NO115360B

NO115360B -

Info

Publication number: NO115360B
Application number: NO149825A
Authority: NO
Inventors: E Brignac
Original assignee: Monsanto Chemicals
Priority date: 1962-08-24
Filing date: 1963-08-23
Publication date: 1968-09-23
Also published as: DE1280873B; BR6461412D0; LU44311A1; NL6408919A; DK113321B; GB1011849A; BR6461413D0; CH443229A; SE320368B; GB1011850A; GB1050453A; NL144279B; OA00939A; FR3957M; BE636533A; NL297048A; FR1410207A; SE300986B; NL6408283A; NL132128C

Description

Apparat og fremgangsmåte til fremstilling av polymerisater med høy molekylvekt, som polyamider, polyestere og lignende. Apparatus and method for producing polymers with high molecular weight, such as polyamides, polyesters and the like.

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat The present invention relates to an apparatus

og en fremgangsmåte ved fremstilling av høy-molekylære polymerisater, særlig dem som fremstilles ved reaksjoner av kondensasjonstypen, and a method for the production of high-molecular polymers, particularly those produced by condensation-type reactions,

som polyamider, polyestere og lignende. Mere such as polyamides, polyesters and the like. More

spesielt angår oppfinnelsen et apparat og en in particular, the invention relates to an apparatus and a

fremgangsmåte til kontinuerlig fremstilling av method for continuous production of

lineære polycarbonamider av en type som kjen-netegnes ved høy molekylvekt, innbefattende linear polycarbonate amides of a type characterized by high molecular weight, including

dem som er særlig nyttige til fremstilling av those that are particularly useful for the production of

formede artikler som fibre, filamenter og lignende. shaped articles such as fibres, filaments and the like.

Fremstillingen av lineære kondensasjons-polymerisater fra polymer-dannende reaktanter har antatt økende kommersiell viktighet i The production of linear condensation polymers from polymer-forming reactants has assumed increasing commercial importance in

forskjellige industrier. På grunn av denne økende kommersielle viktighet er nye apparater og different industries. Because of this growing commercial importance, new devices and

forbedrede fremgangsmåter som gir produkter improved processes that yield products

med forbedret kvalitet på en mere økonomisk with improved quality at a more economical

måte, nødvendig.way, necessary.

Ved fremstillingen av slike lineære polymerisater, særlig den type som har egenskaper som innbefatter film- og fiberdannende egenskaper, kan sluttpolymerisatet være et polycarbonamid som fremstilles fra flytende materialer innbefattende polycarbonamiddannende reaktanter. I et eksempel på dannelsen av polycarbonamider, som nyloner og lignende, underkastes en oppløs-ning av polyamiddannende materiale som vanligvis inneholder vann eller annet oppløsnings-middel, overtrykk og polyamiddannende temperaturer for å utføre den polykondensasjons-eller polyamiddannende reaksjon. Ettersom poly-kondensasjonen av polyamiddannende materialer skrider frem, øker viskositeten av polyamid-reaksjonsmassen på velkjent vis, og det har vist seg at ved anvendelse av hittil kjent polymerisasj onsapparatur er deler av den viskøse reaksjons-masse tilbøyelige til å forbli i en relativt stagner-ende eller fysikalsk inert tilstand, særlig i de senere trinn av polykondensasjonsprosessen hvori massen vanligvis utsettes for forhold med redusert energi. Disse polykondensasj onsforhold sammen med den økende viskositet av massen er tilbøyelig til å hindre det effektive forløp av polykondensasjonsprosessen idet poly-foreningen av aminene med carboxylender hindres sterkt og ved at betraktelige vanskeligheter møtes ved fjerning av vann fra reaksjonsmassen. Som følge av tilbøyeligheten av reaksjonsvannet til å forbli i massen, er der en tendens for polykondensasjonsprosessen å reverseres og ikke for-løpe til den normale avslutning, og derved danne et polyamidsluttprodukt med dårlig kvalitet. In the production of such linear polymers, especially the type that has properties that include film- and fiber-forming properties, the final polymer can be a polycarbonate that is produced from liquid materials that include polycarbonate-forming reactants. In an example of the formation of polycarbonate amides, such as nylons and the like, a solution of polyamide-forming material, which usually contains water or other solvent, is subjected to overpressure and polyamide-forming temperatures to carry out the polycondensation or polyamide-forming reaction. As the polycondensation of polyamide-forming materials progresses, the viscosity of the polyamide reaction mass increases in a well-known manner, and it has been shown that when using hitherto known polymerization apparatus, parts of the viscous reaction mass tend to remain in a relatively stagnant state. end or physically inert state, particularly in the later stages of the polycondensation process in which the pulp is usually exposed to conditions of reduced energy. These polycondensation conditions, together with the increasing viscosity of the mass, tend to hinder the effective progress of the polycondensation process, as the poly-union of the amines with carboxyl ends is greatly hindered and considerable difficulties are encountered when removing water from the reaction mass. As a result of the tendency of the water of reaction to remain in the mass, there is a tendency for the polycondensation process to reverse and not proceed to the normal termination, thereby forming a polyamide end product of poor quality.

