[發明專利]生產聚酰胺的方法

有效

• 申請號: 02102030.2
• 申請日: 2002-01-17
• 公開（公告）號: CN1365989A
• 公開（公告）日: 2002-08-28
• 發明（設計）人: 田中一實;志田隆敏;黑瀬英之
• 申請（專利權）人: 三菱瓦斯化學株式會社
• 主分類號: C08G69/04
• 分類號: C08G69/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王杰

發明領域

本發明涉及由二羧酸和二胺生產聚酰胺的方法。本發明更具體涉及一種具有改進的生產效率的生產聚酰胺的方法，該方法通過在無溶劑存在下將二胺加入熔融的二羧酸中以在它們之間進行直接聚合進行。

背景技術

聚酰胺通常用尼龍鹽或其水溶液作為原料而生產。生產聚酰胺的方法可用此類原料按間歇或連續方式生產。例如，在間歇方法中，將尼龍鹽的水溶液在加壓下在一個反應器中加熱，在反應器中尼龍鹽的聚合在單一相中進行，同時抑制二胺組分因蒸餾而損失。在二胺組分通過聚合固定后，逐漸釋放反應體系中的蒸汽，聚合最終在常壓或減壓下完成。在連續方法中，隨著原料連續加入，順序進行與間歇方法中相同的步驟，并將生產的聚酰胺連續卸出。

然而，使用尼龍鹽水溶液作為原料造成如下問題。尼龍鹽水溶液具有約50％的濃度。存在的大量水需要耐高壓反應器，因為需要高壓以防止作為溶劑的水在聚合初始階段被蒸餾出來。此外，最后必須將用作溶劑的大量水與在聚合期間生成的縮合水一起除去。在除去水時，存在很多不便，如因水蒸發潛熱導致的聚酰胺發泡、固化，和因在反應期間液面的很大變化導致的殘留在反應器壁上的聚酰胺熱降解。因此，為防止這些不便應采取對策。此外，使用尼龍鹽水溶液不僅需要大量的用于除去水的熱能，而且涉及很多技術和經濟問題，如每批操作的低聚酰胺收率。

在例如日本專利公開33-15700和43-22874中描述的用尼龍鹽作為原料的方法中，避免了很多上述問題，但需要另一些分離和純化尼龍鹽的步驟，因此不能提供生產聚酰胺的有效方法。

對于用除了尼龍鹽和其水溶液外之外的原料的聚合方法，已知其中將含少量水的二胺在220℃或更低溫度下在常壓下滴加入二羧酸中的方法(日本專利申請特開48-12390)；將二胺在常壓下滴加入熔融二羧酸中以在它們之間直接反應的方法(日本專利申請特開57-200420和58-111829)。這些方法與采用尼龍鹽和其水溶液的那些方法相比，在技術和經濟上都是有利的。然而，該方法實際上必須按間歇方式進行，使用連續型聚合反應器進行這些方法相當困難。

當設計生產聚酰胺的裝置時，必須關注供熱、表面更新能力、均勻攪拌和混合等。為確保間歇聚合與連續聚合之間的聚酰胺的相同生產率，與連續聚合相比間歇聚合中的裝置的尺寸被限制得更低。此外，在間歇聚合中，優選將聚酰胺在分子量達到預定值后一個小時內從反應器中卸出。因此，要求聚酰胺造粒機具有能夠在一小時內處理一批聚酰胺料的容積。隨著最近造粒機的生產容量迅速提高，已經可買到相當大尺寸的造粒機。然而，容量仍限于至多10噸/小時。因此，考慮到造粒機的容量，在間歇方法中聚酰胺的最大生產量被限制到10噸/小時。若需要更大的生產量，必須使用多個造粒機，導致特別不良的生產效率。在一方法中，將通過間歇方法生產的聚酰胺暫時以熔融態貯存，然后逐漸送入進行聚酰胺連續造粒的造粒機中。該方法可使用生產量小的造粒機。然而，在該方法中，存在一些問題如在貯存期間聚酰胺的聚合度發生變化，因夾雜氣泡導致線料(strand)斷裂，因此不能進行連續造粒。

間歇聚合反應器和連續聚合反應器各自具有相應的優缺點，因此，不能簡單確定其優越性。通常，連續聚合反應器適合少品種和大量生產，而間歇聚合反應器適合多品種和少量生產。據信連續聚合法經濟上變得比間歇聚合法有利的轉折點為10,000噸或20,000噸/年。在適合通過間歇法進行的生產方法中或其中試圖超過間歇生產的有利范圍的生產量的間歇生產方法中，重要的是考慮如何提高間歇方法的生產效率。因此，需要開發一種生產聚酰胺的更有效的方法。

本發明概述

本發明的一個目的是提供一種具有提高的生產效率的生產聚酰胺的方法，該方法通過在無溶劑存在下將二胺加入熔融的二羧酸中以在它們之間進行直接縮聚進行。

考慮到上述目的通過本發明人進行深入研究，結果本發明人發現，在通過在無溶劑存在下將二胺加入熔融的二羧酸中以在它們之間進行直接縮聚生產聚酰胺的方法中，該聚合方法平穩地從間歇方式轉換至連續方式，并且通過如下步驟提高生產效率：使縮聚在第一間歇聚合反應器中進行至中間階段，填充氣相部分使中間階段聚酰胺與預定壓力的蒸汽接觸，然后將聚酰胺加入第二連續聚合反應器中同時使中間階段聚酰胺的聚合度保持基本恒定。基于此發現，完成了本發明。