensationsreaktion zu fördern. Das Erhitzen der. das Polymerisat bildenden Korn· ponenten mit derjenigen, die oben beschrieben sind, für längere Zeit auf höhere Temperaturen, verursacht einen durch die Hitze bedingten Abbau oder eine Umwandlung der resultierenden Polymerisate· Zusätzlich erfolgt, wenn sich der Prozeß dem Bad· nähert und der Druck des ganzen Systems erniedrigt wird, um flüchtige Substanzen wie das Reaktionswasser oder ähnliche Substanzen auszutreiben,ein übermäßiger Ensrgieverlust innerhalb des Systems· Während dieser plötzlichen Druckerniedrigung erfolgt ein heftiges Verspritzen der Eeaktionsmaese an die Wände und in die Röhren innerhalb des Systems, was zusätzlich den Wärmetransport in die Reaktionamasse erschwert und was die Bildung von Brooken unerwünschten Materials, das allgemein als Gel bezeichnet wird, verursacht· Obwohl die chemisch· Zusammensetzung dieses Gels nicht genau bekannt ist, weiß man, daß dies« Produkte nicht einwandfrei sind und ein· VermiüJ·- rung des Polymerisate β und Endproduktes in der Qualität bedeuten und für deren Reinigung und Entfernung zusätzlich· Arbeitsgeräte in Anspruch genommen werden müssen. Ss wurden
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eahlreiche Anordnungen vorgeschlagen, um dl· Reaktionemasee in der notwendigen turbulenten Bewegung halten iu können und somit gute färmettbertragungeverhältniese gu schaffen besondere während dee letzten Stadiums der Polymerisation» afcer alle konnten da· Problem der Ctelbildung und des themi schen Abbaues dee Polymerisates nicht erfolgreich lösen·
Ss iet allgemein bekannt» daß im letzten Stadium der Polykondensation die viskose Lösung und das umgebende Gas die überführung des Wassere oder ähnlicher Reaktionsprodukte Ton dem flüssigen Zustand in die Grasphase beeinträchtigt. α Wie oben bereits erwähnt» ist die .Entfernung des Wassers aus dem Äeaktionsgemlsch absolut notwendig, um den PoIykondemjationeprozeß erfolgreich durchführen au können. Ea 1st daher in höchstem Maße erwünscht, daß eine maximale Wassermenge oder ähnliches Material,das bei der Vereinigung der Moleküle, weiche der Polykondensation unterworfen werden, entsteht, in wirksamer reise während des letzten Stadiums äer Polykondensation entfernt wird.
Einen ersten Gegenstand dieser ürfindung stellt daher ein neuer und. bisher nicht beschriebener Ajparat dar und ein Verfahren rur Hereteilung von Polyamiden mit einer merklich erhöhten T-roduktionskapaeität gegenüber don bisher existieren-
P den Ρο1νκβ:·-ι Kptionegystemen ssur Herstellung von Polyamiden. üin weii-irc. ■■ Gc ;eaßtand diener 'irfindung ist ein neuer Appcrr.t ΛΤ:'- <■:':■. ν ~>*fuhren ziir Untertlrüc'amg und filiminierung for ΪΛΧύ-jM, iiiee .jjicbt ejirramU'reian polymeren Gels Innerhall) ciö3 iTl/'meriKf-.-tionssyetome bei der Herstellung von Polyamiden.
