CN100509916C - 制备聚(亚芳基醚)的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种沉淀聚(亚芳基醚)的方法，包括：制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液；将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体；将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离以形成分离的聚(亚芳基醚)固体；在将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离之前，测量聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布；和响应颗粒尺寸分布调节沉淀参数。尽管所测量的颗粒尺寸分布与最终分离的固体聚(亚芳基醚)的颗粒尺寸分布非常不同，但其可用于控制本工艺。可以将该方法自动化以响应颗粒尺寸分布测量迅速地调节沉淀条件。还描述了一种用于进行该方法的装置。
Description
背景
聚(亚芳基醚)树脂可以通过在溶剂存在下氧化聚合一元酚以形成其中溶解有产物聚(亚芳基醚)的溶液来制备。然后通过将该溶液与反溶剂(antisolvent)结合以使聚(亚芳基醚)沉淀而分离聚(亚芳基醚)。在实践中，控制这些沉淀物以提供具有一致颗粒尺寸的最终聚(亚芳基醚)固体非常有挑战性。在一些情况下，制备了显著数量的不合格的聚(亚芳基醚)，才可能认识到或提出问题。在其他情况下，例如，形成聚(亚芳基醚)颗粒可能由于堵塞输送管或过滤单元对工艺产生不利的影响。因此，需要一种沉淀聚(亚芳基醚)的方法，该方法能够迅速调节沉淀条件以在工艺中和最终产品中保持所希望的颗粒尺寸分布。
简述
上述的和其他缺陷与缺点可通过以下缓解，该方法包括：制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液；将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体；将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离以形成分离的聚(亚芳基醚)固体；在将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离之前，测量聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布；和响应颗粒尺寸分布调节沉淀参数。
以下将详细描述其它实施方案，包括实施该方法的装置。
附图简述
现在参照附图，其中相似的单元各自类似地编号
图：
图1是聚(亚芳基醚)装置的简图，该装置包括置于沉淀槽和过滤单元110之间的颗粒尺寸分布测量单元50。
图2是聚(亚芳基醚)装置的简图，该装置包括置于混合泵40和第一沉淀槽80之间的颗粒尺寸分布测量单元50。
图3是在将聚(亚芳基醚)溶液510与反溶剂结合的15秒内测量的体密度(bulk density)对颗粒尺寸的图。
图4是在将聚(亚芳基醚)溶液510与反溶剂结合的15秒内测量的最终分离的树脂的细屑(fines)含量对颗粒尺寸的图。
图5是对于约60微米(1-3)、80微米(4)和105微米(5)的初始颗粒尺寸(即在混合泵(40)之后的颗粒尺寸)，颗粒尺寸与装置内位置(在混合泵40之后，在第三沉淀槽100之后和在第二再生淤浆槽160之后)的函数关系的条形图。
图6是颗粒尺寸与时间的图，其表示在混合泵40使用补充的甲醇以响应循环的甲醇的水含量变化而控制颗粒尺寸。
图7是颗粒尺寸与时间的图，其表示使用反溶剂与聚(亚芳基醚)溶液510的比例变化以提高颗粒尺寸。
图8是颗粒尺寸与时间的图，其表示在混合泵40使用补充的甲醇以在由较高特性粘度的聚(亚芳基醚)制得较低特性粘度的聚(亚芳基醚)的转换期间控制颗粒尺寸。
图9是颗粒尺寸与时间的图，其表示使用反溶剂与聚(亚芳基醚)溶液510的比例变化以在将较高特性粘度的聚(亚芳基醚)制成较低特性粘度的聚(亚芳基醚)的转换期间控制颗粒尺寸。
图10是颗粒尺寸与时间的图，其表示使用反溶剂与聚(亚芳基醚)溶液510的比例变化和在混合泵40补充甲醇的数量变化，以在由较高特性粘度的聚(亚芳基醚)制得较低特性粘度的聚(亚芳基醚)的转换期间控制颗粒尺寸。
图11是颗粒尺寸与时间的图，其表示使用反溶剂水含量的变化以在聚(亚芳基醚)共聚物制备启动期间提高颗粒尺寸。
优选实施方案的详述
已经广泛地研究了在实验室规模的中试装置和生产条件下沉淀聚(亚芳基醚)树脂，本发明的发明人已经观察到：为了提供具有一致的、所希望的颗粒尺寸的分离的聚(亚芳基醚)树脂，控制沉淀工艺可能是非常困难的。名义上相同的沉淀条件可以由逐时、逐日和逐月生产不同的产品颗粒尺寸。缺乏了解的颗粒尺寸变化还可能与运行相同工艺的不同装置有关。尽管不希望被任何特定的假设束缚，但本发明的发明人相信不可再现性可能与沉淀机理的复杂性相关。当聚(亚芳基醚)-溶剂的溶液与反溶剂混合时，所得的分散体中发生了几个过程，例如，反溶剂扩散到聚(亚芳基醚)溶液的液滴中、聚(亚芳基醚)的沉淀沉积到聚(亚芳基醚)溶液的液滴内、聚集聚(亚芳基醚)溶液液滴和硬化反溶剂已经扩散到其中的聚(亚芳基醚)溶液液滴以及在工艺管道、搅拌器和泵中损耗颗粒。这些过程可能花费几分钟完成。因此，最终产品聚(亚芳基醚)对沉淀条件的变化非常敏感。
已经观察到：沉淀条件的变化可以对基本的产品特征，例如所谓的细屑(即，小于约38微米的成品颗粒)的含量、体密度和残余的甲苯，以及较少基本的但仍然重要的性质如可运输性(transportability)和流动性有显著的影响。
同样，在生产过程期间，当即使在沉淀参数例如反溶剂组成、反溶剂与聚(亚芳基醚)溶液比例、聚(亚芳基醚)特性粘度、沉淀泵剪切速率、沉淀泵吸入压力等发生小的并且非计划的变化的时候，可能出现显著的工艺问题。这些工艺问题包括，例如，当沉淀物的颗粒尺寸(或者颗粒聚集体尺寸)太大时堵塞管道、当颗粒尺寸太小时堵塞过滤器或者当沉淀物太粗或太细时不连续的干燥或输送性能。
在作出本发明之前，通过目测沉淀槽和过滤器以检测大的珠粒或细的沉淀物而监控沉淀过程是普遍的。在这种目测后，将决定是否和怎样调节沉淀条件。使用这种方法，在检测到问题之后沉淀条件的变化不可能进行超过1小时。
本发明的发明人已经发现：在沉淀的早期，可以采用迅速的颗粒尺寸测量方法以分析聚(亚芳基醚)分散体，并且所得的颗粒尺寸分布数据可以用来调节沉淀条件以在最终的聚(亚芳基醚)产品中保持一致的、所希望的颗粒尺寸分布。在聚(亚芳基醚)颗粒尺寸可以显著增加，然后在固体颗粒从分散体体中分离之前显著降低的情况下，这特别地令人惊奇。特别地，当在形成聚(亚芳基醚)分散体之后立即分析时，所测量的具有大概50-100微米平均尺寸的颗粒在接下来的极少分钟内可能生长成大至几厘米的尺寸--大的足够堵塞输送管，并且在该生长阶段之后可能是损耗阶段，在损耗阶段中颗粒可能破裂成大概40微米或更小--小的足够使得输送和干燥困难。
一个实施方案是一种方法，其包括：制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液；将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体；将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离以形成分离的聚(亚芳基醚)固体；在将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离之前，测量聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布；和响应颗粒尺寸分布调节沉淀参数。
图1是说明适用于进行该方法的装置的简图。在聚(亚芳基醚)装置10中，在反应器20中在溶剂存在下聚合一元酚以形成聚(亚芳基醚)溶液510。聚(亚芳基醚)溶液510流到第一沉淀槽80，在那里其与从反溶剂槽70中流出的反溶剂结合以形成聚(亚芳基醚)分散体540。当聚(亚芳基醚)分散体540流到过滤单元110时，通过颗粒尺寸分布测量单元50分析聚(亚芳基醚)分散体。在过滤单元110中，聚(亚芳基醚)分散体540分离成聚(亚芳基醚)固体和滤出物550，聚(亚芳基醚)固体流到干燥器180，滤出物550流入滤出物槽120。颗粒尺寸测量的结果通过反馈回路60传送到反溶剂槽70，在那里可以响应该结果调节沉淀参数。调节沉淀参数的详细讨论参见下面。
