TWI626258B - 具有立式冷凝管之反應器及於此類反應器內聚合聚醯胺之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於聚合聚醯胺之VK管式(VK：德語意指簡化連續)反應器，其中該反應器被分成可相互獨立被調節之上和下反應爐區域。本發明亦係關於一種使用此類反應器於製造聚醯胺之方法。

Description

具有立式冷凝管之反應器及於此類反應器內聚合聚醯胺之方法
本發明係關於一種用於聚合聚醯胺之VK管式(VK：德語意指簡化連續)反應器，其中該反應器被分成可相互獨立被調節之上和下反應爐區域。本發明亦係關於一種使用此類反應器於製造聚醯胺之方法。
製造商目前有兩種供應製造高黏度PA6(有或無使用共聚物)之程序。一方面，於聚合反應器中之熔體中產生高黏度；另一方面，藉由於下游處理階段中利用固態後縮聚反應(SSP)。
由於SSP亦形成干擾進一步加工之不良副產物(單體)，因此增加黏度經常進行於聚合階段。
聚合階段中增加黏度，由於化學平衡而需要從聚合熔體中分離出水。此最有效完成方法為藉由附加反應器階段，該反應器階段以壓力梯度(減壓)相繼被通過。在此過程中，降低從階段至階段之水含量而能進一步增加其黏度。然而，依此方式將由於額外數目之反應器以及附加設備零件而提高全部工廠複雜度。製造商由於需要較大空間以及更複雜組裝而無法接受此額外增加之附加費 用。已證明最多串接兩個聚合反應器(預聚合反應器和VK管)之安裝配置具有實務上可行性。在某些情況下，亦可使用上游混合與預熱階段，其中原料被混合與加熱。然而，此容器不被視為是一種聚合反應器。
該第二聚合反應器(VK管)通常在高至400mbar絕對壓力之真空下操作以達到最大聚合物黏度。在這方面，在低於600mbar之絕對壓力會造成限制產品品質之污染問題和操作不安定性增加。其因而可獲得具有相對黏度(RV)高至RV=3.2之非穩定性聚合物。此值遠低於一穩定性聚合物。
製造PA6中先前技術為於兩階段串連反應器內進行聚合反應，其第一反應器(預聚合反應)係於超壓下操作以增加開環反應以及反應轉化率。該第二反應器係於環境壓力或真空下操作以達到所需黏度。先前技術係在未熔融冷卻下進行預聚合反應以及VK管係被設計成不具有任何進一步脫氣/脫水階段之熔融冷卻器(Franz Fourne，Synthetische Fasern[合成纖維]，第2.2.3.9章第54頁以及EP1 194 473 A1)。
從此開始，本發明之目的為提供一種在不施予大量真空下達到聚合物熔體黏度儘可能高之聚合反應器。
藉由具有申請專利範圍第1項特徵之反應器以及藉由具有申請專利範圍第9項特徵之方法可達到此目標。其進一步附屬項顯示其他有利發展。
根據本發明，提供一種具有上和下反應爐區域之用於聚醯胺 聚合反應之反應器，其特別指VK管式。
於此方面該上反應爐區域具有一用於加入預聚物熔體之入口區、一加熱器、一第一流管部分、一加熱放泄噴嘴以及於上反應爐區之總高度上之加熱壁。
該下反應爐區具有一用於加入來自上反應爐區之熔體之入口區、一用於分離製程蒸汽之除氣可能性、一自然冷卻裝置、一第二流管部分、一加熱放泄噴嘴和一鄰接洩放管以及於下反應爐區總高度上之加熱壁。
該兩個反應爐區係經由管路相互連接。
該加熱器較佳為靜態加熱裝置，特別指一束管路、一內部加熱溢流體、一板式換熱器或一加熱盤管。然而，其亦可使用動態加熱裝置，特別指一羅伯茨蒸發器或一環流加熱器。
該靜態冷卻裝置較佳為一束管路、一內部加熱溢流體、一板式換熱器或一加熱盤管。
用於輸送聚合物之計量泵或調節閥較佳為被整合於上反應爐區放泄噴嘴和下反應爐區入口區之間。
另一較佳變形為加熱器上方被配置一攪拌器。
根據本發明之VK管較佳為被耦合至用於預聚合聚醯胺之預聚合反應器。此預聚合反應器具有一用於加入反應物之入口區、一加熱器，其可使用一靜態或一動態加熱裝置、一具有分開之加熱壁之第一流管部分、一同樣具有一分開加熱壁之第二流管部分以及一用於該預聚物之出口 管路。
一用於輸送預聚物之排放泵較佳為被整合入該出口管路。亦較佳為該出口管路具有一加熱壁，特別指一加熱套。
該預聚合反應器具有一介於第一流管部分和第二流管部分間之冷卻裝置。
該冷卻裝置和該分開加熱壁以及該出口管路之加熱較佳為經由一單一載熱體回路被熱耦合。
該反應器之加熱壁可為相互獨立之雙夾套及/或半管式加熱盤管。