Mn weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist ein Apparat und ein Verfahren, um den thermischen Abbau von Polymeren im letcten Stadium der Polymerisation zu verhindern·
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Bin w*ittr»r Segenetand dieser Brfindung ί»\ ein neuer und nicht beschriebener Apparat und tin Verfahren» wodurch die Verwellselt de* Polymerisates in dem Bndabechnitt dee Polymerisations system· abgekürit wirdt
Hn weiterer Gegenstand dieser Erfindung let ein neuer, nicht beschriebener Apparat und ein Verfahren tür Herstellung τοη Polyamiden» die ein höheres Molekularge*· wicht besitzen» als dies bisher möglich war»
Weitere Gegenstände und Vorteile dieser Erfindung werden aus der -vorliegenden diesbezüglichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen ersichtlich«
Ein abschließender Gegenstand dieser Erfindung eonließlieh ist eine Reaktionaaieohung, welche in der Lage ist» Polymere zu bilden und rorzugswelse ein wässrige lösung der Salze von Diaminen und Dicarbonsäuren einschließt» I» der Anfangsphase des neuartigen Proaeeses wird das Reaktionsgemlsch erhöhten Temperaturen unterworfen und einen geeigneten Druck»um teilweise den Wassergehalt des Reafctionsgeaieehes zu rerdampfen. Der Hüokstand nach dieser Verdampfung wird !Temperatur- und Druckbedingungen unterworfen» die im fortschreitenden Maße den Hauptanteil des Reaktionsgemische· in ein Polykondensatlonsprodukt überführen, wobei da« Reaktionswasser oder ähnliche Substanzen» die bei der Verbindung der Moleküle des Reaktlonsgemiseheβ entstehen, entfernt werden· Dieses teilweise polymerlsierte Reaktionsgemisch, das in ein Polymereβ mit einem noch höheren Molekulargewicht umgewandelt werden kann, wird kontinuierlich und tangential in ein konisch geformtes Gefäß übegeführt» wobei das viskose Polymere als dünner 7ilm entlang den Seiten dieses
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geformten defäseee gewirbelt wird und dann in den Wirbel fällt und somit der Sampfetrom oder ähnlich· gasförmige Subitanaen zur Basis dee Konus oder zur Spitse des konischen Oefäesee gelangen kann und so in einfacher Weise au« dem System entfernt werden kann. Xm Aneohlufl daran wird da· viskose Reaktionsgemische aus dem der Hauptanteil des Dampfe» oder ähnlicher gasförmiger Substanzen entfernt worden i«t, fällt auf Grund seines Gewichtes oder τοη dem Wirbel getrieben durch das leonische QeIaQ in das folgende und lttate Gefäß, dessen IConatruktionsmerkmale bekannt sind und in dem die endgültige Polykondensation stattfindet» unbeeinflußt von dem Reaktionewaeser oder ähnlichen gebildeten gasförmigen Substanzen« Falls eine »usMtzllche Entfernung des Dampft· notwendig ist, kann ein inertes Gas, das mit de« 3y»t«i nioht reagiert, im Oegeneturm zu der Heaktionemasse verwendet werden.
Auf diese Weine können maximale Mengen de· Reaktion·· wassere oder ähnlicher Bubstanzen aus dem Polykondensationeprodukt einfach und wirksam entfernt werden· Da· Terspriteen der Reaktionemasae an die Wände des !Dampframme· dee Keeeels wird verhindert und die Wärmeübertragung in da· Reaktion·· gemisch wird durch den Kontakt des Materials mit der heiflen Oberfläche als dünner film wesentlich verbessert· Infolge der Verschiebung de· Ctlslohgewichtes der Reaktion in Richtung des Polymeren wird in einer kürzeren Zeit ein höherer Polymeri· ■atlonsgrad erreicht, wobei gleichzeitig die Kapazität der bisher bekannten Apparaturen wesentlich erhöht wird, ohne eine notwendige Vergrößerung der feile der Apparatur·
Die Erfindung kann« was den apparativen Aufbau und ihre Wirkungsweise betrifft, am besten durch die folgend· Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Xeiohnungen
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Terstlndlich gemacht werden. Abbildung 1 «teilt «in m«§gl*ichgewioht οdir
läagramm dar, welche» den dtr Erfindung entsprechenden Polymerieationsproeeß darstelltf
Abbildung 2 ist dtr AufriJB eines Schema», das dlt
Erfindung darstellt und da· Abbildung 1 •Ic BeaktionsgefäS» in dem die rorle t*te Polyaerieationsstufe abläuft» beseiehnet
Abbildung 3 ist ein seitlicher Aufriß de» Schema» τοπ
Abbildung 2j und« Abbildung 4 »teilt eine Modifikation der Zeiohnungtn
von Abbildung 2 und 3 dar.
Obwohl im allgemeinen alle geeigneten Komponenten» welche Polymere bilden, in dem neuartigen Apparat und nach dem verbesserten Verfahren ent»preohende Erfindung Torwendet werden können, werden diejenigen Subetanetn berorsugt, die eine Poljkondensation eingehen und die in der Lage eind, Verbindungen τοη hohem Molekulargewicht bu liefern» wie »· B. diejenigen» die die Fähigkeit haben» Fasern tu formen. Unter diesem Gesichtspunkt »oll die neue Methode dieser Brfindung beschrieben werden.
