TW201500381A - 具有改良設計之管狀反應器及其使用方法 - Google Patents

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Charles R Kelman
Thomas A Micka
John P Poinsatte
Gary R West
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Abstract

本發明係關於具有至少兩種用於向管狀反應器傳熱之傳熱介質之製造聚醯胺的方法、系統及裝置。該方法可包括加熱第一可流動傳熱介質,以提供經加熱之第一可流動傳熱介質。該方法可包括由該經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱,以提供經加熱之第二可流動傳熱介質。該方法亦可包括由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。

Description

具有改良設計之管狀反應器及其使用方法 相關申請案之交叉引用
本申請案主張2013年5月1日申請之美國臨時專利申請案第61/818,320號之優先權,該文獻之揭示內容以全文引用的方式併入本文中。
聚醯胺具有適用特性,諸如使其適用於多種環境之極端耐久性及強度。諸如尼龍、芳族醯聚胺及聚(天冬胺酸鈉)之聚醯胺常用於例如地毯、安全氣囊、機器部件、服裝、繩索及軟管。尼龍-6,6(一種柔滑熱塑性材料)為一種最常用之聚醯胺。尼龍-6,6之長分子鏈及緻密結構將其限制為優質尼龍纖維,其在加熱下仍展示高機械強度、剛度及穩定性。
商業上以大規模生產設施合成聚醯胺。舉例而言,尼龍-6,6可藉由使己二胺及己二酸經歷縮合反應、形成醯胺鍵聯及釋出水來合成。在包括高壓釜或反應器、閃蒸器及精整機之一系列組件中,對反應混合物加熱且逐漸移除水以驅使平衡朝向聚醯胺,直至聚合物達到所需長度範圍。接著,將熔融尼龍-6,6擠成丸粒,其可紡成纖維或加工成其他形狀。整個生產設施需要大量加熱以使縮合反應出現且自反應混合物移除水。通常,中心加熱設施加熱充滿揮發性傳熱介質之單一加熱迴路以使介質汽化,其接著在整個設備中循環至需要加熱之各種組 件,包括反應器。
用於聚醯胺合成之一類反應器為管狀反應器。在管狀反應器加熱反應混合物時,會產生汽化水(例如蒸汽)。管狀反應器使蒸汽與反應混合物至少部分分離以自反應混合物移除水且驅使平衡朝向聚醯胺。當管狀反應器加熱反應混合物時,反應混合物中可出現快速熱變化,此舉與可污染聚醯胺產物之不合需要之副產物形成有關。快速熱變化亦可引起凝膠形成,其可積聚且最終阻塞系統之各種組件,從而需要停工並清潔反應器及其他組件,以及污染聚醯胺產物並對諸如細絲強度之特性產生負面影響。當蒸汽在管狀反應器中形成時,其會增加反應器中之壓力且形成蒸汽與反應混合物之混合物。壓力增加可使蒸汽及反應混合物以高速沿管狀反應器行進,由此可使反應混合物之溫度難以控制,且可使蒸汽與反應混合物之分離複雜化。反應器中蒸汽及反應混合物之速度高可使反應混合物氣溶膠化,由此可致使反應混合物及聚醯胺凝膠阻塞蒸汽排出口,從而需要反應器頻繁停工進行清潔。
在聚醯胺合成中,存在與使用大量揮發性材料作為傳熱介質有關之安全風險,包括著火、燃燒及健康風險,且存在諸如與使用單一設備寬之加熱迴路加熱設備之多個組件有關之效率及便利性降低之問題。
本發明可提供一種製造聚醯胺之方法。該方法可包括加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質。該方法可包括由該經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質。該方法亦可包括由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。
本發明可提供一種製造尼龍-6,6之方法。該方法可包括加熱包括 聯三苯之第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質。該方法可包括由加熱之包括二苯醚及聯苯之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質及用過之第一可流動傳熱介質。第一可流動傳熱介質、經加熱之第一可流動傳熱介質及用作之第一可流動傳熱介質可安置於一級加熱迴路中。在加熱第一可流動傳熱介質及由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,第一可流動傳熱介質、經加熱之第一可流動傳熱介質及用過之第一可流動傳熱介質可為實質上液相。向第一可流動傳熱介質傳遞之熱量及由第一可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括實質上所有顯熱。在由第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,可使第二可流動傳熱介質實質上全部汽化。該方法可包括使用過之第一可流動傳熱介質循環回加熱第一可流動傳熱介質之狀態。該方法亦可包括由經加熱之第二可流動傳熱介質向尼龍-6,6合成系統之管狀反應器傳熱。第二可流動傳熱介質及經加熱之第二可流動傳熱介質可安置於第二加熱迴路中。第二可流動傳熱介質及用過之第二可流動傳熱介質可為實質上液相。經加熱之第二可流動傳熱介質可為實質上液相。向第二可流動傳熱介質傳遞之熱量及由第二可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包括汽化熱。該方法亦可包括控制第二傳熱迴路之壓力以控制第二可流動傳熱介質之飽和溫度,其中控制飽和溫度會控制聚醯胺合成系統之管狀反應器之溫度。該方法亦可包括使用過之第二可流動傳熱介質循環回由經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱之狀態。管狀反應器可具有約75至約125公尺之長度、約25公分至約60公分之內徑及約100至約500之長度/直徑(L/D)。管狀反應器沿其長度可包括約10至約25個排出口。
本發明可提供一種製造聚醯胺之方法。該方法可包括加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質。該方法可包括 由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質。該方法可包括由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。管狀反應器可具有約75至約125公尺之長度、約25公分至約60公分之內徑及約100至約500之長度/直徑(L/D)。管狀反應器沿其長度可包括約10至約25個排出口。
本發明可提供一種製造聚醯胺之系統。該系統可包括經組態以加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質的加熱器。該系統可包括第一熱交換器,其經組態以由經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質。該系統亦可包括第二熱交換器,其經組態以由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。
本發明可提供一種製造聚醯胺之裝置。該裝置可包括經組態以加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質的加熱器。該系統可包括第一熱交換器,其經組態以由經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質。該系統亦可包括第二熱交換器,其經組態以由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。
本發明可提供一種製造尼龍-6,6之裝置。該裝置可包括經組態以加熱包含聯三苯之第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質的加熱器。該裝置可包括第一熱交換器,其經組態以由經加熱之第一可流動傳熱介質向包含二苯醚及聯苯之第二可流動傳熱介質傳熱,以提供經加熱之第二可流動傳熱介質及用過之第一可流動傳熱介質且將用過之第一可流動傳熱介質循環回第一熱交換器中。第一可流動傳熱介質、經加熱之第一可流動傳熱介質及用作之第一可流動傳熱介質可安置於一級加熱迴路中。在加熱第一可流動傳熱介質及由經加 熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,第一可流動傳熱介質、經加熱之第一可流動傳熱介質及用過之第一可流動傳熱介質可為實質上液相。向第一可流動傳熱介質傳遞之熱量及由第一可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括實質上所有顯熱。此外,在由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,可使第二可流動傳熱介質實質上全部汽化。該裝置可包括第二熱交換器,其經組態以由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱從而提供用過之第二可流動傳熱介質且使用過之第二可流動傳熱介質循環回由經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱之狀態。第二可流動傳熱介質及經加熱之第二可流動傳熱介質可安置於第二加熱迴路中,該第二加熱迴路經組態以控制第二傳熱迴路之壓力以控制第二可流動傳熱介質之飽和溫度。控制飽和溫度可控制聚醯胺合成系統之管狀反應器之溫度。第二可流動傳熱介質及用過之第二可流動傳熱介質可為實質上液相。經加熱之第二可流動傳熱介質可為實質上液相。此外,向第二可流動傳熱介質傳遞之熱量及由第二可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱。管狀反應器可具有約75至約125公尺之長度、約25公分至約60公分之內徑及約100至約500之長度/直徑(L/D)。管狀反應器沿其長度可包括約10至約25個排出口。
本發明可提供優於其他製造聚醯胺之方法、系統及裝置之優點,至少一些優點出乎意料。若含有揮發性(例如氣體)傳熱介質之加熱迴路有洩漏點,則洩漏材料可擴散至洩漏點周圍之整個空間。若揮發性傳熱介質易燃,則洩漏可在洩漏點周圍之整個空間引起爆炸或著火風險。另外,汽化傳熱介質可使安全風險遠超過緊鄰洩漏點。若出現洩漏點使聚合物材料進入一級加熱迴路,則在用於加熱一級加熱迴路之爐中形成焦炭可產生明顯著火風險。與含有揮發性傳熱介質之加 熱迴路相比,含有非揮發性傳熱介質(例如液體)之加熱迴路可較安全。若出現洩漏點,則在洩漏點周圍非揮發性洩漏材料一般會移動至底板,從而主要限制靠近洩漏點處及洩漏點之下方區域的任何著火及安全風險,且與揮發性材料相比具有較低爆炸風險。若出現洩漏點使聚合物材料進入一級加熱迴路,則加熱器中來自成焦管之著火風險可明顯地較小。
非揮發性材料之單一迴路或使用其中具有非揮發性材料之二級加熱迴路因使用顯熱由加熱迴路向管狀反應器傳熱而可經歷局部高溫,由此可使管狀反應器之加熱難以控制。與在用以加熱管狀反應器之加熱迴路中使用非揮發性材料有關之缺點可藉由使用本發明之各種實施例避免:在一或多個二級加熱迴路(各用於加熱一或多個組件,包括至少一個管狀反應器)中使用揮發性材料(例如在所用溫度及壓力下,當加熱時實質上會使該材料汽化且在冷卻之後會濃縮),同時使用含有非揮發性傳熱介質(例如在所用溫度及壓力下,在加熱時及在冷卻之後該材料實質上保持仍為液體)之一級加熱迴路以加熱二級加熱迴路。二級迴路可用以主要使用潛熱(例如汽化熱)向組件傳熱來加熱管狀反應器及任何其他視情況存在之組件,宜易於控制溫度,同時避免使用大量揮發性材料且避免使用單一加熱迴路以加熱所有組件。
使用加熱用於加熱管狀反應器之高揮發性傳熱介質之二級迴路的低揮發性傳熱介質之一級迴路可易於確定用於管狀反應器之加熱迴路中之洩漏點。舉例而言,若洩漏點出現於用以加熱設備周圍之若干組件(包括管狀反應器)的其中具有汽化傳熱材料之單一加熱迴路中,整個迴路必須停工以對洩漏點進行維修或熄滅藉由洩漏供養之著火,從而使大部分設備離線,此舉可為不便且昂貴的。然而,藉由在特定於管狀反應器之二級迴路中含有汽化傳熱材料,二級迴路中之洩漏點僅需要維修彼迴路,而其餘設備可繼續正常操作。在各種實例中,藉 由在中一級迴路使用非揮發性傳熱介質及藉由避免使用大量揮發性易燃傳熱介質,降低與使用揮發性傳熱材料有關之安全風險。舉例而言,與含有汽化傳熱材料之大迴路中之洩漏點相比,含有液相傳熱材料之大一級迴路中之洩漏點之危險性可能較小。
使用傳熱材料之單一迴路可將可用於傳熱之材料的溫度限於窄溫度範圍內。將其中具有揮發性傳熱介質之二級迴路用於管狀反應器可使得易於控制傳熱介質之溫度。可使用一級迴路汽化二級迴路中之揮發性材料,可使其冷凝以向管狀反應器中傳熱。可調節二級迴路內之壓力以控制傳熱介質之飽和溫度,由此精確控制二級迴路中揮發性傳熱介質汽化及冷凝之溫度,從而與製造聚醯胺之其他方法、系統及裝置相比較大程度地控制設備組件之溫度。當採用多個二級迴路時,各含有揮發性傳熱介質,可易於控制各二級迴路中傳熱介質之飽和溫度。
使用具有揮發性傳熱材料(氣相(vapor/gas phase))之單一迴路最初可涉及將傳熱材料加熱至遠超過設備之各組件所用之溫度。此舉可致使傳熱材料過熱(例如對於既定壓力達到溫度高於飽和溫度)。若需要嚴格之溫度控制,則需要額外複雜性以移除過熱以獲得溫度均一性。在多個實施例中,二級迴路可允許在二級迴路中使用處於或極接近飽和溫度之傳熱材料,由此在較不複雜之設備下獲得高度溫度均一性。在多個實施例中,對於傳熱而言,相對於過熱蒸氣使用飽和蒸氣可能更有效。若蒸氣明顯過熱,則首先在冷凝發生之前使蒸氣冷卻至飽和溫度。過熱蒸氣之傳熱係數低於冷凝蒸氣。在多個實施例中,使用與其他方法或裝置相比較小過熱之呈飽和蒸氣形式之傳熱材料允許既定表面積傳遞更多熱量,或允許較小表面積實現等量傳熱。在多個實施例中,諸如在需要高熱之一部分製程中,在一級加熱迴路中使用低揮發性液體且在二級迴路中使用冷凝蒸氣可減小傳熱面積(製程容器尺 寸)。
管狀反應器可過速地加熱聚醯胺反應混合物,此舉可致使形成可污染所需聚醯胺產物之不合需要之副產物。快速熱變化亦可致使凝膠形成,其可積聚且最終阻塞系統之各種組件,從而需要停工並清潔反應器及其他組件。快速熱變化可在所產生蒸汽中產生較大二胺損失。快速熱變化可增加反應混合物之氣溶膠化,由此可致使反應混合物及聚醯胺凝膠阻塞蒸汽排出口,從而需要反應器更頻繁地停工進行清潔。本發明可提供一種管狀反應器,與其他管狀反應器相比其可為長度較長、具有較小直徑中之至少一者或具有較大長度/直徑比,由此可使反應混合物更緩慢且平緩地加熱至目標溫度。本發明可提供一種管狀反應器,與其他管狀反應器相比,其具有較大表面積/體積比,從而使得更平緩地加熱反應混合物。因此,本發明可提供一種管狀反應器,其在聚醯胺合成期間產生較少不合需要之副產物,較少有凝膠形成及累積,需要較不頻繁地停工並清潔,且反應混合物中之二胺損失較少。
管狀反應器可具有由反應器之進入端至離開端增加之直徑。若沿長度之直徑的擴展率過快,則反應器可使聚醯胺反應混合物過快冷卻,從而致使反應混合物凝膠及凝固,由此可需要更頻繁地使反應器停工進行清潔。本發明可提供一種管狀反應器,具有可能足以使反應混合物之凝膠及凝固減少或減至最少之小擴展率,因此與具有較大擴展率之其他管狀反應器相比需要較不頻繁地停工並清潔。本發明可提供一種管狀反應器,與具有較低擴展率或無擴展率之其他管狀反應器相比,其具有其足以使反應器之進入端至離開端之壓力降低以適當地自反應混合物中更有效地移除水之大擴展率。
管狀反應器中蒸汽及聚醯胺反應混合物之速度高可使反應混合物氣溶膠化,由此可致使反應混合物及聚醯胺凝膠阻塞蒸汽排出口, 從而需要反應器頻繁停工進行清潔。管狀反應器內之速度高亦可使其難以控制反應混合物之溫度。本發明可提供一種管狀反應器,與其他管狀反應器相比,其具有可沿長度更多或更理想分佈之排出口,使得經由產生蒸汽而加速反應混合物可減少或減至最少,由此可減少氣溶膠化且簡化反應混合物之溫度控制。本發明可提供一種將溶劑(諸如水)注入排出管線中之方法,該方法可使排出管線中凝膠或其他材料之形成或積聚減少或減至最少。減少或減至最少之氣溶膠化或注水可提供一種與其他管狀反應器相比需要較不頻繁地停工並清潔的管狀反應器。
在多個實施例中,管狀反應器可具有大量排出口及位於排出口之間的間隔,由此提供與其他管狀反應器相比較大比例之環形流,從而在反應混合物與反應器之間產生與其他管狀反應器設計相比較高傳熱之面積。舉例而言,一些實施例在排出口之間具有與其他管狀反應器相比較大之間隔以提供較佳環形流,該等其他管狀反應器具有較小空間且經歷沿反應器頂部有空氣泡或沿反應器底部反應混合物形成近似半圓柱之流態。舉例而言,一些實施例在排出口之間具有與其他管狀反應器相比較小之間隔以提供較佳環形流,該等其他管狀反應器具有較大空間且經歷反應混合物之局部閃蒸及栓塞流態。
1‧‧‧管狀反應器
2‧‧‧入口
3‧‧‧出口
4‧‧‧平直段
5‧‧‧彎曲段
6‧‧‧排出口
10‧‧‧製造聚醯胺之系統或裝置
15‧‧‧加熱器
20‧‧‧第一可流動傳熱介質
21‧‧‧製造聚醯胺之系統或裝置
25‧‧‧一級加熱迴路
30‧‧‧經加熱之第一可流動傳熱介質
35‧‧‧第一熱交換器
36‧‧‧第三熱交換器
40‧‧‧第二可流動傳熱介質
41‧‧‧第二可流動傳熱介質
45‧‧‧二級加熱迴路
46‧‧‧二級加熱迴路
50‧‧‧經加熱之第二可流動傳熱介質
51‧‧‧經加熱之第二可流動傳熱介質
55‧‧‧第二熱交換器
56‧‧‧第四熱交換器
不一定按比例繪製之圖式一般以舉例的方式而非以限制的方式說明本發明。
圖1說明根據各種實施例之管狀反應器。
圖2說明根據各種實施例之系統或裝置。
圖3說明根據各種實施例之系統或裝置。
目前詳細參考所揭示標的之某些實施例,其實例部分地在附隨 圖式中加以說明。儘管所揭示之標的結合所枚舉申請專利範圍而描述,但應瞭解所例示之標的不意欲將申請專利範圍限於所揭示之標的物。
以範圍格式表示之值應以靈活的方式解釋為不僅包括明確敍述為範圍界限之數值,而且包括彼範圍內所涵蓋之所有個別數值或子範圍,就如同各數值及子範圍明確敍述一般。舉例而言,「約0.1%至約5%」或「約0.1%至5%」之範圍應解釋為不僅包括約0.1%至約5%,而且包括所示範圍內之個別值(例如1%、2%、3%及4%)及子範圍(例如0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指示,否則陳述「約X至Y」與「約X至約Y」之含義相同。同樣,除非另外指示,否則「約X、Y或約Z」與「約X、約Y或約Z」之含義相同。