根據本發明之反應器在下游不提供固態後縮合反應之下可製造具有2.4至4.5極高相對黏度之聚醯胺熔體。此可藉由上游提供預聚合階段而達成。此其他反應器階段因而不需要額外空間。由於上部反應爐階段之熱耗損經由其放泄噴嘴用於下部之加熱，因此藉由於一個反應器，即VK管內，結合兩種反應爐階段可具有極高能源效率而不造成能耗。
該流管部分較佳為具有至少部分用於均化流量之流動調整器。
根據本發明，同樣提供一種用於反應器內具有一上反應爐區和一下反應爐區之立式冷凝管(VK管)聚合聚醯胺之方法，其中a)稱取預聚物熔體置入該上反應爐區之入口區；b)藉由加熱器將該熔體溫度設定於240至270℃，特別指250至265℃；c)經由第一流管部分引導該熔體至一冷卻裝置，該第一流管 部分耦合至一分開加熱壁以避免熱損失，藉由該冷卻裝置使熔體溫度被設定於225至260℃，特別指230至240℃；以及d)該熔體經由第二流管部分被傳送至出口管路，該第二流管部分耦合至一分開加熱壁以避免熱損失。
該冷凝裝置和分開加熱壁在此時較佳為經由一單一載熱體回路被熱耦合。
反應物可於入口區上游之混合容器內被預混合。此處該反應物包括單體、水和其他添加物。
該熔體較佳為藉由流管部件內流動調整器形成一栓塞流。
該熔體可藉由一排放泵或藉由反應器內壓力被輸送通過出口管路。
然後該預聚物較佳為經由出口管路被供應至其他聚合反應器，特別指一VK管。
根據本發明，於96%硫酸內1g聚醯胺溶液中測量時，可製備與先前所述方法相同之具有相對黏度2.4至4.5，較佳為3.0至3.6之聚醯胺。
1‧‧‧預聚合反應器
2‧‧‧入口區
3‧‧‧加熱器
4‧‧‧第一流管部分
5‧‧‧預聚物冷卻器
6‧‧‧第二流管部分
7‧‧‧排放泵
8‧‧‧預聚物管路
9‧‧‧泵浦
10‧‧‧空冷器
11‧‧‧VK管
12‧‧‧反應器頂部
13‧‧‧聚合物加熱器
14‧‧‧流管部分
15‧‧‧蒸發室
16‧‧‧冷卻器
17‧‧‧流管部分
18‧‧‧計量泵
19‧‧‧真空裝置
20‧‧‧洗滌塔
21‧‧‧洗滌塔
將參考下列圖示更詳細說明根據本發明之標的而非擬限制於此處所示特定具體實施例。
第1圖係根據本發明反應器之示意圖；以及第2圖顯示根據本發明耦合一預聚合反應器與一反應器(VK管)之根據 本發明兩階段聚合廠。
如第1圖所示，一流管反應器，VK管(11)包含具有氣室(12、13、14和15、16、17)且可相互獨立調節之兩個單獨反應器空間。兩個反應器段依賴自動液位測量進行內流(inflow)；可藉由自動換熱器設定溫度；以及操作壓力係藉由具有調節閥和任選廢氣洗滌之壓力調節保持恒定。為了能在兩個反應器階段中設定恒定真空，使用一真空裝置用於脫氣(亦可任選兩個單獨真空裝置-反應器各使用一個)，其於兩個反應器中提供低於操作壓力之基底真空度。經由調節閥進行壓力設定。
該上反應器部分於護罩之總高度上配備一主動加熱壁(雙夾套或半管式加熱盤管)。視需要，聚合物加熱器(13)上方之液量體積中可裝設一攪拌器。
熔體以具有大蒸發表面之方式被供應。此可發生於反應器壁，在熔體空間內之內部經加熱加熱體上或藉由另外薄膜分佈。經收集熔體所形成液位將產生均質之熔體。
聚合物加熱器(13)位於液位下方以及可被設計成靜態(管路束、內部加熱溢流體、板式換熱器、加熱盤管或類似物)或動態加熱器(羅伯茨蒸發器、環流加熱器或類似物)。
流管部分(14)係位於加熱器下方以及配備流動調整器以設定熔體之栓塞流而因此產生一均勻停留時間分佈。該熔體經由一加熱放泄噴嘴被排出反應器以及經由一任選計量泵(18)及/或經由一調節閥被導入下 反應器部分。
該下反應器部分完整配置以一分開之加熱壁(雙夾套或半管式加熱盤管)。
依此方式供應該熔體而可獲得大蒸發表面。此可發生於反應器壁，在熔體空間內之內部經加熱加熱體上或藉由另外薄膜分佈。藉由收集熔體所形成液位將產生均質之熔體。
一靜態聚合物冷卻器(16)(管路束、內部加熱溢流體、板式換熱器、加熱盤管或類似物)係位於該液位下方。
一流管部分(17)係位於加熱器下方以及配備流動調整器以設定熔體之栓塞流而因此產生一均勻停留時間分佈。該熔體經由一加熱放泄噴嘴被排出反應器以及被導至一下游排放泵。
於第一反應器階段(1)中混合原料(己內醯胺、水、添加物，在某些情況下萃取自此及/或其他聚合廠)，加熱以及加工成PA6預聚物。
此預聚物被連續地計量加入該VK管(11)內。依賴VK管頂部內之液位自動地調節在此方面之計量。此可藉由調節閥或視需要藉由適當預聚物泵(7)而進行。VK管內壓力被自動地維持於600至1050mbar，較佳為850至950mbar絕對操作壓力之反應器頂部(12)氣室內。抽除藉由進一步加熱所形成之水和己內醯胺蒸汽以及輸送通過一壓力調節閥至一真空裝置(19)。該蒸汽視需要可於一洗滌塔(20)內被預冷凝和清洗。與預聚合反應(1)比較由於壓力較小及增加溫度，因此可從預聚物熔體移除水份。