Ytterligere vanskeligheter har oppstått ved anvendelsen av den nuværende polykondensa-sjonsapparatur, ikke bare som følge av de ener-verende reaksj onsforhold som ligger i anvendelsen av den kjente apparatur og som reaksjonsmassen utsettes for, men også som følge av dår-lige varmeoverføringsbetingelser som ligger i konstruksjonen av slik apparatur. På grunn av disse ulemper har det vist seg i de siste trinn av fremgangsmåten at reaksjonsmassen må holdes ved høyere temperaturer i lengere tidsrom for å bevirke fordampning av flyktige produkter og fremme en gunstig fullføring av polykondensa-sjonsreaksjonen. Å holde polymerdannende materialer som de som er beskrevet ovenfor, ved høyere temperaturer i relativt lange tider bevirker termisk avbygning eller degenerering av den dannende polymer. Ettersom fremgangsmåten nærmer seg fullstendighet og systemtrykkene reduseres for å «flashe» av flyktige materialer, som reaksj onsvann og lignende forbindelser, inntrer dessuten store varmetap i systemet. Under denne plutselige trykkreduksj on inntrer der en voldsom spruting av reaksjonsmassen på veggene og rørene i systemet, hvilket ytterligere begren-ser varmeoverføringen til reaksjonsmassen og fremmer dannelsen av kladder av uønskede materialer som vanligvis betegnes som «geler». Skjønt den kjemiske sammensetning av disse geler ikke helt forståes, er det kjent at de er uheldige og bevirker en betraktelig nedsettelse i kvaliteten av sluttpolymerisatet foruten at de nødvendiggjør nedstengning av apparaturen for rensning og fjernelse av gelene. Forskjellige konstruksjoner har vært foreslått for å holde reaksjonsmassen i en passende turbulent tilstand og fremme gode varmeoverføringsbetingelser, særlig under de siste trinn av polymerisasjonen, men alle har mislyktes i å overvinne på en tilfredsstillende måte problemene med gelering og termisk avbygning av polymeren. Further difficulties have arisen in the use of the current polycondensation apparatus, not only as a result of the energizing reaction conditions inherent in the use of the known apparatus and to which the reaction mass is exposed, but also as a result of poor heat transfer conditions inherent in the construction of such equipment. Because of these disadvantages, it has been found in the last stages of the process that the reaction mass must be kept at higher temperatures for longer periods of time in order to effect evaporation of volatile products and promote a favorable completion of the polycondensation reaction. Holding polymer-forming materials such as those described above at elevated temperatures for relatively long periods of time causes thermal degradation or degeneration of the forming polymer. As the process approaches completion and system pressures are reduced to "flash" volatile materials, such as reaction water and similar compounds, large heat losses occur in the system. During this sudden pressure reduction, a violent splashing of the reaction mass occurs on the walls and pipes of the system, which further limits the heat transfer to the reaction mass and promotes the formation of clumps of unwanted materials which are usually referred to as "gels". Although the chemical composition of these gels is not fully understood, it is known that they are unfortunate and cause a considerable reduction in the quality of the final polymer, in addition to necessitating the shutdown of the apparatus for cleaning and removing the gels. Various designs have been proposed to maintain the reaction mass in a suitably turbulent state and promote good heat transfer conditions, particularly during the final stages of polymerization, but all have failed to satisfactorily overcome the problems of gelation and thermal degradation of the polymer.

Det er vel kjent at i sluttrinnene i polykon-densasjonen er den viskøse væske og omgivende gass tilbøyelig til å begrense fjernelsen av vann eller lignende reaksj onsprodukt, fra væskefasen til gassfasen. Som nevnt ovenfor, er frigjørelsen av vann fra reaksjonsmassen kritisk viktig for en vellykket utførelse av polykondensasjonsprosessen. Det er derfor meget ønskelig at en maksi-malmengde av vann eller lignende materiale som skyldes foreningen av molekylene som undergår polykondensasjon, fjernes effektivt i sluttrinnene av polykondensasj onen. It is well known that in the final stages of polycondensation, the viscous liquid and surrounding gas tend to limit the removal of water or similar reaction product, from the liquid phase to the gas phase. As mentioned above, the release of water from the reaction mass is critically important for a successful performance of the polycondensation process. It is therefore highly desirable that a maximum amount of water or similar material resulting from the union of the molecules undergoing polycondensation is effectively removed in the final stages of the polycondensation.

Det er derfor et første mål med foreliggende opåpfinnelse å skaffe en ny apparatur og fremgangsmåte for i betydelig grad å øke produksjonskapasiteten av nuværende polymerisasj ons-systemer til fremstilling av polyamider. It is therefore a first aim of the present invention to provide a new apparatus and method to significantly increase the production capacity of current polymerization systems for the production of polyamides.