除非上下文另外明確規定,否則在本文獻中,使用術語「一(a/an)」或「該(the)」包括一個(種)或一個(種)以上。除非另外指出,否則使用術語「或」係指非獨佔「或」。另外,應理解本文所用且未另外定義之措辭或術語僅為達到描述之目的且不具有限制作用。任何使用章節標題意欲有助於閱讀文獻且不應解釋為具有限制作用;與章節標題有關之資訊可存在於特定章節內或特定章節外。此外,與本文獻有關之所有公開案、專利及專利文獻均以全文引用的方式併入本文中,就如同個別地以引用的方式併入一般。若本文獻與以引用的方式併入之彼等文獻之間有用法不一致,則併入參考文獻中之用法應視為本文獻用法之補充;對於不可調和之矛盾,以本文獻中之用法為主。
在本文所述之製造方法中,除了在明確敍述時間或操作排序時,各步驟可在不背離本發明之原理之情況下以任何次序實施。此外,除非明顯技術方案措辭敍述指定步驟分別進行,否則指定步驟可同時進行。舉例而言,所主張之進行X之步驟及所主張之進行Y之步驟可在單一操作內同時進行,且所得方法將屬於所主張之方法之文字 範疇內。
如本文所用之術語「約」可允許值或範圍有一定程度之變化性,例如在所述值或範圍之所述界限之10%內、5%內或1%內。
如本文所用,術語「實質上」係指大多數或大部分,如同至少約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%或至少約99.999%或99.999%以上。
如本文所用,術語「溶劑」係指可溶解固體、液體或氣體之液體。溶劑之非限制性實例為聚矽氧、有機化合物、水、醇、離子液體及超臨界流體。
如本文所用,術語「標準溫度及壓力」係指0℃及100KPa。
如本文所用,術語「聚合物」可包括共聚物。
如本文所用,術語「熱交換器」係指由一種介質向另一種介質傳熱之裝置。該等介質可藉由固體壁分離。熱交換器之實例包括殼管式熱交換器、板式熱交換器、板殼式熱交換器、絕熱輪式熱交換器、板翅式熱交換器、墊板式熱交換器、流體熱交換器、廢熱回收單元、動態刮面式熱交換器(dynamic scraped surface heat exchanger)及相變化熱交換器。
如本文所用,術語「顯熱」係指主體或熱力學系統交換之熱,其中交換效果實質上為主體或系統之溫度變化及少量甚至無相變。
如本文所用,術語「潛熱」係指主體或熱力學系統交換之熱,其中交換效果實質上為主體或系統之相變及少量甚至無溫度變化。
如本文所用,術語「相對黏度」(RV)係指在25℃下用毛細管黏度計量測之溶液與溶劑黏度之比率。在一個實例中,藉由ASTM D789-06得到之RV為在25℃下8.4重量%聚醯胺於90%甲酸(90重量%甲酸及10重量%水)中之溶液之黏度(以厘泊計)與單獨25℃下90%甲酸之黏度(以厘泊計)的比。
如本文所用,術語「飽和溫度」係指在特定壓力(例如在彼溫度下為飽和壓力)下液體沸騰成其氣相之溫度及蒸氣開始冷凝成其液相之溫度。在材料之特定壓力下之飽和溫度下,當溫度降低或壓力增加時,材料將會冷凝。在材料之特定壓力下之飽和溫度下,當溫度增加或壓力降低時,材料將會沸騰成其氣相。
本發明係關於具有至少兩種向管狀反應器傳熱之傳熱介質之製造聚醯胺的方法、系統及裝置。聚醯胺可為任何適合的聚醯胺,諸如尼龍6、尼龍7、尼龍11、尼龍12、尼龍6,6、尼龍6,9;尼龍6,10、尼龍6,12、部分芳族聚醯胺(例如高溫尼龍)或其共聚物。
製造聚醯胺之方法.
該方法可包括加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質。加熱可以任何適合方式進行。加熱可在熱交換器,諸如任何適合熱交換器中進行。第一可流動傳熱介質可位於加熱迴路中。第一可流動傳熱介質可在設施中之動力室或中心加熱區域中進行加熱且可用以在整個設施中由一級加熱迴路向二級加熱迴路傳熱,之後回動力室中再加熱。二級加熱迴路可用以加熱設施中之一或多個管狀反應器。第一可流動傳熱介質可為非揮發性的,使得第一可流動傳熱介質在加熱之前及之後實質上可呈液相。
一級加熱迴路及一或多個二級加熱迴路相對於彼此可具有任何適合體積。一級加熱迴路之體積可大於二級加熱迴路。一級加熱迴路可具有與二級加熱迴路相比大致相同之體積或較小之體積。一級加熱迴路可具有二級加熱迴路之約0.0001%-1,000,000%之體積、或二級加熱迴路之約100%至1,000,000%、或約0.0001%或0.0001%以下、或約0.001%、0.01%、0.1%、1%、5%、10%、25%、50%、75%、100%、125%、150%、175%、200%、300%、400%、500%、750%、1000%、1500%、2000%、3000%、4000%、5000%、10,000%、 20,000%、50,000%、100,000%、約500,000%或約1,000,000%或1,000,000%以上之體積。第一可流動傳熱介質及經加熱之第一可流動傳熱介質與第二可流動傳熱介質及經加熱之第二可流動傳熱介質可具有任何適合質量比。舉例而言,第一可流動傳熱介質及經加熱之第一可流動傳熱介質之質量組合與第二可流動傳熱介質及經加熱之第二可流動傳熱介質之質量組合之比率可為約0.0000001:1至約10,000,000:1、約100:1至約100:1、約0.0000001:1或0.0000001:1以下、或約0.0001:1、0.001:1、0.01:1、0.1:1、1:1、5:1、10:1、25:1、50:1、75:1、100:1、125:1、150:1、175:1、200:1、300:1、400:1、500:1、750:1、1000:1、1500:1、2000:1、3000:1、4000:1、5000:1、10,000:1、20,000:1、50,000:1、100,000:1、500,000:1、約1,000,000:1或約10,000,000:1或10,000,000:1以上。
該方法可包括由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質。加熱可以任何適合方式進行。加熱可在熱交換器,諸如任何適合熱交換器中進行。第二可流動傳熱介質可具足夠揮發性,使得可藉由第一可流動傳熱介質將其加熱成實質上氣相,且在由經加熱之第二可流動傳熱介質向管狀反應器傳熱期間使得其可冷凝成實質上液相。
第一可流動傳熱介質經由加熱及傳熱仍可保持為液體,而第二可流動傳熱介質當加熱時可汽化且當自其傳熱時可冷凝。在標準溫度及壓力下,第一可流動傳熱介質可具有與第二可流動傳熱介質相比較低之蒸氣壓;或,第一可流動傳熱介質可具有與第二可流動傳熱介質相比交稿之蒸氣壓。可控制第二可流動傳熱介質之壓力使其在所需溫度下汽化及冷凝。因為第一可流動傳熱介質在加熱之後仍可保持為液體,且第二可流動傳熱介質在加熱之後可實質上汽化,所以與經加熱之第一可流動傳熱介質相比,經加熱之第二可流動傳熱介質可具有較 高蒸氣壓。
第一可流動傳熱介質與第二可流動傳熱介質皆可為易燃有機材料,或皆可包括易燃有機組分。與具有較低蒸氣壓之液體易燃有機化合物相比,汽化及高蒸氣壓易燃有機材料通常與較大著火及燃燒風險有關。經加熱之第二可流動傳熱介質可為與經加熱之第一可流動傳熱介質相比更易燃的及更可燃的中之至少一者。
該方法亦可包括由經加熱之第二可流動傳熱介質向管狀反應器傳熱。傳熱可以任何適合方式進行。傳熱可在熱交換器,諸如任何適合熱交換器中進行。熱量可由經加熱之第二可流動傳熱介質向一或多個管狀反應器傳遞,且視情況向一或多個其他設備組件傳遞,諸如預熱器、蒸發器、聚合反應器、閃蒸器、精整機及高壓釜中之至少一者。預熱器可為任何適合預熱器且可與設施之任何適合組件相連,諸如用於蒸發器、聚合反應器、閃蒸器、精整機及高壓釜中之至少一者的預熱器。藉由經加熱之第二可流動傳熱介質可使個別組件之溫度達到任何適合溫度或溫度範圍。舉例而言,可向蒸發器傳遞足夠熱量以使其中之反應混合物之溫度升高至任何適合溫度,諸如約100-230℃、或100-150℃、或約100℃或100℃以下、或約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃或約230℃或230℃以上之溫度。舉例而言,可向反應器傳遞足夠熱量以使其中之反應混合物之溫度升高至任何適合溫度,諸如約150-300℃、或約200-250℃、或約215-245℃、或約150℃或150℃以下、或約160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或約300℃或300℃以上之溫度。舉例而言,可向閃蒸器傳遞足夠熱量以使其中之反應混合物之溫度升高至任何適合溫度,諸如約150-400℃、或約250-350℃、或約250-310℃、或約 200℃或200℃以下、或約210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、300℃、305℃、310℃、320℃、330℃、340℃或約350℃或350℃以上之溫度。舉例而言,可向精整機傳遞足夠熱量以使其中之反應混合物之溫度升高至任何適合溫度,諸如約150-400℃、或約250-350℃、或約250-310℃、或約200℃或200℃以下、或約210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、300℃、305℃、310℃、320℃、330℃、340℃或約350℃或350℃以上之溫度。
由經加熱之第二可流動傳熱介質向管狀反應器傳熱可包括使管狀反應器之溫度維持於任何適合溫度,諸如約100℃至約400℃、150℃至350℃、150℃至250℃、250℃至350℃、200℃至300℃、或約210℃至260℃、或約218℃到約250℃、或約100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之至少一個組件之傳熱可包括使反應器中聚醯胺混合物之溫度維持於任何適合溫度,諸如約210℃至260℃、218℃至約250℃、或約100℃或100℃以下、或約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。
儘管已描述對單元操作加熱,但熟習此項技術者可瞭解使用本文所述之通用方法,可使一或多個單元操作中之一者冷卻。
管狀反應器
管狀反應器可為可加熱聚醯胺反應混合物之任何適合管狀反應器。管狀反應器可具有任何適合形狀及設計。管狀反應器可包括向反應器傳熱之其上具有夾套之圓柱形管。傳熱流體可流經反應器夾套。
圖1中顯示適合管狀反應器1之圖解說明。管狀反應器1包括入口2及出口3。管狀反應器1包括平直段4及彎曲段5。管狀反應器包括排出口6。
管狀反應器可具有任何適合長度,諸如沿平直段及彎曲段之入口與出口之間的長度。管狀反應器可具有約50至300公尺、或約75至125公尺、或約90至110公尺、或約50公尺或以下50公尺、或約60公尺、70公尺、80公尺、85公尺、90公尺、95公尺、100公尺、105公尺、110公尺、115公尺、120公尺、130公尺、140公尺、150公尺、160公尺、170公尺、180公尺、190公尺、200公尺、225公尺、250公尺、275公尺或約300公尺或300公尺以上之長度。
管狀反應器可具有任何適合內徑,諸如平直段及彎曲段之內徑。由反應器之一端至另一端內徑可發生變化,或內徑可為恆定的。舉例而言,由管狀反應器之進入端至管狀反應器之離開端內徑可擴展。管狀反應器可具有約10cm至80cm、或約25cm至約60cm、或約35cm至50cm、或約10cm或10cm以下、或約15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、36cm、37cm、38cm、39cm、40cm、41cm、42cm、43cm、44cm、45cm、46cm、47cm、48cm、49cm、50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm或約80cm或80cm以上之內徑。若管狀反應器包括夾套,該夾套可具有任何適合外徑,諸如超過內徑1至50cm、或超過內徑約1至25cm、或約1cm或1cm以下、或 超過內徑約2cm、4cm、6cm、8cm、10cm、12cm、14cm、16cm、18cm、20cm、22cm、24cm、26cm、28cm、30cm、32cm、34cm、36cm、38cm、40cm、42cm、44cm、46cm、48cm或約50cm或50cm以上。
管狀反應器可具有恆定內徑,或由反應器之進入端至離開端直徑可擴展,諸如線性擴展或非線性擴展。直徑可足夠地擴展使得在使用反應器時由反應器之進入端至離開端維持實質上恆定之壓力。直徑可擴展使得在使用反應器時由進入端至離開端壓力降低。管狀反應器之擴展率可足以使施加於反應混合物之熱、經由汽化及排出自反應混合物移除之水的量及在沿長度之既定位置之反應混合物之壓力之組合有助於維持反應混合物流向反應器之離開端且使凝膠或其他雜質之產生或積聚減少或減至最少。每約6.25m至約750m之長度反應器之內徑可擴展約2.5cm,每約22.5m至約550m長度可擴展約2.5cm,每22.5m至約110m長度可擴展約2.5cm、或每約6m或6m以下長度、或約8m、10m、15m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m、55m、60m、65m、70m、75m、80m、85m、90m、95m、100m、105m、110m、120m、125m、150m、175m、200m、225m、250m、275m、300m、325m、350m、375m、400m、425m、450m、475m、500m、525m、550m、600m、650m、700m或每約750m長度可擴展約2.5cm。
管狀反應器可具有任何適合長度/直徑(L/D,例如長度除以平均直徑)。舉例而言,管狀反應器之長度/直徑(L/D)可為約50至2500、或約100至500、或約230至270、約50或50以下、或約75、100、125、150、175、200、210、220、230、235、240、245、250、255、260、265、270、280、290、300、400、500、600、700、800、900、1000、1250、1500、1750、2000、2250或約2500或2500以上。
管狀反應器可沿其長度包括排出口。管狀反應器可包括任何適合量及類型之排出口,使得蒸汽可自排出口釋放。管狀反應器沿其長度可包括任何適合量之排出口。舉例而言,管狀反應器沿其長度可具有約5至50個排出口、或約10至25個排出口、或沿其長度約5個或5個以下排出口、或約6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、約45個排出口。
排出口可以與相鄰排出口相距任何適合平均距離範圍存在於管狀反應器中。舉例而言,管狀反應器沿管狀反應器之長度每約2公尺至約15公尺、或每約3公尺至約9公尺、或沿長度可具有平均每隔約5至約8公尺約1個排出口,或沿管狀反應器之長度每約2公尺或2公尺以下、或約3公尺、4公尺、5公尺、6公尺、7公尺、8公尺、9公尺、10公尺、11公尺、12公尺、13公尺、14公尺或約15公尺或15公尺以上約1個排出口。
管狀反應器沿其長度在排出口之間可具有任何適量之平均間隔。舉例而言,管狀反應器沿管狀反應器之長度在排出口之間可具有平均約2公尺至約15公尺之間隔、或約3公尺至約9公尺、或沿長度約5至約8公尺、或沿長度約2公尺或2公尺以下、或約3公尺、4公尺、5公尺、6公尺、7公尺、8公尺、9公尺、10公尺、11公尺、12公尺、13公尺、14公尺、或約15公尺或15公尺以上之間隔。
管狀反應器可具有一定量及一定分佈之排出口,使得管狀反應器內之蒸汽速度不超過任何適合最大值。舉例而言,排出口之數量及分佈可足以使管狀反應器內之蒸汽速度不超過約0.5m/s至約400m/s、1-200m/s、2-100m/s、4-50m/s或約0.5m/s或0.5m/s以下、或約1m/s、2m/s、3m/s、4m/s、5m/s、15m/s、10m/s、20m/s、25m/s、30m/s、35m/s、40m/s、45m/s、50m/s、55m/s、60m/s、65m/s、70m/s、75m/s、80m/s、85m/s、90m/s、95m/s、100m/s、 125m/s、150m/s、175m/s、200m/s、250m/s、300m/s或約400m/s或400m/s以上。
管狀反應器可流經有任何適合流速之聚合物材料。舉例而言,流速可為1L/min至約1,000,000L/min、或約10L/min至約100,000L/min、或約1L/min或1L/min以下、10L/min、20L/min、30L/min、40L/min、50L/min、60L/min、70L/min、80L/min、90L/min、100L/min、125L/min、150L/min、175L/min、200L/min、225L/min、250L/min、275L/min、300L/min、350L/min、400L/min、450L/min、500L/min、600L/min、700L/min、800L/min、900L/min、1,000L/min、2,500L/min、5,000L/min、10,000L/min、50,000L/min、100,000L/min、500,000L/min或約1,000,000L/min或1,000,000L/min以上。包括管狀反應器之聚合系統可以任何適合速率產生聚合物,諸如約1L/min至約1,000,000L/min、或約10L/min至約100,000L/min、或約1L/min或1L/min以下、10L/min、20L/min、30L/min、40L/min、50L/min、60L/min、70L/min、80L/min、90L/min、100L/min、125L/min、150L/min、175L/min、200L/min、225L/min、250L/min、275L/min、300L/min、350L/min、400L/min、450L/min、500L/min、600L/min、700L/min、800L/min、900L/min、1,000L/min、2,500L/min、5,000L/min、10,000L/min、50,000L/min、100,000L/min、500,000L/min或約1,000,000L/min或1,000,000L/min以上。
