TW201502163A - 包含多重後段製程之聚醯胺合成 - Google Patents

包含多重後段製程之聚醯胺合成 Download PDF

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TW201502163A
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Charles R Kelman
Thomas A Micka
John P Poinsatte
Gary R West
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Invista Tech Sarl
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/28Preparatory processes

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Abstract

本發明係關於用於合成聚醯胺且包含多重後段製程之方法、系統及裝置。該方法可為合成聚醯胺之方法,其包含充分蒸發包括由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物以自該混合物移除至少一些水,而提供預精整混合物。該方法可包含將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物。該方法可包含在第一精整機中精整該第一預精整混合物,以提供包括第一聚醯胺之第一精整混合物。該方法可包含在第二精整機中精整該第二預精整混合物,以提供包括第二聚醯胺之第二精整混合物。

Description

包含多重後段製程之聚醯胺合成 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61/818,169號之優先權,其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設定之極端耐久性及強度。諸如尼龍、芳族聚醯胺及聚(天冬胺酸)鈉之聚醯胺通常用於例如地毯、安全氣囊、機器部件、服裝、繩索及軟管。尼龍6,6為絲狀熱塑性材料,其為最常用聚醯胺中之一者。尼龍6,6的長分子鏈及緻密結構使其具有高級尼龍纖維之資格,其展現高分子強度、剛性及熱穩定性。
聚醯胺在大規模生產設施中商業合成。舉例而言,可藉由使六亞甲基二胺及己二酸進行縮合反應,形成醯胺鍵且釋放水,合成尼龍6,6。在包含蒸發器、反應器、閃蒸器及精整機的一系列組件中,向反應混合物施加熱且逐漸移除水,將平衡驅向聚醯胺,直至聚合物達到所要長度範圍。接著,將熔融尼龍6,6擠壓成集結粒,其可紡成纖維或加工成其他形狀。
目前製造聚醯胺之方法及裝置經歷某些問題。該方法之後段製程之某些組件(諸如精整機、閃蒸器或反應器)可僅經濟地構建成特定尺寸。因此,該方法之後段製程的尺寸限制整個製程之尺寸。當需要關閉後段製程的任何組件進行維護時,此可為困難且繁重之程序,必 需關閉整個製造過程。此外,用於合成聚醯胺之多數方法及裝置可僅製備某種類型之聚醯胺,例如具有單一相對黏度範圍之聚醯胺。同樣,製程可為批式製程或連續製程,但不為其兩者。如本文所解釋,本發明可提供此等問題之解決方案。
本發明提供合成聚醯胺之方法。該方法可包含蒸發混合物,該混合物包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物。蒸發可足以自混合物移除至少一些水。蒸發可提供預精整混合物。該方法可包含將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物。該方法可包含在第一精整機中精整該第一預精整混合物,提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物。該方法可包含在第二精整機中精整該第二預精整混合物,提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物。
本發明提供合成聚醯胺之系統。該系統可包含蒸發器,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物移除至少一些水。在一些實施例中,系統具有各別鹽觸發器,而在其他實施例中,鹽觸發器與蒸發器組合。蒸發器可提供預精整混合物。該系統可包含分離器,其經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物。該系統可包含第一精整機,其經組態以精整該第一預精整混合物。第一精整機可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物。該系統包含第二精整機,其經組態以精整該第二預精整混合物。第二精整機可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物。
本發明提供合成聚醯胺之裝置。該裝置可包含蒸發器,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物移除至少一些水。蒸發器可提供預精整混合物。該裝置可包含分離器,其經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物。該裝置可包含第一精整機,其經組態以精整該第一預精整 混合物。第一精整機可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物。該裝置可包含第二精整機,其經組態以精整該第二預精整混合物。第二精整機可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物。
本發明可提供優於用於製備聚醯胺之其他方法、系統及裝置之優勢,其中至少一些出乎意料。舉例而言,習知方法之後段製程之某些組件(諸如精整機、閃蒸器或反應器)可僅經濟地構建成特定尺寸。當系統構建成較大尺寸時,反應器、精整機或閃蒸器之成本可能過高。當系統構建成較大尺寸時,操作精整機之成本可出乎意料地變高,且精整機可能效率較低,因為當攪拌大量黏性聚合物時經歷按指數規律增大之扭矩,且精整機攪拌器/刮刀上的相應強壓力可使較大規模下之精整機尤其按指數規律變得昂貴。此外,精整機中較大規模攪拌之限制可使精整機效率較低,需要較慢吞吐量來移除所要量之水,儘管尺寸較大。因此,該方法之後段製程的尺寸可限制整個製程之尺寸。然而,本發明可提供具有多重後段製程(諸如兩個或兩個以上後段製程)之方法或裝置。因此,本發明可避免多數其他製程之後段製程引起的容量瓶頸。在多個實施例中,令人驚奇地,相較於缺乏多重後段製程之系統或方法,多重後段製程可提供更經濟的設備成本及更經濟的運作時間成本,同時提供較高整體吞吐量。
用於合成聚醯胺之多數方法及裝置可僅製備某種類型之聚醯胺,例如具有單一相對黏度範圍之聚醯胺。然而,本發明可提供具有多重後段製程之方法或裝置,其中產生至少兩種不同類型之聚醯胺,例如具有一個相對黏度範圍之一種聚醯胺,及具有另一相對黏度範圍之另一聚醯胺。用於合成聚醯胺之多數方法及裝置可為連續或批式,但不為其兩者。然而,本發明可提供具有多重後段製程之方法或裝置,包含至少一個批式後段製程(諸如高壓釜)及至少一個連續後段製程(包含精整機)。
在用於合成聚醯胺之多數方法及裝置中,當需要關閉後段製程的任何組件進行維護時,此可為困難且繁重之程序,必需關閉整個製造過程。本發明提供一種具有多重後段製程之方法或裝置,使得可關閉該方法之後段製程的一側,而另一側繼續運作。因此,可避免關閉該方法之整個後段製程,即使在需要維護單個後段製程之態樣時亦允許製造設施繼續操作,且避免冗長關閉程序。
100‧‧‧方法
101‧‧‧混合物
110‧‧‧蒸發
111‧‧‧預精整混合物
150‧‧‧分離
151‧‧‧第一預精整混合物
152‧‧‧第二預精整混合物
190‧‧‧第一精整機
191‧‧‧第一精整混合物
195‧‧‧第二精整機
196‧‧‧第二精整混合物
200‧‧‧方法
201‧‧‧混合物
210‧‧‧蒸發
211‧‧‧蒸發混合物
220‧‧‧反應
221‧‧‧預精整混合物
250‧‧‧分離
251‧‧‧第一預精整混合物
252‧‧‧第二預精整混合物
290‧‧‧精整
291‧‧‧第一精整混合物
295‧‧‧精整
296‧‧‧第二精整混合物
300‧‧‧方法
301‧‧‧混合物
310‧‧‧蒸發
311‧‧‧預精整混合物
350‧‧‧分離
351‧‧‧第一預閃蒸混合物
352‧‧‧第二預閃蒸混合物
360‧‧‧閃蒸
361‧‧‧第一預精整混合物
365‧‧‧閃蒸
366‧‧‧第二預精整混合物
390‧‧‧精整
391‧‧‧第一精整混合物
395‧‧‧精整
396‧‧‧第二精整混合物
400‧‧‧方法
401‧‧‧混合物
410‧‧‧蒸發
411‧‧‧蒸發混合物
420‧‧‧反應
421‧‧‧預閃蒸混合物
430‧‧‧閃蒸
431‧‧‧預精整混合物
450‧‧‧分離
451‧‧‧第一預精整混合物
452‧‧‧第二預精整混合物
490‧‧‧精整
491‧‧‧第一精整混合物
495‧‧‧精整
496‧‧‧第二精整混合物
500‧‧‧方法
501‧‧‧混合物
510‧‧‧蒸發
511‧‧‧預精整混合物
550‧‧‧分離
551‧‧‧第一預反應混合物
552‧‧‧第二預反應混合物
560‧‧‧反應
561‧‧‧第一預精整混合物
565‧‧‧反應
566‧‧‧第二預精整混合物
590‧‧‧精整
591‧‧‧第一精整混合物
595‧‧‧精整
596‧‧‧第二精整混合物
600‧‧‧方法
601‧‧‧混合物
610‧‧‧蒸發
611‧‧‧預精整混合物
650‧‧‧分離
651‧‧‧第一預反應混合物
652‧‧‧第二預反應混合物
660‧‧‧反應
661‧‧‧第一預閃蒸混合物
665‧‧‧反應
666‧‧‧第二預閃蒸混合物
670‧‧‧閃蒸
671‧‧‧第一預精整混合物
675‧‧‧閃蒸
676‧‧‧第二預精整混合物
690‧‧‧精整
691‧‧‧第一精整混合物
695‧‧‧精整
696‧‧‧第二精整混合物
1100‧‧‧系統/裝置
1101‧‧‧混合物
1110‧‧‧蒸發器
1111‧‧‧預精整混合物
1150‧‧‧分離器
1151‧‧‧第一預精整混合物
1152‧‧‧第二預精整混合物
1190‧‧‧第一精整機
1195‧‧‧第二精整機
1191‧‧‧第一精整混合物
1196‧‧‧第二精整混合物
1200‧‧‧裝置
1201‧‧‧混合物
1210‧‧‧蒸發器
1211‧‧‧蒸發混合物
1220‧‧‧反應器
1221‧‧‧預精整混合物
1250‧‧‧分離器
1251‧‧‧第一預精整混合物
1252‧‧‧第二預精整混合物
1290‧‧‧第一精整機
1291‧‧‧第一精整混合物
1295‧‧‧第二精整機
1296‧‧‧第二精整混合物
1300‧‧‧裝置
1301‧‧‧混合物
1310‧‧‧蒸發器
1311‧‧‧預精整混合物
1350‧‧‧分離器
1351‧‧‧第一預閃蒸混合物
1352‧‧‧第二預閃蒸混合物
1360‧‧‧第一閃蒸器
1361‧‧‧第一預精整混合物
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1366‧‧‧第二預精整混合物