Et annet mål ved oppfinnelsen er å skaffe et nytt apparat og fremgangsmåte for å under-trykke og eliminere uønsket polymer-geldan-nelse i polymerisasjonssystemet ved fremstilling av polyamider. Another aim of the invention is to provide a new apparatus and method for suppressing and eliminating unwanted polymer gel formation in the polymerization system when producing polyamides.

Nok et mål ved oppfinnelsen er å skaffe et apparat og en fremgangsmåte for å hindre termisk avbygning av polymeren i sluttrinnene av polymerisasj onssystemet. Another aim of the invention is to provide an apparatus and a method for preventing thermal degradation of the polymer in the final stages of the polymerization system.

Et ytterligere mål for oppfinnelsen er å skaffe en ny apparatur og fremgangsmåte for å nedsette oppholdstiden av polymeren i «finisheren» i polymerisasjonssystemet. A further aim of the invention is to provide a new apparatus and method for reducing the residence time of the polymer in the "finisher" in the polymerization system.

Nok et ytterligere mål for oppfinnelsen er å skaffe et nytt apparat og fremgangsmåte for Yet another further aim of the invention is to provide a new apparatus and method for

fremstilling av polyamider med høyere molekylvekter enn tidligere mulig. production of polyamides with higher molecular weights than previously possible.

Målene ved oppfinnelsen nåes ved anvendelsen av en polymerdannende reaksj onsmasse som i den foretrukne spesielle utførelsesform innbefatter en vandig oppløsning av et diamin-diba-sis carboxylsalt. I begynnelsesfasen av den nye fremgangsmåte underkastes reaksjonsmassen en forhøyet temperatur ved et passende trykk for å fordampe noe av vannoppløsningen fra reaksjonsmassen. Residuet fra fordampningen utsettes for temperatur- og trykkbetingelser for å overføre progressivt hoveddelen av reaksjonsmassen til et polykondensasj onsprodukt under fjernelse av reaksj onsvann eller lignende forbindelse som dannes ved en forening av molekylene i reaksjonsmassen. Den delvis polymeriserte reaksj onsmasse, som kan undergå videre overføring til en høymolekylær polymer, føres kontinuerlig og tangentielt inn i et konisk for-met kar hvori tynne filmer av den viskøse polymer hvirvler rundt sidene av det formede kar, derpå faller mot bunnen av kjeglen og tillater bobler av damp eller lignende gassformig materiale å stige fra bunnen av kjeglen til toppen av det koniske kar og fjernes enkelt fra systemet. Deretter faller den viskøse reaksj onsmasse hvorfra hoveddelen av damp eller lignende gass-formige materialer er fjernet, ved tyngden eller drives gjennom spissen av det koniske kar til et «finishing»-kar av kjent konstruksjon hvori sluttpolykondensasj onen finner sted uhindret av reaksj onsvann eller lignende innesluttede gass-formige materialer. Gass som er inert overfor systemet og som strømmer i motstrøm til reaksjonsmassen, kan eventuelt anvendes for å hjelpe på dampfjernelsen. The aims of the invention are achieved by the use of a polymer-forming reaction mass which, in the preferred particular embodiment, includes an aqueous solution of a diamine-di-sis carboxyl salt. In the initial phase of the new process, the reaction mass is subjected to an elevated temperature at a suitable pressure in order to evaporate some of the water solution from the reaction mass. The residue from the evaporation is exposed to temperature and pressure conditions to progressively transfer the main part of the reaction mass to a polycondensation product while removing reaction water or a similar compound that is formed by a union of the molecules in the reaction mass. The partially polymerized reaction mass, which can undergo further transfer to a high molecular weight polymer, is fed continuously and tangentially into a conical shaped vessel in which thin films of the viscous polymer swirl around the sides of the shaped vessel, then fall towards the bottom of the cone and allows bubbles of steam or similar gaseous material to rise from the bottom of the cone to the top of the conical vessel and is easily removed from the system. Then the viscous reaction mass from which the main part of steam or similar gaseous materials has been removed falls by gravity or is driven through the tip of the conical vessel into a "finishing" vessel of known construction in which the final polycondensation takes place unhindered by reaction water or the like trapped gaseous materials. Gas which is inert to the system and which flows countercurrently to the reaction mass, can possibly be used to help steam removal.

På denne måte fjernes da maksimale mengder av reaksj onsvann og lignende materialer fra polykondensasj onsproduktet enkelt og effektivt. Sprutning av reaksjonsmassen på veggene av damprommene i karet er eliminert, og varme-overf øringen til reaksjonsmassen er forbedret ved å skape tynne filmer av materialet på de oppvarmede overflater. Høyere polymerisasj ons-grader er mulig på kortere tider ved å drive likevekten av reaksjonen i den retning, og sam-tidig økes kapasiteten av den nuværende appa- råtur betydelig uten nødvendighet for en full-stendig skalaøkning av apparaturdelene. In this way, maximum amounts of reaction water and similar materials are removed from the polycondensation product simply and efficiently. Splashing of the reaction mass on the walls of the vapor spaces in the vessel is eliminated, and the heat transfer to the reaction mass is improved by creating thin films of the material on the heated surfaces. Higher degrees of polymerization are possible in shorter times by driving the equilibrium of the reaction in that direction, and at the same time the capacity of the current apparatus is increased significantly without the necessity for a complete scale increase of the apparatus parts.