Komponenten» welche Polymere bilden können und die geeignet sind sur Herstellung τοη faserbildenden Polymeren» können τοη dem Typus sein» aus dem Polyamide gebildet werden können» und es handelt sich um die Herstellung τοη Polyamiden» die auch das im Handel hergestellte ffylon mit einschließen, auf die sich die Beschreibung der Brfindung in besonderem MaJe richten wird·
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• 0 .
In der Abbildung 1 let ein schematisohes ?ließdiagramm aufgeführt, welches das neuartige Terfahren iur Herstellung linear Ternetzter Polymerer entsprechend der Brfindung darstellt. Die für das in Abbildung 1 angegebene Terfahren notwendige Polymerlsationsapparatur besteht au« eimern Terdaaipfer, einem Reaktlonsgefäß, einem Gefäß zur Druckentspannung, und getrennten Reaktionsgefäfie, in denen die Torletzte und letzte Stufe des PolymerisationsTorganges abläuft. Der Verdampfer 1 wird kontinuierlich mit dem Reaktion· gemisch» welches aus einem Gemisch primärer und sekundärer organischer !Diamine und organischer Dicarbonsäuren oder deren Salze bestehen kann oder aus einem polymerisierbaren Monoamin τοη organischen Säuren, beschickt· Dabei kann es sich um die üblichen Typen τοη Wärmeaustauschern handeln» wie Schalen- und Röhrenverdampfer, in denen das Reaktionagemiach durch Entfernen des zum Lösen der an der Reaktion beteiligten Substanzen notwendigen Lösungsmittels unter den Bedingungen erhöhter Temperatur und Druokes konzentriert wird· Zum Beispiel wird eine polyamidbildende Salzlösung bestehend aus einer 45-90 <igen wässrigen Lösung des aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure gebildeten Salzes auf 105-115 ° 0 unter geeignetem Druck 20-30 Minute», erhitzt, wobei die wässrige Lösung des Reaktionsansatzes auf 60-75 Gewichtsprozent oder höher konzentriert wird. Je nach den Temperatur- und Druokbedingungen kann dabei bereits eise geringe Polymerisation stattfinden.
Die in dem Verdampfer 1 konzentrierte Lösung de· Reaktionsgemisohes wird kontinuierlich in das Reaktionsgefäfl 2 eingebracht, in dem die eigentliche Polykondensation einsetzt. Das Reaktionsgefäß 2 kann eine der bekannten mit Wärmeaustauscher Tersehenen Arten τοη Gefäßen sein, welohes
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da* Reaktionsgemiseh kontinuierlich passiert, wobei es Hits· und Druck ausgesetst ist* Siesea Gefäß kann ähnlioh wi· der Terdampfer 1 ausgebildet sein· Um eine Polykondensation der konsentrierten SaI«lösung au« Adipinsäure und Hexamethylendiamin iu ersielen, wird die 60-75 gewiohtsprosentlge wässrige Lösung, die aui dem Yerdampfer kommt, auf ungefähr 2350C «rhitet und einen Druck τοη ungefähr 240*260 Ib. pro Quadrat»oll für 30 Minuten bis drei Stunden auegesetzt« Die Reaktionsmasse wird während der Polykonden«- eation in Bewegung gehalten, um die Bedingungen der Wärmeübertragung su verbessern und flüchtige Reaktionsprodukte, wie dae aus den Salelöeungen stammende Wasser und das Reakticnewasser kontinuierlich aus dem System entfernen su können.
Vaoh einer ausreiohenden Terweilseit im Reaktionsgefäß wird das teilweise polymerisiert« Keaktlonsgemisoh kontinuierlich aus dem Beaktlonsgefgd entfernt und in dem folgenden Gefäfl der Apparatur, dem Sntepannungsgefäfl 3, einer Druoktntspannung unterworfen. In diesem Batspannungsgefäfi wird die teilweise polymerleierte Beaktionsmasse rasoh auf den herrschenden atmosphärischen Druck gebracht, wobei das in dem Reaktionsgemlseh eingeschlossene Wasser oder ähnliohe flüssige Polymerisationsprodukte verdampft oder plutslioa aus dem Be· aktlonsgemisoh entfernt werden und es dadurch su einer weite* ren Zunahme des Polymerisationsgrades in den folgenden Ar*- beitssohrltten kommt. Während des plötzlichen Austritts diener Substansen 1st es notwendig, dem Beaktlonsgemlsoh mehr Wärme ruzuführen, um die bei dem Terdampfen des eingeschlossenen Wassers oder anderer flüssiger Substansen verlorene Energie su ersetsen.