用于进行该方法的优选装置描述于图2中。在溶剂存在下在反应器20中进行一元酚的聚合，以形成聚(亚芳基醚)溶液510。聚(亚芳基醚)溶液510流到预浓缩单元30，在那里部分溶剂被除去，留下浓缩的聚(亚芳基醚)溶液520。在混合泵40中，浓缩的聚(亚芳基醚)溶液520与循环的反溶剂530以及任选地补充的反溶剂610结合，以形成聚(亚芳基醚)分散体540，分散体540流经颗粒尺寸测量单元50，到达第一沉淀槽80、第二沉淀槽90和第三沉淀槽100，达到过滤单元110。在过滤单元110中，过滤聚(亚芳基醚)分散体540，以得到固体聚(亚芳基醚)和滤出物550，滤出物550流入滤出物槽120。固体聚(亚芳基醚)流到第一再生淤浆槽(first reslurry tank)130，在那里其与第二离心机流出物560(其是能够从聚(亚芳基醚)固体中除去杂质的富含反溶剂的物流580)结合以形成淤浆。该混合物流到第一离心机140，在那里聚(亚芳基醚)固体从淤浆液体中分离，该淤浆液体在其与部分回收的反溶剂600结合之前流到第一离心机140流出物槽150，以形成循环的反溶剂530。将第一离心机140中产生的固体聚(亚芳基醚)输送到第二再生淤浆槽160，在那里其与部分回收的反溶剂600结合以形成淤浆，淤浆在第二离心机170中分离成聚(亚芳基醚)固体和第二离心机流出物560，聚(亚芳基醚)固体流到干燥器180，第二离心机流出物560流到第一再生淤浆槽130。在过滤单元110中形成的部分滤出物550流到第一离心机流出物槽150，另一部分滤出物550流到滗析器190，其分离成富含溶剂的物流570和富含反溶剂的物流580。可以通过将水加入滗析器190中促进富含溶剂的物流570和富含反溶剂的物流580的分离，这有助于溶剂和反溶剂相的分离。本领域技术人员可容易地确定合适数量的水。将富含溶剂的物流570导向溶剂回收单元200，在那里其可以例如循环到反应器20(循环未示出)而处理。将富含反溶剂的物流580送入蒸馏塔210，其产生蒸馏的反溶剂590并且将它送入反溶剂回收槽220。来自反溶剂回收槽220的回收的反溶剂600可以任选地流到干燥器180(在那里其可以用来洗涤(scrub)来自排出干燥器180的气体/水蒸汽的聚合物细屑)、流到第二再生淤浆槽160和在与回收的反溶剂530结合之后流到混合泵40。尽管未示出，但还可以将反溶剂回收槽220的内容物泵送到补充的反溶剂槽230。颗粒尺寸测量的结果可以通过反馈回路60传送到混合泵40，其反过来可以控制浓缩的聚(亚芳基醚)溶液520和循环的反溶剂530以及补充的反溶剂610的一种或多种的数量，使得能够调节一种或多种沉淀参数。例如，如果颗粒尺寸超过所希望的范围，可以将额外的甲醇加到来自循环的反溶剂530和补充的反溶剂610其中一种或两者的反溶剂组分中。
在过滤聚(亚芳基醚)分散体之前测量颗粒尺寸分布。可以在将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合的约1000、500、240、120、60、30、15或者甚至1秒内进行该测量。
优选“在线(in-line)”测量颗粒尺寸分布。换句话说，优选不用将聚(亚芳基醚)分散体从工艺流程中取出或者不用工艺流程中实质上将聚(亚芳基醚)分散体转移来测量。
优选“实时(rea1-time)”检测颗粒尺寸分布测量。例如，颗粒尺寸分布测量的开始与完成之间的时间可以少于10秒、5秒或者甚至1秒。颗粒尺寸分析技术例如激光反向散射能够提供这种实时颗粒尺寸分析。
在一个实施方案中，连续进行颗粒尺寸分布测量。这在用于制备聚(亚芳基醚)的连续工艺中特别有用。
对该方法中使用的颗粒尺寸分析技术没有特别限定。优选的技术包括激光衍射和激光反向散射技术，尤其是提供颗粒计数器的激光反向散射技术。这种技术是本领域公知的并且采用它们的颗粒尺寸分析仪器是可商购的，例如Lasentec出售的颗粒计数器
D600R和M600P、激光反向散射仪器、Infra Scientific出售的分析器Microtrac X100和Beckman Coulter出售的Coulter LS200。
该方法包括：响应颗粒尺寸分布调节沉淀参数。这些沉淀参数包括，例如反溶剂组成；反溶剂温度；聚(亚芳基醚)溶液组成；聚(亚芳基醚)溶液温度；聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂的重量或体积比；混合条件(例如在聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合期间的剪切速率)；老化条件(例如一个或多个沉淀槽中的温度和/或时间)；进入、在里面和排出混合泵40的压力等。
在一个实施方案中，调节反溶剂组成增加了聚(亚芳基醚)在第一聚(亚芳基醚)分散体中的溶解度和/或降低了聚(亚芳基醚)在第一聚(亚芳基醚)分散体中的凝聚倾向。
在另一个实施方案中，调节反溶剂组成降低了聚(亚芳基醚)在第一聚(亚芳基醚)分散体中的溶解度和/或增加了聚(亚芳基醚)在第一聚(亚芳基醚)分散体中的凝聚倾向。
在另一个实施方案中，反溶剂包括水，并且调节反溶剂组成包括改变水浓度。
在另一个实施方案中，反溶剂包括甲苯，并且调节反溶剂组成包括改变甲苯浓度。
在另一个实施方案中，反溶剂包括链烷醇，并且调节反溶剂组成包括改变链烷醇浓度。
在另一个实施方案中，调节聚(亚芳基醚)溶液组成包括将溶剂加入聚(亚芳基醚)溶液或者从聚(亚芳基醚)溶液中除去溶剂(例如使用热和/或减压)。
在另一个实施方案中，调节聚(亚芳基醚)溶液压力包括调节混合泵40的入口压力或出口压力。
对该方法中使用的聚(亚芳基醚)的种类没有特别限制。在一个实施方案中，聚(亚芳基醚)是至少一种具有下式的一元酚的聚合产物
其中各个Q1独立地选自卤素、C1-C7伯或仲烷基、苯基、C1-C7卤代烷基、C1-C7氨基烷基、C1-C7烃氧基和其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开的C2-C7卤代烃氧基；各个Q2独立地选自氢、卤素、C1-C7伯或仲烷基、苯基、C1-C7卤代烷基、C1-C7烃氧基和其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开的C2-C7卤代烃氧基。
对聚(亚芳基醚)的特性粘度没有特别限制。例如，聚(亚芳基醚)可以具有在25℃下于氯仿中测量的约0.2-约1.0分升/克(dL/g)的特性粘度。在该范围内，特性粘度可以为至少约0.25、0.30或0.35dL/g。同样在该范围内，特性粘度可以至多约0.8或0.65dL/g。
该方法特别可用于控制低特性粘度聚(亚芳基醚)树脂的沉淀。因此，在一个实施方案中，聚(亚芳基醚)的特性粘度至多0.35dL/g或者至多0.30dL/g。
聚(亚芳基醚)溶液可以包括任意浓度的聚(亚芳基醚)。例如基于聚(亚芳基醚)溶液的总重量，聚(亚芳基醚)溶液可以包括约10-约50wt％的聚(亚芳基醚)。在该范围内，聚(亚芳基醚)浓度可以至少约20wt％，或者至少约25wt％。同样在该范围内，聚(亚芳基醚)浓度可以至多约45wt％或者至多约40wt％。
对该方法中使用的溶剂没有特别限制。合适的有机溶剂包括脂族醇、酮、脂族和芳族烃、氯代烃、硝基烃、醚、酯、酰胺、混合的醚-酯、亚砜等及其组合，只要它们不影响或者进入氧化反应。
在优选实施方案中，溶剂包括C6-C18芳族烃，包括例如甲苯、二甲苯等及其混合物。高度优选的溶剂是甲苯。
在一个实施方案中，除了C6-C18芳族烃之外，溶剂还可以包括对于聚(亚芳基醚)是不良溶剂的C3-C8脂族醇，例如正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇等及其组合。优选的C3-C8脂族醇是正丁醇。除了C6-C18芳族烃和C3-C8脂族醇之外，溶剂可以进一步包括甲醇或乙醇，对于聚(亚芳基醚)其起到反溶剂的作用。C6-C18芳族烃、C3-C8脂族醇和甲醇或乙醇可以以任意比例结合，但可以优选溶剂包括至少50wt％的C6-C18芳族烃。
在另一个实施方案中，溶剂基本不含任何C1-C6链烷醇。“基本不含”是指溶剂包括少于约0.1wt％的C1-C6链烷醇。在该实施方案中，优选溶剂不包括有意加入的C1-C6链烷醇。
聚(亚芳基醚)溶液优选是均匀溶液。换句话说，聚(亚芳基醚)溶液优选不含未溶解的固体颗粒，尤其是具有大于1微米的任何尺寸的颗粒。
对该方法中使用的反溶剂没有特别限制。合适的反溶剂包括具有1-约10个碳原子的低级链烷醇，例如甲醇等；具有3-约10个碳原子的酮，例如丙酮等；和具有5-约10个碳原子的链烷，例如己烷等；及其组合。优选的反溶剂包括甲醇。高度优选的反溶剂包括约66-99.8wt％的甲醇、0.1-约30wt％的甲苯和0.1-约10wt％的水。
反溶剂可以在与有机溶剂的数量有关的数量范围内使用，最佳数量取决于有机溶剂和反溶剂的同一性(identity)，以及聚(亚芳基醚)产品的浓度、特性粘度和单体组成。例如，当聚(亚芳基醚)是特性粘度为0.36dL/g和组成为82wt％的2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚单元和18wt％的2，3，6-二甲基-1，4亚苯基醚单元的无规共聚物时，有机溶剂是甲苯，反溶剂是甲醇，约1:1.5至约1:7的甲苯：甲醇重量比可能合适。
聚(亚芳基醚)溶液和反溶剂在它们结合之前即刻的温度将根据许多因素而变化，这些因素包括，例如聚(亚芳基醚)组成、聚(亚芳基醚)特性粘度、溶液中的聚(亚芳基醚)浓度、溶剂种类、反溶剂种类和聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂的重量比。在一个实施方案中，该方法包括将约60℃-约100℃温度下的聚(亚芳基醚)与约15℃-约60℃温度下的反溶剂结合。在这些范围内，聚(亚芳基醚)溶液温度可以至少约70℃或者至少约80℃；聚(亚芳基醚)溶液温度可以至多约95℃或者至多约90℃。同样在这些范围内，反溶剂温度可以至少约20℃或者至少约25℃；反溶剂温度可以至多约55℃或者至多约50℃。结合的聚(亚芳基醚)-反溶剂混合物的温度可以优选约30-约55℃。
在一个实施方案中，在高剪切混合条件下将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合。例如，可以采用约500sec-1至约50,000sec-1的剪切速率，混合聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂。在该范围内，剪切速率可以至少约2,000sec-1或者至少约10,000sec-1。同样在该范围内，剪切速率可以至多约40,000sec-1或者至多约20,000sec-1。
在其他实施方案中，将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合包括在搅拌釜中混合。
在优选实施方案中，调节沉淀参数是在测量颗粒尺寸分布的约60、30、15或5秒内进行的。