1390‧‧‧第一精整機
1391‧‧‧第一精整混合物
1395‧‧‧第二精整機
1396‧‧‧第二精整混合物
1400‧‧‧裝置
1401‧‧‧混合物
1410‧‧‧蒸發器
1411‧‧‧蒸發混合物
1420‧‧‧反應器
1421‧‧‧預閃蒸混合物
1430‧‧‧閃蒸器
1431‧‧‧預精整混合物
1450‧‧‧分離器
1451‧‧‧第一預精整混合物
1452‧‧‧第二預精整混合物
1490‧‧‧第一精整機
1491‧‧‧第一精整混合物
1495‧‧‧第二精整機
1496‧‧‧第二精整混合物
1500‧‧‧裝置
1501‧‧‧混合物
1510‧‧‧蒸發器
1511‧‧‧預精整混合物
1550‧‧‧分離器
1551‧‧‧第一預反應混合物
1552‧‧‧第二預反應混合物
1560‧‧‧第一反應器
1561‧‧‧第一預精整混合物
1565‧‧‧第二反應器
1566‧‧‧第二預精整混合物
1590‧‧‧第一精整機
1591‧‧‧第一精整混合物
1595‧‧‧第二精整機
1596‧‧‧第二精整混合物
1600‧‧‧裝置
1601‧‧‧混合物
1610‧‧‧蒸發器
1611‧‧‧預精整混合物
1650‧‧‧分離器
1651‧‧‧第一預反應混合物
1652‧‧‧第二預反應混合物
1660‧‧‧第一反應器
1661‧‧‧第一預閃蒸混合物
1665‧‧‧第二反應器
1666‧‧‧第二預閃蒸混合物
1670‧‧‧第一閃蒸器
1671‧‧‧第一預精整混合物
1675‧‧‧第二閃蒸器
1676‧‧‧第二預精整混合物
1690‧‧‧第一精整機
1691‧‧‧第一精整混合物
1695‧‧‧第二精整機
1696‧‧‧第二精整混合物
圖式並非必需按比例繪製,一般以舉例而非限制之方式說明本發明。
圖1說明根據一個實例製備聚醯胺之方法。
圖2說明根據一個實例製備聚醯胺之方法。
圖3說明根據一個實例製備聚醯胺之方法。
圖4說明根據一個實例製備聚醯胺之方法。
圖5說明根據一個實例製備聚醯胺之方法。
圖6說明根據一個實例製備聚醯胺之方法。
圖7說明根據一個實例製備聚醯胺之系統或裝置。
圖8說明根據一個實例製備聚醯胺之系統或裝置。
圖9說明根據一個實例製備聚醯胺之系統或裝置。
圖10說明根據一個實例製備聚醯胺之系統或裝置。
圖11說明根據一個實例製備聚醯胺之系統或裝置。
圖12說明根據一個實例製備聚醯胺之系統或裝置。
現將詳細參考所揭示標的物之某些實例。儘管將結合所列舉申請專利範圍描述所揭示之標的物,但應理解所例示標的物不欲將申請專利範圍限於所揭示之標的物。
以範圍型式表示之值應以靈活方式解釋為不僅包含明確陳述為 範圍之限制的數值,而且亦包含彼範圍涵蓋之所有個別數值或子範圍,就像明確陳述了各數值及子範圍一樣。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含約0.1%至約5%,而且亦包含指定範圍內之個別值(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%)。除非另外指出,否則陳述「約X至Y」具有與「約X至約Y」相同之含義。同樣,除非另外指出,否則陳述「約X、Y或約Z」具有與「約X、約Y或約Z」相同之含義。
在此文獻中,除非上下文另外明確指出,否則術語「一」或「該」用於包含一個或一個以上。除非另外指出,否則術語「或」用於指非獨佔性「或」。此外,應理解,本文採用且未另外定義之用語或術語僅用於描述之目的,而非限制。段落標題之任何使用是打算幫助閱讀文獻且不解釋為限制;與段落標題相關之資訊可在彼特定段落內或外出現。此外,本文獻中提及之所有公開案、專利及專利文獻均以引用的方式併入本文中,就像個別地以引用的方式併入一樣。在本文獻與彼等以引用之方式併入的文獻之間用法矛盾的情況中,併入參考文獻中之用法應視為本文獻之補充;對於不可協調之矛盾,以本文獻中之用法為準。
在本文所述之製造方法中,步驟可以任何順序進行而不悖離本發明之原理,除非明確陳述了暫時或操作順序。此外,可同時進行規定步驟,除非有明確主張語言陳述其各別進行。舉例而言,進行X之主張步驟及進行Y之主張步驟可在單個操作中同時進行,且所得製程將在所主張製程之字面範疇內。
如本文所用之術語「約」可允許在一值或範圍內之可變度,例如在所述值或所述範圍限制之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「寡聚物」係指具有中間相對分子質量之分子,其結構基本上包含實際上或概念上衍生自具有較低相對分子質量之分子的少量單元。具有中間相對質量之分子可為特性隨一個或一些單元的移除而變化之分子。由移除一或多個單元引起之特性變化可為顯著變化。
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、離子性液體及超臨界流體。
如本文所用,術語「室溫」係指約15℃至28℃的溫度。
如本文所用,術語「聚合物」可包含共聚物。
如本文所用,術語「相對黏度」(RV)係指在25℃下在毛細管黏度計中量測之溶液及溶劑黏度之比率。在一個實例中,藉由ASTM D789-06之RV為25℃下含聚醯胺於90%甲酸(90重量%甲酸及10重量%水)中之8.4重量%溶液的黏度與25℃下單獨90%甲酸之黏度(以厘泊(centipoises)為單位)的比率。
本發明係關於用於合成聚醯胺且包含多重後段製程之方法、系統及裝置。
合成聚醯胺之方法
本發明提供一種合成聚醯胺之方法,諸如圖1中說明之方法。方法100可包含蒸發110混合物101,該混合物包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物。蒸發可足以自混合物移除至少一些水。蒸發110可提供預精整混合物111。該方法可包含將該預精整混合物111分離150成至少一第一預精整混合物151及一第二預精整混合物152。該方法可包含在第一精整機190中精整該第一預精整混合物151,提供包含 第一聚醯胺之第一精整混合物191。該方法可包含在第二精整機195中精整該第二預精整混合物152,提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物196。
各單元(例如鹽觸發器、蒸發器、閃蒸器或精整機)可具有任何適合尺寸,諸如約100L至約5,000,000L、約500L至約1,000,000L,或約100L或100L以下,或約200L、300L、400L、500L、600L、700L、800L、900L、1,000L、1,500L、2,000L、2,500L、5,000L、10,000L、25,000L、50,000L、100,000L、500,000L、1,000,000L,或約5,000,000L或5,000,000L以上。各單元可具有進入或離開該單元之任何適合流動速率,諸如約10L/min至約100,000L/min、約20L至約1,000L/min,或約10L/min或10L/min以下,或約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、250L/min、300L/min、350L/min、400L/min、450L/min、500L/min、600L/min、700L/min、800L/min、900L/min、1,000L/min、1,500L/min、2,000L/min、2,500L/min、5,000L/min、10,000L/min、50,000L/min,或約100,000L/min或100,000L/min以上。
該方法可包含蒸發混合物,該混合物包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物。由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物可為聚醯胺鹽,諸如由己二酸與六亞甲基二胺之組合形成之尼龍鹽。寡聚物可包含單個分子之二酸與單個分子之二胺之組合(諸如己二酸六亞甲基二銨)。寡聚物可為一個或一個以上二酸分子與一個或一個以上二胺分子之產物。包含寡聚物之混合物亦可包含未反應之二胺及未反應之二酸。包含寡聚物之混合物可包含任何適合比例的多種長度之寡聚物。
包含寡聚物之混合物的蒸發可足以自混合物移除至少一些水。在本文所述之任何步驟中,當描述水移除時,水移除可為混合物中最初存在之水、二酸與二胺形成醯胺之反應產生的水、二酸或二胺與寡聚物形成醯胺之反應產生的水及一種寡聚物與另一寡聚物形成醯胺之反應產生的水中至少一者。在一些實例中,蒸發可移除足夠水,使得離開蒸發器之材料為任何適合重量百分比之水,諸如約5-50重量%水,或約25-35重量%水,或約25重量%或25重量%以下、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%、30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%或約35重量%或35重量%以上水。蒸發可使反應混合物溫度升至任何適合溫度,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。
該方法可包含將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物。分離可為任何適合比例的任何適合分離。舉例而言,第一預精整混合物可佔約1-99重量%,或約20-80重量%,或約40-60重量%預精整混合物,或約0.001重量%或0.001重量%以下預精整混合物,或約0.01重量%、0.1重量%、1重量%、10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、70重量%、80重量%、90重量%、99重量%、99.9重量%、99.99重量%或約99.999重量%或99.999重量%以上預精整混合物。舉例而言,第二預精整混合物可佔約1-99重量%,或約20-80重量%,或約40-60重量%預精整混合物,或約0.001重量%或0.001重量%以下預精整混合物,或約0.01重量%、0.1重量%、1重量%、10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、70重量%、80重量%、90重量%、99重量%、99.9重量%、99.99重 量%或約99.999重量%或99.999重量%以上預精整混合物。可在分離之前,在製程中進行反應。可在分離之前,在製程中進行反應及閃蒸。可在分離之後,在製程中進行反應。可在分離之後,在製程中進行反應及閃蒸。在分離之後,在製程中進行精整。