Oppfinnelsen både med hensyn til dens oppbygning og utførelse, vil best forståes fra den etterfølgende beskrivelse lest sammen med vedlagte tegninger hvor: fig. 1 er et prosesskjema eller diagram som illustrerer polymerisasj onsprosessen utført ifølge oppfinnelsen, The invention, both with regard to its structure and execution, will be best understood from the following description read together with the attached drawings where: fig. 1 is a process diagram or diagram illustrating the polymerization process carried out according to the invention,

fig. 2 er et enderiss av en anordning ifølge oppfinnelsen og er vist i fig. 1 som «forfinisheren», fig. 2 is an end view of a device according to the invention and is shown in fig. 1 as the "pre-finisher",

fig. 3 er et sideriss av anordningen vist i fig. 2, og fig. 3 is a side view of the device shown in fig. 2, and

fig. 4 er en modifikasjon av anordningen vist i fig. 2 og 3. fig. 4 is a modification of the device shown in fig. 2 and 3.

Skjønt i allminnelighet et hvilket som helst egnet polymerdannende materiale kan behand-les i den nye apparatur og ved den forbedrede fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, foretrekkes de materialer som er istand til å undergå polykondensasj on og er istand til å danne høymole-kylære forbindelser, f. eks. de som har fiberdannende egenskaper. Det er under henvisning til disse at den nye fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen vil bli beskrevet. Although in general any suitable polymer-forming material can be treated in the new apparatus and by the improved method according to the invention, those materials which are able to undergo polycondensation and are able to form high molecular weight compounds are preferred, e.g. e.g. those that have fiber-forming properties. It is with reference to these that the new method according to the invention will be described.

Polymerdannende materialer egnet for fremstilling av fiberdannende polymerer kan være av en type fra hvilke polycarbonamider fremstilles, og det er for fremstilling av polycarbonamider, hvilket innbefatter de kommersielt fremstilte nyloner, at beskrivelsen av oppfinnelsen vil bli rettet spesielt på i det etterfølgende. Polymer-forming materials suitable for the production of fiber-forming polymers can be of a type from which polycarbonate amides are produced, and it is for the production of polycarbonate amides, which includes the commercially produced nylons, that the description of the invention will be particularly directed at in what follows.

I fig. 1 er der vist skjematisk et prosesskjema for en utførelsesform av den nye fremgangsmåte til fremstilling av lineære polymerer ifølge oppfinnelsen. Polymerisasj onsapparat som anvendes for å utføre trinnene ved fremgangsmåten i fig. 1, innbefatter en fordamper 1, en reaktor 2, en «flasher» 3, en «forfinisher» 4 og en «finisher» 5, hvorved man får polymeren 6. En reaksj onsmasse som kan innbefatte en blanding av organisk primært eller sekundært diamin og organisk toverdig carboxylsyre, salt derav eller en polymeriserbar monoaminoorganisk syre mates kontinuerlig inn i fordamperen 1 av en hvilken som helst kjent varmevekslertype, såsom en skall- og rørfordamper, hvori reaksjonsmassen konsentreres ved fjernelse av oppløs-ningsmiddelmediet i reaksjonsmassen under for-høyede temperatur- og trykkbetingelser. Eksem-pelvis kan en oppløsning av polyamiddannende salt, en 45—50 %'ig vandig oppløsning av hexa-methylenammoniumadipat, oppvarmes til en temperatur på 105—115° C ved passende trykk 1 ca. 20 til 30 minutter for å konsentrere den vandige oppløsning av reaksjonsmassen til 60— 75 vekt'% eller mere. Avhengig av temperatur-og trykkbetingelsene kan oligomerisasjon av<1>reaksjonsmassen også begynne deri. In fig. 1 schematically shows a process diagram for an embodiment of the new method for producing linear polymers according to the invention. Polymerization apparatus used to carry out the steps in the method in fig. 1, includes an evaporator 1, a reactor 2, a "flasher" 3, a "prefinisher" 4 and a "finisher" 5, whereby the polymer 6 is obtained. A reaction mass which may include a mixture of organic primary or secondary diamine and organic divalent carboxylic acid, a salt thereof or a polymerizable monoamino organic acid is continuously fed into the evaporator 1 of any known heat exchanger type, such as a shell and tube evaporator, in which the reaction mass is concentrated by removing the solvent medium in the reaction mass under elevated temperatures and pressure conditions. For example, a solution of polyamide-forming salt, a 45-50% aqueous solution of hexamethyleneammonium adipate, can be heated to a temperature of 105-115° C at suitable pressure 1 approx. 20 to 30 minutes to concentrate the aqueous solution of the reaction mass to 60-75% by weight or more. Depending on the temperature and pressure conditions, oligomerization of the<1>reaction mass can also begin therein.