Ss wird darauf hingewiesen, dafl die oben beschriebenen
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Schritte des Pelymarisationsyerfahrens und die dasu be* nötigten App&raturam, wie «ie im allgsmeine» ro» der la· dv.*trie Tnrwendtt warden, Ir da» neue Terfahren und für die neue Apparatur entsprechend dieser Erfindung alt be« kannt Übernommen worden »Ina» Die Angaben von Temperatur und Druck wie euch die einzelnen folgen der Arbeitssohritte, wie oben angegeben, dienen nur war Erläuterung» Selbstrerständlich sind Abweichungen innerhalb dee Bereiches der Brfindung möglich, um au dem teilweise polymerieierten Re* aktionsprodukt, wie as aus dem Intspannungsgefäß 5 entnommen wird, zu gelangen» Eb wird ferner darauf hingewiesen» daß die Polykondensation des aus dem EntepannungsgefäB 3 erhaltenen Reaktlonagemisohes nicht vollständig ist und eins susätzliohe !Polykondensation, wobei ein Polymerisat τοη höherem Molekülargewioht gebildet wird» nicht nur wünschenswert ist, sondern sogar notwendig ist, um ®ln aufriedenstellendes Endprodukt,wie es als Polymerisat 6 angegeben ist, asu erhalten«
Das aus dem Entepannungegsfäfl 3 erhaltene teilweis· polymerisiert Reaictidnsgamisoh besitzt eine äußeret hohe TiskositKt und kann nur sohwer gehandhabt werden. Die heftige Reaktion, die sich bei der Druckentspannung abspielt j rerursaoht die Bildung einer schaumigen Misahung τοη riskosem Reaktionsprodukt, restlichem Lesungsmittel und Kondensationenebenprodukten, die alle sowohl als. flüssigkeiten als auoh gasförmig rorllegen. Weiterhin tragen gewisse Busätis, die sur Erhöhung der Zdohtbeetändigkeit, Hitzebeständigkeit oder anderer wünßcliensv^erter Üigensohaften des Polymerisates sugesetst werden, eu einer Vergrößerung des Problems der Schaumbildung bei) dabei wird durch den Zusats manoher dieser Stoffe das Problem der Schaumbildung kritisch, so daS ihr«
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In dta bisher bekannten Apparaturen und Ker-■tellungsrerfahren unmöglich w*r. Di··· sohaumige Mischung wird kontinuierlich in da· ReaktionagefäB 4, in dem dl· vor·» lets*· Polyaerieationsstufe abläuft·» eingebracht und dort au· dieser Mischung dünn· mim· hergestellt, was eine leichte äntferrnmg restlioher Löeungeaittel und Kondensationenebenprodukte au« dem System in der (lasphase ohne Terluet an Beaktlonsgemlsoh erlaubt. Das Vorliegen des Reaktionsge· mieohee al· dünner film erlaubt weiterhin «in· ausgeseloh· net« Wärmeübertragung auf da· Reaktionegemiseh und führt eo in unerwartet kurier Zeitdauer su einer Vollendung der Polykondenvation und damit su einem Polymerisat mit höhere» Molekulargewicht» als ·· mit den bisher bekannten Apparaturen und Herstellungsverfahren möglich war«
Die Auebildung der dünnen Filme erfolgt in dem Reaktionegefäfl durch kontinuierlich« Beschickung, die horizontal und tangential erfolgen muH» eine· vertikalen und zylindrischen Abschnittes am oberen Bnde de· Reaktionsge·» fäfies 4- mit der echaumigen Reaktlonsmas··· Di· in wirbelnder Bewegung befindlich· Mas·· wird erhitst und fällt odor wird über einen unteren Abschnitt de· Heaktionegefäßes At der al· •tumpfer Kegel ausgebildet 1st, in das Reaictionsgefäß 5 befördert, in de» die Bndkondeneation stattfindet* Xm sentralen Teil des ReaktionsgefäJes 4 wird ein Dampfraum aufrecht erhalten, über den restliehe Lösungsmittel und Dampfe von lebenprodukten der Kondensation·reaktion rasch und wirksam abgesogen werden können, was von einem sentralen Abschnitt am oberen Bade des ReaktionsgefäSes 4 aus geschieht» Sin inertes Sas, das mit dem Reaktionsgemische dessen lösungsmitteln und den Reaktionsnebenprodukten nioht reagiert, kann im Gegenstrom su der flieSrichtung des Heaktionsgemlsoh.es
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durch das Reaktionegtfäf 4 geleitet warden, um Ale gebildeten DÄapf· Eu entfernen. Bevoreugte Ausführungen dee Reaktionsg·- fäßea 4 elnd In den Abbildungen 2, 5 und 4 angegeben, dl· später im eineeinen besprochen werden» In dem verwendeten Beispiel eines Reaktionsansatzes zur Polyamidherstellung wird die temperatur dee Ileaktionegemlsches im Reaktion* gef IUi 4 bei 260 ° C gehalten» wobei der Druck Jeweils für ein· r-olymerisafbildung von gewünschtem Molekulargewicht gewählt wird.