該方法可包含在第一精整機中精整該第一預精整混合物,提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物。該方法可包含在第二精整機中精整該第二預精整混合物,提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物。精整可為任何適合精整。在一些實例中,精整可自預精整混合物移除足夠水,將反應趨向實現所要相對黏度必需的最終量。第一精整機中之精整可與第二精整機中之精整相同。第一精整機中之精整與第二精整機中之精整可不同。精整可在高壓釜中進行,諸如可用於以批式製程產生聚醯胺。精整可在連續精整機中進行,其連續加熱、攪拌及自預精整混合物移除水。在一些實例中,精整可移除足夠水,使得離開精整機之材料為任何適合水重量百分比,諸如約0.0001重量%至2重量%、0.001至1重量%,或約0.01至1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%、0.1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%或約2重量%或2重量%以上水。精整可使反應混合物之溫度升至任何適合溫度,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。
第一預精整混合物於第一精整機中之精整及第二預精整混合物於第二精整機中之精整可至少部分同時發生。第一預精整混合物於第 一精整機中之精整及第二預精整混合物於第二精整機中之精整可實質上同時發生,例如第一預精整混合物於第一精整機中之精整及第二預精整混合物於第二精整機中之精整在第一精整機或第二精整機中之全部精整時間可暫時重疊約50%,或約60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%,或約99.999%或99.999%以上。
第一精整混合物的相對黏度與第二精整混合物之相對黏度可實質上相同。第一聚醯胺與第二聚醯胺可實質上相同。第一精整混合物之相對黏度與第二精整混合物之相對黏度可不同。第一精整混合物及第二精整混合物可各自獨立地具有約15-70之相對黏度。第一精整混合物可具有約15-70之相對黏度且第二精整混合物可具有約15-70之相對黏度。第一聚醯胺與第二聚醯胺可不同。第一精整混合物可具有約30-50、35-40或約38之相對黏度且第二精整混合物具有約30-50、35-55或約45之相對黏度。
該方法可為製備聚醯胺之連續方法、製備聚醯胺之批式方法或其組合。在蒸發之前,該方法可進一步包含混合直鏈二羧酸與直鏈二胺,提供包含寡聚物之混合物。
該方法可包含在分離之前反應。舉例而言,蒸發可提供蒸發混合物,且該方法可包含使蒸發混合物在反應器中反應,從而自其移除至少一些水,提供預精整混合物。反應可為任何適合反應,使得反應加熱混合物且自其移除水,將平衡進一步推向聚醯胺。反應可在管狀反應器中進行。反應可在蒸餾反應器中進行。反應可形成具有約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%以上之混合物。反應可使反應混合物之溫度升至任何適合溫度,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。
圖2說明製備聚醯胺之方法。本發明提供合成聚醯胺之方法200。該方法可包含蒸發210混合物201,該混合物包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物。蒸發可足以自混合物移除至少一些水。蒸發210可提供蒸發混合物211。該方法可包含使蒸發混合物211在反應器中反應220,自其移除至少一些水。反應220可提供預精整混合物221。該方法可包含將該預精整混合物221分離250成至少一第一預精整混合物251及一第二預精整混合物252。該方法可包含在第一精整機中精整290該第一預精整混合物251,提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物291。該方法可包含在第二精整機中精整295該第二預精整混合物252,提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物296。
該方法可包含在分離後閃蒸。舉例而言,預精整混合物之分離可包含將預精整混合物分離成第一預閃蒸混合物及第二預閃蒸混合物。該方法亦可包含在第一閃蒸器中閃蒸第一預閃蒸混合物,提供第一預精整混合物,且在第二閃蒸器中閃蒸第二預閃蒸混合物,提供第二預精整混合物。在第一閃蒸器中閃蒸第一預閃蒸混合物且在第二閃蒸器中閃蒸第二預閃蒸混合物可至少部分同時,或可實質上同時。閃 蒸可為任何適合閃蒸,包含加熱反應混合物及自其移除至少一些水以將平衡推向聚醯胺。在一些實例中,離開閃蒸器之材料可具有任何適合量之水,諸如約0.0001重量%至2重量%、0.001至1重量%,或約0.01至1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%、0.1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%或約2重量%或2重量%以上。在一些實例中,閃蒸器可使反應混合物之溫度升至約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。
圖3說明製備聚醯胺之方法。本發明提供合成聚醯胺之方法300。該方法可包含蒸發310混合物301,該混合物包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物。蒸發可足以自混合物移除至少一些水。蒸發310可提供預精整混合物311。該方法可包含將該預精整混合物311分離350成至少一第一預閃蒸混合物351及一第二預閃蒸混合物352。該方法可包含在第一閃蒸器中閃蒸360第一預閃蒸混合物351,提供第一預精整混合物361。該方法可包含在第二閃蒸器中閃蒸365第二預閃蒸混合物352,提供第二預精整混合物366。該方法可包含在第一精整機中精整390該第一預精整混合物361,提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物391。該方法可包含在第二精整機中精整395該第二預精整混合物366,提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物396。
該方法可包含在分離之前反應及閃蒸。舉例而言,蒸發可提供蒸發混合物。該方法可包含使該蒸發混合物在反應器中反應,從而自其移除至少一些水,提供預閃蒸混合物。該方法亦可包含使該預閃蒸 混合物在閃蒸器中閃蒸,從而自其移除至少一些水,提供該預精整混合物。
圖4說明製備聚醯胺之方法。本發明提供合成聚醯胺之方法400。該方法可包含蒸發410混合物401,該混合物包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物。蒸發可足以自混合物移除至少一些水。蒸發410可提供蒸發混合物411。該方法可包含使蒸發混合物411在反應器中反應420,從而自其移除至少一些水。反應420可提供預閃蒸混合物421。該方法可包含使該預閃蒸混合物421在閃蒸器中閃蒸430,從而自其移除至少一些水,提供預精整混合物431。該方法可包含將該預精整混合物431分離450成至少一第一預精整混合物451及一第二預精整混合物452。該方法可包含在第一精整機中精整490該第一預精整混合物451,提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物491。該方法可包含在第二精整機中精整495該第二預精整混合物452,提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物496。
該方法可包含在分離後反應。舉例而言,該方法可包含分離預精整混合物,可包含將預精整混合物分離成第一預反應混合物及第二預反應混合物。該方法可包含使該第一預反應混合物在第一反應器中反應,提供第一預精整混合物。該方法亦可包含使該第二預反應混合物在第二反應器中反應,提供第二預精整混合物。使第一預反應混合物在第一反應器中反應且使第二預反應混合物在第二反應器中反應可至少部分同時,或可實質上同時。
圖5說明製備聚醯胺之方法。本發明提供合成聚醯胺之方法500。該方法可包含蒸發510混合物501,該混合物包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物。蒸發可足以自混合物移除至少一些水。蒸發510可提供預精整混合物511。該方法可包含將該預精整混合物511分離550成至少一第一預反應混合物551及一第二預反應混合物552。 該方法可包含使第一預反應混合物551在第一反應器中反應560,提供第一預精整混合物561。該方法可包含使第二預反應混合物552在第二反應器中反應565,提供第二預精整混合物566。該方法可包含在第一精整機中精整590該第一預精整混合物561,以提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物591。該方法可包含在第二精整機中精整595該第二預精整混合物566,以提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物596。
該方法可包含在分離後反應、閃蒸及精整。舉例而言,預精整混合物之分離可包含將預精整混合物分離成第一預反應混合物及第二預反應混合物。該方法可包含使該第一預反應混合物在第一反應器中反應,以提供第一預閃蒸混合物。該方法可包含使該第二預反應混合物在第二反應器中反應,以提供第二預閃蒸混合物。該方法可包含在第一閃蒸器中閃蒸第一預閃蒸混合物,以提供第一預精整混合物。該方法亦可包含在第二閃蒸器中閃蒸第二預閃蒸混合物,以提供第二預精整混合物。使第一預反應混合物在第一反應器中反應及使第二預反應混合物在第二反應器中反應可係至少部分同時或實質上同時。在第一閃蒸器中閃蒸第一預閃蒸混合物及在第二閃蒸器中閃蒸第二預閃蒸混合物可係至少部分同時或實質上同時。
圖6說明製備聚醯胺之方法。本發明提供合成聚醯胺之方法600。該方法可包含蒸發610混合物601,該混合物包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物。蒸發可足以自混合物移除至少一些水。蒸發610可提供預精整混合物611。該方法可包含將該預精整混合物611分離650成至少一第一預反應混合物651及一第二預反應混合物652。該方法可包含使第一預反應混合物651在第一反應器中反應660,提供第一預閃蒸混合物661。該方法可包含使該第二預反應混合物652在第二反應器中反應665,提供第二預閃蒸混合物666。該方法可包含在第一閃蒸器中閃蒸670第一預閃蒸混合物661,提供第一預精整混合物 671。該方法可包含在第二閃蒸器中閃蒸675第二預閃蒸混合物666,以提供第二預精整混合物676。該方法可包含在第一精整機中精整690該第一預精整混合物671,以提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物691。該方法可包含在第二精整機中精整695該第二預精整混合物676,以提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物696。
用於合成聚醯胺之系統