管狀反應器可具有一定量及一定分佈之排出口使得管狀反應器具有任何適合F因子。排出口可連接於適合排出管線。該方法可包括將水注入排出管線中。可將水以任何適合速率注入各排出口中。
在停工與清潔以移除凝膠或其他污染物之間本發明之管狀反應器可運作任何適合時間。舉例而言,可在管狀反應器不停工清潔之情 況下進行該方法至少約1至7年、2至5年、或約2.3至3年、或約3年。
管狀反應器中可具有任何適合流態之反應混合物及蒸汽。舉例而言,管狀反應器可主要具有環形流(例如大部分液體與反應器管之內部接觸,而氣體及蒸汽主要沿反應器管之中部向下行進)。在一些實例中,管狀反應器可具有塞流(例如管中之實質上連續液體圓柱與管中之實質上連續之氣體及蒸汽圓柱穿插)及其他流態(例如液體保留於管底部從而形成近似半圓柱,而氣體及蒸汽保留於管頂部)。管狀反應器中可存在環形流、塞流及其他流態之任何適合組合。
在各種實例中,反應器可加熱反應混合物且自其中蒸發出水,從而推動平衡進一步朝向聚醯胺產物。可在反應器內將反應混合物加熱至任何適合溫度,諸如約150-400℃、或約250-350℃、或約250-310℃、或約200℃或200℃以下、或約210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃、300℃、305℃、310℃、320℃、330℃、340℃或約350℃或350℃以上。離開反應器之反應混合物可具有任何適合重量百分比之水,諸如約0.0001重量%至20重量%、0.001至15重量%、或約0.01至15重量%、或約0.0001重量%或0.0001重量%以下、或約0.001重量%、0.01重量%、0.05重量%、0.06重量%、0.07重量%、0.08重量%、0.09重量%、0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1.0重量%、1.2重量%、1.4重量%、1.6重量%、1.8重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%或約20重量%或20重量%以上。
製造聚醯胺之系統及裝置.
本發明可提供一種製造聚醯胺之系統。該系統可為可進行本文 所述方法之任何適合系統。該系統包括加熱器。該加熱器可為任何適合加熱器。該加熱器可經組態以加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質。
該系統可包括第一熱交換器。第一熱交換器可為任何適合熱交換器。第一熱交換器可經組態以由經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質。
該系統可包括第二熱交換器。第二熱交換器可為任何適合熱交換器。第二熱交換器可經組態以由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之至少一個管狀反應器傳熱。
本發明可提供一種製造聚醯胺之裝置。該系統可為可進行本文所述方法之任何適合裝置。該裝置可包括加熱器。該加熱器可為任何適合加熱器。該加熱器可經組態以加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質。
該裝置可包括第一熱交換器。第一熱交換器可為任何適合熱交換器。第一熱交換器可經組態以由經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質。
該裝置可包括第二熱交換器。第二熱交換器可為任何適合熱交換器。第二熱交換器可經組態以由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之至少一個管狀反應器傳熱。
圖2說明製造聚醯胺之系統或裝置10之實施例。該系統或裝置可包括加熱器15。加熱器加熱安置於一級加熱迴路25中之第一可流動傳熱介質20以提供經加熱之第一可流動傳熱介質30。該系統或裝置可包括第一熱交換器35。第一熱交換器35由經加熱之第一可流動傳熱介質30向安置於二級加熱迴路45中之第二可流動傳熱介質40傳熱,以提供經加熱之第二可流動傳熱介質50。使第一可流動傳熱介質20(例如用過之第一可流動傳熱介質)傳遞回加熱器15中再加熱。該系統或裝置 可包括第二熱交換器55。第二熱交換器55由經加熱之第二可流動傳熱介質50向與第二熱交換器55整合之聚醯胺合成系統中之管狀反應器傳熱。使第二可流動傳熱介質40(例如用過之第二可流動傳熱介質)傳遞回第二熱交換器35中再加熱。該系統或裝置可使用任何適合方式將傳熱介質由一個位置向另一位置輸送,諸如泵送或對流。
圖3說明製造聚醯胺之系統或裝置21之實施例。該系統或裝置可包括加熱器15。加熱器15加熱安置於一級加熱迴路25中之第一可流動傳熱介質20以提供經加熱之第一可流動傳熱介質30。該系統或裝置可包括第一熱交換器35。第一熱交換器35由經加熱之第一可流動傳熱介質30向安置於二級加熱迴路45中之第二可流動傳熱介質40傳熱,以提供經加熱之第二可流動傳熱介質50。該系統或裝置可包括第二熱交換器55。第二熱交換器55由經加熱之第二可流動傳熱介質50向與第二熱交換器55整合之聚醯胺合成系統中之管狀反應器傳熱。使第二可流動傳熱介質40(例如用過之第二可流動傳熱介質)傳遞回第二熱交換器35中再加熱。使經加熱之第一可流動傳熱介質30向第三熱交換器36中傳遞。第三熱交換器36由經加熱之第三可流動傳熱介質30向安置於二級加熱迴路46中之第二可流動傳熱介質41傳熱,以提供經加熱之第二可流動傳熱介質51。該系統或裝置可包括第四熱交換器56。第四熱交換器56由經加熱之第二可流動傳熱介質51向可與第四熱交換器56整合之聚醯胺合成系統之至少一個含聚醯胺組件傳熱,該含聚醯胺組件為諸如鹽觸發器(salt strike)、蒸發器、反應器或閃蒸器。使第二可流動傳熱介質41(例如用過之第二可流動傳熱介質)傳遞回第三熱交換器36中進行加工。使第一可流動傳熱介質20(例如用過之第一可流動傳熱介質)傳遞回加熱器15中再加熱。
儘管圖3說明第一熱交換器35及第三熱交換器36串聯之實施例,使得第三熱交換器36在經加熱之第一可流動傳熱介質30向第二可流動 傳熱介質40傳熱之後接受經加熱之第一可流動傳熱介質30,但本發明亦涵蓋在一級與二級加熱迴路之間交換熱之熱交換器的平行配置。舉例而言,在一實施例中,第三熱交換器36可在使用過之第一可流動傳熱介質自熱交換器35返回之第一加熱迴路上游之點抽取經加熱之第一可流動傳熱介質,使得第三熱交換器不抽取已在第一熱交換器35中向第二可流動傳熱介質40傳遞一些熱量之第一可流動傳熱介質。
第一可流動傳熱介質.
在該方法、系統或裝置中,第一可流動傳熱介質可為任何適合的可流動傳熱介質。第一可流動傳熱介質可包括具有使第一可流動傳熱介質適用於本文所述方法、系統及裝置之特徵的一或多種有機化合物。第一可流動傳熱介質可為例如水、聚乙二醇、聚丙二醇、礦物油、聚矽氧油、二苯醚(diphenyl oxide)、聯苯、THERMINOL®牌傳熱流體及DOWTHERMTM牌傳熱流體中之至少一者。第一可流動傳熱介質可為例如THERMINOL®牌傳熱流體,諸如以下至少一者:THERMINOL® VLT(例如甲基環己烷、三甲基戊烷)、THERMINOL® D-12(例如C10-13烷烴,例如異烷烴)、THERMINOL® LT(例如二乙基苯)、THERMINOL® XP(例如白色石油礦物油)、THERMINOL® 55(例如C14-30烷基芳基化合物)、THERMINOL® 59(例如乙基二苯乙烷、二苯乙烷、二乙基二苯乙烷、乙基苯聚合物)、THERMINOL® 62(例如二異丙基聯苯、三異丙基聯苯)、THERMINOL® VP-3(例如環己基苯、聯環己烷)、THERMINOL® 66(例如聯三苯(鄰聯三苯、間聯三苯、對聯三苯)、氫化聯三苯、部分氫化對聯四苯、部分氫化高碳聚苯)、THERMINOL® 72(例如二苯醚(diphenyl ether)、聯三苯、聯苯、菲)、THERMINOL® VP-1(例如二苯醚、聯苯)、THERMINOL® FF(例如乙烯化苯)。第一可流動傳熱介質可包括例如三甲基戊烷、C10-13烷烴、C10-13異烷烴、C14-30烷基芳基化合物、二乙基苯、乙烯化苯、 環己基苯、C14-30烷基苯、白色石油礦物油、乙基二苯乙烷、二苯乙烷、二乙基二苯乙烷、二苯醚(diphenyl ether)、二苯醚(diphenyl oxide)、乙基苯聚合物、聯苯、無機鹽、二異丙基聯苯、三異丙基聯苯、甲基環己烷、聯環己烷、聯三苯、氫化聯三苯、部分氫化對聯四苯、部分氫化高碳聚苯、二苯醚(diphenyl ether)及菲、二芳基化合物、三芳基化合物、二芳基醚、三芳基醚、烷基芳基化合物、烷基芳基化合物、二芳基烷基化合物或其組合。
第一可流動傳熱介質可具有任何適合溫度。舉例而言,第一可流動傳熱介質可為約20℃至400℃、或約50℃至350℃、100℃至300℃、100℃至200℃、200℃至250℃、或約250℃至300℃、或約20℃或20℃以下、或約30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。第一可流動傳熱介質可具有任何適合相,諸如氣相、液相或其任何適合組合。舉例而言,第一可流動傳熱介質可為約60重量%或60重量%以下、或約70重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%、96重量%、97重量%、98重量%或約99重量%或99重量%以上之液相。第一可流動傳熱介質可為實質上液相。
經加熱之第一可流動傳熱介質可具有任何適合溫度。舉例而言,經加熱之第一可流動傳熱介質可為約100℃至500℃、100℃至400℃、100℃至300℃、100℃至200℃、200℃至250℃、250℃至300℃、300℃至350℃、350℃至400℃、400℃至500℃、280℃至400℃、或330℃至350℃、或約100℃或100℃以下、或約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、 200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。經加熱之第一可流動傳熱介質可具有任何適合相,諸如氣相、液相或其任何適合組合。舉例而言,經加熱之第一可流動傳熱介質可為約60重量%或60重量%以下、或約70重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%、96重量%、97重量%、98重量%或約99重量%或99重量%以上之液相。經加熱之第一可流動傳熱介質可為實質上液相。
在加熱第一可流動傳熱介質期間,第一可流動傳熱介質可實質上保持為液體(例如實質上不發生第一可流動傳熱介質之汽化)。在加熱第一可流動傳熱介質期間,向第一可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括實質上所有顯熱。舉例而言,在加熱第一可流動傳熱介質期間,向第一可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括任何適合百分比之顯熱,諸如約60%或60%以下、或約70%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或約99%或99%以上之顯熱,其餘為潛熱(例如汽化熱)。
在由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,可使經加熱之第一可流動傳熱介質實質上保持為液體。舉例而言,第一可流動傳熱介質不發生冷凍。在由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,經加熱之第一可流動傳熱介質實質上不發生冷凝。舉例而言,若經加熱之第一可流動傳熱介質為實質上液相,則不發生冷凝,或僅經加熱之第一可流動傳熱介質之較少氣相組分冷凝。在由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,由經加熱之第一可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括實質上所有顯熱。舉例而言,在由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,由經加熱之第一可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括任何適合百分比之顯熱,諸如約60%或60%以下、或約 70%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或約99%或99%以上之顯熱,其餘為潛熱(例如汽化熱)。
第一可流動傳熱介質與經加熱之第一可流動傳熱介質皆可安置於第一加熱迴路中。由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱可提供用過之第一可流動傳熱介質。該方法可包括使用過之第一可流動傳熱介質循環回加熱第一可流動傳熱介質之狀態。第一加熱迴路可為使第一傳熱材料在設施中之中心加熱位置與一或多個含第二可流動傳熱介質之二級迴路之間循環的一級迴路,或第一加熱迴路可為用以例如加熱不到所有含第二可流動傳熱介質之二級迴路的一級迴路。
該方法可包括控制第一可流動傳熱介質之壓力及控制經加熱之第一可流動傳熱介質之溫度中之至少一者。控制第一可流動傳熱介質之壓力及控制經加熱之第一可流動傳熱介質之壓力可包括控制第一加熱迴路中之壓力。可將壓力控制為任何適合壓力,諸如約50KPa至1,000,000KPa、100KPa至500,000KPa、或500KPa至250,000KPa、或約50KPa或50KPa以下、或約100KPa、500KPa、1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、12.5MPa、15MPa、17.5MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、60MPa、70MPa、80MPa、90MPa、100MPa、125MPa、150MPa、175MPa、200MPa或約250MPa或250MPa以上。在一些實例中,可將飽和溫度控制為任何適合溫度,諸如約100℃至500℃、100℃至400℃、100℃至300℃、100℃至200℃、200℃至250℃、250℃至300℃、300℃至350℃、350℃至400℃、400℃至500℃、210℃至350℃、或260℃至300℃、或約100℃或100℃以下、或約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、 250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。經加熱之第一可流動傳熱介質之最高溫度可與經加熱之第一可流動傳熱介質之飽和溫度相差任何適合範圍內,諸如與經加熱之第一可流動傳熱介質之飽和溫度相差約0℃至100℃、0℃至60℃、約0℃至40℃、或約0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃內或約100℃內。在多個實施例中,可類似地控制第一可流動傳熱介質及經加熱之第一可流動傳熱介質之壓力以便控制包括使第一傳熱介質汽化之實例中第一可流動傳熱介質之飽和溫度。控制第一可流動傳熱介質汽化之溫度及經加熱之第一可流動傳熱介質冷凝之溫度(例如飽和溫度)可控制經加熱之第二可流動傳熱介質之溫度。
第一可流動傳熱介質及經加熱之第一可流動傳熱介質可獨立地具有任何適合蒸氣壓,諸如約50KPa至1,000,000KPa、100KPa至500,000KPa、或500KPa至250,000KPa、或約50KPa或50KPa以下、或約100KPa、500KPa、1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、12.5MPa、15MPa、17.5MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、60MPa、70MPa、80MPa、90MPa、100MPa、125MPa、150MPa、175MPa、200MPa或約250MPa或250MPa以上。
第一可流動傳熱介質及經加熱之第一可流動傳熱介質可具有任何適合熱容量。舉例而言,在約100℃或100℃以下或在約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或在約400℃或400℃以上,第一可流動 傳熱介質及經加熱之第一可流動傳熱介質之熱容量可為0.2KJ/Kg℃至約8.5KJ/Kg℃、約1KJ/Kg℃至約4KJ/Kg℃、約0.2KJ/Kg℃或0.2KJ/Kg℃以下、或約0.5KJ/Kg℃、1KJ/Kg℃、1.1KJ/Kg℃、1.2KJ/Kg℃、1.3KJ/Kg℃、1.4KJ/Kg℃、1.5KJ/Kg℃、1.6KJ/Kg℃、1.7KJ/Kg℃、1.8KJ/Kg℃、1.9KJ/Kg℃、2KJ/Kg℃、2.1KJ/Kg℃、2.2KJ/Kg℃、2.3KJ/Kg℃、2.4KJ/Kg℃、2.5KJ/Kg℃、2.6KJ/Kg℃、2.7KJ/Kg℃、2.8KJ/Kg℃、2.9KJ/Kg℃、3KJ/Kg℃、3.1KJ/Kg℃、3.2KJ/Kg℃、3.5KJ/Kg℃、4KJ/Kg℃、4.5KJ/Kg℃、5KJ/Kg℃、5.5KJ/Kg℃、6KJ/Kg℃、6.5KJ/Kg℃、7KJ/Kg℃、7.5KJ/Kg℃、8KJ/Kg℃或約8.5KJ/Kg℃或8.5KJ/Kg℃以上。
第一可流動傳熱介質可以任何適合速率循環,諸如約1L/min至約1,000,000L/min、或約10L/min至約100,000L/min、或約1L/min或1L/min以下、10L/min、20L/min、30L/min、40L/min、50L/min、60L/min、70L/min、80L/min、90L/min、100L/min、125L/min、150L/min、175L/min、200L/min、225L/min、250L/min、275L/min、300L/min、350L/min、400L/min、450L/min、500L/min、600L/min、700L/min、800L/min、900L/min、1,000L/min、2,500L/min、5,000L/min、10,000L/min、50,000L/min、100,000L/min、500,000L/min或約1,000,000L/min或1,000,000L/min以上。
第二可流動傳熱介質.