該預聚物於VK管之頂部內被升高至聚合溫度。此係藉由裝 置於VK管內之熔體加熱器(13)而完成。該熔體加熱器可被設計成靜態加熱器(管路束、內部加熱溢流體、板式換熱器、加熱盤管或類似物)或動態加熱器(羅伯茨蒸發器、環流加熱器或類似物)。該加熱聚合物被輸送通過用於可供反應所需停留時間之VK管(11)上流管反應器部分(14)。藉由反應器裝置以確保該流動係以栓塞流通過該流動部分。該熔體經由流管反應器部分下端之內置式噴嘴收集熔體以及被導入一輸送管路內。
自此，該聚合物熔體以液位調節方式被導入VK管(11)之下部。基於此，可視需要使用一泵浦(18)或僅利用該反應器上部之靜態高度作為驅動力。該VK管之下部備有一下氣室(15)，可經由其設定較反應器頂部(12)低之下反應器部分操作壓力。反應器下部之壓力被自動地維持於550至900mbar絕對操作壓力，較佳為600至800mbar絕對壓力。抽除藉由壓力膨脹被蒸發之水和己內醯胺蒸汽以及輸送通過一壓力調節閥至一真空裝置(19)。該蒸汽視需要可於一洗滌塔(21)內被預冷凝和清洗。
經由一靜態聚合物冷卻器(16)冷卻該膨脹聚合物熔體。從該熔體移除之能量可被用於其他反應階段或可被供應至外界環境成為餘熱。冷卻之後，該熔體被輸送入置於其下方可供反應所需停留時間之下流管部分(17)。藉由反應器裝置以確保該流動係以栓塞流通過該流動部分。抽除該高黏度聚合物熔體通過放泄噴嘴以及供應至下游以供粒化。
在下蒸發室(15)內，可抽除藉由配置其上流管部分(14)內均化反應所形成之水。可形成含水量更低之聚合物，因此與VK管頂部內單純膨脹法比較可形成更高之相對黏度(RV)，此處若達到更低絕對壓力時亦可 獲得相同結果。
第2圖所示為根據本發明之兩階段聚合廠。
該預聚合反應器(1)包含一入口區(2)，其內稱入己內醯胺、水、添加物和視需要返流自萃取階段萃取物之原料混合物。亦可於上游混合容器內預先拌和及加熱該原料混合物以及將混合物成品加入該預聚合反應器內。藉由收集已均質化熔體之原料混合物可獲得一液位。
一加熱器(3)被置於液位下方以及可被設計成靜態(管路束、內部加熱溢流體、板式換熱器、加熱盤管或類似物)或動態加熱器(羅伯茨蒸發器、環流加熱器或類似物)。此處自動地連續設定用於預聚合所需之溫度。
一流管部分(4)被置於該加熱器下方以及被配置流動調整器以設定一熔體栓塞流而因此產生一均勻停留時間分佈。此反應器部分完整被配置以一分開之加熱壁(雙夾套或半管式加熱盤管)，其在不影響熔體溫度之下作為對抗熱損耗之主動絕緣裝置。
該預聚物熔體接著被輸送通過一靜態預聚物冷卻器(5)，其中被降低至預聚合溫度以下但高於熔點(225至260℃，較佳為230至240℃)之溫度。
另一流管部分(6)係位於冷卻器下方以及配備流動調整器以設定一熔體栓塞流而因此產生一均勻停留時間分佈。此反應器部分依序被配置以一分開之加熱壁(雙夾套或半管式加熱盤管)，其在不影響熔體溫度之下作為對抗熱損耗之主動絕緣裝置。該熔體經由一放泄噴嘴被排出反應器以及被導至一下游排放泵(7)。視需要，亦可升高預聚合反應器內壓力用於 進一步輸送熔體。該熔體經由一加熱預聚物管路(8)被輸送至例如圖1中所述之下游VK管(11)頂部。在此方面，由於高度接觸和大管路表面積，熔體之溫度再次被升高。
於預聚物冷凝器(5)內來自聚合物熔體之抽離熱再一次被用於加熱從預聚合反應器排出之預聚物熔體。由於預聚合管路內限制停留時間以及下游VK管(11)內存在始終仍增加之分離水，因此該預聚物熔體內化學平衡維持不變。
藉由一恒定載熱體油流(HTM)可確保該預聚物熔體之冷卻。經冷卻HTM以與熔體逆流方式通過熔體冷卻器(5)。在此方面，該載熱體油係採用冷卻器內熔體之入口溫度。於此溫度程度，該HTM可被用於加熱預聚合反應器(1)流管部分(4)之加熱套。該HTM其後以逆向於該聚合物熔體輸送至進入預聚合管路之夾套內。該預聚物熔體藉由逆流傳導加熱以及該HTM幾乎被冷卻至該預聚合反應器之出口溫度。該HTM隨後通過下反應器部分(6)之夾套，使得其在接近熔體冷卻器出口內之熔融溫度之溫度下離開反應器之夾套。其被輸送、冷卻甚至進一步經由一泵浦(9)和一空冷器(10)返回進入該熔體冷卻器(5)內。
表1中說明具有預聚物冷卻之PA6製造廠反應出口內根據本發明之溫度範圍設定，其流編號參考圖2。
