专利名称：连接制备聚酰胺6,6及其共聚酰胺的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在权利要求1或6的上位概念中所述类型的用于连续制备共聚酰胺或聚酰胺的方法和实施该方法的装置。
已知己二酸己二胺基(AH盐)水溶液作为起始产品用于己二酸己二胺盐(AH-盐)的聚合或己二酸和己二胺的聚合，AH-盐水溶液在一个压力反应器中加热到220-280℃的温度，其目的在于制备AH-预缩合物，在该预缩合物中己二胺的NH2-基已经与己二酸的COOH-基反应。
已知己二酸己二胺盐水溶液在压力下，该压力小于由溶液形成的蒸气压，在同时将水蒸发的条件下加热，并将最易挥发的、已经排出的己二胺保持在蒸馏塔中并再次加入到聚合过程中(US-PS 2 689 839；US-PS3 960 820)。在将一种这样的预缩合物卸压时，己二胺可能少量排出。为了平衡降低粘度作用的酸过量而加入过量己二胺(US 3 193 535；DE2 417 003)。根据已知的方法进行聚酰胺熔体的脱水和后缩合。
另外从DE-A1 196 21 088获知，通过在聚合反应器中的第一个方法步骤的密闭的实施方式，在完全的、对于相应的反应温度自动调节的压力下，达到己二胺的NH2-基与己二酸的COOH-基的完全反应。然而，在此必须在聚合反应器中，在高压和高温下，分离出一部分蒸发的水，这需要高的能量消耗，不能完全避免二胺的损失。
本发明的任务是，提出本文开头所述类型的方法或装置，在该方法或装置中水的分离可在较低的温度和压力下和降低的二胺损失的情况下进行。
本发明的任务通过权利要求1或6中所述的特征而解决。
各个从属权利要求给出了本发明的有利的实施方案和改进。
在根据本发明的方法或装置中，在第一个方法步骤中蒸发的水与其中含有的反应组分一起导入至少一个另外的方法步骤中，并且水的排出只在该另外的方法步骤中进行。
以这种方式，水的分离可在较低的温度和压力下和在降低的二胺损失的情况下进行。
在第一个方法步骤中蒸发的水与其中含有的反应组分一起优选通过精馏方法导入至少一个另外的方法步骤中。
对于精馏方法的优选的技术方案是回流蒸馏塔。
对于在整个方法中使用精馏方法具有重大意义的是，回流蒸馏塔用于该方法步骤，水从回流蒸馏塔导出到周围环境中。由此将起反应作用的组分的损失减少到如此最低程度，使得对于聚酰胺的最终粘度没有明显的影响。
对于根据本发明的方法优选地使用直至30％或为80-100％的AH-盐含量。
在回流蒸馏塔中水的排出是在低于120℃的温度下进行，在此将在回流蒸馏塔中分离出的己内酰胺组分和二胺组分引回到至少一个另外的方法步骤中。
根据本发明的装置具有第一压力反应器，在其上游接有热交换器，在其下游经过一个熔体干燥器接有至少一个后缩合反应器，在此，压力反应器的气体空间在压力调节下与后缩合器的气体空间相连接，并且水从后缩合器的气体空间导出，经过回流蒸馏塔和浸渍液而排出。
在回流蒸馏塔中分离出的己内酰胺组分和二胺组分引回到后缩合器中。
在回流蒸馏塔中的分离可在小于120℃的温度下进行。
以下根据实施例和在附图
中示出的装置的实施方案更详细地解释本发明。
该附图以图解方式示出了根据本发明的用于连续制备共聚酰胺的方法步骤的布置。
用于从AH-盐水溶液在不加入己内酰胺的条件下，非必要地还与稳定剂添加剂，如丙酸，一起制备聚酰胺的装置，与根据在附图中示出的实施方案的装置的差别仅在于，不计量加入内酰胺，预加热器也不运行，和有一种可能，即压力也在回流蒸馏塔后调节。
实施例1在附图中示出的实施方案中己二酸己二胺盐(AH-盐)和内酰胺反应生成共聚酰胺。AH-盐水溶液和内酰胺通过各自的预加热器1a、1b而导入到压力反应器2中。非必要地在预热后计量加入稳定剂和其他添加剂。
为得到特定的产物，以3100g/h计量加入AH-盐-水溶液和以9800g/h计量加入己内酰胺。AH-盐和己内酰胺之间的平均重量比为20％。在压力反应器中的系统温度为265℃。
压力反应器2的气体空间经过回流蒸馏塔7和压力调节器10而与后缩合器5的气体空间相连。
调节压力调节器10的压力为10bar()。在后缩合器5的顶部处正好在产物表面的下方安装一个加热调节器5.1，其支持水的排出。
在压力调节器10上游的回流蒸馏塔7有利于使在压力反应器2中的反应进程均匀；在压力反应器2中所制备的低粘度的聚合产物通过泵3而控制料位并经过熔体干燥器4而导入后缩合器5中。后缩合器5也可通过另一个压力调节器11而保持在最高至2bar的较小的过压下。这在对于在起始单体中从80％起的高的按百分比计算的使用AH-盐和低的目标粘度是特别合适的，该低的目标粘度如作为原料用于纺织的丝绸制备所必需的那样。