在該方法、系統或裝置中,第二可流動傳熱介質可為任何適合可流動傳熱介質。第二可流動傳熱介質可包括具有使第二可流動傳熱介質適用於本文所述方法、系統及裝置之特徵的一或多種有機化合物。第二可流動傳熱介質可為例如水、聚乙二醇、聚丙二醇、礦物油、聚矽氧油、二苯醚、聯苯、聯三苯、THERMINOL®牌傳熱流體及DOWTHERMTM牌傳熱流體中之至少一者。第二可流動傳熱介質可 包括例如DOWTHERMTM牌傳熱流體,諸如以下至少一者:DOWTHERMTM A(例如二苯醚及聯苯,例如二苯醚與聯苯之共晶混合物,例如26.5重量%二苯基及73.5重量%二苯醚)、DOWTHERMTM G(例如二芳基化合物、三芳基化合物、二芳基及三芳基醚)、DOWTHERMTM J(例如烷基芳基化合物)、DOWTHERMTM MX(例如烷基芳基化合物)、DOWTHERMTM Q(例如二苯基乙烷、烷基芳基化合物)、DOWTHERMTM RP(例如二芳基烷基化合物)及DOWTHERMTM T(例如C14-30烷基苯)。第二可流動傳熱介質可包括例如三甲基戊烷、C10-13烷烴、C10-13異烷烴、C14-30烷基芳基化合物、二乙基苯、乙烯化苯、環己基苯、C14-30烷基苯、白色石油礦物油、乙基二苯乙烷、二苯乙烷、二乙基二苯乙烷、二苯醚(diphenyl ether)、二苯醚(diphenyl oxide)、乙基苯聚合物、聯苯、無機鹽、二異丙基聯苯、三異丙基聯苯、甲基環己烷、聯環己烷、聯三苯、氫化聯三苯、部分氫化對聯四苯、部分氫化高碳聚苯、二苯醚(diphenyl ether)及菲、二芳基化合物、三芳基化合物、二芳基醚、三芳基醚、烷基芳基化合物、烷基芳基化合物、二芳基烷基化合物或其組合。
第二可流動傳熱介質可具有任何適合溫度。舉例而言,第二可流動傳熱介質可為約20℃至400℃、或約50℃至350℃、100℃至300℃、100℃至200℃、200℃至250℃、或約250℃至300℃、或約20℃或20℃以下、或約30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。第二可流動傳熱介質可具有任何適合相,諸如氣相、液相或其任何適合組合。舉例而言,第二可流動傳熱介質可為約60重量%或60重 量%以下、或約70重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%、96重量%、97重量%、98重量%或約99重量%或99重量%以上之氣相。第二可流動傳熱介質可為實質上氣相。
經加熱之第二可流動傳熱介質可具有任何適合溫度。舉例而言,經加熱之第二可流動傳熱介質可為約100℃至500℃、100℃至400℃、100℃至300℃、100℃至200℃、200℃至250℃、250℃至300℃、300℃至350℃、350℃至400℃、400℃至500℃、210℃至350℃、或260℃至300℃、或約100℃或100℃以下、或約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。經加熱之第二可流動傳熱介質可具有任何適合相,諸如氣相、液相或其任何適合組合。舉例而言,經加熱之第二可流動傳熱介質可為約60重量%或60重量%以下、或約70重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%、96重量%、97重量%、98重量%或約99重量%或99重量%以上之氣相。經加熱之第二可流動傳熱介質可為實質上氣相。
在由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,第二可流動傳熱介質可實質上變為氣體(例如第二可流動傳熱介質可實質上全部汽化)。在由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,向第二可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括實質上所有潛熱(例如汽化熱)。舉例而言,在由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱期間,向第二可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括任何適合百分比之潛熱,諸如約60%至100%、70%至100%、80%至100%、90%至100%、或約60%或60%以下、或約65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或約99%或 99%以上至潛熱(例如汽化熱),其餘為顯熱。
在由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱期間,經加熱之第二可流動傳熱介質可實質上冷凝成液體。舉例而言,經加熱之第二可流動傳熱介質之實質上所有氣相均可冷凝。在由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱期間,由第二可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括實質上所有潛熱(例如汽化熱)。在由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器中傳熱期間,由第二可流動傳熱介質傳遞之熱量可包括任何適合百分比之潛熱,諸如約60%至100%、70%至100%、80%至100%、90%至100%、或約60%或60%以下、或約65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%或約99%或99%以上之潛熱(例如汽化熱),其餘為顯熱。
該方法可包括控制第二可流動傳熱介質之壓力及控制經加熱之第二可流動傳熱介質之壓力以控制第二可流動傳熱介質汽化之溫度及控制經加熱之第二可流動傳熱介質冷凝之溫度。第二傳熱介質及經加熱之第二傳熱介質可安置於第二加熱迴路中。由經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱可提供用過之第二可流動傳熱介質。該方法可包括使用過之第二可流動傳熱介質循環回由經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱之狀態。
控制第二可流動傳熱介質之壓力及控制經加熱之第二可流動傳熱介質之壓力可包括控制第二加熱迴路中之壓力。可將壓力控制為任何適合壓力,諸如約50KPa至1,000,000KPa、100KPa至500,000KPa、或500KPa至250,000KPa、或約50KPa或50KPa以下、或約100KPa、500KPa、1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、12.5MPa、15MPa、17.5MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、60 MPa、70MPa、80MPa、90MPa、100MPa、125MPa、150MPa、175MPa、200MPa或約250MPa或250MPa以上。在一些實例中,可將飽和溫度控制為任何適合溫度,諸如約100℃至500℃、100℃至400℃、100℃至300℃、100℃至200℃、200℃至250℃、250℃至300℃、300℃至350℃、350℃至400℃、400℃至500℃、210℃至350℃、或260℃至300℃、或約100℃或100℃以下、或約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。經加熱之第二可流動傳熱介質之最高溫度可與經加熱之第二可流動傳熱介質之飽和溫度相差任何適合範圍內,諸如與經加熱之第二可流動傳熱介質之飽和溫度相差約0℃至100℃、0℃至60℃、約0℃至40℃、或約0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃內或約100℃內。在多個實施例中,可類似地控制第一可流動傳熱介質及經加熱之第一可流動傳熱介質之壓力以便控制包括使第一傳熱介質汽化之實例中第一可流動傳熱介質之飽和溫度。
控制第二可流動傳熱介質汽化之溫度及經加熱之第二可流動傳熱介質冷凝之溫度(例如飽和溫度)可控制聚醯胺合成系統之管狀反應器之溫度。藉由控制壓力且由此控制第二可流動傳熱介質之飽和溫度,可將聚醯胺合成系統之管狀反應器之溫度控制為任何適合溫度,諸如約100℃至500℃、100℃至400℃、100℃至300℃、100℃至200℃、200℃至250℃、250℃至300℃、300℃至350℃、350℃至400℃、400℃至500℃、210℃至350℃、或260℃至300℃、或約100℃或100℃以下、或約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、 170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或約400℃或400℃以上。
第二可流動傳熱介質及經加熱之第二可流動傳熱介質可獨立地具有任何適合蒸氣壓,諸如約50KPa至1,000,000KPa、100KPa至500,000KPa、或500KPa至250,000KPa、或約50KPa或50KPa以下、或約100KPa、500KPa、1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、12.5MPa、15MPa、17.5MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、60MPa、70MPa、80MPa、90MPa、100MPa、125MPa、150MPa、175MPa、200MPa或約250MPa或250MPa以上。
第二可流動傳熱介質及經加熱之第二可流動傳熱介質可具有任何適合熱容量。舉例而言,在約100℃或100℃以下或在約110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃或在約400℃或400℃以上,第二可流動傳熱介質及經加熱之第二可流動傳熱介質之熱容量可為0.2KJ/Kg℃至約8.5KJ/Kg℃、約1KJ/Kg℃至約4KJ/Kg℃、約0.2KJ/Kg℃或0.2KJ/Kg℃以下、或約0.5KJ/Kg℃、1KJ/Kg℃、1.1KJ/Kg℃、1.2KJ/Kg℃、1.3KJ/Kg℃、1.4KJ/Kg℃、1.5KJ/Kg℃、1.6KJ/Kg℃、1.7KJ/Kg℃、1.8KJ/Kg℃、1.9KJ/Kg℃、2KJ/Kg℃、2.1KJ/Kg℃、2.2KJ/Kg℃、2.3KJ/Kg℃、2.4KJ/Kg℃、2.5KJ/Kg℃、2.6KJ/Kg℃、2.7KJ/Kg℃、2.8KJ/Kg℃、2.9KJ/Kg℃、3KJ/Kg℃、3.1KJ/Kg℃、3.2KJ/Kg℃、3.5KJ/Kg℃、4KJ/Kg℃、4.5KJ/Kg℃、5 KJ/Kg℃、5.5KJ/Kg℃、6KJ/Kg℃、6.5KJ/Kg℃、7KJ/Kg℃、7.5KJ/Kg℃、8KJ/Kg℃或約8.5KJ/Kg℃或8.5KJ/Kg℃以上。
經加熱之第一可流動傳熱介質與經加熱之第二可流動傳熱介質之間的溫度差可為任何適合差異;例如,該差異可為約0℃至300℃、0℃至200℃、0℃至100℃、0℃至60℃、約0℃至40℃、或約0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或約300℃或300℃以上。第一可流動傳熱介質與經加熱之第一可流動傳熱介質之間的溫度差及第二可流動傳熱介質與經加熱之第二可流動傳熱介質之間的溫差可為任何適合差異;例如該差異可獨立地為約0℃至300℃、0℃至200℃、0℃至100℃、0℃至60℃、約0℃至40℃、或約0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或約300℃或300℃以上。
第二可流動傳熱介質可以任何適合速率循環,諸如約1L/min至約1,000,000L/min、或約10L/min至約100,000L/min、或約1L/min或1L/min以下、10L/min、20L/min、30L/min、40L/min、50L/min、60L/min、70L/min、80L/min、90L/min、100L/min、125L/min、150L/min、175L/min、200L/min、225L/min、250L/min、275L/min、300L/min、350L/min、400L/min、450L/min、500L/min、600L/min、700L/min、800L/min、900L/min、1,000L/min、2,500L/min、5,000L/min、10,000L/min、50,000L/min、100,000L/min、 500,000L/min或約1,000,000L/min或1,000,000L/min以上。
其他可流動傳熱介質.
在該方法、系統或裝置中,可使來自經加熱之第一可流動傳熱介質之熱量向一種或一種以上第二可流動傳熱介質傳遞。舉例而言,含有第一可流動傳熱介質之第一加熱迴路可用以加熱各含有第二可流動傳熱介質之許多其他加熱迴路。在另一個實例中,含有第一可流動傳熱介質之第一加熱迴路可用以加熱各含有第二可流動傳熱介質之一或多個第二加熱迴路及各含有第三可流動傳熱介質之一或多個第三加熱迴路。
由經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱可提供用過之第一可流動傳熱介質。該方法可包括由用過之第一可流動傳熱介質(例如串聯配置)或由經加熱之第一可流動傳熱介質(例如並聯配置)向第三可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第三可流動傳熱介質。該方法可包括由第三可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之至少一個含聚醯胺之組件傳熱。第三可流動傳熱介質可為本文所述之任何適合傳熱介質。第三可流動傳熱介質可與第二傳熱介質相同或不同。由經加熱之第三可流動傳熱介質來傳熱之聚醯胺合成系統之至少一個組件可與由經加熱之第二可流動傳熱介質來傳熱之聚醯胺合成系統之至少一個組件相同或不同。
聚醯胺
由該方法、系統或裝置製得之聚醯胺可為任何適合聚醯胺。聚醯胺可由線性二羧酸及線性二胺或由線性二羧酸及線性二胺形成之寡聚物來合成。聚醯胺可為尼龍-6,6。
二羧酸可為任何適合二羧酸。二羧酸可具有結構HOC(O)-R1-C(O)OH,其中R1為C1-C15伸烷基,諸如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基或伸癸基。二羧酸 可為己二酸(例如R1=伸丁基)。
二胺可為任何適合二胺。二胺可具有結構H2N-R2-NH2,其中R2為C1-C15伸烷基,諸如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基或伸癸基。二胺可為己二酸(例如R2=伸丁基)。
實例
參考以下以說明方式提供之實例可更充分地理解本發明。本發明不限於此處給出之實例。
測定膠凝速率之通用方法. 實例中所述之各膠凝速率藉由取如由兩種方法測定之膠凝速率的平均值來測定。在第一種方法中,當反應混合物仍熱時,使系統排出液體反應混合物,將系統冷卻、拆散且目測檢查以估計其中凝膠之體積。在第二種方法中,當反應混合物仍熱時,使系統排出液體反應混合物,冷卻,填充水且排出水。由系統之無凝膠體積減去自系統排出之水的體積來測定系統中凝膠之體積。為測定設備之一或多個特定零件或具體位置下游之膠凝速率,僅將設備之特定零件或系統具體位置之下游填充水。在兩種方法中,凝膠之密度估計為0.9g/cm3
實例1a. 比較實例. 一級加熱迴路中之液相傳熱介質.