Me letzte Arbeltsetufe zur kontinuierlichen Polymerisation das Reaktionsgemisches kann in dem Reaktionegefäß 5 vollendet werden, "-slchas eine in der einschlägigen Technik an sich bekannte Ausgeytaltung aufv-eisan und beispielsweise als Bndbehandlungß-Reaktionsgefäß mit Horizontalsohnecke ausgobildet sein kann und notwendigerweise so aufgebaut lit, dafl es die Teile des beschriebenen Apparates durch geeignet· Abführung der polymerleierten Reaktionsmasse aus d«r Apparatur ergänzt, ohne die Bildung von Taschen zn ermöglich·», in denen das Polymerisat stagnieren kann· Der Druck in dem fäß 5 kann atmosphärisch sein, kann aber auch über oder dem atmosphärischen Druck liegen, die Temperatur dee Reaktion·· gomisches kann auf 260 ° C bis 300 ° C gehalten w«rd«n, 3· nachdem, welche Eigenschaften des lolymerieatee gewüneoht werden. Nach der erforderlichen Verweilzait im Reaktionegefü· 3, die zwißohen zehn Minuten und drei Stunden betragen kann, liegt das Polymerisat 6 von extrem hoher Qualität und frei τοη thermischen Abbauprodukten ror.
In den Abbildungen 2 und 3 ist die Anaioht de· Reaktionegofäßes 4 im Seitenriß In einer bevorzugten Konstruktion dargestellt· Das Reaktionsgemlech aus dem R«aktlon*g·- fäß 3 gelangt bei 7 durch den ülnlaßstutzen 8 in Aas
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Reaktloaegefäfi 4 und wirbelt in horizontaler Rlohtung 1» Absohnitt 9« wobei dünnt fil»· gebildet werden, die in den stumpfen legelabschnitt 10 fallen, um bei dem Au·· lafi»tutsen 11 auasutreten und über den Binlafl 12 in da· ReaktionsgefÄS 5 «u gelangen· Der Dampf der restlichen Lösungsmittel und de· eingeschlossenen Wassers kann τοη dem Reaktionsgemisch bein Herabfallen der filme über da· Reaktionsgef&fi 4 entwelohen oder werden über ^en Dampf· ablaS 13 abgesogen· Der Kessel 14 de« Rea^tionegefäBee ist mit einen Doppelmantel 15 versehen, wodurch ein ringförmiger Baum gebildet wird, der von einem üblichen EeIi* medium wie Dampf» Dowthermdämpfe oder anderes durchströmt wird. Dieser Dampfraum 16 kann auch alle Sin- und AuslaS-e tut Ben, durch die das Reaktionsgemisoh tritt, umgeben und wird mit dem Helsdampfraum 19 des Reaktlonsgefäflas 5 über die flansche 17 und 18 rerbunden. Die flansche 20 und 21 sind für eine Verbindung des Reaktionsgefafies 4 mit der Leitung aur Entfernung der Ztösungemitteldampfe (nicht dargestellt) und Bur Beschickung des ReaktionsgefäSes (nioht darge· stellt) τοrgesehen. Die Ylansohe 22 und 23 dienen, falls notwendig, zum Zwecke der Inspektion und Reinigung des ReaktionsgefäSes 4. Geeignete öffnungen (nicht dargestellt) an beliebigen Stellen können sum Zwecke der Temperatur- und Druck* messung itu Reaktionsgut, im abdestillierten Dampf, Heisdampf und anderes, angebracht werden·
In Abbildung 4 ist eine Modifikation des Reaktionsge·» fftdes 4 dargestellt, die mit einer Torrichtung sur Entleerung des Reaktionsgemieohes aus dem Gefäß versehen ist. Diese Modifikation gleicht dem Konstruktionsplan in Abbildung 2 und 3, wobei alle entsprechenden Seile mit den gleichen Zahlen rersehen sind« Die Kodifikation nach Abbildung 4 let mit einer Förderschnecke 24 und Sehraubenfortsätsen 25 versehen,
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die bsi 26 angetrieben wird über die Kupplung 27 und da· Lager 28« DIt Ventile 29 und 30 können, falle notwendig» al β öffnungen sum Ablassen des Dampfes 31 dienen«