Reaksjonsmasseoppløsningen, konsentrert i fordamperen 1, mates kontinuerlig til reaktoren 2 hvori polykondensasj onen utføres. Reaktoren The reaction mass solution, concentrated in the evaporator 1, is continuously fed to the reactor 2 in which the polycondensation is carried out. The reactor

2 kan være kar av en hvilken som helst varmevekslertype hvorgjennom reaksjonsmassen be-veges kontinuerlig under tilførsel av varme og trykk, og kan være av lignende type som fordamperen 1. For å få polykondensasj on av den 2 can be a vessel of any heat exchanger type through which the reaction mass is moved continuously under the supply of heat and pressure, and can be of a similar type to the evaporator 1. In order to obtain polycondensation of the

konsentrerte vandige saltoppløsning av adipin-syre og hexamethylendiamin kan den 60—75 vekt%'ige vandige oppløsning far fordamperen concentrated aqueous salt solution of adipic acid and hexamethylenediamine can the 60-75% by weight aqueous solution father the evaporator

oppvarmes til ca. 235° C og underkastes et trykk heated to approx. 235° C and subjected to pressure

på ca. 16,8 til 18,3 kg/cm- overtrykk i 30 minutter til 3 timer. Massen som undergår polykondensasj on kan omrøres for å forbedre varme-overføringsbetingelsene, og flyktige produkter, såsom gjenværende oppløsningsvann og reaksj onsvann, kan fjernes kontinuerlig fra systemet. of approx. 16.8 to 18.3 kg/cm overpressure for 30 minutes to 3 hours. The mass undergoing polycondensation can be stirred to improve heat transfer conditions, and volatile products, such as residual solution water and water of reaction, can be continuously removed from the system.

Etter tilstrekkelig oppholdstid i reaktoren 2 kan den delvis polymeriserte reaksj onsmasse fjernes kontinuerlig fra denne og føres til en trykkreduksj onsenhet eller «flasher» 3. Inne i «flasheren» kan den delvis polymeriserte reaksj onsmasse hurtig bringes til praktisk talt atmo-sf æretrykk, og okkludert vann, eller lignende polymerisasj onsprodukt i væskefasen i massen for-dampes eller «flashes» fra massen, hvilket tillater en ytterligere økning i polymerisasj onen i påfølgende trinn ved fremgangsmåten. Under «flashingen» foretrekkes det å tilføre varme til reaksjonsmassen for å erstatte den som fjernes ved fordampningen av det okkluderte vann eller annet lignende væskefasemateriale. After sufficient residence time in the reactor 2, the partially polymerized reaction mass can be continuously removed from it and taken to a pressure reduction unit or "flasher" 3. Inside the "flasher", the partially polymerized reaction mass can be quickly brought to practically atmospheric pressure, and occluded water, or similar polymerization product in the liquid phase of the mass is evaporated or "flashed" from the mass, which allows a further increase in the polymerization in subsequent steps of the method. During the "flashing" it is preferred to add heat to the reaction mass to replace that which is removed by the evaporation of the occluded water or other similar liquid phase material.

Det vil forståes at de ovenfor beskrevne trinn i polymerisasj onsfremgangsmåten og -apparaturen som anvendes ved den nye fremgangsmåte og apparatur ifølge oppfinnelsen er vel kjent og har vært alminnelig anvendt i industrien. Temperatur- og trykkverdiene såvel som den spesielle rekkefølge av trinn som er omtalt ovenfor, er bare for å illustrere. Det er klart at avvikelser fra dette kan gjøres innenfor rammen av oppfinnelsen for å få den delvis polymeriserte reak-sjonsmasse som taes ut av «flasheren» 3. Det på-pekes videre at reaksjonsmassen som forlater «flasheren» er ikke helt polykondensert, og ytterligere polymerisasj on derav, som fører til høy-molekylær polymer, er ikke bare ønskelig, men også nødvendig for å få et tilfredsstillende slutt-produkt vist som polymeren 6. It will be understood that the above-described steps in the polymerization process and the apparatus used in the new method and apparatus according to the invention are well known and have been commonly used in industry. The temperature and pressure values as well as the particular sequence of steps discussed above are for illustration purposes only. It is clear that deviations from this can be made within the scope of the invention in order to obtain the partially polymerized reaction mass that is taken out of the "flasher" 3. It is further pointed out that the reaction mass that leaves the "flasher" is not completely polycondensed, and further Polymerization thereof, leading to high-molecular polymer, is not only desirable, but also necessary to obtain a satisfactory end product shown as the polymer 6.