在高度优选的实施方案中，响应颗粒尺寸分布测量而自动调节沉淀参数(即不需要人的参与而调节)。
该方法包括将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离。在一个实施方案中，将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离包括过滤。在另一个实施方案中，将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离包括离心分离。合适的过滤装置包括旋转的过滤器、连续旋转的真空过滤器、连续移动的滤床式过滤器、间歇式过滤器等。合适的固体/液体分离装置包括连续的固体/液体离心机。
该方法允许控制分离的聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布。例如，所希望的颗粒尺寸分布可以作为聚(亚芳基醚)组成和特性粘度的函数变化。在一个实施方案中，分离的聚(亚芳基醚)固体的数均平均颗粒尺寸约10微米-约100微米。在该范围内，平均颗粒尺寸可以至少约15微米或者至少约40微米。同样在该范围内，平均颗粒尺寸可以至多约90微米或者至多约80微米或者至多约70微米。
在一个实施方案中，该方法进一步包括：测量分离的聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布。例如，参照图2，颗粒尺寸分布测量单元50可以置于第二再生淤浆槽160和第二离心机170之间。可选择地，可以在本工艺的中间阶段，例如在第一沉淀槽80内、在第一沉淀槽80和滤出物槽120之间、在滤出物槽120和第二再生淤浆槽160之间或者在第二再生淤浆槽160和第二离心机170之间测量颗粒尺寸分布。
在一个实施方案中，该方法包括：制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液，其中溶剂包括C6-C18芳族烃；将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成聚(亚芳基醚)分散体，其中反溶剂包括水和选自具有1-约10个碳原子的链烷醇、具有3-约10个碳原子的酮、具有5-约10个碳原子的链烷及其组合的化合物；在将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合的约30秒内测量聚(亚芳基醚)分散体中的颗粒尺寸分布；和响应颗粒尺寸分布调节沉淀参数。
在一个实施方案中，该方法包括：制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液；其中聚(亚芳基醚)是包括有2，6-二甲基苯酚、2，3，6-三甲基苯酚或其组合的一元酚的聚合产物；并且其中溶剂包括甲苯；将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成聚(亚芳基醚)分散体；其中反溶剂包括甲醇、甲苯和水；在将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合的约20秒内测量聚(亚芳基醚)分散体中的颗粒尺寸分布；和响应颗粒尺寸分布调节反溶剂组成。在该实施方案中，调节反溶剂组成可以任选地包括：调节反溶剂的水含量、调节反溶剂的甲苯含量或调节反溶剂的甲醇含量。
在另一个实施方案中，该方法包括：在第一溶剂和络合金属催化剂的存在下使用含氧气体氧化偶合一元酚以制得聚(亚芳基醚)溶液；将聚(亚芳基醚)溶液与第一反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体；将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离以形成分离的聚(亚芳基醚)固体；在将聚(亚芳基醚)固体从聚(亚芳基醚)分散体中分离之前，测量聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布；和响应颗粒尺寸分布调节沉淀参数。在该实施方案中，该方法可以任选地进一步包括：在将聚(亚芳基醚)溶液与第一反溶剂结合之前，浓缩聚(亚芳基醚)溶液。可选择地，该方法可以任选地进一步包括：在将聚(亚芳基醚)溶液与第一反溶剂结合之前，稀释聚(亚芳基醚)溶液(例如采用第一溶剂)。
另一个实施方案是一种用于沉淀聚(亚芳基醚)的装置，包括：用于制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液的设备；用于将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体的设备；用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离以形成分离的聚(亚芳基醚)固体的设备；用于在将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离之前，测量所述聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布的设备；和通过响应所述颗粒尺寸分布来调节沉淀参数的设备。
另一个实施方案是一种用于沉淀聚(亚芳基醚)的装置，包括：用于在溶剂中聚合一元酚以形成聚(亚芳基醚)溶液的反应器；与所述反应器流体相通的预浓缩单元，其通过除去部分所述溶剂浓缩所述聚(亚芳基醚)溶液；与所述预浓缩单元流体相通的混合泵，其用于将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体，其中所述的泵以约500-约50,000sec-1的剪切速率，混合所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂；与所述混合泵流体相通的沉淀槽，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；与所述沉淀槽流体相通的过滤单元，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述溶剂和所述反溶剂中分离；用于测量所述聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布的颗粒尺寸分布测量单元，其中所述颗粒尺寸分布测量单元放在所述泵和所述沉淀槽之间；以及与所述颗粒尺寸分布测量单元和所述混合泵操作关联的反馈回路，其通过响应所述颗粒尺寸分布来调节沉淀参数。
另一个实施方案是一种用于沉淀聚(亚芳基醚)的装置，包括：用于在溶剂中聚合一元酚以形成聚(亚芳基醚)溶液的反应器；与所述反应器流体相通的预浓缩单元，用于通过除去部分所述溶剂浓缩所述聚(亚芳基醚)溶液；与所述预浓缩单元流体相通的混合泵，用于将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体；与所述混合泵流体相通的沉淀槽，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；与所述沉淀槽流体相通的过滤单元，用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述溶剂和所述反溶剂中分离；用于测量所述聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布的颗粒尺寸分布测量单元，其中所述颗粒尺寸分布测量单元放在所述沉淀槽和所述过滤单元之间；以及与所述颗粒尺寸测量单元和所述混合泵操作关联的反馈回路，其通过响应所述颗粒尺寸分布来调节沉淀参数。
另一个实施方案是一种用于沉淀聚(亚芳基醚)的装置，包括：用于在溶剂中聚合一元酚以形成聚(亚芳基醚)溶液的反应器；与所述反应器流体相通的闪蒸器，用于通过除去部分所述溶剂浓缩所述聚(亚芳基醚)溶液以形成浓缩的聚(亚芳基醚)溶液520；与所述闪蒸罐流体相通的混合泵，用于将所述浓缩的聚(亚芳基醚)溶液520与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体，其中所述的混合泵在约500-约50,000sec-1的剪切速率下将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂混合；与所述混合泵流体相通的第一沉淀槽，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；与所述第一沉淀槽流体相通的第二沉淀槽，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；与所述第二沉淀槽流体相通的第三沉淀槽，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；与所述第三沉淀槽流体相通的过滤单元，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述溶剂和所述聚(亚芳基醚)分散体中分离；与所述旋转真空过滤器流体相通的滤出物槽，其用于接收来自所述旋转真空过滤器的所述溶剂和所述反溶剂；与所述过滤单元流体相通的第一再生淤浆槽，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体与第二反溶剂结合；与所述第一再生淤浆槽流体相通的第一离心机，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述第二反溶剂中分离；与所述第一离心机流体相通的第一离心机流出物槽，其用于接收来自所述第一离心机的所述第二反溶剂；与所述第一离心机流体相通的第二再生淤浆槽，用于将所述聚(亚芳基醚)固体与第三反溶剂结合；与所述第二再生淤浆槽流体相通的第二离心机，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述第三反溶剂中分离；与所述第二离心机流体相通的干燥器，其用于从所述聚(亚芳基醚)固体中除去挥发物；置于所述泵和所述第一沉淀槽之间的颗粒尺寸分布测量单元；以及与所述颗粒尺寸分布测量单元和所述混合泵操作关联的反馈回路，其通过响应所述颗粒尺寸分布来调节反溶剂组成。