在尼龍-6,6製造設備中將THERMINOL® 66加熱至約340℃且經由一級加熱迴路循環。一級加熱迴路使THERMINOL® 66以適合流速在動力室與蒸發器、反應器及精整機上之熱交換器之間循環,之後使THERMINOL® 66傳遞回動力室中再加熱。在一級加熱迴路中使用約10,000,000L THERMINOL® 66。在整個製程中THERMINOL® 66保持為液體。
在連續尼龍-6,6製造製程中,將己二酸及己二胺以約等莫耳比組合於水中形成含有尼龍-6,6鹽且具有約50重量%水之水性混合物。使 鹽水溶液以約105L/min傳遞至蒸發器。由一級加熱迴路中之THERMINOL® 66向蒸發器傳熱,使蒸發器將鹽水溶液加熱至約125℃至135℃(130℃)且自加熱之鹽水溶液移除水,使水濃度達到約30重量%。使蒸發之鹽混合物以約75L/min傳遞至管狀反應器。管狀反應器具有約40m之長度、約89cm之平均內徑、每隔5m長度約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約45之L/D比率及沿長度分佈之3個排出口。由一級加熱迴路中之THERMINOL® 66向反應器傳熱,使蒸發之鹽混合物的溫度達到約218℃至250℃(235℃),使反應器自加熱之蒸發之鹽混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約10重量%,且使鹽進一步聚合。使反應之混合物以約60L/min傳遞至閃蒸器。由一級加熱迴路中之THERMINOL® 66向閃蒸器傳熱,將反應之混合物加熱至約270℃至290℃(280℃),使閃蒸器自反應之混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約0.5重量%,且使反應之混合物進一步聚合。使閃蒸之混合物以約54L/min傳遞至精整機,使聚合混合物經受真空以進一步移除水,從而使水濃度達到約0.1重量%,使得聚醯胺達到適合之最終聚合度範圍,之後使經精整之聚合混合物傳遞至擠壓機及粒化機。
液體THERMINOL® 66需要大泵以使材料在整個一級加熱迴路中循環至所有單元操作且循環回動力室中再加熱。與使用傳熱期間經歷相變之傳熱材料之其他方法相比,每公斤THERMINOL® 66傳遞之每千焦熱量導致之THERMINOL® 66之總溫度變化較大;使用較高循環速率及較大熱交換器傳熱表面積以實現所需傳熱量。另外,難以使各單元操作維持精確的溫度,此係因為傳熱介質之溫度僅可總體調節且不可針對個別單元進行調節。
沿40m反應器分佈之三個排出口會產生高壓蒸汽潭且使液體局部閃蒸,產生栓塞流態,降低環形流比例,且使得難以控制壓力。栓 塞流及閃蒸使經由反應器之反應混合物之流速不均勻。直徑之快速擴展致使管狀反應器中產生凝膠及反應混合物凝固(例如冷凍),且致使移除過多的水,由此使閃蒸器經歷氣流不穩定性、反應混合物冷凍及振動。
實例1b. 比較實例. 一級加熱迴路中之氣相傳熱介質.
在尼龍-6,6製造設備中,在約340℃及約400KPa壓力下將DOWTHERMTM A加熱成蒸氣且經由一級加熱迴路在動力室與各種單元操作之間循環,其中其向各種單元操作傳熱,之後傳遞回動力室中再加熱。在一級加熱迴路中使用約10,000,000L DOWTHERMTM A。在整個製程中DOWTHERMTM A保持為蒸氣,且以足以使循環中材料不會降至低於飽和溫度之速率循環。
如實例1a中所述進行連續尼龍-6,6製造製程,但在整個製程中使用汽化DOWTHERMTM A。與使用傳熱期間經歷相變之傳熱材料之其他方法相比,每公斤DOWTHERMTM A傳遞之每千焦熱量導致之DOWTHERMTM A之總溫度變化較大;使用較高循環速率及較大熱交換器傳熱表面積以實現所需傳熱量。另外,難以使各單元操作(諸如管狀反應器)維持精確的溫度,此係因為傳熱介質之溫度僅可總體調節且不可針對個別單元進行調節。
實例1c. 比較實例. 發生冷凝之一級加熱迴路中之揮發性傳熱介質.
按照實例1b,但以使得向各種單元操作傳熱期間自DOWTHERMTM A中吸收足夠熱量使一級加熱迴路中DOWTHERMTM A部分冷凝之循環速度使用DOWTHERMTM A。為使產生之液體循環至剩餘單元操作及循環回動力室,需要其他設備,包括液體分離鼓、其他管道及泵,以使冷凝物返回動力室再加熱及再汽化。難以使各單元操作(諸如管狀反應器)維持精確的溫度,此係因為傳熱介質之溫度僅可總體調節且不可針對個別單元進行調節。
實例1d. 比較實例. 具有洩漏點之一級加熱迴路中之揮發性傳熱介質.
按照實例1b。一級加熱迴路中出現洩漏點。由於一級加熱迴路中使用高壓蒸氣,故DOWTHERMTM A蒸氣經由洩漏點漏出,從而使整個一級加熱迴路之壓力降低。由於一級加熱迴路之尺寸,故大量蒸氣經由洩漏點漏出,之後系統中之壓力降至使滲漏速率減慢之水準。在洩漏點處及周圍(包括具有與洩漏點附近之空隙流體連接之空隙的區域),漏出之DOWTHERMTM A蒸氣存在著火或爆炸風險。為使洩漏停止或熄滅藉由洩漏供養之著火,必須使設備中之整個一級加熱迴路停工。
實例1e. 比較實例. 有洩漏點之一級加熱迴路中之揮發性傳熱介質.
按照實例1c。一級加熱迴路中出現洩漏點。由於一級加熱迴路中使用高壓蒸氣,故DOWTHERMTM A蒸氣經由洩漏點漏出,從而使整個一級加熱迴路之壓力降低。由於一級加熱迴路之尺寸,故大量蒸氣經由洩漏點漏出,之後系統中之壓力降至使滲漏速率減慢之水準。在洩漏點處及周圍(包括具有與洩漏點附近之空隙流體連接之空隙的區域),漏出之DOWTHERMTM A蒸氣存在著火或爆炸風險。為使洩漏停止或熄滅藉由洩漏供養之著火,必須使設備中之整個一級加熱迴路停工。
實例2a. 具有經由二級加熱迴路加熱之蒸發器、管狀反應器及閃蒸器一級加熱迴路中之THERMINOL® 66.
在尼龍-6,6製造設備將THERMINOL® 66加熱至約340℃且經由一級加熱迴路循環。一級加熱迴路使THERMINOL® 66在動力室與二級加熱迴路上之熱交換器及一些個別單元操作上之熱交換器之間循環。二級加熱迴路含有DOWTHERMTM A,且用以加熱蒸發器、反應器及閃蒸器。獨立調節二級加熱迴路之壓力以改變DOWTHERMTM A之汽化及冷凝溫度來精確控制加熱之各特定單元操作之溫度。一級加熱迴 路含有約10,000,000L THERMINOL® 66,且各二級加熱迴路含有約50,000L DOWTHERMTM A。
在連續尼龍-6,6製造製程中,將己二酸及己二胺以約等莫耳比組合於水中形成含有尼龍-6,6鹽具有約50重量%水之水性混合物。使鹽水溶液以約105L/min傳遞至蒸發器。由用於蒸發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向蒸發器傳熱,使蒸發器將鹽水溶液加熱至約125℃至135℃(130℃)且自加熱之鹽水溶液移除水,使水濃度達到約30重量%。將蒸發器上之二級加熱迴路的壓力調節至約1KPa至約3KPa(2KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約130℃。使蒸發之鹽混合物以約75L/min傳遞至管狀反應器。管狀反應器具有約40m之長度、約89cm之平均內徑、長度每隔5m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約45之L/D比率及沿長度分佈之3個排出口。由用於反應器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向反應器傳熱,使蒸發之鹽混合物的溫度達到約218℃至250℃(235℃),使反應器自加熱之蒸發之鹽混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約10重量%,且使鹽進一步聚合。將反應器上之二級加熱迴路的壓力調節至約28KPa至約97KPa(80KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約235℃。使反應之混合物以約60L/min傳遞至閃蒸器。由用於閃蒸器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向閃蒸器傳熱,將反應之混合物加熱至約270℃至290℃(280℃),使閃蒸器從反應之混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約0.5重量%,且使反應之混合物進一步聚合。將閃蒸器上之二級加熱迴路的壓力調節至約150KPa至約200KPa(180KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約280℃。使閃蒸之混合物以約54L/min傳遞至精整機,聚合混合物經受真空以進一步移除水,從而使水濃度達到約0.1重量%,使得聚醯胺達到適合之最終聚合度範圍,之後使經精整之聚合混合物傳遞至擠壓 機及粒化機。
沿40m反應器分佈之3個排出口會產生高壓蒸汽潭且使液體局部閃蒸,產生栓塞流態,減少環形流比例,且使得難以控制壓力。栓塞流及閃蒸使經由反應器之反應混合物之流速不均勻。直徑之快速擴展致使管狀反應器中產生凝膠及反應混合物凝固(例如冷凍),且致使移除過多的水,由此使閃蒸器經歷氣流不穩定性、反應混合物冷凍及振動。
實例2b. 具有經由二級加熱迴路加熱之蒸發器、管狀反應器及閃蒸器的一級加熱迴路中之THERMINOL ® 66.
在尼龍-6,6製造設備將THERMINOL® 66加熱至約340℃且經由一級加熱迴路循環。一級加熱迴路使THERMINOL® 66在動力室與二級加熱迴路上之熱交換器及一些個別單元操作上之熱交換器之間循環。二級加熱迴路含有DOWTHERMTM A,且用以加熱蒸發器、反應器及閃蒸器。獨立調節二級加熱迴路之壓力以改變DOWTHERMTM A之汽化及冷凝溫度來精確控制加熱之各特定單元操作之溫度。一級加熱迴路含有約10,000,000L THERMINOL® 66,且各二級加熱迴路含有約50,000L DOWTHERMTM A。
在連續尼龍-6,6製造製程中,將己二酸及己二胺以約等莫耳比組合於水中形成含有尼龍-6,6鹽且具有約50重量%之水濃度之水性混合物。使鹽水溶液以約105L/min傳遞至蒸發器。由用於蒸發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向蒸發器傳熱,使蒸發器將鹽水溶液加熱至約125℃至135℃(130℃)且自加熱之鹽水溶液移除水,使水濃度達到約30重量%。將蒸發器上之二級加熱迴路的壓力調節至約1KPa至約3KPa(2KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約130℃。一級加熱迴路與二級加熱迴路之間的傳熱及二級加熱迴路與蒸發器之間的傳熱主要為顯熱,與約130℃之飽和溫度相比,用於蒸 發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A之溫度變化為變高或變低均不超過約15℃。使蒸發之鹽混合物以約75L/min傳遞至管狀反應器。管狀反應器具有約40m之長度、約89cm之平均內徑、長度每隔5m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約45之L/D比率及沿長度分佈之3個排出口。由用於反應器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向反應器傳熱,使蒸發之鹽混合物的溫度達到約218℃至250℃(235℃),使反應器自加熱之蒸發之鹽混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約10重量%,且使鹽進一步聚合。將反應器上之二級加熱迴路的壓力調節至約28KPa至約97KPa(80KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約235℃。一級加熱迴路與二級加熱迴路之間的傳熱及二級加熱迴路與蒸發器之間的傳熱主要為顯熱,其中與約235℃之飽和溫度相比,用於蒸發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A之溫度變化為變高或變低不超過約15℃。使反應之混合物以約60L/min傳遞至閃蒸器。由用於閃蒸器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向閃蒸器傳熱,將反應之混合物加熱至約270℃至290℃(280℃),使閃蒸器從反應之混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約0.5重量%,且使反應之混合物進一步聚合。將閃蒸器上之二級加熱迴路的壓力調節至約150KPa至約200KPa(180KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約280℃。一級加熱迴路與二級加熱迴路之間的傳熱及二級加熱迴路與蒸發器之間的傳熱主要為顯熱,其中與約280℃之飽和溫度相比,用於蒸發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A之溫度變化為變高或變低不超過約15℃。使閃蒸之混合物以約54L/min傳遞至精整機,聚合混合物經受真空以進一步移除水,從而使水濃度達到約0.1重量%,使得聚醯胺達到適合之最終聚合度範圍,之後使經精整之聚合混合物傳遞至擠壓機及粒化機。
沿40m反應器分佈之3個排出口會產生高壓蒸汽潭且使液體局部 閃蒸,產生栓塞流態,減少環形流比例,且使得難以控制壓力。栓塞流及閃蒸使經由反應器之反應混合物之流速不均勻。直徑之快速擴展致使管狀反應器中產生凝膠及反應混合物凝固(例如冷凍),且致使移除過多的水,由此使閃蒸器經歷氣流不穩定性、反應混合物冷凍及振動。
實例2c. 具有經由二級加熱迴路加熱之蒸發器、管狀反應器及閃蒸器之一級加熱迴路中之THERMINOL ® 66及用於蒸發器之二級迴路中之水.
在尼龍-6,6製造設備將THERMINOL® 66加熱至約340℃且經由一級加熱迴路循環。一級加熱迴路使THERMINOL® 66在動力室與二級加熱迴路上之熱交換器及一些個別單元操作上之熱交換器之間循環。用於反應器及閃蒸器之二級加熱迴路含有DOWTHERMTM A。用於蒸發器之二級加熱迴路含有水。獨立調節二級加熱迴路之壓力以改變DOWTHERMTM A或水之汽化及冷凝溫度來精確控制加熱之各特定單元操作之溫度。一級加熱迴路含有約10,000,000L THERMINOL® 66,且各二級加熱迴路含有約50,000L DOWTHERMTM A或水。
在連續尼龍-6,6製造製程中,將己二酸及己二胺以約等莫耳比組合於水中形成含有尼龍-6,6鹽且具有約50重量%之水濃度之水性混合物。使鹽水溶液以約105L/min傳遞至蒸發器。由用於蒸發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向蒸發器傳熱,使蒸發器將鹽水溶液加熱至約125℃至135℃(130℃)且自加熱之鹽水溶液移除水,使水濃度達到約30重量%。將蒸發器上之二級加熱迴路的壓力調節至約270KPa以使水之飽和溫度維持於約130℃。一級加熱迴路與二級加熱迴路之間的傳熱及二級加熱迴路與蒸發器之間的傳熱主要為顯熱,與約130℃之飽和溫度相比,用於蒸發器之二級加熱迴路中之水之溫度變化為變高或變低不超過約15℃。使蒸發之鹽混合物以約75L/min傳遞 至管狀反應器。管狀反應器具有約40m之長度、約89cm之平均內徑、長度每隔5m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約45之L/D比率及沿長度分佈之3個排出口。由用於反應器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向反應器傳熱,使蒸發之鹽混合物的溫度達到約218℃至250℃(235℃),使反應器自加熱之蒸發之鹽混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約10重量%,且使鹽進一步聚合。將反應器上之二級加熱迴路的壓力調節至約28KPa至約97KPa(80KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約235℃。一級加熱迴路與二級加熱迴路之間的傳熱及二級加熱迴路與蒸發器之間的傳熱主要為顯熱,其中與約235℃之飽和溫度相比,用於蒸發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A之溫度變化為變高或變低不超過約15℃。使反應之混合物以約60L/min傳遞至閃蒸器。由用於閃蒸器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向閃蒸器傳熱,將反應之混合物加熱至約270℃至290℃(280℃),使閃蒸器從反應之混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約0.5重量%,且使反應之混合物進一步聚合。將閃蒸器上之二級加熱迴路的壓力調節至約150KPa至約200KPa(180KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約280℃。一級加熱迴路與二級加熱迴路之間的傳熱及二級加熱迴路與蒸發器之間的傳熱主要為顯熱,其中與約280℃之飽和溫度相比,用於蒸發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A之溫度變化為變高或變低不超過約15℃。使閃蒸之混合物以約54L/min傳遞至精整機,聚合混合物經受真空以進一步移除水,從而使水濃度達到約0.1重量%,使得聚醯胺達到適合之最終聚合度範圍,之後使經精整之聚合混合物傳遞至擠壓機及粒化機。
沿40m反應器分佈之3個排出口會產生高壓蒸汽潭且使液體局部閃蒸,產生栓塞流態,減少環形流比例,且使得難以控制壓力。栓塞流及閃蒸使經由反應器之反應混合物之流速不均勻。直徑之快速擴展 致使管狀反應器中產生凝膠及反應混合物凝固(例如冷凍),且致使移除過多的水,由此使閃蒸器經歷氣流不穩定性、反應混合物冷凍及振動。
實例3. 具有經由二級加熱迴路加熱之反應器及經由一級加熱迴路加熱之蒸發器及閃蒸器之一級加熱迴路中之THERMINOL® 66.