Den delvis polymeriserte reaksj onsmasse som kommer ut av «flasheren» 3 er meget viskøs og vanskelig å håndtere effektivt. Den kraftige virkning av «flashing»-trinnet bevirker en skum-aktig blanding av i det minste viskøs reaksj onsmasse, gjenværende oppløsningsmiddel og biprodukter fra kondensasjonsreaksjonen, som alle er i såvel væske- som dampfase. Dessuten er visse tilsetninger, som kan anvendes for å gi forbedret lysstabilitet, varmemotstandsdyktighet eller andre ønskede egenskaper til sluttpolyme-ren, tilbøyelig til å øke skumningsproblemene, og mange av tilsetningene kan bevirke skum-ningsproblemer som er så alvorlige at deres anvendelse utelukkes ved de tidligere kjente apparater og fremstillingsfremgangsmåter. Denne skumaktige blanding mates kontinuerlig på «forfinisheren» 4 hvori tynne filmer av blandingen dannes for å tillate forflyktigelse av gjenværende oppløsningsmiddel og biprodukter fra kondensasjonsreaksjonen til dampfasen slik at de lett kan fjernes fra systemet uten tap av reaksj onsmasse. De tynne filmer av blandingen tillater også god varmeoverføring til reaksjonsmassen for å drive polykondensasj onsreaksj onen til fullstendighet i uventet korte tider og til høyere polymer-molekylvekter enn det som har vært mulig ved tidligere kjente apparaturer og fremgangsmåter. The partially polymerized reaction mass that comes out of the "flasher" 3 is very viscous and difficult to handle effectively. The powerful action of the "flashing" step causes a foam-like mixture of at least viscous reaction mass, residual solvent and by-products from the condensation reaction, all of which are in both liquid and vapor phase. Moreover, certain additives, which may be used to provide improved light stability, heat resistance or other desired properties to the final polymer, tend to increase foaming problems, and many of the additives can cause foaming problems so severe that their use is precluded by the previous known apparatus and methods of manufacture. This foamy mixture is continuously fed to the "prefinisher" 4 where thin films of the mixture are formed to allow volatilization of residual solvent and by-products from the condensation reaction to the vapor phase so that they can be easily removed from the system without loss of reaction mass. The thin films of the mixture also allow good heat transfer to the reaction mass to drive the polycondensation reaction to completion in unexpectedly short times and to higher polymer molecular weights than has been possible with previously known apparatus and methods.

De tynne filmer dannes i «forfinisheren» ved kontinuerlig å mate den skumaktige reaksj onsmasse praktisk talt horisontalt og tangentielt til en praktisk talt vertikal og sylindrisk toppsek-sjon på «forfinisheren». Den hvirvlende reaksj onsmasse oppvarmes og tillates å falle eller drives til en lavere avkortet kjegleformig seksjon av «forfinisheren» inn i «finisheren» 5. Et damprom opprettholdes i den sentrale del av «forfinisheren» og gjenværende oppløsningsmid-del og damper av biprodukt fra kondensasjonsreaksjonen fjernes hurtig og effektivt derfra ved en sentral del i toppen av «forfinisheren». Gass som er inert overfor reaksjonsmassen, dets opp-løsningsmiddel eller -midler og reaksj onsbipro-duktene kan innføres i «forfinisheren» i mot-strøm til strømmen av reaksj onsmasse for å hjelpe til å fjerne de avdrevne damper. Foretrukne konstruksjoner av «forfinisheren» er vist i fig. 2, 3 og 4 og vil bli omtalt i detalj senere. I eksemplet på polyamidreaksj onsmassen kan temperaturen på massen i «forfinisheren» holdes ved 260—300° C og trykket kan holdes på det som er nødvendig for å danne en polymer av den ønskede molekylvekt. The thin films are formed in the "pre-finisher" by continuously feeding the foamy reaction mass practically horizontally and tangentially to a practically vertical and cylindrical top section of the "pre-finisher". The swirling reaction mass is heated and allowed to fall or be driven to a lower truncated cone-shaped section of the "prefinisher" into the "finisher" 5. A vapor space is maintained in the central part of the "prefinisher" and residual solvent and byproduct vapors from the condensation reaction is quickly and efficiently removed from there by a central part at the top of the "pre-finisher". Gas that is inert to the reaction mass, its solvent or agents, and the reaction byproducts may be introduced into the "prefinisher" countercurrent to the flow of reaction mass to help remove the stripped vapors. Preferred constructions of the "pre-finisher" are shown in fig. 2, 3 and 4 and will be discussed in detail later. In the example of the polyamide reaction mass, the temperature of the mass in the "pre-finisher" can be kept at 260-300° C and the pressure can be kept at what is necessary to form a polymer of the desired molecular weight.