通过下列非限定性实施例进一步阐述本发明。
实施例1-9
使用类似于图2中所描述的装置，连续地操作聚(亚芳基醚)生产工艺以制备具有在25℃下于氯仿中测量的约0.30分升/克(dL/g)特性粘度的聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)。该装置包括：通过在甲苯中氧化聚合2，6-二甲基苯酚而制备聚(亚芳基醚)溶液的反应器；用于将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合的高剪切混合泵；获自Lasentec的激光反向散射的颗粒尺寸分布单元M600P 
；第一、第二和第三沉淀槽；作为过滤单元的旋转真空过滤器；滤出物槽；第一再生淤浆槽；第一离心机；第一离心机流出物槽；第二再生淤浆槽；第二离心机；干燥部分；滗析器；溶剂回收单元；蒸馏塔和反溶剂回收槽。颗粒尺寸分布仪器的位置和工艺流程使得在最初将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂混合后的约15秒分析聚(亚芳基醚)分散体。
以下反溶剂组成参数如表1中详述的那样变化，以测定它们对在最初将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂混合后的约15秒测量的平均颗粒尺寸的影响。由于反溶剂由甲苯、甲醇和水组成，因此以重量百分比计的甲醇浓度简单地为100-[H2O]-[甲苯]。原始数据在表1中示出。通过线性回归分析得到了下面回归方程：
PS＝(-719.6±91.4)+(70.0±12.7)[H2O]+(36.0±5.2)[甲苯]
其中PS是以厘米表示的平均颗粒尺寸，[H2O]是以wt％表示的反溶剂中水浓度，[甲苯]是以wt％表示的反溶剂中甲苯浓度。
这些实施例表明：在聚(亚芳基醚)分散体形成之后不久测量的颗粒尺寸与反溶剂组成之间有高度显著的统计相关。它们还表明：颗粒尺寸对反溶剂组成极其敏感，甲苯浓度增加1％造成平均颗粒尺寸增加36微米，水浓度增加1％造成平均颗粒尺寸增加70微米。
表1
| [H<sub>2</sub>O](wt％) | [甲苯](wt％) | 颗粒尺寸(微米) | |
| 实施例1 | 3.60 | 14.92 | 70 |
| 实施例2 | 3.60 | 14.92 | 68 |
| 实施例3 | 3.90 | 14.92 | 85 |
| 实施例4 | 3.90 | 15.42 | 110 |
| 实施例5 | 3.60 | 15.42 | 94 |
| 实施例6 | 3.60 | 14.42 | 54 |
| 实施例7 | 3.90 | 14.42 | 78 |
| 实施例8 | 3.75 | 14.92 | 77 |
| 实施例9 | 3.60 | 14.92 | 63 |
实施例10-17
使用类似于实施例1-9中所述的工艺制备特性粘度为0.40dL/g的聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)。改变生产速率、反溶剂的组分水和甲醇，制备在分散体形成后15秒测量的它们的平均颗粒尺寸约65-约105微米的8个样品。分析相应的成品(即在过滤和干燥后获得的聚(亚芳基醚)粉末)以测定它们的体密度和细屑含量，并且通过线性回归探索这些成品性质与颗粒尺寸之间的关系。结果示于表2与图3和4中。描述于图3中的体密度的结果表明在增加的颗粒尺寸与增加的体密度之间有强的相关性。描述于图4中的细屑含量的结果(即小于28微米的颗粒的重量百分比)令人惊奇地表明在增加的颗粒尺寸与增加的细屑重量百分比之间有强的相关性。该实施例表明：成品性质可能与在沉淀的早期测量的平均颗粒尺寸相关。当与实施例1的结果结合时，该实施例进一步表明可以通过沉淀参数的变化预先控制成品性质。
表2
| 颗粒尺寸(微米) | 体密度(g/mL) | 细屑含量(wt％) | |
| 实施例10 | 97 | 0.418 | 3.68 |
| 实施例11 | 75 | 0.374 | 2.95 |
| 实施例12 | 100 | 0.432 | 4.25 |
| 实施例13 | 105 | 0.424 | 4.04 |
| 实施例14 | 87 | 0.382 | 3.30 |
| 实施例15 | 75 | 0.369 | 2.10 |
| 实施例16 | 87 | 0.394 | 3.70 |
| 实施例17 | 67 | 0.345 | 2.75 |
实施例18-22
进行实施例1-9的工艺并且在工艺中的三个位置测量颗粒尺寸分布。第一位置是在混合泵40的下游约15秒。第二位置是在第三沉淀槽100的出口。第三位置是在第二再生淤浆槽160的出口。示于表3和绘制于图5中的结果说明：当在最初的分散体(即，刚好在混合泵40之后)中、在第三沉淀槽100中和在第二再生淤浆槽160中形成聚(亚芳基醚)固体时，颗粒尺寸随时间的变化。这些实验令人惊奇地表明：在混合泵40之后观察到的颗粒尺寸越大，在第二再生淤浆槽160中得到了越小的颗粒尺寸。
表3
| 在混合泵40之后的颗粒尺寸(微米) | 在第三沉淀槽100之后的颗粒尺寸(微米) | 在第二再生淤浆槽160之后的颗粒尺寸(微米) | |
| 实施例18 | 58 | 88 | 48 |
| 实施例19 | 59 | 98 | 53 |
| 实施例20 | 60 | 87 | 51 |
| 实施例21 | 81 | 119 | 46 |
| 实施例22 | 105 | 121 | 32 |
实施例23
该实施例阐述了一种自动控制颗粒尺寸的方法。使用类似于图2中所描述的装置，通过响应混合泵40的出口处颗粒尺寸测量调节来自甲醇补充的反溶剂槽230和混合泵40的流体，将聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)颗粒尺寸自动保持在约110-125微米之间。当循环的甲醇流(回收的反溶剂600)中的水含量由于装置的正常作用而增加时，额外的甲醇流增加至多3倍以保持所希望的颗粒尺寸。数据示于表4和图6中。没有出现成块或堵塞。
表4
| 时间(分钟) | 颗粒尺寸(微米) | MeOH中的水(wt％) | 补充的MeOH加入量(m<sup>3</sup>/小时) |
| 0 | 114.36 | 1.46 | 0.767 |
| 5 | 115.26 | 1.46 | 0.781 |
| 10 | 115.43 | 1.46 | 0.795 |
| 15 | 115.98 | 1.46 | 0.808 |
| 20 | 115.31 | 1.46 | 0.830 |
| 25 | 116.87 | 1.46 | 0.858 |
| 30 | 113.44 | 1.46 | 0.870 |
| 35 | 115.24 | 1.46 | 0.877 |
| 40 | 117.09 | 1.46 | 0.884 |
| 45 | 115.79 | 1.46 | 0.891 |
| 50 | 111.32 | 1.46 | 0.891 |
| 55 | 113.13 | 1.46 | 0.880 |
| 60 | 114.79 | 1.46 | 0.876 |
| 65 | 116.42 | 1.46 | 0.884 |
| 70 | 112.79 | 1.46 | 0.893 |
| 75 | 119.33 | 1.53 | 0.969 |
| 80 | 114.99 | 1.53 | 1.061 |
| 85 | 117.32 | 1.63 | 1.155 |
| 90 | 114.78 | 1.71 | 1.250 |
| 95 | 114.09 | 1.83 | 1.256 |
| 100 | 117.91 | 1.83 | 1.246 |
| 105 | 113.40 | 1.94 | 1.193 |
| 110 | 111.11 | 2.00 | 1.126 |
| 115 | 119.51 | 2.00 | 1.060 |
| 120 | 119.32 | 2.00 | 1.194 |
| 125 | 115.05 | 2.00 | 1.302 |
| 130 | 112.69 | 2.00 | 1.331 |
| 135 | 116.52 | 1.94 | 1.359 |
| 140 | 117.32 | 1.94 | 1.399 |
| 145 | 114.78 | 1.94 | 1.415 |
| 150 | 115.60 | 1.94 | 1.407 |
| 155 | 115.30 | 1.94 | 1.400 |
| 160 | 115.67 | 1.94 | 1.393 |
| 165 | 112.71 | 1.94 | 1.222 |
| 170 | 112.28 | 1.94 | 1.159 |
| 175 | 119.59 | 1.94 | 1.466 |
| 180 | 120.96 | 1.94 | 1.310 |
| 185 | 121.12 | 1.94 | 1.620 |
| 190 | 119.29 | 1.94 | 1.930 |
| 195 | 115.01 | 1.94 | 1.877 |
| 200 | 113.25 | 1.94 | 1.768 |
| 205 | 103.79 | 1.94 | 1.485 |