該預聚合反應器內此方面之停留時間總共達3.5小時。該預聚合反應器內之頂部溫度實際為250℃，反之該出口溫度實際為265℃。該預聚合反應器係於3.0bar之操作壓力下進行運作。
該VK管內之停留時間總共達9小時。在此方面，該VK管內之頂部溫度實際為275℃以及該出口溫度實際為240℃。該VK管係於1.0bar之操作壓力下進行運作。
若VK管內僅使用一脫氣階段，該聚合物其後之相對黏度實際為2.69。於經萃取聚合物進行相對黏度之測定，該測量係於96%硫酸內。其平均聚合度實際為158。
若該VK管使用兩個脫氣階段時，該脫氣於275℃和0.6bar發生在第二脫氣階段。在此方面，形成聚合物具有3.19之相對黏度(經萃取聚合物測量於96%硫酸內所測得)。此處其平均聚合度實際為200。

Claims (21)

  1. 一種具有上和下反應爐區之用於聚醯胺聚合反應之VK管(11)式反應器，其中該上反應爐區具有一用於加入預聚物熔體之入口區(12)；一加熱器(13)；一第一流管部分(14)；一加熱放泄噴嘴；以及一於上反應爐區之總高度上之加熱壁；以及該下反應爐區具有一用於加入來自上反應爐區之熔體以及分離製程蒸汽之入口區(15)；一靜態冷卻裝置(16)；一第二流管部分(17)；一加熱放泄噴嘴和一鄰接洩放管；以及一於下反應爐區之總高度上之加熱壁；以及其中該上和下反應爐區係經由管路連接及用於傳送預聚合物之計量泵(18)或調節閥被整合於上反應爐區之放泄噴嘴和下反應爐區之入口區(15)之間。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該加熱器(13)係一靜態加熱裝置或一動態加熱裝置及/或該靜態冷卻裝置(16)係一束管路、一內部加熱溢流體、一板式換熱器或一加熱盤管。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該加熱 器(13)之上方被配置一攪拌器。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該VK管(11)式反應器被連接至用於預聚合聚醯胺之預聚合反應器(1)，其具有一用於加入反應物之入口區(2)；一加熱器(3)；一具有一分開之加熱壁之第一流管部分(4)；一具有一分開之加熱壁之第二流管部分(6)；以及一用於該預聚物之出口管路(8)，其內為整合具有一用於輸送預聚物之排放泵(7)及/或其具有一加熱壁，其中該預聚合反應器具有一介於第一流管部分(4)和第二流管部分(6)間之冷卻裝置(5)。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該冷卻裝置(5)和該分開之加熱壁經由一單一載熱體回路被熱耦合。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該加熱壁可為相互獨立之雙夾套及/或半管式加熱盤管。
  7. 根據申請專利範圍第4項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該流管部分(4、6、14、17)之至少一部分具有流動調整器。
  8. 一種用於在具有一上反應爐區和一下反應爐區之立式冷凝管(VK管(11)式反應器)形成之反應器中聚合聚醯胺之方法，其中a)稱取預聚物熔體置入該上反應爐區之入口區(12)；b)藉由一加熱器(13)將該熔體溫度設定於240至280℃；c)經由一第一流管部分(14)引導該熔體至一靜態冷卻裝置 (16)，該第一流管部分(14)係耦合至一分開之加熱壁以避免熱損失，藉由該靜態冷卻裝置(16)使熔體溫度被設定於225至260℃；以及d)該熔體經由一第二流管部分(17)被傳送至一出口管路，該第二流管部分(17)係耦合至一分開之加熱壁以避免熱損失。
  9. 根據申請專利範圍第8項之方法，其特徵為，該預聚物係從一預聚合反應器(1)被供應，其中a)該反應物被稱取置入反應器之一入口區(2)；b)該聚合物熔體之溫度藉由一加熱器(3)被設定於240至270℃；c)經由一第一流管部分(4)引導該聚合物熔體至一冷卻裝置(5)，該第一流管部分(4)被耦合至一分開之加熱壁以避免熱損失，藉由該冷卻裝置(5)使聚合物熔體溫度被設定於220至255℃；以及d)該聚合物熔體經由一第二流管部分(6)被傳送至耦合至VK管(11)式反應器之一出口管路(8)，該第二流管部分(6)係耦合至一分開之加熱壁以避免熱損失。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述之方法，其特徵為，藉由流動調整器於該流管部分(4、6、14、17)內產生熔體之栓塞流。