Sluttrinnet i den kontinuerlige polymerisasj on av reaksjonsmassen kan utføres i «finisheren» 5 som kan være av en hvilken som helst egnet kjent konstruksjon, som den horisontale skrue«finisher», og om nødvendig bør være av en konstruksjon som utfylles de deler av apparaturen som er beskrevet ved riktig fjernelse av polymerisert reaksj onsmasse fra apparatet uten å tillate dannelse av lommer av stillestående polymer. «Finisheren» kan arbeide ved atmo-sfæretrykk, undertrykk eller overtrykk, og temperaturen på reaksjonsmassen deri kan holdes ved 260° C til 300° C avhengig av de polymer-egenskaper som ønskes. Etter den nødvendige oppholdstid i «finisheren», som kan være fra 10 minutter til 3 timer, kommer polymeren 6 av meget høy kvalitet og fri for termisk avbygning, ut av denne. The final step in the continuous polymerization of the reaction mass can be carried out in the "finisher" 5 which can be of any suitable known construction, such as the horizontal screw "finisher", and if necessary should be of a construction that complements the parts of the apparatus which is described by properly removing polymerized reaction mass from the apparatus without allowing pockets of stagnant polymer to form. The "finisher" can work at atmospheric pressure, negative pressure or overpressure, and the temperature of the reaction mass therein can be kept at 260° C to 300° C depending on the desired polymer properties. After the necessary residence time in the "finisher", which can be from 10 minutes to 3 hours, the polymer 6 of very high quality and free of thermal degradation comes out of it.

I fig. 2 og 3 er vist henholdsvis ende -og sideriss av «forfinisheren» 4 av en foretrukken konstruksjon. Reaksjonsmassen fra «flasheren» 3 går inn i «forfinisheren» 4 og 7 gjennom innløpet 8 og hvirvler horisontalt rundt seksjonen 9 under dannelse av en tynn film og faller til den avkortet kjegleformige seksjon 10 og går ut gjennom utløpet 11 til «finisheren» 5 gjennom «finisher»-innløpet 12. Damp av gjenværende opp-løsningsmiddel og okkludert vann forflyktiges fra den fallende film av reaksj onsmasse og stiger gjennom «forfinisheren» og trekkes av gjennom damputløpet 13. Omkring reaksjonsmassekaret 14 er et ytre kar 15 som danner et ringformig rom 16 som kan anvendes til å sirkulere et passende oppvarmningsmedium, som damp, «Dow-therm»-damper eller lignende. Dette damprom 16 kan omgi alle innløps- og utløpsrør for reaksjonsmassen og kan være forbundet med damp-oppvarmningsrommet 19 i «finisheren» 5 ved flenser 17 og 18. Flensene 20 og 21 er for å for- In fig. 2 and 3 respectively show end and side views of the "pre-finisher" 4 of a preferred construction. The reaction mass from the "flasher" 3 enters the "pre-finisher" 4 and 7 through the inlet 8 and swirls horizontally around the section 9 forming a thin film and falls to the truncated cone-shaped section 10 and exits through the outlet 11 to the "finisher" 5 through the "finisher" inlet 12. Vapor of residual solvent and occluded water is volatilized from the falling film of reaction mass and rises through the "prefinisher" and is drawn off through the steam outlet 13. Surrounding the reaction mass vessel 14 is an outer vessel 15 which forms an annular space 16 which can be used to circulate a suitable heating medium, such as steam, "Dow-therm" steamers or the like. This steam room 16 can surround all inlet and outlet pipes for the reaction mass and can be connected to the steam heating room 19 in the "finisher" 5 by flanges 17 and 18. The flanges 20 and 21 are for

binde «forfinisheren» til dampfjerningsrør (ikke vist) og påmatningsrøret for reaksj onsmasse tie the "prefinisher" to the steam removal pipe (not shown) and the feed pipe for reaction mass

(ikke vist). Flensene 22 og 23 er anordnet for at «forfinisheren» 4 kan åpnes for inspeksjon eller (not shown). The flanges 22 and 23 are arranged so that the "pre-finisher" 4 can be opened for inspection or

rengjøring om ønskes. Passende forbindelser cleaning if desired. Appropriate connections

(ikke vist) kan anordnes ved ønskede steder for (not shown) can be arranged at desired locations for

temperatur- og trykkmålinger i reaksjonsmassen, avgassene, varmemediet og lignende. temperature and pressure measurements in the reaction mass, the exhaust gases, the heating medium and the like.

I fig. 4 er vist en modifikasjon av «finisheren» 4 for positiv fjernelse av reaksjonsmassen derfra. Denne modifikasjon er av lignende type som anordningen vist i fig. 2 og 3 og alle num-mere refererer seg til like deler. I modifikasjo-nen i fig. 4 er der anordnet en transportskrue In fig. 4 shows a modification of the "finisher" 4 for positive removal of the reaction mass from there. This modification is of a similar type to the device shown in fig. 2 and 3 and all numbers refer to equal parts. In the modification in fig. 4, a transport screw is arranged there

24 med vinger 25, som drives ved anordningen 26 24 with wings 25, which are operated by the device 26

via koblingen 27 og som understøttes av lågere via connection 27 and which is supported by bearings