| 210 | 120.65 | 1.94 | 1.634 |
| 215 | 123.62 | 1.94 | 1.953 |
| 220 | 122.37 | 1.94 | 2.235 |
| 225 | 117.18 | 1.94 | 2.470 |
| 230 | 116.46 | 1.94 | 2.545 |
| 235 | 112.85 | 1.94 | 2.509 |
| 240 | 110.10 | 1.86 | 2.383 |
| 245 | 113.28 | 1.86 | 2.291 |
| 250 | 114.87 | 1.91 | 2.212 |
| 255 | 119.26 | 1.91 | 2.447 |
| 260 | 117.51 | 1.91 | 2.760 |
| 265 | 112.56 | 1.91 | 2.765 |
| 270 | 116.17 | 1.82 | 2.861 |
| 275 | 118.76 | 1.82 | 2.959 |
| 280 | 118.34 | 1.87 | 3.053 |
| 285 | 112.94 | 1.87 | 3.113 |
| 290 | 115.72 | 1.87 | 3.017 |
| 295 | 108.31 | 1.87 | 2.886 |
| 300 | 104.58 | 1.87 | 2.087 |
| 305 | 116.48 | 1.87 | 1.981 |
| 310 | 121.14 | 1.87 | 2.186 |
| 315 | 121.08 | 1.96 | 2.390 |
| 320 | 115.30 | 1.96 | 2.556 |
| 325 | 116.12 | 1.91 | 2.555 |
| 330 | 113.32 | 1.91 | 2.554 |
| 335 | 115.70 | 1.91 | 2.552 |
| 340 | 104.41 | 1.96 | 2.307 |
| 345 | 122.38 | 2.03 | 2.373 |
| 350 | 124.50 | 1.98 | 2.705 |
| 355 | 117.61 | 1.98 | 2.922 |
| 360 | 113.14 | 1.98 | 2.950 |
| 365 | 112.46 | 1.98 | 2.904 |
| 370 | 113.31 | 1.98 | 2.863 |
| 375 | 113.55 | 2.04 | 2.823 |
| 380 | 116.37 | 2.04 | 2.783 |
| 385 | 116.38 | 2.04 | 2.828 |
| 390 | 109.85 | 2.04 | 2.836 |
| 395 | 116.52 | 2.04 | 2.774 |
| 400 | 114.58 | 2.04 | 3.088 |
实施例24
在下面实施例中，在关闭期限之后启动制备特性粘度为0.40dL/g的聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)的工艺。目标颗粒尺寸为60-70微米。在启动期间发现颗粒尺寸太小，因此将反溶剂(甲醇、甲苯和水的富含甲醇的混合物)与聚(亚苯基醚)溶液(甲苯中的聚(亚苯基醚))的体积比降低到5：???4.5。该行为迅速降低了高剪切沉淀泵中的甲醇浓度，得到了所希望的增加的颗粒尺寸。数据示于表5和图7中。
表5
| 时间(分钟) | 颗粒尺寸(微米) | 反溶剂/PPE溶液体积比 |
| 0 | 46.86 | 5 |
| 5 | 46.79 | 5 |
| 10 | 46.44 | 5 |
| 15 | 46.54 | 5 |
| 20 | 57.97 | 4.5 |
| 25 | 58.79 | 4.5 |
| 30 | 59.93 | 4.5 |
| 35 | 72.93 | 4.5 |
| 40 | 64.45 | 4.5 |
实施例25
通常使用相同的装置制备各种等级的具有不同组成和/或特性粘度的聚亚苯基醚。该实施例阐述了：在从制备特性粘度为0.57dL/g的聚(亚苯基醚)变化到制备特性粘度为0.40dL/g的聚(亚苯基醚)期间颗粒尺寸的自动控制。该0.57dL/g材料在混合泵40的出口测量时具有所希望的150-160微米颗粒尺寸，然而该0.40dL/g材料具有所希望的80-90微米颗粒尺寸。该等级变化特别难以控制，因为固体含量(并且因此到达高剪切沉淀泵的甲苯数量)和所希望的颗粒尺寸同时变化。然而，在混合泵的出口使用颗粒尺寸分析和自动调节送入混合泵的补充的甲醇，可以获得平稳的等级转换，如表6和图8中所示出。
表6
| 时间(分钟) | 颗粒尺寸(微米) | 到达混合泵的补充MeOH(m<sup>3</sup>×10/小时) | 甲苯中的％PPE(wt％) |
| 0 | 156.43 | 18.04 | 26.36 |
| 5 | 155.85 | 17.95 | 26.52 |
| 10 | 155.87 | 17.86 | 26.58 |
| 15 | 155.85 | 17.76 | 26.78 |
| 20 | 158.74 | 17.67 | 26.5 |
| 25 | 159.76 | 17.81 | 26.49 |
| 30 | 154.86 | 18.09 | 26.85 |
| 35 | 159.37 | 18.37 | 26.48 |
| 40 | 156.82 | 18.65 | 26.63 |
| 45 | 156.25 | 18.32 | 26.46 |
| 50 | 156.04 | 17.96 | 26.36 |
| 55 | 157.94 | 17.68 | 26.66 |
| 60 | 156.49 | 17.40 | 26.52 |
| 65 | 154.54 | 17.11 | 26.59 |
| 70 | 154.89 | 16.83 | 26.38 |
| 75 | 158.65 | 16.51 | 26.19 |
| 80 | 153.60 | 16.11 | 26.71 |
| 85 | 157.47 | 15.72 | 26.53 |
| 90 | 156.44 | 15.33 | 26.63 |
| 95 | 159.16 | 14.93 | 26.44 |
| 100 | 155.34 | 14.54 | 26.33 |
| 105 | 158.64 | 14.15 | 26.39 |
| 110 | 155.83 | 13.95 | 26.41 |
| 115 | 154.50 | 13.78 | 26.71 |
| 120 | 155.49 | 13.61 | 26.38 |
| 125 | 156.11 | 13.43 | 26.47 |
| 130 | 168.34 | 14.70 | 28.28 |
| 135 | 166.76 | 20.20 | 31.24 |
| 140 | 162.71 | 23.80 | 33.6 |
| 145 | 158.18 | 0.79 | 35.19 |
| 150 | 160.55 | 0.41 | 37.01 |
| 155 | 148.84 | 2.97 | 38.42 |
| 160 | 127.86 | 35.58 | 39.37 |
| 165 | 116.09 | 39.86 | 39.34 |
| 170 | 115.41 | 39.87 | 39.18 |
| 175 | 113.37 | 39.89 | 39.08 |
| 180 | 106.01 | 39.90 | 38.92 |
| 185 | 95.39 | 39.91 | 39.16 |
| 190 | 85.16 | 39.93 | 39.35 |
| 195 | 79.13 | 39.94 | 39.58 |
| 200 | 75.12 | 37.38 | 39.79 |
| 205 | 71.96 | 33.94 | 39.81 |
| 210 | 69.99 | 29.65 | 39.64 |
| 215 | 69.77 | 25.06 | 39.44 |
| 220 | 69.26 | 20.46 | 39.62 |
| 225 | 72.13 | 15.86 | 39.57 |
| 230 | 72.24 | 12.42 | 39.35 |
| 235 | 73.87 | 9.34 | 39.17 |
| 240 | 80.22 | 8.86 | 39.29 |
| 245 | 77.98 | 8.99 | 39.55 |
| 250 | 81.49 | 9.12 | 39.78 |
| 255 | 83.24 | 10.17 | 39.64 |
| 260 | 87.15 | 12.64 | 39.76 |
| 265 | 86.05 | 15.63 | 39.57 |
| 270 | 85.94 | 18.69 | 39.65 |
| 275 | 88.64 | 21.71 | 39.51 |
| 280 | 86.36 | 24.70 | 39.42 |
| 285 | 83.66 | 27.06 | 39.39 |
| 290 | 84.86 | 28.12 | 39.52 |
| 295 | 81.96 | 29.18 | 39.57 |
| 300 | 78.83 | 28.97 | 39.66 |
| 305 | 81.10 | 28.55 | 39.43 |
| 310 | 80.13 | 27.74 | 39.64 |
| 315 | 77.38 | 26.73 | 39.59 |
| 320 | 78.71 | 25.72 | 39.4 |
| 325 | 79.67 | 24.70 | 39.47 |
| 330 | 80.17 | 23.57 | 39.34 |