  11. 根據申請專利範圍第9項所述之方法，其特徵為，藉由一排放泵(7)或以反應器內之壓力將該熔體通過出口管路(8)輸送到VK管(11)式反應器。
  12. 根據申請專利範圍第2項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該靜態加熱裝置為一束管路、一內部加熱溢流體、一板式換熱器或一加熱盤管。
  13. 根據申請專利範圍第2項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該動態加熱裝置為一羅伯茨蒸發器或一環流加熱器。
  14. 根據申請專利範圍第4項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該加熱器(3)為一靜態加熱裝置或一動態加熱裝置。
  15. 根據申請專利範圍第4項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，該加熱器(3)為一束管路、一內部加熱溢流體、一板式換熱器、一加熱盤管、一羅伯茨蒸發器或一環流加熱器。
  16. 根據申請專利範圍第4項所述之VK管(11)式反應器，其特徵為，用於該預聚物之出口管路(8)具有一加熱套。
  17. 根據申請專利範圍第8項所述之方法，其中該熔體之溫度藉由一加熱器(13)被設定於250至265℃。
  18. 根據申請專利範圍第8項所述之方法，其中經由一第一流管部分(14)引導該熔體至該靜態冷卻裝置(16)，該第一流管部分係耦合至一分開之加熱壁以避免熱損失，藉由該冷卻裝置使熔體溫度被設定於230至240℃。
  19. 根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中該預聚物經由出口管路被供應至具有立式冷凝管(VK管(11)式反應器)之反應器。
  20. 根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中該聚合物熔體之溫度被設定於250至265℃。
  21. 根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中經由一第一流管部分(4)引導該聚合物熔體至一冷卻裝置(5)，該第一流管部分被耦合至一分開之加熱壁以避免熱損失，藉由該冷卻裝置使聚合物熔體 溫度被設定於230至240℃。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2546227B1 (de) 2011-07-11 2016-05-04 Uhde Inventa-Fischer GmbH Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Lösung von Salzen
EP2759499B1 (de) * 2013-01-25 2016-08-24 Uhde Inventa-Fischer GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Förderung von Granulat
JP6987017B2 (ja) * 2018-05-14 2021-12-22 東京エレクトロン株式会社 反応管ユニットの搬送方法
FR3130279A1 (fr) * 2021-12-15 2023-06-16 Arkema France Procédé continu de préparation de polyamide par polycondensation
DE102023115797A1 (de) 2022-06-29 2024-01-04 Röhm Gmbh Verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Polymers
CN116440803B (zh) * 2023-06-16 2023-09-05 北京湃普莱恩尼龙新材料技术有限公司 一种聚酰胺的制备工艺及制备装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4354020A (en) * 1979-05-10 1982-10-12 Basf Aktiengesellschaft Continuous preparation of polycaprolactam in vertical tubular reactor