在尼龍-6,6製造設備將THERMINOL® 66加熱至約340℃且經由一級加熱迴路循環。一級加熱迴路使THERMINOL® 66在動力室與二級加熱迴路上之熱交換器及一些個別單元操作上之熱交換器之間循環。二級加熱迴路含有DOWTHERMTM A且用以加熱反應器。獨立調節二級加熱迴路之壓力以改變DOWTHERMTM A之汽化及冷凝溫度來精確控制反應器之溫度。一級加熱迴路含有約10,000,000L THERMINOL® 66,且二級加熱迴路含有約50,000L DOWTHERMTM A。
在連續尼龍-6,6製造製程中,將己二酸及己二胺以約等莫耳比組合於水中形成含有尼龍-6,6鹽具有約50重量%水之水性混合物。使鹽水溶液以約105L/min傳遞至蒸發器。由一級加熱迴路中之THERMINOL® 66向蒸發器傳熱,使蒸發器將鹽水溶液加熱至約125℃至135℃(130℃)且自加熱之鹽水溶液移除水,使水濃度達到約30重量%。使蒸發之鹽混合物以約75L/min傳遞至管狀反應器。管狀反應器具有約40m之長度、約89cm之平均內徑、長度每隔5m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約45之L/D比率及沿長度分佈之3個排出口。由用於反應器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A向反應器傳熱,使蒸發之鹽混合物的溫度達到約218℃至250℃(235℃),使反應器自加熱之蒸發之鹽混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約10重量%,且使鹽進一步聚合。將反應器上之二級加熱迴路的壓力調節至約28KPa至約97KPa(80KPa),以使DOWTHERMTM A之飽和溫度維持於約235℃。一級加熱迴路與二級加 熱迴路之間的傳熱及二級加熱迴路與蒸發器之間的傳熱主要為顯熱,其中與約235℃之飽和溫度相比,用於蒸發器之二級加熱迴路中之DOWTHERMTM A之溫度變化為變高或變低不超過約15℃。使反應之混合物以約60L/min傳遞至閃蒸器。由一級加熱迴路中之THERMINOL® 66向閃蒸器傳熱,將反應之混合物加熱至約270℃至290℃(280℃),使閃蒸器從反應之混合物中進一步移除水,從而使水濃度達到約0.5重量%,且使反應之混合物進一步聚合。使閃蒸之混合物以約54L/min傳遞至精整機,聚合混合物經受真空以進一步移除水,從而使水濃度達到約0.1重量%,使得聚醯胺達到適合之最終聚合度範圍,之後使經精整之聚合混合物傳遞至擠壓機及粒化機。
實例4. 具有較長長度及較細直徑之管狀反應器.
按照實例2a,使用具有約100m之長度及約0.41m之內徑、長度每隔5m約2.54cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約246之L/D比率及沿長度分佈之8個排出口的管狀反應器。
與實例1a-e及2a-2b相比,當將蒸發之鹽混合物加熱至其目標溫度時,管狀反應器使該蒸發之鹽混合物更緩慢地變熱,從而使得在由反應器釋放之蒸汽中形成較少不當副產物且使二胺損失較小。較緩慢加熱蒸發之鹽使聚合物混合物氣溶膠化較小,由此使各次清潔之間排出管線通暢較長時間。
實例5a. 具有較長長度及較細直徑之管狀反應器.
按照實例2a,使用具有約100m之長度及約41cm之內徑、長度每隔550m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約246之L/D比率及沿長度分佈之8個排出口的管狀反應器。
與實例1a-e及2a-2b相比,當將蒸發之鹽混合物加熱至其目標溫度時,管狀反應器使該蒸發之鹽混合物更緩慢地變熱,從而使得在由反應器釋放之蒸汽中形成較少不當副產物且使二胺損失較小。較緩慢 加熱蒸發之鹽使聚合物混合物氣溶膠化較小,由此使各次清潔之間排出管線通暢較長時間。
實例5b. 具有較長長度及較細直徑之管狀反應器.
按照實例2a,使用具有約100m之長度及約41cm之平均內徑、長度每隔110m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約246之L/D比率及沿長度分佈之8個排出口的管狀反應器。
與實例1a-e及2a-2b相比,當將蒸發之鹽混合物加熱至其目標溫度時,管狀反應器使該蒸發之鹽混合物更緩慢地變熱,從而使得在由反應器釋放之蒸汽中形成較少不當副產物且使二胺損失較小。較緩慢加熱蒸發之鹽使聚合物混合物氣溶膠化較小,由此使各次清潔之間排出管線通暢較長時間。該直徑增加率會降低反應器中凝膠及其他雜質之產生及積聚,有助於在整個反應器中維持較大比例之環形流。該直徑增加率會在反應器之入口與出口之間提供壓降,該壓降導致更有效且高效地移除反應器中之水,從而減少或防止反應器中聚合物混合物之凝固。
實例5c. 具有較長長度及較細直徑之管狀反應器.
按照實例2a,使用具有約100m之長度及約41cm之平均內徑、長度每隔110m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約246之L/D比率及沿長度分佈之8個排出口的管狀反應器。
與實例1a-e及2a-2b相比,當將蒸發之鹽混合物加熱至其目標溫度時,管狀反應器使該蒸發之鹽混合物更緩慢地變熱,從而使得在由反應器釋放之蒸汽中形成較少不當副產物且使二胺損失較小。較緩慢加熱蒸發之鹽使聚合物混合物氣溶膠化較小,由此使各次清潔之間排出管線通暢較長時間。該直徑增加率會降低反應器中凝膠及其他雜質之產生及積聚,有助於在整個反應器中維持較大比例之環形流。該直徑增加率會在反應器之入口與出口之間提供壓降,該壓降使更有效且 高效地移除反應器中之水,從而減少或防止反應器中聚合物混合物之凝固。
實例5d. 具有較長長度及較細直徑之管狀反應器.
按照實例2a,使用具有約100m之長度及約41cm之內徑、長度每隔1000m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約246之L/D比率及沿長度分佈之8個排出口的管狀反應器。
與實例1a-e及2a-2b相比,當將蒸發之鹽混合物加熱至其目標溫度時,管狀反應器使該蒸發之鹽混合物更緩慢地變熱,從而使得在由反應器釋放之蒸汽中形成較少不當副產物且使二胺損失較小。較緩慢加熱蒸發之鹽使聚合物混合物氣溶膠化較小,由此使各次清潔之間排出管線通暢較長時間。
與實例5b及5c相比,該直徑增加率使得反應器中移除水效果較差,從而需要更大量之能量以移除相同量之水。
實例6a. 排出口數量增加之管狀反應器.
按照實例2a,使用具有相同尺寸但具有沿長度分佈之7個排出口的管狀反應器。
與實例1a-e及2a-2b相比,排出口數量增加之管狀反應器在各既定位置下有較少量之蒸汽經由反應管行進,且管中之蒸汽以較低速度移動。蒸汽體積及速度降低使較少聚合物混合物行進至排出管線中,從而使各次清潔之間排出管線運作通暢較長時間。具有分佈式間隔之排出口數量增加亦有助於防止液體局部閃蒸及栓塞流態,從而提供更穩定流動速率及更大比例之環形流。
實例6b. 排出口數量增加且一些排出口之間的間隔小之管狀反應器.
按照實例2a,使用具有相同尺寸但具有7個排出口之管狀反應器,其中5個排出口均勻分佈,剩餘2個排出口相距約1m叢集於反應器中間附近。
與實例1a-e及2a-2b相比,排出口數量增加之管狀反應器在各既定位置下有較少量之蒸汽經由反應管行進,且管中之蒸汽以較低速度移動。蒸汽體積及速度降低使較少聚合物混合物行進至排出管線中,從而使各次清潔之間排出管線運作通暢較長時間。排出口數量增加亦有助於防止液體局部閃蒸及栓塞流態,從而提供更穩定流動速率及更大比例之環形流。然而,叢集於反應器中間之排出口之間的小間隔使反應器之彼等區域中之環形流破壞;作為替代,液體之流動類似於位於管下半部之半圓柱,水平管之其餘部分為氣體及蒸汽。環形流之比例降低導致向管中反應混合物傳熱效率較低。
實例6c. 排出口過量之管狀反應器.
按照實例2a,使用具有相同尺寸但沿長度分佈有40個排出口之管狀反應器。
與實例1a-e及2a-2b相比,排出口數量增加之管狀反應器在各既定位置下有較少量之蒸汽經由反應管行進,且管中之蒸汽以較低速度移動。蒸汽體積及速度降低使較少聚合物混合物行進至排出管線中,從而使各次清潔之間排出管線運作通暢較長時間。
然而,排出口之間的小間隔使反應器整個長度之環形流破壞;作為替代,液體之流動類似於位於管下半部之半圓柱,水平管之其餘部分為氣體及蒸汽。環形流之比例降低導致向管中反應混合物傳熱效率較低。
實例7. 使用注水清潔方法之管狀反應器.
按照實例2a,使用排出口清理方法,其中排出管線中注入水以有助於防止排出管線中凝膠積聚。
與實例1a-e及2a-2b相比,在必需之清潔之間在通暢排出口下管狀反應器運作較長時間。
實例8a. 具有較長長度及較細直徑且排出口數量增加、使用注水清潔 方法之管狀反應器.
按照實例2a,但使用具有約100公尺之長度及約41公分之平均內徑、約246之L/D比率及沿長度分佈之17個排出口的管狀反應器。使用排出口清理方法,其中排出管線中注入水以有助於防止排出管線中凝膠積聚。
與實例1a-e及2a-2b相比,當將蒸發之鹽混合物加熱至其目標溫度時,管狀反應器使該蒸發之鹽混合物更緩慢地變熱,從而使得在由反應器釋放之蒸汽中形成較少不當副產物且使二胺損失較小。較緩慢加熱蒸發之鹽使聚合物混合物氣溶膠化較小,由此使各次清潔之間排出管線通暢較長時間。排出口數量增加之管狀反應器在各既定位置下有較少量之蒸汽經由反應管行進,且管中之蒸汽以較低速度移動。蒸汽體積及速度降低使較少聚合物混合物行進至排出管線中,從而使各次清潔之間排出管線運作通暢較長時間。排出口數量增加亦有助於防止液體局部閃蒸及栓塞流態,從而提供更穩定流動速率及更大比例之環形流。
實例8b. 具有較長長度及較細直徑且排出口數量增加、使用注水清潔方法之管狀反應器.
按照實例3,但使用具有約100公尺之長度及約41公分之平均內徑、約246之L/D比率及沿長度分佈之17個排出口的管狀反應器。使用排出口清理方法,其中排出管線中注入水以有助於防止排出管線中凝膠積聚。
與實例1a-e及2a-2b相比,當將蒸發之鹽混合物加熱至其目標溫度時,管狀反應器使該蒸發之鹽混合物更緩慢地變熱,從而使得在由反應器釋放之蒸汽中形成較少不當副產物且使二胺損失較小。較緩慢加熱蒸發之鹽使聚合物混合物氣溶膠化較小,由此使各次清潔之間排出管線通暢較長時間。排出口數量增加之管狀反應器在各既定位置下 有較少量之蒸汽經由反應管行進,且管中之蒸汽以較低速度移動。蒸汽體積及速度降低使較少聚合物混合物行進至排出管線中,從而使各次清潔之間排出管線運作通暢較長時間。排出口數量增加亦有助於防止液體局部閃蒸及栓塞流態,從而提供更穩定流動速率及更大比例之環形流。
實例8c. 具有較長長度及較細直徑且排出口數量增加、使用注水清潔方法之管狀反應器.
按照實例2a,但使用具有約100m之長度及約41cm之平均內徑、長度每隔300m約2.5cm之由進入端至離開端之內徑擴展率、約246之L/D比率及沿長度分佈之17個排出口的管狀反應器。使用排出口清理方法,其中排出管線中注入水以有助於防止排出管線中凝膠積聚。
與實例1a-e及2a-2b相比,當將蒸發之鹽混合物加熱至其目標溫度時,管狀反應器使該蒸發之鹽混合物更緩慢地變熱,從而使得在由反應器釋放之蒸汽中形成較少不當副產物且使二胺損失較小。較緩慢加熱蒸發之鹽使聚合物混合物氣溶膠化較小,由此使各次清潔之間排出管線通暢較長時間。排出口數量增加之管狀反應器在各既定位置下有較少量之蒸汽經由反應管行進,且管中之蒸汽以較低速度移動。蒸汽體積及速度降低使較少聚合物混合物行進至排出管線中,從而使各次清潔之間排出管線運作通暢較長時間。排出口數量增加亦有助於防止液體局部閃蒸及栓塞流態,從而提供更穩定流動速率及更大比例之環形流。該直徑增加率會降低反應器中凝膠及其他雜質之產生及積聚,有助於在整個反應器中維持較大比例之環形流。該直徑增加率會在反應器之入口與出口之間提供壓降,該壓降使更有效且高效地移除反應器中之水,從而減少或防止反應器中聚合物混合物之凝固。
實例9. 具有經由二級加熱迴路加熱之蒸發器、管狀反應器及閃蒸器的一級加熱迴路中之THERMINOL® 66,其中一級加熱迴路中有洩 漏點.
按照實例2a。一級加熱迴路中出現洩漏點。
離開洩漏點之液體THERMINOL® 66處於相對低之壓力,從而限制材料之總排放。因為已排放之液體THERMINOL® 66為相對非揮發性的,所以爆炸風險幾乎為零且著火風險低且限制於緊鄰洩漏點。
實例10. 具有經由二級加熱迴路加熱之蒸發器、管狀反應器及閃蒸器的二級加熱迴路中之THERMINOL ® 66,其中二級加熱迴路中有洩漏點.
按照實例2a。管狀反應器之二級加熱迴路中出現洩漏點。
與實例1d及1e相比,在二級加熱迴路中使用較小體積揮發性DOWTHERMTM A會降低與使用加壓高溫易燃蒸氣有關之安全危害。與實例1d及1e中之一級加熱迴路相比,較小體積之二級加熱迴路會限制發生之排放的量。設備中之大部分加熱系統可持續操作,而含DOWTHERMTM A之二級迴路會停工以確定洩漏點或熄滅著火。
已使用之術語及表述為說明所使用且不具限制性,且不意欲使用將具有所示及所述特徵之任何等效物或其部分排除在外之此類術語及表述,但認識到各種修改有可能在所主張之本發明之範疇內。本文中所揭示之概念的修改及變化可藉由一般熟習此項技術者所採用,且認為此類修飾及變化在如隨附申請專利範圍所界定之本發明之範疇內。
其他實施例.