本發明提供一種合成聚醯胺之系統,諸如圖7中所示之系統。該系統1100可包含蒸發器1110,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物1101移除至少一些水。蒸發器1110可提供預精整混合物1111。該系統可包含分離器1150,其經組態以將該預精整混合物1111分離成至少一第一預精整混合物1151及一第二預精整混合物1152。該系統可包含第一精整機1190,其經組態以精整該第一預精整混合物1151。第一精整機1190可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物1191。該系統包含第二精整機1195,其經組態以精整該第二預精整混合物1152。第二精整機1195可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物1196。
用於合成聚醯胺之裝置
本發明提供一種合成聚醯胺之裝置,諸如圖7中所說明之裝置。該裝置1100可包含蒸發器1110,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物1101移除至少一些水。蒸發器1110可提供預精整混合物1111。該裝置可包含分離器1150,其經組態以將該預精整混合物1111分離成至少一第一預精整混合物1151及一第二預精整混合物1152。該裝置可包含第一精整機1190,其經組態以精整該第一預精整混合物1151。第一精整機1190可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物1191。該裝置可包含第二精整機1195,其經組態以精整該第二預精整混合物1152。第二精整機1195可提供包含第二聚醯胺之第二 精整混合物1196。
該裝置可包含蒸發器,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物移除至少一些水。蒸發器可為任何適合蒸發器,使得蒸發器自混合物移除至少一些水。在一些實例中,蒸發器可移除足夠水,使得離開蒸發器之材料為任何適合重量百分比之水,諸如約60-80重量%水,或約65-75重量%水,或約70重量%水。
該裝置可包含分離器,其經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物。分離器可為任何適合分離器,諸如Y擬合或T-擬合,或閥,視情況與適合泵組合。第一預精整混合物及第二預精整混合物可為任何適合重量百分比之預精整混合物且可使反應混合物溫度升至如本文所述之任何適合溫度。可在分離之前,在製程中存在反應器。可在分離之前,在製程中存在反應及閃蒸器。可在分離之後,在製程中進行反應。可在分離之後,在製程中進行反應及閃蒸。在分離之後,在製程中進行精整。
該裝置可包含第一精整機,其經組態以精整該第一預精整混合物。第一精整機可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物。該裝置可包含第二精整機,其經組態以精整該第二預精整混合物。第二精整機可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物。精整機可為任何適合精整機,使得精整機可自預精整混合物移除足夠水,將反應趨向實現所要相對黏度必需的最終量。第一精整機經組態以精整該第一預精整混合物且第二精整機經組態以至少部分同時或實質上同時精整該第二預精整混合物。第一精整機與第二精整機可相同。第一精整機與第二精整機可不同。精整機可為高壓釜,諸如可用於以批式製程產生聚醯胺。精整機可為連續精整機,其連續加熱、攪拌及自預精整混合物移除水。第一精整機及第二精整機可各自獨立地製造具有任何適合相對黏度(如本文所述,相同或不同)之精整混合物。
裝置可經組態以連續方式、批式方式或其組合製備聚醯胺。裝置可包含混合器,其經組態以混合直鏈二羧酸與直鏈二胺,提供包含寡聚物之混合物。
該裝置可包含在分離器之前的反應器。舉例而言,蒸發器可提供蒸發混合物。裝置可包含反應器,其經組態以自蒸發混合物移除至少一些水,提供預精整混合物。反應器可為任何適合反應器,使得反應器加熱混合物且自其移除水,將平衡進一步推向聚醯胺。反應器可為管狀反應器。反應器可為蒸餾反應器。
圖8說明用於製備聚醯胺之系統或裝置。本發明提供合成聚醯胺之裝置1200。該裝置1200可包含蒸發器1210,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物1201移除至少一些水。蒸發器1210可提供蒸發混合物1211。裝置可包含反應器1220,其經組態以自蒸發混合物1211移除至少一些水。反應器1220可提供預精整混合物1221。該裝置可包含分離器1250,其經組態以將該預精整混合物1221分離成至少一第一預精整混合物1251及一第二預精整混合物1252。該裝置可包含第一精整機1290,其經組態以精整該第一預精整混合物1251。第一精整機1290可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物1291。該裝置可包含第二精整機1295,其經組態以精整該第二預精整混合物1252。第二精整機1295可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物1296。
該裝置可包含在分離器之後的閃蒸器。舉例而言,該分離器可經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預閃蒸混合物及一第二預閃蒸混合物。該裝置可包含第一閃蒸器,其經組態以閃蒸第一預閃蒸混合物,提供第一預精整混合物。該裝置亦可包含第二閃蒸器,其經組態以閃蒸第二預閃蒸混合物,提供第二預精整混合物。第一閃蒸器可經組態以閃蒸第一預閃蒸混合物且第二閃蒸器可經組態以至少部 分同時或實質上同時閃蒸第二預閃蒸混合物。閃蒸器可為任何適合閃蒸器,其加熱反應混合物且自其移除至少一些水,以將平衡推向聚醯胺,產生如本文所述之適合閃蒸混合物。
圖9說明用於製備聚醯胺之系統或裝置。本發明提供合成聚醯胺之裝置1300。該裝置可包含蒸發器1310,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物1301移除至少一些水。蒸發器1310可提供預精整混合物1311。該裝置可包含分離器1350,其經組態以將該預精整混合物1311分離成至少一第一預閃蒸混合物1351及一第二預閃蒸混合物1352。該裝置可包含第一閃蒸器1360,其經組態以閃蒸該第一預閃蒸混合物1351。第一閃蒸器可提供第一預精整混合物1361。該裝置可包含第二閃蒸器1365,其經組態以閃蒸該第二預閃蒸混合物1352。第二閃蒸器1365提供第二預精整混合物1366。該裝置可包含第一精整機1390,其經組態以精整該第一預精整混合物1361。第一精整機1390可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物1391。該裝置可包含第二精整機1395,其經組態以精整該第二預精整混合物1366。第二精整機1395可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物1396。
該裝置可包含在分離器之前的反應器及閃蒸器。舉例而言,蒸發器可提供蒸發混合物。該裝置可進一步包含反應器,其經組態以使蒸發混合物反應,自其移除至少一些水,提供預閃蒸混合物。該裝置亦可包含閃蒸器,其經組態以閃蒸該預閃蒸混合物,自其移除至少一些水,提供預精整混合物。
圖10說明用於製備聚醯胺之系統或裝置。本發明提供合成聚醯胺之裝置1400。該裝置可包含蒸發器1410,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物1401移除至少一些水。蒸發器1410可提供蒸發混合物1411。裝置可包含反應器1420,其經組態以使蒸發混合物1411反應,自其移除至少一些水。反應器1420可提供預 閃蒸混合物1421。該裝置可包含閃蒸器1430,其經組態以閃蒸該預閃蒸混合物1421,自其移除至少一些水。閃蒸器1430可提供預精整混合物1431。該裝置可包含分離器1450,其經組態以將該預精整混合物1431分離成至少一第一預精整混合物1451及一第二預精整混合物1452。該裝置可包含第一精整機1490,其經組態以精整該第一預精整混合物1451。第一精整機1490可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物1491。該裝置可包含第二精整機1495,其經組態以精整該第二預精整混合物1452。第二精整機1495可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物1496。
該裝置可包含在分離器之後的反應器。舉例而言,該分離器可經組態以將該預精整混合物分離成第一預反應混合物及第二預反應混合物。該裝置可進一步包含第一反應器,其經組態以使第一預反應混合物反應,提供第一預精整混合物。該裝置亦可進一步包含第二反應器,其經組態以使第二預反應混合物反應,提供第二預精整混合物。第一及第二反應器中至少一者可為管狀反應器或蒸餾反應器。第一反應器經組態以使第一預反應混合物反應且第二反應器可經組態以使第二預反應混合物至少部分同時或實質上同時反應。
圖11說明用於製備聚醯胺之系統或裝置。本發明提供合成聚醯胺之裝置1500。該裝置可包含蒸發器1510,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物1501移除至少一些水。蒸發器1510可提供預精整混合物1511。該裝置可包含分離器1550,其經組態以將該預精整混合物1511分離成至少一第一預反應混合物1551及一第二預反應混合物1552。該裝置可包含第一反應器1560,其經組態以使該第一預反應混合物1551反應。第一反應器1560可提供第一預精整混合物1561。該裝置可包含第二反應器1565,其經組態以使該第二預反應混合物1552反應。第二反應器1565可提供第二預精整混合物1566。 該裝置可包含第一精整機1590,其經組態以精整該第一預精整混合物1561。第一精整機1590可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物1591。該裝置可包含第二精整機1595,其經組態以精整該第二預精整混合物1566。第二精整機1595可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物1596。
該裝置可包含在分離之後的反應器及閃蒸器。舉例而言,該分離器可經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預反應混合物及一第二預反應混合物。該裝置可包含第一反應器,其經組態以使第一預反應混合物反應,提供第一預閃蒸混合物。該裝置可包含第二反應器,其經組態以使第二預反應混合物反應,提供第二預閃蒸混合物。該裝置可包含第一閃蒸器,其經組態以閃蒸第一預閃蒸混合物,提供第一預精整混合物。該裝置可包含第二閃蒸器,其經組態以閃蒸第二預閃蒸混合物,提供第二預精整混合物。第一反應器可經組態以使第一預反應混合物反應且第二反應器可經組態以使第二預反應混合物至少部分同時或實質上同時反應。第一閃蒸器可經組態以閃蒸第一預閃蒸混合物且第二閃蒸器可經組態以至少部分同時或實質上同時閃蒸第二預閃蒸混合物。