US6258926B1 (en) * 1995-02-23 2001-07-10 Polymer Engineering Gmbh Process and device for producing high-viscosity or highly stabilized reaction-stable polyamides, and for continuously demonomerizing polyamides

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE484840A (zh) * 1947-11-28
NL135965C (zh) * 1962-09-06
US3565866A (en) * 1964-09-17 1971-02-23 Basf Ag Continuous polymerization of lactams
US3451976A (en) * 1966-10-10 1969-06-24 Polymer Corp Continuous anionic polymerization of lactams
JPS496198B1 (zh) * 1969-05-15 1974-02-13
JPS4841278A (zh) * 1971-09-28 1973-06-16
JPS4921114A (zh) * 1972-06-14 1974-02-25
US3813366A (en) * 1973-03-21 1974-05-28 Allied Chem Method to prepare nylon 6 prepolymer providing a final shaped article of low oligomer content
DE2443566A1 (de) * 1974-09-12 1976-04-01 Basf Ag Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von polyamiden
DE2448100C3 (de) * 1974-10-09 1985-06-20 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur kontinuierlichen Caprolactampolymerisation
JPS53294A (en) 1976-06-23 1978-01-05 Teijin Ltd Preparation of aromatic polyamide with high degree of polymerization
DE4321683A1 (de) * 1993-06-30 1995-01-12 Basf Ag Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von niedermolekularen Polyamiden
WO1995029750A1 (en) 1994-05-02 1995-11-09 Master Flo Technology Inc. Reverse osmosis filtration system
ES2210798T3 (es) * 1997-08-28 2004-07-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Proceso de preparacion de poliamidas.
DE19752181A1 (de) * 1997-11-25 1999-05-27 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden
DE19925906A1 (de) 1999-06-07 2000-12-14 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden aus Lactamen und Polyamid-Extrakten
EP1148077A1 (en) * 2000-04-21 2001-10-24 Dsm N.V. Process for the simultaneous preparation of polymers of caprolactam with at least two different viscosities