本發明提供至少以下,不能將其編碼視為具有重要意義之指示水準:聲明1提供一種製造聚醯胺之方法,該方法包含:加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質;及由經該加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可 流動傳熱介質;及由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。
聲明2提供聲明1之方法,其中該管狀反應器包含約50至約300公尺之長度。
聲明3提供聲明1至2中任一項之方法,其中該管狀反應器包含約75-125公尺之長度。
聲明4提供聲明1至3中任一項之方法,其中該管狀反應器包含約10cm至約80cm之內徑。
聲明5提供聲明1至4中任一項之方法,其中該管狀反應器包含約25cm至約60cm之內徑。
聲明6提供聲明1至5中任一項之方法,其中該管狀反應器之長度/直徑(L/D)為約50至約2500。
聲明7提供聲明1至6中任一項之方法,其中該管狀反應器之該長度/直徑(L/D)為約100至約500。
聲明8提供聲明1至7中任一項之方法,其中該管狀反應器沿其長度包含排出口。
聲明9提供聲明8之方法,其中該管狀反應器包含約5至約50個排出口。
聲明10提供聲明8至9中任一項之方法,其中該管狀反應器包含約10至約25個排出口。
聲明11提供聲明8至10中任一項之方法,其中該管狀反應器沿該管狀反應器之長度包含平均每約3公尺至約9公尺約1個排出口。
聲明12提供聲明8至11中任一項之方法,其中該管狀反應器沿該管狀反應器之長度包含平均每約2公尺至約15公尺約1個排出口。
聲明13提供聲明8至12中任一項之方法,其中該管狀反應器沿該管狀反應器長度在排出口之間包含約2公尺至約15公尺之平均間隔。
聲明14提供聲明8至13中任一項之方法,其中該管狀反應器沿該管狀反應器長度在排出口之間包含約3公尺至約9公尺之平均間隔。
聲明15提供聲明8至14中任一項之方法,其中該等排出口連接於排出管線,該方法包含將水注入該等排出管線中。
聲明16提供聲明1至15中任一項之方法,其中該方法在該管狀反應器不停工清潔之情況下進行至少約1至約5年。
聲明17提供聲明1至16中任一項之方法,其中該方法在該管狀反應器不停工清潔之情況下進行至少約2.5至約3年。
聲明18提供聲明1至17中任一項之方法,其中該聚醯胺合成系統由線性二羧酸及線性二胺或由線性二羧酸及線性的二胺形成之寡聚物合成聚醯胺。
聲明19提供聲明18之方法,其中該二羧酸具有結構HOC(O)-R1-C(O)OH,其中R1為C1-C15伸烷基。
聲明20提供聲明19之方法,其中該二羧酸為己二酸。
聲明21提供聲明18至20中任一項之方法,其中該二胺具有結構H2N-R2-NH2,其中R2為C1-C15伸烷基。
聲明22提供聲明21之方法,其中該二胺為己二胺。
聲明23提供聲明18至22中任一項之方法,其中該聚醯胺為尼龍-6,6。
聲明24提供聲明1至23中任一項之方法,其中在標準溫度及壓力下,該第一可流動傳熱介質具有與該第二可流動傳熱介質相比較低之蒸氣壓。
聲明25提供聲明1至24中任一項之方法,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質具有與該經加熱之第一可流動傳熱介質相比較高之蒸氣壓。
聲明26提供聲明1至25中任一項之方法,其中該經加熱之第二可 流動傳熱介質可為與該經加熱之第一可流動傳熱介質相比更易燃的及更可燃的中之至少一者。
聲明27提供聲明1至26中任一項之方法,其中該第一可流動傳熱介質包含水、聚乙二醇、聚丙二醇、礦物油、聚矽氧油、二苯醚及聯苯中之至少一者。
聲明28提供聲明1至27中任一項之方法,其中該第一可流動傳熱介質為以下至少一者:三甲基戊烷、C10-13烷烴、C10-13異烷烴、C14-30烷基芳基化合物、二乙基苯、乙烯化苯、環己基苯、C14-30烷基苯、白色石油礦物油、乙基二苯乙烷、二苯乙烷、二乙基二苯乙烷、二苯醚(diphenyl ether)、二苯醚(diphenyl oxide)、乙基苯聚合物、聯苯、無機鹽、二異丙基聯苯、三異丙基聯苯、甲基環己烷、聯環己烷、聯三苯、氫化聯三苯、部分氫化對聯四苯、部分氫化高碳聚苯、二苯醚(diphenyl ether)及菲、二芳基化合物、三芳基化合物、二芳基醚、三芳基醚、烷基芳基化合物、烷基芳基化合物及二芳基烷基化合物。
聲明29提供聲明1至28中任一項之方法,其中該經加熱之第一可流動傳熱介質為約280℃至約400℃。
聲明30提供聲明1至29中任一項之方法,其中該經加熱之第一可流動傳熱介質為約330℃至約350℃。
聲明31提供聲明1至30中任一項之方法,其中該第一可流動傳熱介質及該經加熱之第一可流動傳熱介質為實質上液相。
聲明32提供聲明1至31中任一項之方法,其中在加熱該第一可流動傳熱介質期間,該第一可流動傳熱介質實質上保持為液體。
聲明33提供聲明1至32中任一項之方法,其中在加熱該第一可流動傳熱介質期間,該第一可流動傳熱介質實質上不發生汽化。
聲明34提供聲明1至33中任一項之方法,其中在加熱該第一可流動傳熱介質期間,向該第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上 所有顯熱。
聲明35提供聲明1至34中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該經加熱之第一可流動傳熱介質實質上保持為液體。
聲明36提供聲明1至35中任一項之方法,其中在由該加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該經加熱之第一可流動傳熱介質實質上不發生冷凝。
聲明37提供聲明1至36中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有顯熱。
聲明38提供聲明1至37中任一項之方法,其中該第一可流動傳熱介質及該經加熱之第一可流動傳熱介質安置於第一加熱迴路中。
聲明39提供聲明1至38中任一項之方法,其中由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱提供用過之第一可流動傳熱介質,其進一步包含使該用過之第一可流動傳熱介質循環回加熱該第一可流動傳熱介質之狀態。
聲明40提供聲明1至39中任一項之方法,其中該第二可流動傳熱介質為水、聚乙二醇、聚丙二醇、礦物油、聚矽氧油、二苯醚、聯苯及聯三苯中之至少一者。
聲明41提供聲明1至40中任一項之方法,其中該第二可流動傳熱介質為以下至少一者:三甲基戊烷、C10-13烷烴、C10-13異烷烴、C14-30烷基芳基化合物、二乙基苯、乙烯化苯、環己基苯、C14-30烷基苯、白色石油礦物油、乙基二苯乙烷、二苯乙烷、二乙基二苯乙烷、二苯醚(diphenyl ether)、二苯醚(diphenyl oxide)、乙基苯聚合物、聯苯、無機鹽、二異丙基聯苯、三異丙基聯苯、甲基環己烷、聯環己烷、聯三苯、氫化聯三苯、部分氫化對聯四苯、部分氫化高碳聚苯、二苯醚 (diphenyl ether)及菲、二芳基化合物、三芳基化合物、二芳基醚、三芳基醚、烷基芳基化合物、烷基芳基化合物及二芳基烷基化合物。
聲明42提供聲明1至41中任一項之方法,其中該經加熱之第一可流動傳熱介質為約210℃至約350℃。
聲明43提供聲明1至42中任一項之方法,其中該經加熱之第一可流動傳熱介質為約260℃至約300℃。
聲明44提供聲明1至43中任一項之方法,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質為實質上液相。
聲明45提供聲明1至44中任一項之方法,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質為實質上氣相。
聲明46提供聲明1至45中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第二可流動傳熱介質實質上變為氣體。
聲明47提供聲明1至46中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第二可流動傳熱介質實質上全部汽化。
聲明48提供聲明47之方法,其進一步包含控制該第二可流動傳熱介質之壓力以控制使該第二可流動傳熱介質汽化之溫度。
聲明49提供聲明48之方法,其中該第二傳熱介質及該經加熱之第二傳熱介質安置於第二加熱迴路中,其中控制該第二可流動傳熱介質之該壓力包含控制該第二加熱迴路中之壓力。
聲明50提供聲明48至49中任一項之方法,其中控制使該第二可流動傳熱介質汽化之溫度來控制該管狀反應器之溫度。
聲明51提供聲明1至50中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,向該第二可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有潛熱,該潛熱包含汽化熱。
聲明52提供聲明1至51中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,向該第二可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含約70-100%潛熱及約0至30%顯熱,該潛熱包含汽化熱。
聲明53提供聲明1至52中任一項之方法,其中在由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該聚醯胺合成系統之該管狀反應器傳熱期間,該經加熱之第二可流動傳熱介質實質上冷凝成液體。
聲明54提供聲明53之方法,其進一步包含控制該經加熱之第二可流動傳熱介質之壓力以調節使該經加熱之第二可流動傳熱介質經歷至少部分冷凝之溫度。
聲明55提供聲明54之方法,其中控制該經加熱之第二可流動傳熱介質經歷至少部分冷凝之該溫度來控制該管狀反應器之該溫度。
聲明56提供聲明54至55中任一項之方法,其中該第二傳熱介質及該經加熱之第二傳熱介質安置於第二加熱迴路中,其中控制該經加熱之第二可流動傳熱介質之該壓力包含控制該第二加熱迴路中之壓力。
聲明57提供聲明56之方法,其中控制該第二加熱迴路中之該壓力包含控制該經加熱之第二可流動傳熱介質之飽和溫度。
聲明58提供聲明57之方法,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質之最高溫度與該經加熱之第二可流動傳熱介質之該飽和溫度相差約0℃至40℃內。
陳述59提供陳述1至58中任一項之方法,其中在由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱期間,由該經加熱之第二可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有潛熱,該潛熱包含汽化熱。
陳述60提供陳述1至59中任一項之方法,其中在由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱期間,由該第二可流動傳熱介 質傳遞之該熱量包含約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱。
聲明61提供聲明1至60中任一項之方法,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱提供用過之第二可流動傳熱介質,其進一步包含使該用過之第二可流動傳熱介質循環回由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱之狀態。
聲明62提供聲明1至61中任一項之方法,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱包含使該管狀反應器之該溫度維持於約150℃至約350℃。
聲明63提供聲明1至62中任一項之方法,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱包含使該管狀反應器之該溫度維持於約210℃至約260℃。
聲明64提供聲明1至63中任一項之方法,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱包含使該反應器中聚醯胺混合物之溫度維持於約218℃至約250℃。
聲明65提供聲明1至64中任一項之方法,其中由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱提供用過之第一可流動傳熱介質,其進一步包含由該用過之第一可流動傳熱介質或由該經加熱之第一可流動傳熱介質向第三可流動傳熱介質傳熱,以提供經加熱之第三可流動傳熱介質;由該經加熱之第三可流動傳熱介質向該聚醯胺合成系統之至少一個含聚醯胺組件傳熱。
聲明66提供聲明65之方法,其中由該經加熱之第三可流動傳熱介質來傳熱之該聚醯胺合成系統之該至少一個組件不同於該管狀反應器。
聲明67提供製造尼龍-6,6之方法,該方法包含:加熱包含聯三苯之第一可流動傳熱介質,提供經加熱之第一可流動傳熱介質;由包含 二苯醚及聯苯之該經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱,提供經加熱之第二可流動傳熱介質及用過之第一可流動傳熱介質,其中該第一可流動傳熱介質、該經加熱之第一可流動傳熱介質及該用過之第一可流動傳熱介質安置於第一加熱迴路中,在加熱該第一可流動傳熱介質及由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第一可流動傳熱介質、該經加熱之第一可流動傳熱介質及該用過之第一可流動傳熱介質為實質上液相,向該第一可流動傳熱介質傳遞之熱量及由該第一可流動傳熱介質傳遞之熱量包含實質上所有顯熱,且在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第二可流動傳熱介質實質上全部汽化;使該用過之第一可流動傳熱介質循環回加熱該第一可流動傳熱介質之狀態;由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱,提供用過之第二可流動傳熱介質,其中該第二可流動傳熱介質及該經加熱之第二可流動傳熱介質安置於第二加熱迴路中,該第二可流動傳熱介質及該用過之第二可流動傳熱介質為實質上液相,該經加熱之第二可流動傳熱介質為實質上液相,且向該第二可流動傳熱介質傳遞之熱量及由該第二可流動傳熱介質傳遞之熱量包含約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱;控制該第二傳熱迴路之壓力以控制該第二可流動傳熱介質之飽和溫度,其中控制該飽和溫度來控制該管狀反應器之溫度;及使該用過之第二可流動傳熱介質循環回由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱之狀態;其中該管狀反應器包含約75至約125公尺之長度,該管狀反應器包含約25公分至約60公分之內徑,該管狀反應器包含約100至約500之長度/直徑(L/D),且其中該管狀反應器沿其長度包含約10至約25個排出口。
聲明68提供製造聚醯胺之方法,該方法包含:加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質;及由該經加熱之第一 可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質;及由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱;其中該管狀反應器包含約75至約125公尺之長度,該管狀反應器包含約25公分至約60公分之內徑,該管狀反應器包含約100至約500之長度/直徑(L/D),且其中該管狀反應器沿其長度包含約10至約25個排出口。
聲明69提供製造聚醯胺之系統,該系統包含:加熱器,其經組態以加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質;第一熱交換器,其經組態以由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質;及第二熱交換器,其經組態以由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。
聲明70提供製造聚醯胺之裝置,該裝置包含:加熱器,其經組態以加熱第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質;第一熱交換器,其經組態以由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱以提供經加熱之第二可流動傳熱介質;及第二熱交換器,其經組態以由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成裝置之管狀反應器傳熱。
聲明71提供聲明70之裝置,其中該管狀反應器包含約50至約300公尺之長度。
聲明72提供聲明70至71中任一項之裝置,其中該管狀反應器包含約75-125公尺之長度。
聲明73提供聲明70至72中任一項之裝置,其中該管狀反應器包含約10cm至約80cm之內徑。
聲明74提供聲明70至73中任一項之裝置,其中該管狀反應器包含約25cm至約60cm之內徑。
聲明75提供聲明70至74中任一項之裝置,其中該管狀反應器之該長度/直徑(L/D)為約50至約2500。
聲明76提供聲明70至75中任一項之裝置,其中該管狀反應器之該長度/直徑(L/D)為約100至約500。
聲明77提供聲明70至76中任一項之裝置,其中該管狀反應器沿其長度包含排出口。
聲明78提供聲明77之裝置,其中該管狀反應器包含約5至約50個排出口。
聲明79提供聲明77至78中任一項之裝置,其中該管狀反應器包含約10至約25個排出口。
聲明80提供聲明77至79中任一項之裝置,其中該管狀反應器沿該管狀反應器之該長度包含平均每約3公尺至約9公尺約1個排出口。
聲明81提供聲明77至80中任一項之裝置,其中該管狀反應器沿該管狀反應器之該長度包含平均每約2公尺至約15公尺約1個排出口。
聲明82提供聲明77至81中任一項之裝置,其中該管狀反應器沿該管狀反應器之該長度在排出口之間包含約2公尺至約15公尺之平均間隔。
聲明83提供聲明77至82中任一項之裝置,其中該管狀反應器沿該管狀反應器之該長度在排出口之間包含約3公尺至約9公尺之平均間隔。
聲明84提供聲明77至83中任一項之裝置,其中該等排出口連接於排出管線,該裝置包含將水注入該等排出管線中。
聲明85提供聲明70至84中任一項之裝置,其中該方法在該管狀反應器不停工清潔之情況下進行至少約1至約5年。
聲明86提供聲明70至85任一項之裝置,其中該方法在該管狀反應器不停工清潔之情況下進行至少約2.5至約3年。
聲明87提供聲明70至86中任一項之裝置,其中製造該聚醯胺之該裝置經組態以由線性二羧酸及線性二胺或由線性二羧酸及線性二胺形成之寡聚物合成該聚醯胺。
聲明88提供聲明87之裝置,其中該二羧酸具有結構HOC(O)-R1-C(O)OH,其中R1為C1-C15伸烷基。
聲明89提供聲明88之裝置,其中該二羧酸為己二酸。
聲明90提供聲明87至89中任一項之裝置,其中該二胺具有結構H2N-R2-NH2,其中R2為C1-C15伸烷基。