圖12說明用於製備聚醯胺之系統或裝置。本發明提供合成聚醯胺之裝置1600。該裝置可包含蒸發器1610,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物1601移除至少一些水。蒸發器1610可提供預精整混合物1611。該裝置可包含分離器1650,其經組態以將該預精整混合物1611分離成至少一第一預反應混合物1651及一第二預反應混合物1652。該裝置可包含第一反應器1660,其經組態以使該第一預反應混合物1651反應。第一反應器1660可提供第一預閃蒸混合物1661。該裝置可包含第二反應器1665,其經組態以使該第二預反應混合物1652反應。第二反應器1665可提供第二預閃蒸混合物 1666。該裝置可包含第一閃蒸器1670,其經組態以閃蒸該第一預閃蒸混合物1661。第一閃蒸器1670可提供第一預精整混合物1671。該裝置可包含第二閃蒸器1675,其經組態以閃蒸該第二預閃蒸混合物1666。第二閃蒸器1675可提供第二預精整混合物1676。該裝置可包含第一精整機1690,其經組態以精整該第一預精整混合物1671。第一精整機1690可提供包含第一聚醯胺之第一精整混合物1691。該裝置可包含第二精整機1695,其經組態以精整該第二預精整混合物1676。第二精整機1695可提供包含第二聚醯胺之第二精整混合物1696。
聚醯胺
可由該方法、系統或裝置製備之聚醯胺可為任何適合聚醯胺。聚醯胺可由直鏈二羧酸及直鏈二胺合成或由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物合成。聚醯胺可為尼龍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或其共聚物。
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。二胺可為六亞甲基二胺(例如R2=伸丁基)。
實例
藉由參考以下實例可更加理解本發明,該等實例以說明方式提供。本發明不限於本文所給之實例。
在全部實例中,X表示同一成本。在全部實例中,Z表示同一成本。
比較實例1a.無多重後段製程之連續製程
在連續尼龍6,6製程中,己二酸及六亞甲基二胺以大致等莫耳比在水中組合,形成含有尼龍6,6鹽及具有約50重量%水之水性混合物。在約105L/min下將鹽水溶液轉移至蒸發器中。蒸發器將鹽水溶液加熱至約125-135℃(130℃)且自經加熱之鹽水溶液移除水,使水濃度達到約30重量%。在約75L/min下將經蒸發之鹽混合物轉移至管狀反應器。反應器使經蒸發之鹽混合物的溫度升至約218-250℃(235℃),使反應器自經加熱之經蒸發鹽混合物進一步移除水,使水濃度達到約10重量%,且使鹽進一步聚合。在約60L/min下將反應之混合物轉移至閃蒸器中。閃蒸器將反應之混合物加熱至約270-290℃(285℃),自反應之混合物進一步移除水,使水濃度達到約0.5重量%,且使反應之混合物進一步聚合。在約54L/min下,將相對黏度為約13之閃蒸混合物轉移至精整機。在閃蒸器與精整機之間的轉移導管中,聚合物混合物維持在約285℃之溫度下。精整機使聚合物混合物經受真空以進一步移除水,使水濃度達到約0.1重量%且使相對黏度達到約60,使得在約54L/min下將精整聚合物混合物轉移至擠壓機及製粒機之前,聚醯胺達到適合最終聚合度範圍。
鹽觸發器之體積為約4,000L,購買且建構至系統中之成本為約Z,且操作成本為約X/h。蒸發器之體積為約4,000L,購買且建構至系統中之成本為約3*Z,且操作成本為約4*X/h。反應器之體積為約1,500L,購買且建構至系統中之成本為約5*Z,且操作成本為約4*X/h。閃蒸器之體積為約2,500L,購買且建構至系統中之成本為約5*Z,且操作成本為約4*X/h。精整機之體積為約3,000L,購買且建構至系統中之成本為約5*Z,且操作成本為約4*X/h。
比較實例1b.無多重後段製程之連續製程,尺寸為實例1a之兩倍
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約兩倍且處理兩倍流 動速率之單元的系統。
鹽觸發器以約210L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約8,000L,購買且建構至系統中之成本為約2*Z,且操作成本為約2*X/h。蒸發器以約150L/min將材料傳遞至反應器,體積為約8,000L,購買且建構至系統中之成本為約6*Z,且操作成本為約8*X/h。反應器以約120L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約3,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約8*X/h。閃蒸器以約118L/min將材料傳遞至精整機,體積為約5,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約8*X/h。精整機以約118L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約6,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約8*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生兩倍產物。該等組件購買且建構至系統中之成本各自為兩倍,且該系統之各組件的操作成本為兩倍。
比較實例1c.無多重後段製程之連續製程,尺寸為實例1a之三倍
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約三倍且處理三倍流動速率之單元的系統。
鹽觸發器以約315L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約12,000L,購買且建構至系統中之成本為約3*Z,且操作成本為約3*X/h。蒸發器以約225L/min將材料傳遞至反應器,體積為約12,000L,購買且建構至系統中之成本為約9*Z,且操作成本為約12*X/h。反應器以約180L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約4,500L,購買且建構至系統中之成本為約15*Z,且操作成本為約12*X/h。閃蒸器以約177L/min將材料傳遞至精整機,體積為約7,500L,購買且建構至系統中之成本為約15*Z,且操作成本為約12*X/h。精整機以約177L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約9,000L,購買且建構至系統中 之成本為約30*Z,且操作成本為約24*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生三倍產物。該等組件購買且建構至系統中之成本各自為三倍,但精整機多花六倍成本,且系統之各組件的操作成本為三倍,但精整機多花六倍成本。
比較實例1d.無多重後段製程之連續製程,尺寸為實例1a之五倍
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約五倍且處理五倍流動速率之單元的系統。
鹽觸發器以約525L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約20,000L,購買且建構至系統中之成本為約5*Z,且操作成本為約5*X/h。蒸發器以約375L/min將材料傳遞至反應器,體積為約20,000L,購買且建構至系統中之成本為約15*Z,且操作成本為約20*X/h。反應器以約300L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約7,500L,購買且建構至系統中之成本為約25*Z,且操作成本為約20*X/h。閃蒸器以約295L/min將材料傳遞至精整機,體積為約12,500L,購買且建構至系統中之成本為約25*Z,且操作成本為約20*X/h。精整機以約295L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約15,000L,購買且建構至系統中之成本為約2,500*Z,且操作成本為約500*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生5倍產物;然而,精整機在較大尺寸下效率較低,使產物中的水重量百分比為0.2重量%,此令人不滿意。來自閃蒸器之流動速率降至236L/min,產生具有0.1重量%水之產物,限制整個系統的整體流動速率。該等組件購買且建構至系統中之成本各自為五倍,但精整機多花五百倍成本,且系統之各組件的操作成本為五倍,但精整機多花125倍成本。
比較實例1e.無多重後段製程之連續實例,尺寸為實例1a之10倍
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約十倍且處理十倍流動速率之單元的系統。
鹽觸發器以約1,050L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約10*X/h。蒸發器以約750L/min將材料傳遞至反應器,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約30*Z,且操作成本為約40*X/h。反應器以約600L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約15,000L,購買且建構至系統中之成本為約50*Z,且操作成本為約40*X/h。閃蒸器以約590L/min將材料傳遞至精整機,體積為約25,000L,購買且建構至系統中之成本為約50*Z,且操作成本為約40*X/h。精整機以約590L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約30,000L,購買且建構至系統中之成本為約20,000*Z,且操作成本為約8,000*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生十倍產物;然而,精整機在大尺寸下效率較低,且產物中的水重量百分比為0.5重量%。離開精整機之材料的流動速率降至295L/min以產生水重量百分比為0.1之產物,限制系統之整體容量。組件購買且建構至系統中之成本各自為十倍,但精整機多花4,000倍成本。各組件之操作成本多花10倍,但精整機多花2,000倍成本。
比較實例2a.具有單個高壓釜之批式製程
在批式尼龍6,6製程中,己二酸及六亞甲基二胺以大致等莫耳比在水中組合,形成含有尼龍6,6鹽及具有約50重量%水之水性混合物。將鹽水溶液在約105L/min下轉移至高壓釜,直至高壓釜含有約6,000L材料。高壓釜將鹽水溶液加熱至約270-290℃(285℃),且聚合且自經加熱鹽水溶液移除水,滯留時間為1小時,使水濃度達到約0.1重量%且黏度為約60,使得在將精整聚合物混合物轉移至擠壓機及製粒機之前,聚醯胺達到適合最終聚合度範圍。
鹽觸發器之體積為約4,000L,購買且建構至系統中之成本為約Z,且操作成本為約X/h。高壓釜之體積為約15,000L,購買且建構至 系統中之成本為約25*Z,且操作成本為約8*X/h。