JP4258152B2 (ja) * 2001-02-22 2009-04-30 東レ株式会社 ポリアミドの製造方法
JP2005232281A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリアミド樹脂組成物の製造方法
JP2005288441A (ja) * 2004-05-28 2005-10-20 Sumitomo Chemical Co Ltd 熱交換型反応器
JP4807958B2 (ja) * 2005-02-21 2011-11-02 旭化成ケミカルズ株式会社 ポリアミド樹脂の製造方法
JP2008081634A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Toray Ind Inc ポリアミドプレポリマーおよびポリアミドの製造方法
EP1980585B1 (en) * 2007-04-11 2017-06-28 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Production method of polyamide
EP2532698B1 (de) 2011-06-08 2016-04-20 Uhde Inventa-Fischer GmbH Verfahren und Vorrichtung zur direkten, kontinuierlichen Modifizierung von Polymerschmelzen
EP2546227B1 (de) 2011-07-11 2016-05-04 Uhde Inventa-Fischer GmbH Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Lösung von Salzen
EP2759499B1 (de) 2013-01-25 2016-08-24 Uhde Inventa-Fischer GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Förderung von Granulat
EP2772305B1 (de) 2013-02-27 2017-09-20 Uhde Inventa-Fischer GmbH Polymerisationsvorrichtung und verfahren zur herstellung von thermoplastischen polymeren

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4354020A (en) * 1979-05-10 1982-10-12 Basf Aktiengesellschaft Continuous preparation of polycaprolactam in vertical tubular reactor
US6258926B1 (en) * 1995-02-23 2001-07-10 Polymer Engineering Gmbh Process and device for producing high-viscosity or highly stabilized reaction-stable polyamides, and for continuously demonomerizing polyamides

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Publication number Publication date
US9938375B2 (en) 2018-04-10
ES2671738T3 (es) 2018-06-08
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PL2764912T3 (pl) 2018-09-28
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KR101908681B1 (ko) 2018-12-18

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