聲明91提供聲明90之裝置,其中該二胺為己二胺。
聲明92提供聲明87至91中任一項之裝置,其中該聚醯胺為尼龍-6,6。
聲明93提供聲明70至92中任一項之裝置,其中在標準溫度及壓力下,該第一可流動傳熱介質具有與該第二可流動傳熱介質相比較低之蒸氣壓。
聲明94提供聲明70至93中任一項之裝置,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質具有與該經加熱之第一可流動傳熱介質相比較高之蒸氣壓。
聲明95提供聲明70至94中任一項之裝置,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質可為與該經加熱之第一可流動傳熱介質相比更易燃的及更可燃的中之至少一者。
聲明96提供聲明70至95中任一項之裝置,其中該第一可流動傳熱介質包含水、聚乙二醇、聚丙二醇、礦物油、聚矽氧油、二苯醚及聯苯中之至少一者。
聲明97提供聲明70至96中任一項之裝置,其中該第一可流動傳熱介質為以下至少一者:三甲基戊烷、C10-13烷烴、C10-13異烷烴、C14-30烷基芳基化合物、二乙基苯、乙烯化苯、環己基苯、C14-30烷基 苯、白色石油礦物油、乙基二苯乙烷、二苯乙烷、二乙基二苯乙烷、二苯醚(diphenyl ether)、二苯醚(diphenyl oxide)、乙基苯聚合物、聯苯、無機鹽、二異丙基聯苯、三異丙基聯苯、甲基環己烷、聯環己烷、聯三苯、氫化聯三苯、部分氫化對聯四苯、部分氫化高碳聚苯、二苯醚(diphenyl ether)及菲、二芳基化合物、三芳基化合物、二芳基醚、三芳基醚、烷基芳基化合物、烷基芳基化合物及二芳基烷基化合物。
聲明98提供聲明70至97中任一項之裝置,其中該經加熱之第一可流動傳熱介質為約280℃至約400℃。
聲明99提供聲明70至98中任一項之裝置,其中該經加熱之第一可流動傳熱介質為約330℃至約350℃。
聲明100提供聲明70至99中任一項之裝置,其中該第一可流動傳熱介質及該經加熱之第一可流動傳熱介質為實質上液相。
聲明101提供聲明70至100中任一項之裝置,其中在加熱該第一可流動傳熱介質期間,該第一可流動傳熱介質實質上保持為液體。
聲明102提供聲明70至101中任一項之裝置,其中在加熱該第一可流動傳熱介質期間,該第一可流動傳熱介質實質上不發生汽化。
聲明103提供聲明70至102中任一項之裝置,其中加熱該第一可流動傳熱介質期間,向該第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有顯熱。
聲明104提供聲明70至103中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該經加熱之第一可流動傳熱介質實質上保持為液體。
聲明105提供聲明70至104中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該經加熱之第一可流動傳熱介質實質上不發生冷凝。
聲明106提供聲明70至105中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有顯熱。
聲明107提供聲明70至106中任一項之裝置,其中該第一可流動傳熱介質及該經加熱之第一可流動傳熱介質安置於第一加熱迴路中。
聲明108提供聲明70至107中任一項之裝置,其中由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱提供用過之第一可流動傳熱介質,其進一步包含使該用過之第一可流動傳熱介質循環回加熱該第一可流動傳熱介質之狀態。
聲明109提供聲明70至108中任一項之裝置,其中該第二可流動傳熱介質為水、聚乙二醇、聚丙二醇、礦物油、聚矽氧油、二苯醚、聯苯及聯三苯中之至少一者。
聲明110提供聲明70至109中任一項之裝置,其中該第二可流動傳熱介質為以下至少一者:三甲基戊烷、C10-13烷烴、C10-13異烷烴、C14-30烷基芳基化合物、二乙基苯、乙烯化苯、環己基苯、C14-30烷基苯、白色石油礦物油、乙基二苯乙烷、二苯乙烷、二乙基二苯乙烷、二苯醚(diphenyl ether)、二苯醚(diphenyl oxide)、乙基苯聚合物、聯苯、無機鹽、二異丙基聯苯、三異丙基聯苯、甲基環己烷、聯環己烷、聯三苯、氫化聯三苯、部分氫化對聯四苯、部分氫化高碳聚苯、二苯醚(diphenyl ether)及菲、二芳基化合物、三芳基化合物、二芳基醚、三芳基醚、烷基芳基化合物、烷基芳基化合物及二芳基烷基化合物。
聲明111提供聲明70至110中任一項之裝置,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質為約210℃至約350℃。
聲明112提供聲明70至111中任一項之裝置,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質為約260℃至約300℃。
聲明113提供聲明70至112中任一項之裝置,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質為實質上液相。
聲明114提供聲明70至113中任一項之裝置,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質為實質上氣相。
聲明115提供聲明70至114中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第二可流動傳熱介質實質上變為氣體。
聲明116提供聲明70至115中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第二可流動傳熱介質實質上全部汽化。
聲明117提供聲明70至116中任一項之裝置,其中該第二傳熱介質及該經加熱之第二傳熱介質安置於第二加熱迴路中。
聲明118提供聲明117之裝置,其中該第二加熱迴路經組態以控制該第二可流動傳熱介質之壓力以控制該第二可流動傳熱介質發生汽化之溫度。
聲明119提供聲明118之裝置,其中控制該第二可流動傳熱介質發生汽化之該溫度來控制該管狀反應器之溫度。
聲明120提供聲明70至119中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,向該第二可流動傳熱介質傳遞之熱量包含實質上所有潛熱,該潛熱包含汽化熱。
聲明121提供聲明70至120中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,向該第二可流動傳熱介質傳遞之熱量包含約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱。
聲明122提供聲明70至121中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱期間,該經加熱之第二可 流動傳熱介質實質上冷凝成液體。
聲明123提供聲明122之裝置,其進一步包含控制器,其經組態以控制該經加熱之第二可流動傳熱介質之壓力以調節該經加熱之第二可流動傳熱介質經歷至少部分冷凝之溫度。
聲明124提供聲明123之裝置,其中控制該經加熱之第二可流動傳熱介質經歷至少部分冷凝之該溫度來控制該管狀反應器之該溫度。
聲明125提供聲明123至124中任一項之裝置,其中該第二傳熱介質及該經加熱之第二傳熱介質安置於第二加熱迴路中,其中控制該經加熱之第二可流動傳熱介質之該壓力包含控制該第二加熱迴路中之壓力。
聲明126提供聲明125之裝置,其中控制該第二加熱迴路中之該壓力包含控制該經加熱之第二可流動傳熱介質之飽和溫度。
聲明127提供聲明126之裝置,其中該經加熱之第二可流動傳熱介質之最高溫度與該經加熱之第二可流動傳熱介質之該飽和溫度相差約0℃至40℃內。
聲明128提供聲明70至127中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱期間,由該經加熱之第二可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有潛熱,該潛熱包含汽化熱。
聲明129提供聲明70至128中任一項之裝置,其中在由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱期間,由該第二可流動傳熱介質傳遞之熱量包含約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱。
聲明130提供聲明70至129中任一項之裝置,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該聚醯胺合成系統之該管狀反應器傳熱提供用過之第二可流動傳熱介質,其進一步包含使該用過之第二可流動傳熱 介質循環回由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱之狀態。
聲明131提供聲明70至130中任一項之裝置,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該聚醯胺合成系統之該管狀反應器傳熱包含使該聚醯胺合成系統之該管狀反應器之該溫度維持於約150℃至約350℃。
聲明132提供聲明70至131中任一項之裝置,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該聚醯胺合成系統之該管狀反應器傳熱包含使該聚醯胺合成系統之該管狀反應器之該溫度維持於約210℃至約260℃。
聲明133提供聲明70至132中任一項之裝置,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該聚醯胺合成系統之該管狀反應器傳熱包含使反應器中聚醯胺混合物之溫度維持於約218℃至約250℃。
聲明134提供聲明70至133中任一項之裝置,其中由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱提供用過之第一可流動傳熱介質,其中該第二熱交換器經組態以由該用過之第一可流動傳熱介質或由該經加熱之第一可流動傳熱介質向第三可流動傳熱介質傳熱,以提供經加熱之第三可流動傳熱介質,該裝置進一步包含第三熱交換器,其經組態以由該經加熱之第三可流動傳熱介質向該聚醯胺合成系統之至少一個含聚醯胺組件傳熱,該聚醯胺合成系統包含預熱器、蒸發器、聚合反應器、閃蒸器、精整機及高壓釜中之至少一者。
聲明135提供聲明134之裝置,其中由該經加熱之第三可流動傳熱介質來傳熱之該聚醯胺合成系統之該至少一個組件不同於該管狀反應器。
聲明136提供製造尼龍-6,6之裝置,該裝置包含:加熱器,其經組態以加熱包含聯三苯之第一可流動傳熱介質以提供經加熱之第一可流動傳熱介質;第一熱交換器,其經組態以由該經加熱之第一可流動 傳熱介質向包含二苯醚及聯苯之第二可流動傳熱介質傳熱,以提供經加熱之第二可流動傳熱介質及用過之第一可流動傳熱介質,且使該用過之第一可流動傳熱介質循環回該第一熱交換器中,其中該第一可流動傳熱介質、該經加熱之第一可流動傳熱介質及該用過之第一可流動傳熱介質安置於第一加熱迴路中,在加熱該第一可流動傳熱介質及由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第一可流動傳熱介質、該經加熱之第一可流動傳熱介質及該用過之第一可流動傳熱介質為實質上液相,向該第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量及由該第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有顯熱,且在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第二可流動傳熱介質實質上全部汽化;及第二熱交換器,其經組態以由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱,以提供用過之第二可流動傳熱介質且使該用過之第二可流動傳熱介質循環回由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱之狀態,其中該第二可流動傳熱介質及該經加熱之第二可流動傳熱介質安置於第二加熱迴路中,該第二加熱迴路經組態以控制該第二傳熱迴路之壓力以控制該第二可流動傳熱介質之飽和溫度,其中控制該飽和溫度來控制該管狀反應器之溫度,該第二可流動傳熱介質及該用過之第二可流動傳熱介質為實質上液相,該經加熱之第二可流動傳熱介質為實質上液相,且向該第二可流動傳熱介質傳遞之熱量及由該第二可流動傳熱介質傳遞之熱量包含約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱;其中該管狀反應器包含約75至約125公尺之長度,該管狀反應器包含約25公分至約60公分之內徑,該管狀反應器包含約100至約500之長度/直徑(L/D),且其中該管狀反應器沿其長度包含約10至約25個排出口。
聲明137提供聲明1至136中任一項或任何組合之裝置或方法,其 視情況經組態以使得可使用或選自所有所述要素或選項。
10‧‧‧製造聚醯胺之系統或裝置
15‧‧‧加熱器
20‧‧‧第一可流動傳熱介質
25‧‧‧一級加熱迴路
30‧‧‧經加熱之第一可流動傳熱介質
35‧‧‧第一熱交換器
40‧‧‧第二可流動傳熱介質
45‧‧‧二級加熱迴路
50‧‧‧經加熱之第二可流動傳熱介質
55‧‧‧第二熱交換器

Claims (20)

  1. 一種製造聚醯胺之方法,該方法包含:加熱第一可流動傳熱介質,以提供經加熱之第一可流動傳熱介質;及由該經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱,以提供經加熱之第二可流動傳熱介質;及由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。
  2. 如請求項1之方法,其中該管狀反應器包含約50至約300公尺之長度。
  3. 如請求項1至2中任一項之方法,其中該管狀反應器包含約10cm至約80cm之內徑。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法,其中該管狀反應器之長度/直徑(L/D)為約50至約2500。
  5. 如請求項1至4中任一項之方法,其中該管狀反應器沿其長度包含排出口。
  6. 如請求項5之方法,其中該管狀反應器沿該管狀反應器之該長度包含平均每約3公尺至約9公尺約1個排出口。
  7. 如請求項5至6中任一項之方法,其中該管狀反應器沿該管狀反應器之該長度在排出口之間包含約2公尺至約15公尺之平均間隔。
  8. 如請求項5至7中任一項之方法,其中該等排出口係連接於排出管線,該方法包含將水注入該等排出管線中。
  9. 如請求項1至8中任一項之方法,其中該方法係在該管狀反應器不停工清潔之情況下進行至少約1至約5年。
  10. 如請求項1至9中任一項之方法,其中該聚醯胺為尼龍-6,6。
  11. 如請求項1至10中任一項之方法,其中該經加熱之第一可流動傳熱介質為約280℃至約400℃。
  12. 如請求項1至11中任一項之方法,其中該第一可流動傳熱介質及該經加熱之第一可流動傳熱介質為實質上液相。
  13. 如請求項1至12中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有顯熱。
  14. 如請求項1至13中任一項之方法,其中由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱提供用過之第一可流動傳熱介質,其進一步包含使該用過之第一可流動傳熱介質循環回加熱該第一可流動傳熱介質之狀態。
  15. 如請求項1至14中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第二可流動傳熱介質實質上變為氣體。
  16. 如請求項1至15中任一項之方法,其中在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,向該第二可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱。
  17. 如請求項1至16中任一項之方法,其中在由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱期間,由該第二可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱。
  18. 如請求項1至17中任一項之方法,其中由該經加熱之第二可流動傳熱介質向該管狀反應器傳熱包含使該管狀反應器之溫度維持於約150℃至約350℃。
  19. 一種製造尼龍-6,6之方法,該方法包含:加熱包含聯三苯之第一可流動傳熱介質,以提供經加熱之第一可流動傳熱介質;由包含二苯醚及聯苯之該經加熱之第一可流動傳熱介質向第二可流動傳熱介質傳熱,以提供經加熱之第二可流動傳熱介質及用過之第一可流動傳熱介質,其中該第一可流動傳熱介質、該經加熱之第一可流動傳熱介質及該用過之第一可流動傳熱介質係安置於第一加熱迴路中,在加熱該第一可流動傳熱介質且由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第一可流動傳熱介質、該經加熱之第一可流動傳熱介質及該用過之第一可流動傳熱介質為實質上液相,向該第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量及由該第一可流動傳熱介質傳遞之該熱量包含實質上所有顯熱,及在由該經加熱之第一可流動傳熱介質向該第二可流動傳熱介質傳熱期間,該第二可流動傳熱介質實質上全部汽化;使該用過之第一可流動傳熱介質循環回加熱該第一可流動傳熱介質之狀態;由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱,提供用過之第二可流動傳熱介質,其中該第二可流動傳熱介質及該經加熱之第二可流動傳熱介質係安置於第二加熱迴路中,該第二可流動傳熱介質及該用過之第二可流動傳熱介質為實質上液相,該經加熱之第二可流動傳熱介質為實質上液相,及向該第二可流動傳熱介質傳遞之該熱量及由該第二可流動 傳熱介質傳遞之該熱量包含約70-100%潛熱及約0-30%顯熱,該潛熱包含汽化熱;控制該第二傳熱迴路之壓力以控制該第二可流動傳熱介質之飽和溫度,其中控制該飽和溫度來控制該管狀反應器之溫度;及使該用過之第二可流動傳熱介質循環回由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱之狀態;其中該管狀反應器包含約75至約125公尺之長度,該管狀反應器包含約25公分至約60公分之內徑,該管狀反應器包含約100至約500之長度/直徑(L/D),且其中該管狀反應器沿其長度包含約10至約25個排出口。
  20. 一種製造聚醯胺之系統,該系統包含:加熱器,其經組態以加熱第一可流動傳熱介質來提供經加熱之第一可流動傳熱介質;第一熱交換器,其經組態以由該經加熱之第一可流動傳熱介質傳熱,來提供經加熱之第二可流動傳熱介質;及第二熱交換器,其經組態以由該經加熱之第二可流動傳熱介質向聚醯胺合成系統之管狀反應器傳熱。
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