II» Beispiel für die Vorteils und Fortschritte, die durch Verwendung dieser Apparatur und dieses Herstellungsverfahren« tntepreehönd der Erfindung bei der Darstellung Ton. Polyamiden gewonnen werden» sind in Tabelle 1 angeführt* Ifs die Werte der !Tabelle 1 »u erhalten» wurde eine kontinuierliche Polymerls&tionsapparatür mit und ohne Reaktioaagefftß 4 bei verschiedenen Buröhsatsgeeohwinöigkeiten an Polymerisat, bei konstanter Temperatur und JDruok verwendet und die relative Viskosität des polymeren iöndproduktee gemessen» iSe ist in Fachkreisen hinreichend bekannt, dai die relatire Viskosität ein Maß für das Molekulargewicht des Polymerisates darstellt und iöentieoh ist mit dem Verhältnis der Viskosität des Polymeren bei einer vorgegebenen Verdünnung in Ameisensäure dividiert durch die Viskosität der Ameisensäure» wobei beide Viskositätsmessung^ bei gleichen Temperaturen erfolgen müssen»
Tabelle 1
Relative Viskosität produktion an Poly- Ohne He- Mit He- ^ merisat in Ib, pro Stunde aktionsgafäfl 4 aktionsffefäfl
1250 49-50 53-55
1600 44-46 53-55
2000 40 49-50
Aus der obigen Tabelle ist klar eraiohtlich, daß bei konstantem Molekulargewicht die mit dem Reaktionsgef&S 4 versehene Apparatur Eur Herstellung von Polymeren zu einem höheiao: Ausstoß an Polymerisat führt, oder bei konstantem Produktions-
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durohsats ein Polymer·· mil; einem höheren Molekulargewicht pro&usiert, oder »sides durch die Terwenduag der neuartigen Apparatur und de· Verfahrens» wie Ia dieser Brfindung angegeben, erreicht werden kann· Dies wird durch die Satsaohe belegt» daß bei einer ralatlren Tiekoeität de» Polymerisates ▼on 49-50 die Produktionerate mit dieser Apparatur τοη 1250 auf 2000 lbs· pro Stunde steigt und bei einer konstanten Produktionsrate tob. 1250 lbs«pro Stunde die relative Tiekoeität des Polymerisatee τοη 49-50 auf 55-55 sunimat· Welter«· hin wird die gleichseitige Sunahme der relativen Viskosität des Polymerisates und Sunahme der Produktionsrate eines Polymerisates mit verbesserter relativer Viskosität dadurch demonstriert, dafl bei Verwendung der in dieser Erfindung angegebenen Apparatur, Polymere mit einer relativen Viskosität von 53*55 bei einer Produktionsrate von 1600 lbs* pro Stunde gewcaneu werden, gegenüber einer Produktion eines Polymeren mit einer relativen Viskosität von 49-50 bei einer Produktionerate von 1250 lbs* pro Stunde bei Verwendung der bisher auf diesem (tablet bekannten Apparaturen·
Zusätzlich lassen sloh sowohl die Produktionerat· als auch die relative Viskosität wesentlich daduroh verbessern, daß Im degenstromverfahren ein das, das wie oben beschrieben, gegenüber dem Seaktlonsansats inert ist, in Verbindung mit der in dieser Erfindung beschriebenen Apparatur und ait dsm Herstellungsverfahren verwendet wird. Be lassen sieh Polymere mit einer relativen Viskosität von 58-60 bei einer Duroheatsrate von 2000 lbs· pro Stunde gewinnen» wenn die übrigen Ie* dingungen die gleichen sind wie in dem Ansats, die sur Srsteilung der Tabelle 1 durchgeführt wurden«
Da viele ansoheinend sehr unterschiedliche Beispiele für diese Crrindung gemacht werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Bereich dieser Erfindung absuweiehen* wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht nur auf die hler angeführten Beispiele beschränkt bleibt·
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Claims (11)

Patentansprüche