| 335 | 77.84 | 22.45 | 39.48 |
| 340 | 76.36 | 21.30 | 39.67 |
| 345 | 79.41 | 20.14 | 39.52 |
| 350 | 81.48 | 18.99 | 39.41 |
| 355 | 81.58 | 18.35 | 39.61 |
| 360 | 80.70 | 18.37 | 39.4 |
| 365 | 83.63 | 18.39 | 39.26 |
| 370 | 84.69 | 1.89 | 39.51 |
实施例26
进行从特性粘度为0.45dL/g(所希望的颗粒尺寸为70-80微米)的等级到特性粘度为0.41dL/g(所希望的颗粒尺寸为75-85微米)的等级的转换。通过响应混合泵出口处的颗粒尺寸测量控制来自补充反溶剂槽230的额外甲醇，而调节甲醇与PPE/甲苯溶液的体积比来保持颗粒尺寸。在下面表7的数据和图9中，在正好40分钟内进行等级变化，并且在150分钟后达到80微米的目标颗粒尺寸。
表7
| 时间(分钟) | PS高剪切泵 | 体积比MeOH/(PPO+甲苯) | 到达高剪切泵的额外MeOH(m<sup>3</sup>/小时) | PPO/甲苯中的固体(wt％) |
| 0 | 74.64 | 2.35 | 0.2249 | 38.80 |
| 5 | 73.30 | 2.35 | 0.3648 | 38.89 |
| 10 | 70.29 | 2.35 | 0.0735 | 38.98 |
| 15 | 71.15 | 2.35 | 0.1599 | 39.08 |
| 20 | 71.38 | 2.35 | 0.3208 | 39.18 |
| 25 | 69.28 | 2.35 | 0.2570 | 39.28 |
| 30 | 69.37 | 2.35 | 0.2546 | 39.39 |
| 35 | 68.09 | 2.35 | 0.2984 | 39.49 |
| 40 | 66.81 | 2.35 | 0.3651 | 39.59 |
| 45 | 65.95 | 2.35 | 0.3614 | 39.63 |
| 50 | 67.38 | 2.35 | 0.0078 | 39.52 |
| 55 | 67.01 | 2.35 | 0.0079 | 39.55 |
| 60 | 67.10 | 2.35 | 0.0079 | 39.58 |
| 65 | 67.19 | 2.35 | 0.0079 | 39.61 |
| 70 | 67.28 | 2.35 | 0.0079 | 39.64 |
| 75 | 70.07 | 2.32 | 0.0080 | 39.67 |
| 80 | 67.59 | 2.32 | 0.0080 | 39.71 |
| 85 | 65.63 | 2.32 | 0.0080 | 39.75 |
| 90 | 66.38 | 2.32 | 0.0080 | 39.72 |
| 95 | 69.06 | 2.32 | 0.0081 | 39.53 |
| 100 | 74.06 | 2.32 | 0.0081 | 39.35 |
| 105 | 73.59 | 2.32 | 0.0081 | 39.47 |
| 110 | 70.77 | 2.32 | 0.0081 | 39.59 |
| 115 | 71.73 | 2.32 | 0.0082 | 39.59 |
| 120 | 73.37 | 2.32 | 0.0082 | 39.53 |
| 125 | 73.33 | 2.32 | 0.0082 | 39.46 |
| 130 | 74.89 | 2.32 | 0.0082 | 39.38 |
| 135 | 77.09 | 2.32 | 0.0083 | 39.31 |
| 140 | 75.60 | 2.32 | 0.0083 | 39.37 |
| 145 | 78.62 | 2.32 | 0.0083 | 39.42 |
| 150 | 80.70 | 2.32 | 0.0083 | 39.45 |
| 155 | 78.94 | 2.32 | 0.0084 | 39.48 |
| 160 | 79.47 | 2.32 | 0.0084 | 39.51 |
| 165 | 82.35 | 2.32 | 0.0084 | 39.54 |
| 170 | 82.22 | 2.32 | 0.0085 | 39.56 |
| 175 | 82.29 | 2.32 | 0.0085 | 39.56 |
| 180 | 84.18 | 2.32 | 0.0085 | 39.56 |
| 185 | 82.99 | 2.32 | 0.0085 | 39.55 |
| 190 | 84.44 | 2.32 | 0.0086 | 39.55 |
| 195 | 84.56 | 2.32 | 0.0086 | 39.54 |
| 200 | 85.30 | 2.32 | 0.0086 | 39.53 |
| 205 | 83.75 | 2.32 | 0.0086 | 39.49 |
| 210 | 84.55 | 2.32 | 0.0087 | 39.45 |
| 215 | 83.02 | 2.32 | 0.0087 | 39.41 |
| 220 | 83.30 | 2.32 | 0.0087 | 39.37 |
| 225 | 85.34 | 2.32 | 0.0087 | 39.33 |
| 230 | 88.03 | 2.32 | 0.0088 | 39.31 |
| 235 | 86.17 | 2.32 | 0.0088 | 39.34 |
| 240 | 84.86 | 2.32 | 0.0088 | 39.38 |
实施例27
该实施例阐述了在从0.45dL/g到0.41dL/g聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)等级变化期间达到颗粒尺寸平衡的快速方法。通过响应混合泵出口处的颗粒尺寸，调节甲醇与PPE/甲苯溶液的体积比和到达进料泵的额外甲醇的流量而自动控制颗粒尺寸。在下面表8的数据和图10中，在正好40分钟内进行等级变化，并且在70分钟后达到80微米的目标颗粒尺寸。
表8
| 时间(分钟) | 颗粒尺寸(微米) | 体积比MeOH/(PPE+甲苯) | 到达混合泵的额外MeOH(m<sup>3</sup>/小时) | PPE/甲苯中的固体(wt％) |
| 0 | 116.38 | 2.12 | 1.949 | 38.36 |
| 5 | 115.85 | 2.12 | 2.016 | 38.53 |
| 10 | 117.66 | 2.12 | 2.062 | 38.65 |
| 15 | 120.29 | 2.12 | 2.054 | 38.53 |
| 20 | 118.56 | 2.2 | 2.054 | 38.80 |
| 25 | 114.73 | 2.2 | 2.056 | 39.02 |
| 30 | 114.27 | 2.2 | 2.057 | 39.13 |
| 35 | 112.47 | 2.2 | 2.058 | 39.25 |
| 40 | 101.38 | 2.2 | 2.174 | 39.91 |
| 45 | 89.59 | 2.2 | 2.258 | 40.43 |
| 50 | 79.04 | 2.2 | 2.237 | 40.86 |
| 55 | 89.06 | 2.2 | 2.431 | 40.69 |
| 60 | 100.64 | 2.26 | 3.101 | 39.83 |
| 65 | 91.02 | 2.26 | 3.657 | 39.15 |
| 70 | 86.03 | 2.26 | 3.761 | 39.02 |
| 75 | 79.28 | 2.26 | 3.694 | 39.33 |
| 80 | 74.94 | 2.26 | 3.438 | 39.69 |
| 85 | 74.33 | 2.26 | 3.089 | 39.88 |
| 90 | 75.01 | 2.26 | 2.739 | 39.87 |
| 95 | 75.87 | 2.26 | 2.389 | 39.72 |
| 100 | 75.15 | 2.26 | 2.039 | 39.62 |
| 105 | 77.08 | 2.26 | 1.780 | 39.35 |
| 110 | 78.28 | 2.26 | 1.540 | 39.44 |
| 115 | 78.31 | 2.26 | 1.349 | 39.19 |
| 120 | 80.61 | 2.26 | 1.238 | 39.25 |
| 125 | 81.24 | 2.26 | 1.128 | 39.28 |
| 130 | 82.73 | 2.26 | 1.134 | 39.64 |
| 135 | 83.89 | 2.2 | 1.216 | 39.60 |
| 140 | 86.92 | 2.2 | 1.383 | 39.52 |
| 145 | 89.39 | 2.2 | 1.655 | 39.60 |
| 150 | 89.45 | 2.2 | 1.927 | 39.48 |
| 155 | 88.31 | 2.2 | 2.200 | 39.36 |
| 160 | 85.41 | 2.2 | 2.414 | 39.43 |
| 165 | 86.36 | 2.2 | 2.588 | 39.30 |
| 170 | 84.65 | 2.2 | 2.643 | 39.38 |
| 175 | 82.08 | 2.2 | 2.629 | 39.43 |
| 180 | 80.31 | 2.2 | 2.585 | 39.49 |