在熔体干燥器4中将预聚合产物加热到280℃，在此过量存在的水同时被蒸发。这种预聚合产物在后缩合器5中卸压到常压，在此为了更好地脱水汽，将预聚合产物输送经过脱气面和位于熔体水平面以下的载热体5.1。过剩的水经调节压力地经过回流蒸馏塔8和浸渍液9而引离出工艺过程。
在后缩合器5中产物的停留时间例如为5小时。在回流蒸馏塔8中进行气体混合物的分离。ε-己内酰胺回流入后缩合器中。水离开聚合过程。
为了排出水，将热的氮气以一定方式导入到后缩合器5中，使得水可从PA-熔体中良好地扩散出。该氮气和水经过浸渍液9而引离出工艺过程。将氮气在进入到后缩合器中之前加热是特别地有利的。这在图中没有示出。
生产出具有平均熔点为189℃和在98％的硫酸中测得的溶液粘度为2.7的共聚酰胺。
在回流蒸馏塔8中用于分离的温度水平相对于已知的方法可以显著地降低，即降低至最低100℃，这样二胺的损失明显减少，在已知的方法中在第一压力反应器处必定需要一个附加的回流蒸馏塔。
在后缩合器5后的总提取物为7.8％。该物料随后提取和干燥。
实施例2为了制备PA66，将AH-盐-水溶液在预加热器1b中预热到＞220℃，在此水也在预加热器中蒸发。在压力反应器2中的系统温度为265℃，产物停留时间为1小时。
经过泵3和熔体干燥器4而将聚酰胺66供给后缩合器5中。产物停留时间为3小时。经过泵6将聚酰胺66计量用于造粒工艺。
在压力反应器2中调节压力为22bar。水和胺经过回流蒸馏塔7和压力调节器10而导入到后缩合器5的气体空间中。从后缩合器5经过回流蒸馏塔8和压力调节器11进入到浸渍液9中而脱气。在压力调节器11处调节压力到0.3bar。后缩合器的气体空间用氮气惰性化。制备出具有以LV-单位计粘度为2.2的聚酰胺66。
权利要求
1.一种连续制备共聚酰胺和聚酰胺的方法，其原料由己二酸己二胺盐(AH-盐)和水组成，以及在共聚酰胺的情况下附加内酰胺而组成，该方法具有第一个方法步骤，其在压力下在180至280℃之间的温度下实施，在此在第一个方法步骤进行之后将预聚合产物导入到至少一个另外的方法步骤，由该另外的方法步骤将蒸发的水去除和/或用惰性气体排出，其特征在于，在第一个方法步骤中将蒸发的水与在其中含有的反应组分一起导入到至少一个另外的方法步骤中，并且水的排出只在该另外的方法步骤中进行。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在第一个方法步骤中蒸发的水与在其中含有的反应组分一起被导入到至少一个另外的方法步骤中，蒸汽形式的副产物从该另外的方法步骤导出，经过回流蒸馏塔导入到该方法边界之外和/或导入到下一个方法步骤的气体空间中。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，使用直至30％或为80-100％的AH-盐含量。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在回流蒸馏塔中水的排出是在回流蒸馏塔的上端温度为低于120℃的条件下进行，并且在回流蒸馏塔中分离出的己内酰胺和二胺组分引回到至少一个另外的方法步骤中。
5.一种实施根据上述权利要求之一的方法的装置，该装置具有第一压力反应器(2)，该反应器的上游接有热交换器(1)并且该反应器经过熔体干燥器(4)而在下游接有至少一个后缩合反应器(5)，其特征在于，压力反应器(2)的气体空间在压力调节下与后缩合器(5)的气体空间相连，并且水从后缩合器(5)的气体空间经过回流蒸馏塔(8)和浸渍液(9)而排出。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于，在回流蒸馏塔(8)中分离出的己内酰胺和二胺组分引回到后缩合器(5)中。
7.根据权利要求5的装置，其特征在于，在回流蒸馏塔(8)中的分离是在温度低于120℃的条件下进行。
全文摘要
本发明涉及一种连续制备共聚酰胺和聚酰胺的方法和装置，其原料由己二酸己二胺盐(AH－盐)和水组成，以及在共聚酰胺的情况下附加内酰胺而组成，该方法包括第一个方法步骤(2)，其在压力下在180至280℃之间的温度下实施，在此在第一个方法步骤进行后，预聚合产物导入到至少一个另外的方法步骤(5)中，蒸发的水从该另外的方法步骤去除和/或与惰性气体一起排出。在第一个方法步骤(2)中蒸发的水与其中含有的反应组分一起导入到至少一个另外的方法步骤(5)中，并且水的排出只在该另外的方法步骤中进行。
文档编号C08G69/36GK1653108SQ03810437
公开日2005年8月10日 申请日期2003年3月25日 优先权日2002年3月25日
发明者K－H·威尔特泽 申请人:聚合物工程有限公司