1. Apparatur, dia dem Heaktionsgefäß, in dem die letzte Polymer!eationsstufe abläuft, vorgeschaltet ist und der Heretellung synthetischer linearer Polymerisat· dient, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem inneren und äußeren Reaktionegefäß besteht, wobei ein ringförmiger Hohlraum gebildet wird, das innere Gefäß im wesentlichaikreieförmig angebrachte horizontal· Querprofile besitzt, das Polymere durch im wesentlichen tangential zu dem inneren Reaktionsgefäß nahe an einem Ende angebrachte Querprofile in das inner· Reaktionsgefäß geleitet wird, ein eich verjüngender Auelaßstutzen vorhanden ist, der das Polymerisat, nachdem dieses in wirbelnder Bewegung das innere Reaktionsgefäß durchlaufen hat, sammelt und aus dem Gefäß herausführt und eine Vorrichtung den Dampf im Gegenstrom au der Beförderungerichtung des Polymeren aus dem inneren Reaktionsge- - faß leitet.
2. Eine Apparatur zur kontinuierlichen Herstellung eines synthetischen linearen Polymerisates, das die stets wiederkehrende Carbonsäureamidgruppe, die von wenigstens zwei Kohlenstoffatomen getrennt sein muß, als wesentlichen Bestandteil der Hauptkette des Moleküle besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Apparatur da· polymerisatbildende Reaktionsgemische aus dem das eben charakterisierte Polymerisat entstehen kenn, unter Druck erhitit wird, wodurch die Reaktionsmasse In ein Polymerisat übergeführt wird, das noch weiterhin in ein Polymer·· von höherem Molekulargewicht umgewandelt werden kann, wobei das Reaktionswasser eliminiert werden muß, und als
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• Vt -
fortsohritt ein Heaktionsgefäß besitzt, in dem ein vor der Endstufe liegender Polymerisat!onsschritt durchgeführt wird und das aus einem Reaktionsgefäß besteht mit einem im wesentlichen zylindrischen oberen Abschnitt mit wenigstens einem Ende, einem als stumpfen Kagel ausgebildeten Teil, der das Gefäß nach unten abschließt, mit Vorrichtungen, welche eine tangentiale Einführung de« Polymerisates, das weiter umgewandelt werden kann, in den zylindrischen Teil erlauben, mit Vorrichtungen, durch welche das Polymere von höherem Molekulargewicht aus dem als stumpfen Kegel bezeichneten Teil entfernt werden kann und mit Vorrichtungen, um das Heaktionswasser aus dem Endstück herausleiten zu können«
3. Sine Apparatur zur kontinuierlichen Trennung von vl3koeesi Material und Wasser, das darin mitgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen vorhanden sind, die durch das Haoh-außen-Sohleudern des bezeichneten viskosen Materials und des mitgeführten Dampfes dünne Filme ausbilden, daß weiterhin diese bezeichneten dünnen filme aus dem viskosen Material erhitzt werden können und das viskose Material spiralförmig in einer Hiohtung bewegt werden kann, die der Strömungsrichtung des ausgetriebenen Dampfes im wesentlichen entgegengesetzt ist,
4, Bine Apparatur zur kontinuierlichen Trennung von viskoeem Material, das mitgeführten Dampf enthält, dadurch gekenn· zeichnet, daß da· Heaktionsgefäß einen zylindrisch ausgebildeten feil besitzt mit einem verschlossenen Endstück und einen al« stumpfen Kegel auegebildeten feil, der »1% dem zyllndtiaohen fell verbunden ist und der zylindrisch· fell «o ausgebildet ist, daß das viskos· und daapfhaltig«
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Material im wesentlichen tangential eingeführt wird und der im wesentlichen als stumpfer Kegel ausgebildete Teil eo ausgerüstet ist, daß das viskose Material entfarnt werden kann und das Bndstüok des zylindrischen Tails ©ine Vorrichtung zum Abziehen des mitgeführten Dampfes besitzt.