比較實例2b.具有單個高壓釜之批式製程,尺寸為實例2a之兩倍
遵循實例2a中所述之製程,使用包含約兩倍尺寸之單元的系統。
鹽觸發器以約210L/min將材料傳遞至高壓釜,體積為約8,000L,購買且建構至系統中之成本為約2*Z,且操作成本為約2*X/h。高壓釜之體積為約30,000L,購買且建構至系統中之成本為約50*Z,且操作成本為約16*X/h。
在與實例2a之系統相同的既定時間內,系統產生兩倍產物。該等組件購買且建構至系統中之成本各自為兩倍,且該系統之各組件的操作成本為兩倍。
比較實例2c.具有單個高壓釜之批式製程,尺寸為實例2a之三倍
遵循實例2a中所述之製程,使用包含約三倍尺寸之單元的系統。
鹽觸發器以約315L/min將材料傳遞至高壓釜,體積為約12,000L,購買且建構至系統中之成本為約3*Z,且操作成本為約3*X/h。高壓釜之體積為約45,000L,購買且建構至系統中之成本為約150*Z,且操作成本為約40*X/h。
在與實例2a之系統相同的既定時間內,系統產生三倍產物。鹽觸發器購買且建構至系統中之成本為三倍,且高壓釜購買且建構至系統中之成本為六倍。鹽觸發器之操作成本多花三倍,且高壓釜之操作成本多花六倍。
比較實例2d.具有單個高壓釜之批式製程,尺寸為實例2a之五倍
遵循實例2a中所述之製程,使用包含約五倍尺寸之單元的系統。
鹽觸發器以約525L/min將材料傳遞至高壓釜,體積為約20,000L,購買且建構至系統中之成本為約5*Z,且操作成本為約5*Z/h。高壓釜之體積為約75,000L,購買且建構至系統中之成本為約500*Z,且操作成本為約80*X/h。
在與實例2a之系統相同的既定時間內,系統產生五倍產物;然而,較大批式反應器效率較低,使得產生之產物具有2重量%水。使水重量百分比達到0.1%,高壓釜中之滯留時間延長至1.5小時。鹽觸發器購買且建構至系統中之成本多花五倍。高壓釜購買且建構至系統中之成本多花二十倍。鹽觸發器之操作成本多花五倍。高壓釜之操作成本多花十倍。
比較實例2e.具有單個高壓釜之批式製程,尺寸為實例2a之十倍
遵循實例2a中所述之製程,使用包含約十倍尺寸之單元的系統。
鹽觸發器以約1,050L/min將材料傳遞至高壓釜,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約10*X/h。高壓釜之體積為約150,000L,購買且建構至系統中之成本為約12,500*Z,且操作成本為約2,000*X/h。
在與實例2a之系統相同的既定時間內,系統產生十倍產物;然而,高壓釜在較大尺寸下效率較低,產生之產物具有0.5重量%水。為了產生0.1重量%水,高壓釜中之滯留時間延長至5小時。鹽觸發器購買且建構至系統中之成本多花十倍。高壓釜購買且建構至系統中之成本多花500倍。鹽觸發器之操作成本多花十倍。高壓釜之操作成本多花250倍。
實例3a.具有多個精整機之連續製程
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約三倍且處理三倍流動速率之單元的系統,如實例1c。然而,使用兩個並聯精整機代替實例1c之單個精整機,來自閃蒸器之流量在精整機之間均分。
鹽觸發器以約315L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約12,000L,購買且建構至系統中之成本為約3*Z,且操作成本為約3*X/h。蒸發器以約225L/min將材料傳遞至反應器,體積為約12,000L,購買且建構至系統中之成本為約9*Z,且操作成本為約12*X/h。反應器以約 180L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約4,500L,購買且建構至系統中之成本為約15*Z,且操作成本為約12*X/h。閃蒸器以約177L/min將材料傳遞至精整機,體積為約7,500L,購買且建構至系統中之成本為約15*Z,且操作成本為約12*X/h。各精整機以約89L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約4,500L,購買且建構至系統中之成本為約7.5*Z,且操作成本為約6*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生三倍產物。各組件購買且建構至系統中之成本為三倍(包含各精整機),此與實例1c形成對比,儘管精整機之總成本相同。各組件之操作成本為三倍(包含精整機),此與實例1c形成對比,儘管精整機之總操作成本相同。
實例3b.具有多個精整機之連續製程
遵循實例3之製程,但一個精整機經組態以產生相對黏度為約60之聚合物,且另一精整機經組態產生相對黏度為約50之聚合物。
實例4.具有多個精整機之連續製程
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約五倍且處理五倍流動速率之單元的系統,如實例1d。然而,使用三個並聯精整機代替實例1d之單個精整機,來自閃蒸器之流量在精整機之間均分。
鹽觸發器以約525L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約20,000L,購買且建構至系統中之成本為約5*Z,且操作成本為約5*X/h。蒸發器以約375L/min將材料傳遞至反應器,體積為約20,000L,購買且建構至系統中之成本為約15*Z,且操作成本為約20*X/h。反應器以約300L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約7,500L,購買且建構至系統中之成本為約25*Z,且操作成本為約20*X/h。閃蒸器以約295L/min將材料傳遞至精整機,體積為約12,500L,購買且建構至系統中之成本為約25*Z,且操作成本為約20*X/h。各精整機以約100L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約5,100L,購買且建構至系統 中之成本為約8.5*Z,且操作成本為約6.8*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生五倍產物。各組件購買且建構至系統中之成本為五倍,但各閃蒸器之成本為約1.7倍,此與實例1d之多花500倍成本的精整機形成對比。各組件之操作成本為五倍,但各閃蒸器多花約1.7倍成本。製造之產物具有0.1%之水重量百分比;系統之容量及吞吐量不像實例1d一樣受較大閃蒸器之低效率限制。
實例5a.具有多個精整機之連續製程
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約十倍且處理十倍流動速率之單元的系統,如實例1e。然而,使用五個並聯精整機代替實例1e之單個精整機,來自閃蒸器之流量在精整機之間均分。
鹽觸發器以約1,050L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Y,且操作成本為約10*X/h。蒸發器以約750L/min將材料傳遞至反應器,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約30*Y,且操作成本為約40*X/h。反應器以約600L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約15,000L,購買且建構至系統中之成本為約50*Z,且操作成本為約40*X/h。閃蒸器以約590L/min將材料傳遞至精整機,體積為約25,000L,購買且建構至系統中之成本為約50*Z,且操作成本為約40*X/h。各精整機以約118L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約6,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約8*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生十倍產物。各組件購買且建構至系統中之成本為十倍,但各精整機之成本為兩倍,此與實例1e之多花4,000倍成本的精整機形成對比。各組件之操作成本多花十倍,但各精整機多花約兩倍成本,此與實例1e之精整機多花2,000倍操作成本形成對比。製造之產物具有0.1%之水重量百分比; 系統之容量及吞吐量不像實例1e一樣受較大閃蒸器之低效率限制。
實例5b.具有多個精整機及多個閃蒸器之連續製程
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約十倍且處理十倍流動速率之單元的系統,如實例1e。然而,使用兩個並聯閃蒸器且使用五個並聯精整機代替實例1e之單個精整機及單個閃蒸器,來自閃蒸器之流量在閃蒸器與精整機之間均分。
鹽觸發器以約1,050L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約10*X/h。蒸發器以約750L/min將材料傳遞至反應器,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約30*Z,且操作成本為約30*X/h。反應器以約600L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約15,000L,購買且建構至系統中之成本為約50*Z,且操作成本為約40*X/h。各閃蒸器以約295L/min將材料傳遞至精整機,體積為約12,500L,購買且建構至系統中之成本為約20*Z,且操作成本為約20*X/h。各精整機以約118L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約6,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約8*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生十倍產物。各組件購買且建構至系統中之成本為十倍,但1)各精整機之成本為兩倍,與實例1e之多花4,000倍成本的精整機形成對比,及2)各閃蒸器之成本為五倍,與實例1e形成對比,儘管閃蒸器總成本相同。各組件多花十倍操作成本,但1)各精整機多花約兩倍成本,與實例1e之多花2,000倍操作成本的精整機形成對比,及2)各閃蒸器之成本為五倍,與實例1e形成對比,儘管閃蒸器之總操作成本相同。製造之產物具有0.1%之水重量百分比;系統之容量及吞吐量不像實例1e一樣受較大閃蒸器之低效率限制。當精整機或閃蒸器離線維護時,系統可繼續製造產物。
實例5c.具有多個精整機、多個閃蒸器及多個反應器之連續製程
遵循實例1a中所述之製程,使用包含尺寸為約十倍且處理十倍流動速率之單元的系統,如實例1e。然而,使用兩個並聯反應器、使用兩個並聯閃蒸器、且使用五個並聯精整機代替實例1e之單個反應器、精整機及閃蒸器,來自閃蒸器之流量在反應器、閃蒸器與精整機之間均分。