| 185 | 81.17 | 2.2 | 2.510 | 39.58 |
| 190 | 82.04 | 2.2 | 2.435 | 39.62 |
| 195 | 82.06 | 2.2 | 2.351 | 39.50 |
| 200 | 80.84 | 2.2 | 2.264 | 39.30 |
| 205 | 80.69 | 2.2 | 2.178 | 39.35 |
| 210 | 80.75 | 2.2 | 2.091 | 39.24 |
| 215 | 80.11 | 2.2 | 2.005 | 39.32 |
| 220 | 83.03 | 2.2 | 1.935 | 39.33 |
| 225 | 84.61 | 2.2 | 1.929 | 39.28 |
| 230 | 80.91 | 2.2 | 1.923 | 39.52 |
| 235 | 80.97 | 2.2 | 1.917 | 39.59 |
实施例27和28共同阐述了使用实时、在线颗粒尺寸测量以迅速调节沉淀条件。它们还说明了一些因素，例如PPT比例和到达高剪切沉淀泵的额外甲醇进料迅速影响颗粒尺寸，然而其他因素，例如反溶剂与聚(亚芳基醚)溶液的比例更缓慢地起作用。
实施例28
使用类似于实施例1-9中所述的工艺制备特性粘度约0.45dL/g的聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚-共聚-2，3，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)。使用80％甲醇、16.5％甲苯和3.5％水的初始反溶剂组成，在聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂高剪切混合(参见图11，时间约0:23至0:33)之后约15秒测量到约60微米的平均颗粒尺寸，并且观察到过滤问题。在对应于图中0:40的时间下，通过将水浓度增加至5.1％，甲苯浓度增加至17.5％，相应降低甲醇浓度而调节反溶剂组成。然后将平均颗粒尺寸稳定在约90微米(参见图11，约0:41至0:45的时间)，并且消除过滤问题。该实施例说明了该方法可用于迅速优化沉淀条件。其还说明了：作为聚(亚芳基醚)单体组成和特性粘度的函数，在将聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂混合之后立刻测量的所希望的平均颗粒尺寸变化。
实施例29
在制备特性粘度为将0.41dL/g的聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基醚)期间，需要改进成品冷却器(其将干燥后约180-190℃的产品冷却至约50-60℃)的冷却效率。发现采用较小的PPO颗粒改进了该冷却器的热交换性能。因此，使用上述技术增加了混合泵出口处的颗粒尺寸，导致了在干燥和后干燥阶段颗粒尺寸的降低。在另外相同的生产条件下，下游颗粒尺寸的变化能够更有效地后干燥冷却，这反映在冷却器出口温度降低10℃。
表9
| 混合泵出口的颗粒尺寸(微米) | 干燥器入口的颗粒尺寸(微米) | 冷却器入口的温度(℃) | 冷却器出口的温度(℃) |
| 82.7 | 51.8 | 186 | 58.8 |
| 90.2 | 40.6 | 186 | 48.6 |
尽管已经参照优选的实施方案描述了本发明，但本领域技术人员理解的是：可以作出各种改变和取代等价物的成分，只要不偏离本发明的范围。另外，可以作出许多改进以使特定的情况或材料适应本发明的教导，只要不偏离其基本范围。因此，这意味着本发明并不限制于作为为了进行本发明所构想的最好方式而披露的特定实施方案，但本发明将包括落入权利要求范围内的所有实施方案。
在此整体引入，所有引用的专利、专利申请和其他参考文献，作为参考。
Claims (47)
1.一种沉淀聚(亚芳基醚)的方法，包括：
制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液；
将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体；
将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离以形成分离的聚(亚芳基醚)固体；
在将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离之前，测量所述聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布；和
响应所述颗粒尺寸分布调节沉淀参数。
2.权利要求1的方法，其中在将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合的1,000秒内进行测量所述颗粒尺寸分布。
3.权利要求1的方法，其中在将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合的120秒内进行测量所述颗粒尺寸分布。
4.权利要求1的方法，其中在将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合的30秒内进行测量所述颗粒尺寸分布。
5.权利要求1的方法，其中测量所述颗粒尺寸分布是在不需要实质上转移或除去所述的聚(亚芳基醚)分散体下进行的。
6.权利要求1的方法，其中测量所述颗粒尺寸分布是连续进行的。
7.权利要求1的方法，其中测量所述颗粒尺寸分布是在10秒内测定的。
8.权利要求1的方法，其中测量所述颗粒尺寸分布包括激光反向散射技术。
9.权利要求1的方法，其中测量所述颗粒尺寸分布包括提供颗粒计数器的激光反向散射技术。
10.权利要求1的方法，其中调节沉淀参数值包括调节反溶剂组成。
11.权利要求10的方法，其中调节所述反溶剂组成增加了所述聚(亚芳基醚)在所述第一聚(亚芳基醚)分散体中的溶解度和/或降低了所述聚(亚芳基醚)在所述第一聚(亚芳基醚)分散体中的凝聚倾向。
12.权利要求10的方法，其中调节所述反溶剂组成降低了所述聚(亚芳基醚)在所述第一聚(亚芳基醚)分散体中的溶解度和/或增加了所述聚(亚芳基醚)在所述第一聚(亚芳基醚)分散体中的凝聚倾向。
13.权利要求10的方法，其中所述反溶剂包括水，并且其中调节所述反溶剂组成包括改变所述水的浓度。
14.权利要求10的方法，其中所述反溶剂包括甲苯，并且其中调节所述反溶剂组成包括改变所述甲苯的浓度。
15.权利要求10的方法，其中所述反溶剂包括链烷醇，并且其中调节所述反溶剂组成包括改变所述链烷醇的浓度。
16.权利要求1的方法，其中将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合的特征在于所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂的体积比，并且其中调节所述沉淀参数包括改变所述体积比。
17.权利要求1的方法，其中调节沉淀参数包括调节反溶剂温度。
18.权利要求1的方法，其中调节沉淀参数包括调节聚(亚芳基醚)溶液组成。
19.权利要求1的方法，其中调节沉淀参数包括调节聚(亚芳基醚)溶液温度。
20.权利要求1的方法，其中所述将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合是通过使用混合泵获得的，其中所述调节沉淀参数包括调节所述混合泵的入口压力或出口压力。
21.权利要求1的方法，其中将聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合的特征在于剪切速率，并且其中调节沉淀参数包括调节所述的剪切速率。
22.权利要求1的方法，其中聚(亚芳基醚)是至少一种具有下式的一元酚的聚合产物
其中各个Q1独立地选自卤素、C1-C7伯或仲烷基、苯基、C1-C7卤代烷基、C1-C7氨基烷基、C1-C7烃氧基和其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开的C2-C7卤代烃氧基；各个Q2独立地选自氢、卤素、C1-C7伯或仲烷基、苯基、C1-C7卤代烷基、C1-C7烃氧基和其中至少两个碳原子将卤素和氧原子隔开的C2-C7卤代烃氧基。
23.权利要求1的方法，其中所述聚(亚芳基醚)在25℃下于氯仿中测量的特性粘度为0.2-1.0分升/克。
24.权利要求1的方法，其中所述聚(亚芳基醚)在25℃下于氯仿中测量的特性粘度小于或等于0.65分升/克。
25.权利要求1的方法，其中基于所述聚(亚芳基醚)溶液的总重量，所述聚(亚芳基醚)溶液包括10-50wt％的所述聚(亚芳基醚)。
26.权利要求1的方法，其中所述溶剂包括C6-C18芳族烃。
27.权利要求1的方法，其中所述反溶剂包括选自具有1-10个碳原子的链烷醇、具有3-10个碳原子的酮、具有5-10个碳原子的链烷及其组合的化合物。
28.权利要求1的方法，其中所述反溶剂包括具有1-10个碳原子的链烷醇。
29.权利要求1的方法，其中所述反溶剂包括60-99.8wt％的甲醇、0.1-35wt％的甲苯和0.1-10wt％的水。
30.权利要求1的方法，其中将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合包括：将70℃-100℃温度的所述聚(亚芳基醚)与15℃-60℃温度的所述反溶剂结合。
31.权利要求1的方法，其中将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合包括以500sec-1-50,000sec-1的剪切速率混合。
32.权利要求1的方法，其中将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合包括在搅拌釜中混合。