5. Verfahren zur Herstellung synthetischer linearer Polymerer, welche die stets wiederkehrende Garbonsäureamidgruppe, die von wenigstens zwei Kohlenstoffatomen getrennt wird, als wesentlichen Bestandteil der Hauptkette de» Moleküls besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein polymerisatbildendes Eeaktionegemisch, das zur Herstellung der bezeichneten Polymeren führt, unter Druck erhitzt wird, wobei die Realctionsmasse in ein Polymerisat übergeführt wird, das untar Eliminierung des Reaktione- - assers in ein Polymeres mit höherem Molekulargewicht umgewandelt werden kann, und das als Fortsohritt eine derartige kontinuierliche 3uiltiirung des teilweiee umgesetzten Produktes in »in stationär behoiztes abgeschlossenes Gefäß, das einen sich verjüngenden Auslaßetutsen besitzt, beinhaltet, daß aas Produkt in wirbelnder Bewegung gegen die Innenseite des Krurneβ geschleudert wird und so im Zentrum des in wirbelnder Bewegung befindlichen Produktes ein leerer Dampfraum gebildet wird, wobei da· in Wirbelbewegung befindliche Produkt au dem eich verjüngenden Auslaßstutsen fortbewegt wird und das auegetriebene Reaktionewasθer in dem Bampfraum im wesentlichen in Gegenstrom zn dem Produkt fortgeleitet wird*
6« Verfahren nach Anspruch 5, daduroh gekennzeichnet, daß die V'eiterbewegung des in wirbelnder Bewegung befindlichen Produktes zu dem sich verjüngenden Auelaßetutien durch dl« eigene Schwerkraft erfolgt·
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* ORIGINAL
7. Herstellungsverfahren nach Anspruch. 5, dadurch gekennzeichnet, daß da* ausgetriebene Reaktionewasβer durch ein inertes das fortgeleitei; T\rird.
8. Herstellungsverfahren naoh Anspruch 5# dadurch gekenn· zeichnet, daß die Weiterbewegung des in wirbelnder Bewegung befindlichen Produktes zu dem sich verjüngenden Auelaßstutzen durch die eigene Schwerkraft erfolgt und das ausgetriebene Reaktionswasser durch ein inertes Gas fortgeleitet wird.
9. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von polymerem Hexamethylenaamoniumadipats, dadurch gekennzeichnet, daß das Hexamethylenammoniumadipat in tfasssr gelöst wird, die resultierende Lösung zum Zweck der Wasserverdampfung erhitzt wird, der Rückstand nach der Verdampfung erhöhten Temperaturen und Druck ausgesetzt wird, um das Haxamethylenammoniumadipat in ein Polymerisat überzuführen, das unter ISliminierung des Heaktionawassere in ein Poly* mere ε mit höherem Molekulargewicht umgewandelt werden kann und das "teilweise umgesetzte Produkt wieder atmosphärischem Druck ausgesetzt wird und dass als Portschritt in einer Endvorstufe das wasserhaltige, teilweise umgesetzte Produkt tangential in ein stationär beheiztes Gefäß so eingeführt wird, daß infolge der zentrifugalen Bewegungekomponente eine etrudel- und ringförmige Schicht des Polymerisates entsteht, das einen in Inneren gelegenen Raum umschließt, der zum Abziehen des Dampfes dient, wobei das teilweise umgesetzte Produkt mit gesteigertem Molekulargewicht in der einen Richtung des Gefäßes und der freigesetzte Wasserdampf aus dem bezeichneten Raum zum Abziehen dee Dampfes in einer der Bewegungsrichtung des bezeichneten Produktes im wesentlichen entgegengesetzten Richtung befördert wird«
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10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7# dadurch gekennzeichnet, daß «um Auetreiben des freigesetzten Wasserdampf e β ein inertes Gas verwendet wird«
11. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausstoßen des teilweise umgesetzten Produktes mit verbessertem Molekulargewicht mechanische Vorrichtungen" verwendet werden.
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