鹽觸發器以約1,050L/min將材料傳遞至蒸發器,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約10*X/h。蒸發器以約750L/min將材料傳遞至反應器,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約30*Z,且操作成本為約40*X/h。各反應器以約300L/min將材料傳遞至閃蒸器,體積為約7,500L,購買且建構至系統中之成本為約25*Z,且操作成本為約20*X/h。各閃蒸器以約295L/min將材料傳遞至精整機,體積為約12,500L,購買且建構至系統中之成本為約25*Z,且操作成本為約20*X/h。各精整機以約118L/min將材料傳遞至擠壓機/製粒機,體積為約6,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約8*X/h。
在與實例1a之系統相同的既定時間內,系統產生十倍產物。各組件購買且建構至系統中之成本為十倍,但1)各精整機之成本為兩倍,與實例1e之多花4,000倍成本的精整機形成對比,2)各閃蒸器之成本為五倍,與實例1e形成對比,儘管閃蒸器總成本相同,及3)各反應器之成本為五倍,與實例1e形成對比,儘管反應器之總成本相同。各組件多花十倍操作成本,但1)各精整機多花約兩倍成本,與實例1e之多花2,000倍操作成本的精整機形成對比,2)各閃蒸器之成本為五倍,與實例1e形成對比,儘管閃蒸器總操作成本相同,及3)各反應器之成本為五倍,與實例1e形成對比,儘管反應器I之總操作成本相同。製造之產物具有0.1%之水重量百分比;系統之容量及吞吐量不像實例1e一樣受較大閃蒸器之低效率限制。當反應器、精整機或閃蒸器需要離線 維護時,系統可繼續製造產物。
實例6a.具有多個高壓釜之批式製程
遵循實例2a中所述之製程,使用包含尺寸為約三倍且處理三倍流動速率之單元的系統,如實例2c。然而,使用兩個並聯高壓釜代替實例2c之單個高壓釜,自閃蒸器之流量在精整機之間均分。
鹽觸發器以約315L/min將材料傳遞至高壓釜,體積為約12,000L,購買且建構至系統中之成本為約3*Z,且操作成本為約3*X/h。各高壓釜之體積為約22,500L,購買且建構至系統中之成本為約37.5*Z,且操作成本為約12*X/h。
在與實例2a之系統相同的既定時間內,系統產生三倍產物。各組件購買且建構至系統中之成本為三倍,且系統之各組件的操作成本為三倍,與實例2c之多花六倍購買及操作成本的高壓釜形成對比,儘管總購買及操作成本相同。
實例6b.具有多個高壓釜之批式製程
遵循實例6a之程序,但一個高壓釜經組態以產生相對黏度為約50之產物,且另一高壓釜經組態產生相對黏度為約60之產物。
實例7.具有多個高壓釜之批式製程
遵循實例2a中所述之製程,使用包含尺寸為約五倍且處理五倍流動速率之單元的系統,如實例2d。然而,使用三個並聯高壓釜代替實例2d之單個高壓釜,自閃蒸器之流量在精整機之間均分。
鹽觸發器以約525L/min將材料傳遞至高壓釜,體積為約20,000L,購買且建構至系統中之成本為約5*Z,且操作成本為約5*X/h。各高壓釜之體積為約25,500L,購買且建構至系統中之成本為約42.5*Z,且操作成本為約13.6*X/h。
在與實例2a之系統相同的既定時間內,系統產生五倍產物。鹽觸發器購買且建構至系統中之成本多花五倍,且操作成本多花五倍。各 高壓釜購買且建構至系統中之成本為1.7倍,與實例2d之多花二十倍成本的高壓釜形成對比。各高壓釜之操作成本為1.7倍,與實例2d之多花十倍操作成本的高壓釜形成對比。與實例2d不同,多個高壓釜產生水重量百分比為0.1重量%之產物,但不限制鹽觸發器之容量。
實例8.具有多個高壓釜之批式製程
遵循實例2a中所述之製程,使用包含尺寸為約十倍且處理十倍流動速率之單元的系統,如實例2e。然而,使用五個並聯高壓釜代替實例2e之單個高壓釜,自閃蒸器之流量在精整機之間均分。
鹽觸發器以約1,050L/min將材料傳遞至高壓釜,體積為約40,000L,購買且建構至系統中之成本為約10*Z,且操作成本為約10*X/h。高壓釜之體積為約75,000L,購買且建構至系統中之成本為約125*Z,且操作成本為約40*X/h。
在與實例2a之系統相同的既定時間內,系統產生十倍產物。鹽觸發器購買且建構至系統中且操作之成本多花十倍。各高壓釜購買且建構至系統中之成本為兩倍,與實例2e的購買且建構至系統中之成本多花500倍的高壓釜形成對比。各高壓釜之操作成本為兩倍,與實例2e的多花250倍操作成本的高壓釜形成對比。與實例2e不同,多個高壓釜產生水重量百分比為0.1重量%之產物,但不限制鹽觸發器之容量。
所採用之術語及表述用作說明術語而非限制術語,且使用該等術語及表述不欲排除所示及所描述特徵或其部分的任何等效物,但應承認各種修改可能在本發明範疇內。本文揭示之概念的修整及變化可求助於一般技術人員,且認為該等修整及變化在隨附申請專利範圍所定義的本發明之範疇內。
額外聲明
本發明提供以下聲明,其編號不解釋為指示重要性級別:聲明1提供一種合成聚醯胺之方法,該方法包括:充分蒸發包括 由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物以自該混合物移除至少一些水,提供預精整混合物;將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物;在第一精整機中精整該第一預精整混合物,提供包括第一聚醯胺之第一精整混合物;及在第二精整機中精整該第二預精整混合物,提供包括第二聚醯胺之第二精整混合物。
聲明2提供聲明1之方法,其中該第一預精整混合物於該第一精整機中之精整及該第二預精整混合物於該第二精整機中之精整至少部分同時發生。
聲明3提供聲明1至2中任一項之方法,其中該第一預精整混合物於該第一精整機中之精整及該第二預精整混合物於該第二精整機中之精整實質上同時發生。
聲明4提供聲明1至3中任一項之方法,其中該第一精整混合物之相對黏度與該第二精整混合物之相對黏度實質上相同。
聲明5提供聲明1至4中任一項之方法,其中該第一聚醯胺與該第二聚醯胺實質上相同。
聲明6提供聲明1至5中任一項之方法,其中該第一精整混合物之相對黏度與該第二精整混合物之相對黏度不同。
聲明7提供聲明1至6中任一項之方法,其中該第一精整混合物及該第二精整混合物各自獨立地具有約15至70之相對黏度。
聲明8提供聲明1至7中任一項之方法,其中該第一精整混合物之相對黏度為約15至70且該第二精整混合物之相對黏度為約15至70。
聲明9提供聲明1至8中任一項之方法,其中該第一精整混合物之相對黏度為約30至50且該第二精整混合物之相對黏度為約30至50。
聲明10提供聲明1至9中任一項之方法,其中該第一聚醯胺與該第二聚醯胺不同。
聲明11提供聲明1至10中任一項之方法,其中該蒸發提供蒸發混合物,其進一步包括使該蒸發混合物在反應器中反應,從而自其移除至少一些水,提供該預精整混合物。
聲明12提供聲明11之方法,其中該反應器包括管狀反應器。
聲明13提供聲明11之方法,其中該反應器包括蒸餾反應器。
聲明14提供聲明11至13中任一項之方法,其中該預精整混合物之該分離包括將該預精整混合物分離成至少一第一預閃蒸混合物及一第二預閃蒸混合物;在第一閃蒸器中閃蒸該第一預閃蒸混合物,提供該第一預精整混合物;且在第二閃蒸器中閃蒸該第二預閃蒸混合物,提供該第二預精整混合物。
聲明15提供聲明14之方法,其中該第一預閃蒸混合物於該第一閃蒸器中之閃蒸及該第二預閃蒸混合物於該第二閃蒸器中之閃蒸至少部分同時。
聲明16提供聲明1至15中任一項之方法,其中該蒸發提供蒸發混合物,其進一步包括使該蒸發混合物在反應器中反應,從而自其移除至少一些水,提供預閃蒸混合物;且在閃蒸器中閃蒸該預閃蒸混合物,從而自其移除至少一些水,提供該預精整混合物。
聲明17提供聲明1至16中任一項之方法,其中該預精整混合物之該分離包括將該預精整混合物分離成至少一第一預反應混合物及一第二預反應混合物;使該第一預反應混合物在第一反應器中反應,提供該第一預精整混合物;且使該第二預反應混合物在第二反應器中反應,提供該第二預精整混合物。
聲明18提供聲明17之方法,其中該第一及該第二反應器中至少一者包括管狀反應器。
聲明19提供聲明17至18中任一項之方法,其中該第一及該第二反應器中至少一者包括蒸餾反應器。
聲明20提供聲明17至19中任一項之方法,其中該第一預反應混合物於該第一閃蒸器中之反應及該第二預反應混合物於該第二反應器中之反應至少部分同時。
聲明21提供聲明1至20中任一項之方法,其中該預精整混合物之該分離包括將該預精整混合物分離成至少一第一預反應混合物及一第二預反應混合物;使該第一預反應混合物在第一反應器中反應,提供第一預閃蒸混合物;使該第二預反應混合物在第二反應器中反應,提供第二預閃蒸混合物;在第一閃蒸器中閃蒸該第一預閃蒸混合物,提供該第一預精整混合物;及在第二閃蒸器中閃蒸該第二預閃蒸混合物,提供該第二預精整混合物。
聲明22提供聲明21之方法,其中該第一預反應混合物於該第一反應器中之反應及該第二預反應混合物於該第二反應器中之反應至少部分同時。
聲明23提供聲明21至22中任一項之方法,其中該第一預閃蒸混合物於該第一閃蒸器中之閃蒸及該第二預閃蒸混合物於該第二閃蒸器中之閃蒸至少部分同時。
聲明24提供聲明1至23中任一項之方法,其中該精整機包括高壓釜。
聲明25提供聲明1至24中任一項之方法,其中該方法為連續製備聚醯胺之方法。
聲明26提供聲明1至25中任一項之方法,其中該方法為批式製備聚醯胺之方法。
聲明27提供聲明1至26中任一項之方法,其包括混合該直鏈二羧酸與該直鏈二胺,提供包括該寡聚物之混合物。
聲明28提供聲明1至27中任一項之方法,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29提供聲明28之方法,其中該二羧酸為己二酸。
聲明30提供聲明27至29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31提供聲明30之方法,其中該二胺為六亞甲基二胺。
聲明32提供聲明27至31中任一項之方法,其中該聚醯胺為尼龍6,6。
聲明33提供一種用於合成聚醯胺之系統,該系統包括:蒸發器,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物移除至少一些水以提供預精整混合物;分離器,其經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及以第二預精整混合物;第一精整機,其經組態以精整該第一預精整混合物,提供包括第一聚醯胺之第一精整混合物;及第二精整機,其經組態以精整該第二預精整混合物,提供包括第二聚醯胺之第二精整混合物。
聲明34提供一種用於合成聚醯胺之裝置,該裝置包括:蒸發器,其經組態以自包含由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物移除至少一些水以提供預精整混合物;分離器,其經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及以第二預精整混合物;第一精整機,其經組態以精整該第一預精整混合物,提供包括第一聚醯胺之第一精整混合物;及第二精整機,其經組態以精整該第二預精整混合物,提供包括第二聚醯胺之第二精整混合物。