33.权利要求1的方法，其中调节沉淀参数是在测量所述颗粒尺寸分布的60秒内进行的。
34.权利要求1的方法，其中将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离包括过滤。
35.权利要求1的方法，其中所述分离的聚(亚芳基醚)固体的平均颗粒尺寸为20微米-100微米。
36.权利要求1的方法，其中所述溶剂基本不含任何C1-C6链烷醇。
37.权利要求1的方法，其中所述聚(亚芳基醚)溶液基本不含大于1微米的颗粒。
38.权利要求1的方法，进一步包括测量所述分离的聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布。
39.一种沉淀聚(亚芳基醚)的方法，包括：
制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液，其中所述溶剂包括C6-C18芳族烃；
将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成聚(亚芳基醚)分散体，其中所述反溶剂包括水和选自具有1-10个碳原子的链烷醇、具有3-10个碳原子的酮、具有5-10个碳原子的链烷及其组合的化合物；
在将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合的30秒内测量所述聚(亚芳基醚)分散体中的颗粒尺寸分布；和
响应所述颗粒尺寸分布调节沉淀参数。
40.一种沉淀聚(亚芳基醚)的方法，包括：
制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液；其中所述聚(亚芳基醚)是包括有2，6-二甲基苯酚、2，3，6-三甲基苯酚或其组合的一元酚的聚合产物；并且其中所述溶剂包括甲苯；
将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成聚(亚芳基醚)分散体；其中所述反溶剂包括甲醇、甲苯和水；
在将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂结合的20秒内测量所述聚(亚芳基醚)分散体中的颗粒尺寸分布；和
响应所述颗粒尺寸分布调节反溶剂组成。
41.一种通过沉淀制备聚(亚芳基醚)的方法，包括：
在第一溶剂和络合金属催化剂的存在下使用含氧气体氧化偶合一元酚以制得聚(亚芳基醚)溶液；
将所述聚(亚芳基醚)溶液与第一反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体；
将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离以形成分离的聚(亚芳基醚)固体；
在将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离之前，测量所述聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布；和
响应所述颗粒尺寸分布调节沉淀参数。
42.权利要求41的方法，进一步包括：在将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述第一反溶剂结合之前，浓缩所述聚(亚芳基醚)溶液。
43.权利要求41的方法，进一步包括：在将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述第一反溶剂结合之前，用所述第一溶剂稀释所述聚(亚芳基醚)溶液。
44.一种用于沉淀聚(亚芳基醚)的装置，包括：
用于制备包括有聚(亚芳基醚)和溶剂的聚(亚芳基醚)溶液的设备；
用于将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体的设备；
用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离以形成分离的聚(亚芳基醚)固体的设备；
用于在将所述聚(亚芳基醚)固体从所述聚(亚芳基醚)分散体中分离之前，测量所述聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布的设备；和
通过响应所述颗粒尺寸分布来调节沉淀参数的设备。
45.一种用于制备聚(亚芳基醚)的装置，包括：
用于在溶剂中聚合一元酚以形成聚(亚芳基醚)溶液的反应器(20)；
与所述反应器(20)流体相通的预浓缩单元(30)，其通过除去部分所述溶剂，以浓缩所述聚(亚芳基醚)溶液；
与所述预浓缩单元(30)流体相通的混合泵(40)，其用于将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体，其中所述泵在500-50,000sec-1的剪切速率下将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂混合；
与所述混合泵(40)流体相通的沉淀槽，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；
与所述沉淀槽流体相通的过滤单元(110)，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述溶剂和所述反溶剂中分离；
用于测量所述聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布的颗粒尺寸分布测量单元(50)，其中所述颗粒尺寸分布测量单元(50)置于所述混合泵(40)和所述沉淀槽之间；和
与所述颗粒尺寸分布测量单元(50)和所述混合泵(40)操作关联的反馈回路(60)，其通过响应所述颗粒尺寸分布来调节沉淀参数。
46.一种用于制备聚(亚芳基醚)的装置，包括：
用于在溶剂中聚合一元酚以形成聚(亚芳基醚)溶液的反应器(20)；
与所述反应器(20)流体相通的预浓缩单元(30)，其通过除去部分所述溶剂，以浓缩所述聚(亚芳基醚)溶液；
与所述预浓缩单元(30)流体相通的混合泵(40)，其用于将所述聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体；
与所述混合泵(40)流体相通的沉淀槽单元，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；
与所述沉淀槽流体相通的过滤单元(110)，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述溶剂和所述反溶剂中分离；
用于测量所述聚(亚芳基醚)固体的颗粒尺寸分布的颗粒尺寸分布测量单元(50)，其中所述颗粒尺寸分布测量单元(50)置于所述沉淀槽和所述过滤单元(110)之间；和
与所述颗粒尺寸测量单元和所述混合泵(40)操作关联的反馈回路(60)，其通过响应所述颗粒尺寸分布来调节沉淀参数。
47.一种用于制备聚(亚芳基醚)的装置，包括：
用于在溶剂中聚合一元酚以形成聚(亚芳基醚)溶液的反应器(20)；
与所述反应器(20)流体相通的闪蒸器，其通过除去部分所述溶剂浓缩所述聚(亚芳基醚)溶液以形成浓缩的聚(亚芳基醚)溶液；
与所述闪蒸罐流体相通的混合泵(40)，其用于将所述浓缩的聚(亚芳基醚)溶液与反溶剂结合以形成包括有聚(亚芳基醚)固体的聚(亚芳基醚)分散体，其中所述混合泵(40)以500-50,000sec-1的剪切速率将所述聚(亚芳基醚)溶液与所述反溶剂混合；
与所述混合泵(40)流体相通的第一沉淀槽(80)，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；
与所述第一沉淀槽(80)流体相通的第二沉淀槽(90)，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；
与所述第二沉淀槽(90)流体相通的第三沉淀槽(100)，其用于老化所述聚(亚芳基醚)分散体；
与所述第三沉淀槽(100)流体相通的过滤单元(110)，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述溶剂和所述聚(亚芳基醚)分散体中分离；
与所述旋转真空过滤器流体相通的滤出物槽(120)，其用于接收来自所述旋转真空过滤器的所述溶剂和所述反溶剂；
与所述过滤单元(110)流体相通的第一再生淤浆槽(130)，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体与第二反溶剂结合；
与所述第一再生淤浆槽(130)流体相通的第一离心机(140)，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述第二反溶剂中分离；
与所述第一离心机流体相通的第一离心机(140)流出物槽(150)，其用于接收来自所述第一离心机的所述第二反溶剂；
与所述第一离心机流体相通的第二再生淤浆槽(160)，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体与第三反溶剂结合；
与所述第二再生淤浆槽(160)流体相通的第二离心机(170)，其用于将所述聚(亚芳基醚)固体从所述第三反溶剂中分离；
与所述第二离心机(170)流体相通的干燥器(180)，其用于从所述聚(亚芳基醚)固体中除去挥发物；
置于所述泵和所述第一沉淀槽(80)之间的颗粒尺寸分布测量单元(50)；和
与所述颗粒尺寸分布测量单元(50)和所述混合泵(40)操作关联的反馈回路(60)，其通过响应所述颗粒尺寸分布来调节反溶剂组成。
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