28. Ventiler 29 og 30 kan anordnes i damputløps-åpningene 31, om ønskes. Et eksempel på fordelene og forbedringene som oppnåes ved anvendelsen av apparatet og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved fremstilling av polyamider er vist i tabell 1. For å erholde de i tabell 1 angitte data ble et kontinuerlig polymerisasj onsapparat anvendt med og uten en «forfinisher» ved varierende polymer-hastigheter og konstante temperaturer og trykk, og den relative viskositet på den ferdige polymer ble målt. Som kjent er den relative viskositet et mål på molekylvekten av polymeren, og den er forholdet av viskositeten av polymeren ved en gitt fortynnet konsentrasjon i maursyre dividert med viskositeten av maursyren, idet begge viskositeter måles ved samme temperatur. 28. Valves 29 and 30 can be arranged in the steam outlet openings 31, if desired. An example of the advantages and improvements achieved by the use of the apparatus and the method according to the invention in the production of polyamides is shown in table 1. To obtain the data indicated in table 1, a continuous polymerization apparatus was used with and without a "prefinisher" at varying polymer rates and constant temperatures and pressures, and the relative viscosity of the finished polymer was measured. As is known, the relative viscosity is a measure of the molecular weight of the polymer, and it is the ratio of the viscosity of the polymer at a given dilute concentration in formic acid divided by the viscosity of the formic acid, both viscosities being measured at the same temperature.

Det fremgår klart av ovenstående tabell at der ved anvendeLse av det nye apparat og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fåes en øket produksjon av apparatet ved fremstilling av polymer av konstant molekylvekt, eller øket molekylvekt for en polymer som fremstilles i en konstant produksjonsmengde, eller begge deler. Dette fremgår av det forhold at ved en relativ viskositet på den fremstilte polymer på 49—50 er produksjonskapasiteten for apparatet øket fra 567 til 907 kg pr. time, og ved en konstant pro-duksjonshastighet på 567 kg pr. time, er den relative viskositet av polymeren øket fra 49—50 til 53—55. Videre fremgår økninger i såvel den relative viskositet av den fremstilte polymer som volummengden av fremstilt polymer med øket relativ viskositet, av det forhold at ved anvendelsen av apparatet ifølge oppfinnelsen fremstilles polymer med en relativ viskositet på 53— 55 i en mengde av 726 kg pr. time, og når tid ligere kjent apparatur anvendes kan polymer med en relativ viskositet på bare 49—50 fremstilles i en mengde av 567 kg pr. time. It is clear from the above table that when using the new apparatus and the method according to the invention, an increased production of the apparatus is obtained when producing polymer of constant molecular weight, or increased molecular weight for a polymer that is produced in a constant production quantity, or both. This is evident from the fact that with a relative viscosity of the produced polymer of 49-50, the production capacity for the device has been increased from 567 to 907 kg per hour, and at a constant production rate of 567 kg per hour, the relative viscosity of the polymer is increased from 49-50 to 53-55. Furthermore, increases in both the relative viscosity of the produced polymer and the volume amount of produced polymer with increased relative viscosity are evident from the fact that when using the apparatus according to the invention, polymer is produced with a relative viscosity of 53-55 in an amount of 726 kg per hour, and when previously known equipment is used, polymer with a relative viscosity of only 49-50 can be produced in a quantity of 567 kg per hour. hour.

I tillegg til dette kan såvel produksjonskapa-siteter som relative viskositeter forbedres betraktelig ved anvendelsen av motstrømgass, som In addition to this, both production capacities and relative viscosities can be improved considerably by the use of counterflow gas, which

er inert overfor det ovenfor beskrevne system, i is inert to the system described above, i

kombinasjon med apparatet og fremgangsmåten combination with the apparatus and the method

ifølge oppfinnelsen. Polymerer med relativ viskositet på 58—60 kan erholdes i mengder på 907 according to the invention. Polymers with a relative viscosity of 58-60 can be obtained in quantities of 907

kg pr. time når andre betnigelser anvendes enn kg per hour when terms other than

de som er anvendt for å få de data som er angitt those used to obtain the data indicated

i tabell 1. in table 1.

Claims

1. Procedure for continuous separation of a viscous material from steam contained in or formed in the viscous material in

in connection with the production of a synthetic polymer where a polymer-forming reaction mass is heated under pressure until the mass has been transferred to a polymer which, upon removal of reaction water, is transferred to a polymer with a higher molecular weight, characterized in that the viscous material is fed continuously and centrifugally towards the inside of a stationary, upright container with a circular cross-section and is given a swirling movement, as a vapor is formed on the inside of the viscous material room, and the swirling material is led to an out- run at the bottom of the container, and the released steam is carried essentially in countercurrent to the direction of movement of the product.

2. Method according to claim 1, characterized in that the emitted steam, which can be made up of evaporated reaction water, is carried away by means of an inert gas.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the swirling product is carried to the outlet exclusively by its own weight.

4. Apparatus for use in carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises an upright container (4) with an essentially circular cross-section, and which is closed at its upper end except for the outlet (13 or 29 , 30) for separated steam, and inlets (7, 8) to introduce in a practically tangential direction viscous material containing trapped steam and produce a swirling layer of this on the inner wall of the container (4), the lower of the container has an outlet (11) for the viscous material.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the outlet (11) for the viscous material is converging.