聲明35提供聲明34之裝置,其中該第一精整機經組態以精整該第一預精整混合物且該第二精整機經組態以至少部分同時精整該第二預精整混合物。
聲明36提供聲明34至35中任一項之裝置,其中該第一精整機經組態以精整該第一預精整混合物且該第二精整機經組態以實質上同時精整該第二預精整混合物。
聲明37提供聲明34至36中任一項之裝置,其中該第一精整混合物之相對黏度與該第二精整混合物之相對黏度實質上相同。
聲明38提供聲明34至37中任一項之裝置,其中該第一聚醯胺與該第二聚醯胺實質上相同。
聲明39提供聲明34至38中任一項之裝置,其中該第一精整混合物之相對黏度與該第二精整混合物之相對黏度不同。
聲明40提供聲明34至39中任一項之裝置,其中該第一精整混合物及該第二精整混合物各自獨立地具有約15至70之相對黏度。
聲明41提供聲明34至40中任一項之裝置,其中該第一精整混合物之相對黏度為約30至50且該第二精整混合物之相對黏度為約30至50。
聲明42提供聲明34至41中任一項之裝置,其中該第一精整混合物之相對黏度為約30至50且該第二精整混合物之相對黏度為約30至50。
聲明43提供聲明34至42中任一項之裝置,其中該第一聚醯胺與該第二聚醯胺不同。
聲明44提供聲明34至43中任一項之裝置,其中該蒸發器提供蒸發混合物,其中該裝置進一步包括反應器,其經組態以自該蒸發混合物移除至少一些水,提供該預精整混合物。
聲明45提供聲明44之裝置,其中該反應器包括管狀反應器。
聲明46提供聲明44之裝置,其中該反應器包括蒸餾反應器。
聲明47提供聲明44至46中任一項之裝置,其中該分離器經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預閃蒸混合物及一第二預閃蒸混合物,其中該裝置進一步包括第一閃蒸器,其經組態以閃蒸該第一預閃蒸混合物,提供第一預精整混合物;及第二閃蒸器,其經組態以閃蒸該第二預閃蒸混合物,提供該第二預精整混合物。
聲明48提供聲明47之裝置,其中該第一閃蒸器經組態以閃蒸該第一預閃蒸混合物且該第二閃蒸器經組態以至少部分同時閃蒸該第二預閃蒸混合物。
聲明49提供聲明47至48中任一項之裝置,其中該第一閃蒸器經組態以閃蒸該第一預閃蒸混合物且該第二閃蒸器經組態以實質上同時閃蒸該第二預閃蒸混合物。
聲明50提供聲明34至49中任一項之裝置,其中該蒸發器提供蒸發混合物,其中該裝置進一步包括反應器,其經組態以使該蒸發混合物反應,自其移除至少一些水,提供預閃蒸混合物;及閃蒸器,其經組態以閃蒸該預閃蒸混合物,自其移除至少一些水,提供預精整混合物。
聲明51提供聲明34至50中任一項之裝置,其中該分離器經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預反應混合物及一第二預反應混合物,其中該裝置進一步包括第一反應器,其經組態以使該第一預反應混合物反應,提供第一預精整混合物;及第二反應器,其經組態以使該第二預反應混合物反應,提供該第二預精整混合物。
聲明52提供聲明51之裝置,其中該第一及該第二反應器中至少一者包括管狀反應器。
聲明53提供聲明51之裝置,其中該第一及該第二反應器中至少一者包括蒸餾反應器。
聲明54提供聲明51至53中任一項之裝置,其中該第一反應器經組態以使該第一預反應混合物反應且該第二反應器經組態以使該第二預反應混合物至少部分同時反應。
聲明55提供聲明51至54中任一項之裝置,其中該第一反應器經組態以使該第一預反應混合物反應且該第二反應器經組態以使該第二預反應混合物實質上同時反應。
聲明56提供聲明34至55中任一項之裝置,其中該分離器經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預反應混合物一第二預反應混合物,其中該裝置進一步包括第一反應器,其經組態以使該第一預反應混合物反應,提供第一預閃蒸混合物;第二反應器,其經組態以使該第二預反應混合物反應,提供第二預閃蒸混合物;第一閃蒸器,其經組態以閃蒸該第一預閃蒸混合物,提供該第一預精整混合物;及第二閃蒸器,其經組態以閃蒸該第二預閃蒸混合物,提供該第二預精整混合物。
聲明57提供聲明56之裝置,其中該第一反應器經組態以使該第一預反應混合物反應且該第二反應器經組態以使該第二預反應混合物至少部分同時反應。
聲明58提供聲明56至57中任一項之裝置,其中該第一反應器經組態以使該第一預反應混合物反應且該第二反應器經組態以使該第二預反應混合物實質上同時反應。
聲明59提供聲明56至58中任一項之裝置,其中該第一閃蒸器經組態以閃蒸該第一預閃蒸混合物且該第二閃蒸器經組態以至少部分同時閃蒸該第二預閃蒸混合物。
聲明60提供聲明34至59中任一項之裝置,其中該精整機包括高壓釜。
聲明61提供聲明34至60中任一項之裝置,其中該裝置經組態以連續方式製備聚醯胺。
聲明62提供聲明34至61中任一項之裝置,其中該裝置經組態以批式方式製備聚醯胺。
聲明63提供聲明34至62中任一項之裝置,其包括混合器,其經組態以混合該直鏈二羧酸與該直鏈二胺,提供包括該寡聚物之混合物。
聲明64提供聲明34至63中任一項之裝置,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65提供聲明64之裝置,其中該二羧酸為己二酸。
聲明66提供聲明34至65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67提供聲明66之裝置,其中該二胺為六亞甲基二胺。
聲明68提供聲明34至67中任一項之裝置,其中該聚醯胺為尼龍6,6。
聲明70提供聲明1至69中任一項或任何組合之裝置或方法,其視情況經組態使得所有所述元件或選項為可用於使用或選擇形式。
100‧‧‧方法
101‧‧‧混合物
110‧‧‧蒸發
111‧‧‧預精整混合物
150‧‧‧分離
151‧‧‧第一預精整混合物
152‧‧‧第二預精整混合物
190‧‧‧第一精整機
191‧‧‧第一精整混合物
195‧‧‧第二精整機
196‧‧‧第二精整混合物

Claims (20)

  1. 一種合成聚醯胺之方法,該方法包括:充分蒸發包括由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物以自該混合物移除至少一些水,而提供預精整混合物;將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物;在第一精整機中精整該第一預精整混合物,以提供包括第一聚醯胺之第一精整混合物;及在第二精整機中精整該第二預精整混合物,以提供包括第二聚醯胺之第二精整混合物。
  2. 如請求項1之方法,其中該第一預精整混合物於該第一精整機中之精整及該第二預精整混合物於該第二精整機中之精整係至少部分同時發生。
  3. 如請求項1至2中任一項之方法,其中該第一精整混合物之相對黏度與該第二精整混合物之相對黏度實質上相同。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法,其中該第一聚醯胺與該第二聚醯胺實質上相同。
  5. 如請求項1至4中任一項之方法,其中該第一精整混合物之相對黏度與該第二精整混合物之相對黏度不同。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法,其中該第一精整混合物及該第二精整混合物各自獨立地具有約15至70之相對黏度。
  7. 如請求項1至6中任一項之方法,其中該第一精整混合物之相對黏度為約15至70且該第二精整混合物之相對黏度為約15至70。
  8. 如請求項1至7中任一項之方法,其中該第一聚醯胺與該第二聚醯胺不同。
  9. 如請求項1至8中任一項之方法,其中該蒸發提供蒸發混合物,其進一步包括使該蒸發混合物在反應器中反應,從而自其中移除至少一些水,而提供該預精整混合物。
  10. 如請求項9之方法,其中該預精整混合物之該分離包括將該預精整混合物分離成至少一第一預閃蒸混合物及一第二預閃蒸混合物;在第一閃蒸器中閃蒸該第一預閃蒸混合物,以提供該第一預精整混合物;及在第二閃蒸器中閃蒸該第二預閃蒸混合物,以提供該第二預精整混合物。
  11. 如請求項10之方法,其中該第一預閃蒸混合物於該第一閃蒸器中之閃蒸及該第二預閃蒸混合物於該第二閃蒸器中之閃蒸係至少部分同時。
  12. 如請求項1至11中任一項之方法,其中該蒸發提供蒸發混合物,其進一步包括使該蒸發混合物在反應器中反應,從而自其中移除至少一些水,以提供預閃蒸混合物;及使該預閃蒸混合物在閃蒸器中閃蒸,從而自其中移除至少一些水,以提供該預精整混合物。
  13. 如請求項1至12中任一項之方法,其中該預精整混合物之該分離包括將該預精整混合物分離成至少一第一預反應混合物及一第二預反應混合物;使該第一預反應混合物在第一反應器中反應,以提供該第一預精整混合物;及 使該第二預反應混合物在第二反應器中反應,以提供該第二預精整混合物。
  14. 如請求項13之方法,其中該第一預反應混合物於該第一反應器中之反應及該第二預反應混合物於該第二反應器中之反應係至少部分同時。
  15. 如請求項1至14中任一項之方法,其中該預精整混合物之該分離包括將該預精整混合物分離成至少一第一預反應混合物及一第二預反應混合物;使該第一預反應混合物在第一反應器中反應,以提供第一預閃蒸混合物;使該第二預反應混合物在第二反應器中反應,以提供第二預閃蒸混合物;在第一閃蒸器中閃蒸該第一預閃蒸混合物,以提供該第一預精整混合物;及在第二閃蒸器中閃蒸該第二預閃蒸混合物,以提供該第二預精整混合物。
  16. 如請求項15之方法,其中該第一預反應混合物於該第一反應器中之反應及該第二預反應混合物於該第二反應器中之反應係至少部分同時。
  17. 如請求項15至16中任一項之方法,其中該第一預閃蒸混合物於該第一閃蒸器中之閃蒸及該第二預閃蒸混合物於該第二閃蒸器中之閃蒸係至少部分同時。
  18. 如請求項1至17中任一項之方法,其中該精整機包括高壓釜。
  19. 一種用於合成聚醯胺之系統,該系統包括:蒸發器,其經組態以自包括由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之 寡聚物的混合物移除至少一些水,而提供預精整混合物;分離器,其經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物;第一精整機,其經組態以精整該第一預精整混合物,而提供包括第一聚醯胺之第一精整混合物;及第二精整機,其經組態以精整該第二預精整混合物,而提供包括第二聚醯胺之第二精整混合物。
  20. 一種用於合成聚醯胺之裝置,該裝置包括:蒸發器,其經組態以自包括由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成之寡聚物的混合物移除至少一些水,而提供預精整混合物;分離器,其經組態以將該預精整混合物分離成至少一第一預精整混合物及一第二預精整混合物;第一精整機,其經組態以精整該第一預精整混合物,而提供包括第一聚醯胺之第一精整混合物;及第二精整機,其經組態以精整該第二預精整混合物,而提供包括第二聚醯胺之第二精整混合物。
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