[發明專利]尼龍鹽溶液制備方法中的前饋工序控制

有效

• 申請號: 201410143507.2
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN104130133B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 羅伯特·J·韋爾奇;利恩·曼斯特;保羅·諾米科斯;康納利斯·M·馮克
• 申請（專利權）人: 英威達紡織（英國）有限公司
• 主分類號: C07C211/12
• 分類號: C07C211/12;C07C209/00;C07C55/14;C07C51/41;C08G69/26
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯

相關申請的交叉引用

本申請要求享有于2013年5月1日提交的美國申請61/818,051的優先權，該申請的全部內容和公開結合于本文中。

技術領域

本發明涉及制備尼龍鹽溶液中的工序控制，尤其是涉及制備尼龍鹽溶液中的前饋工序控制。所述前饋工序控制用于得到具有目標pH值和/或鹽濃度的鹽溶液。

背景技術

聚酰胺通常可用于紡織、服裝、包裝、輪胎增強、地毯、汽車的模塑部分的工程熱塑性塑料、電子設備、體育設施以及各種工業應用。尼龍是一種高性能材料，其可用于要求具備優異的耐久性、耐熱性和韌性的塑料和纖維方面。被稱為尼龍的脂肪族聚酰胺可通過二羧酸和二胺的鹽溶液制備。將所述鹽溶液蒸發后進行加熱以使其聚合。此種生產方法中的一個挑戰就是保證在最后的聚酰胺中二羧酸和二胺具有一致的摩爾平衡。例如，當通過己二酸（AA）和己二胺（HMD）生產尼龍-6,6時，不一致的摩爾平衡會不利地導致分子量降低，并影響尼龍的可染性。已經通過利用間歇鹽工藝實現了摩爾平衡，但是間歇工藝不適用于大規模工業化生產。另外，摩爾平衡也可在連續模式下通過多個反應器實現，在鹽的生產中每個反應器均有單獨的二胺供應。

US2130947描述了一種如式H₂NCH₂RCH₂NH₂所示的二胺和式HOOCCH₂R’CH₂COOH所示的二羧酸的鹽溶液，其中，R和R’是不含烯屬和炔屬不飽和的二價烴基，R具有至少為兩個碳原子的鏈長。測定鹽溶液的pH值，并確定拐點。然后將所述鹽溶液供入反應器中，以形成聚酰胺。

US2012/0046439描述了一種用于制備聚酰胺的二酸和二胺鹽溶液的制備方法。該方法包括將至少兩種二酸和至少一種二胺混合，其中鹽的重量濃度為40～70%，所述方法包含：在第一步中，利用一種二酸和一種二胺制備二酸和二胺的水溶液，其中二酸和二胺的摩爾比小于1，以及在第二步中，調整二酸和二胺的摩爾比至0.9-1.1，并通過加入另一種酸和任選地額外的水和/或二胺來修正鹽的重量濃度。

US2010/0168375描述了二胺和二酸的鹽溶液，尤其是六亞甲基二胺己二酸鹽的濃溶液，其可作為生產聚酰胺、尤其是生產PA66的起始材料。所述溶液可通過在第一步中將二胺和二酸混合（其中鹽的重量濃度為50-80%），以提供二酸和二胺的水溶液（其中二酸/二胺的摩爾比大于1.1），以及在第二步中通過加入二胺將二酸/二胺的摩爾比調整為0.9-1.1，優選0.99-1.01，并任選地向其中加入水以修正鹽的重量濃度來制備。

US4233234描述了一種連續制備6-12個碳原子的鏈烷二羧酸和6-12碳原子的鏈烷二胺的鹽的水溶液的方法，通過將特定的鏈烷二羧酸和特定的鏈烷二胺在要制備的鹽的水溶液中反應來制備。鹽的水溶液從第一混合區通過傳輸區和第二混合區循環至第一混合區，液體鏈烷二胺和鏈烷二羧酸水溶液在第一混合區和第二混合區之間引入。引入少于等當量的鏈烷二胺，剩余量的液體鏈烷二胺在第二混合區之后加入，所述鹽的水溶液以其形成的速度從第一混合區中移出。

US6995233、US6169162、US5674794和US3893811均公開了聚合反應器。

雖然已嘗試改進工藝以獲得目標參數，如適宜的pH值、摩爾平衡和/或尼龍鹽溶液中的鹽濃度，但仍然存在著挑戰。尤其是二羧酸，更具體地講是己二酸，其為具有可變顆粒尺寸的粉末，從而使得體積密度變化非常大。采用二羧酸粉末將引入另一個變量，從而使得在連續工藝中難以實現目標參數，如pH值和鹽濃度的一致性。用于二羧酸粉末的容積式給料器加劇了這種困難。考慮到在連續工藝中實現目標參數的一致性的困難，現有技術中通過一系列反應器加入化學計量的量的二胺。對尼龍鹽溶液的pH值和鹽濃度進行測定，并在測量后加入額外的二胺、二羧酸粉末和/或水以調整尼龍鹽溶液。然而，測量后進行調整導致“追趕”pH值或鹽濃度。進一步地，使用一系列的pH計、折射儀和反應器增大了設備的量、投資成本和能量成本。

發明內容