SU688506A1

SU688506A1 - Способ получени поликапроамида

Info

Publication number: SU688506A1
Application number: SU772466202A
Authority: SU
Inventors: Хоххаус Теодор; Кляйм Хольгер; Крамер Петер
Original assignee: Феб Хемианлагенбау Эрфурт-Рудислебен (Инопредприятие)
Priority date: 1976-04-01
Filing date: 1977-03-29
Publication date: 1979-09-30
Also published as: RO70430A; DD124806A1; BG26446A1

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКАПРОАМИДА

вида дозированного инициатора, в результате чего в полученном продукте оонаруживаетс негомогенность.

Цель изобретени - новышение выхода в единицу времени на единицу объема реактора , уменьшение расходов энергии, увеличение степени превращени и повышени качества конечного продукта.

Цель достигают тем, что нагревание осуществл ют до температуры 1йО-200°С за счет тепла полимеризации, выдел ющегос на второй стадии полимеризации, а затем до температуры 270-280С в течение периода времени 0,1-0,5% от времени реакции полимеризации, после чего осуществл ют первую стадию полимеризации, при которой происходит гидролитическое расщепление кольца капролактама, в течение 8-30% от времени реакции полимеризации при содержании воды 2-4%, после чего провод т вторую стадию полимеризации при посто нном содержании воды 0,1 - 0,4 вес. %.

Соответствующее устройство дл осуществлени способа состоит из предреактора и основного реактора, причем снабженный мешалкой предреактор имеет трубчатый змеевик, выпускной патрубок которого находитс в пределах предреактора внутри неполимеризованного расплава. Предреактор соединен через трубопровод подачи расплава с основным реактором, который содержит патрубок отвода освободившегос пара и, если смотреть сверху вниз, способствующее увеличению площади поверхности неполимеризованного расплава распределительное устройство, реакционную зону без вставок, теплообменник и встроенные приспособлени дл управлени потоком. В нагревательной рубашке основного реактора на высоте теплообменника находитс снабженный входным патрубком трубчатый змеевик, соединенный с змеевиком в нагревательной рубашке предреактора.

Предлагаемый способ иллюстрируетс чертежом.

Смесь «е -капролактама, инициатора и стабилизатора ввод т при температуре80°С в устройство в виде реактора, разделенного на предреактор 1 и основной реактор 2. Смесь проходит в первую очередь через трубчатый змеевик 3, встроенный в нагревательную рубашку 4 основного реактора 2, и здесь предварительно нагреваетс до 190°С. Змеевик 3 соединен с другим змеевиком 5 в нагревательной рубашке 6 предреактора 1, так что предварительно нагрета смесь устремл етс теперь через змеевик 5 и выпускной патрубок 7, наход щийс внутри неполимеризованного расплава, внутрь предреактора 1.

При этом менее, чем за 0,5% общего времени пребывани полимерного расплава в реакторе при турбулентном течении в трубках , температура доводитс до 270-280°С.

Засорени трубчатых змеевиков 5 н 3 не происходит, так как начальна реакци и тем самым полимеризаци смеси еще очень слаба. В предреакторе 1, имеющем номинальный объем 1 м, при оптимальных услови х происходит гидролитическое расщепление цикла при посто нном перемешивании . Дл этого в предреакторе l предусмо -рена мешалка 8. технологический

процесс требует подвода матирующего средства в виде суспензии TiO2, то перемешивание особенно целесообразно. Смесь с водным содержанием 3% находитс под давлением внутри предреактора от 1 до

4ч при температуре 270-280°С. Процесс может происходить в предреакторе 1 и при отсутствии давлени , причем пары направл ютс в обратный холодильник, откуда остатки воды и капролактама следует ввести в предреактор 1. После гидролитического расщеплени цикла полностью ненолимеризованный расплав подаетс через регулирующий клапан 9 в трубопроводе дл5 расплава внутрь основного реактора 2. Регулирующий клапан 9 управл етс в зависимости от уровн расплава внутри основного реактора 2. Вместо регулирующего клапана 9 можно применить также дозирующий насос с регулируемым числом оборотов . Основной реактор 2 с номинальным объемом 5,3 м имеет спускной патрубок дл освободившихс паров, распределительное устройство 10, реакционную зону без вставок, теплообменник 11 и вставки 12

дл направлени потока.

Ненолимеризованный расплав распредел етс посредством усгройства lO по поверхности полимерного расплава во внутренней полости основного реактора 2. Распредел ительное устройство 10 выполн ет одновременно функцию увеличени величины удельной поверхности неполимеризованного расплава с целью достижени более благопри тных условий испарени содержащейс в нем воды.

Вследствие релаксации неполимеризованного расплава в полости без давлени основного реактора 2 вода тотчас испар етс .

При этом испар етс также часть не превращенного вследствие равновесной реакции капролактама и низких олигомеров. Эти пары отвод тс через спускной патрубок в обратный холодильник 13, где осушествл етс конденсаци паров «е -капролактама и олигомеров. Вод ной пар конденсируетс сначала в водосборнике 14. В верхней части внутренней полости основного реактора 2 при температуре 270-

280°С происходит в течение почти 6 ч поликонденсаци неполимеризованного расплава . Освобождающеес при этом тепло вызывает повышение температуры расплава. Вслед за этим расплав проходит через теплообменник 11, где расплав охлаждаетс

до температуры, близкой точке отверждени .

Полученное здесь тепло используетс дл указанного предварительного подогрева исходной смеси с 80 до 190°С, поэтому трубчатый змеевик 3 встроен в нагревательную рубашку 4 основного реактора 2 на высоте теплообменника 11. Циркул ци теплоносител осуществл етс здесь по принципу естественной циркул ции. Ее можно создать также принудительно при помощи не показанного насоса. Полиприсоединение как последн фаза реакции происходит в нижней части основного реактора 2, где дл достижени равномерных условий течени потока без обратного смешивани установлены средства (вставки) 12 дл регулировани движени потока.

Эта фаза реакции длитс до 8 ч. Полимерный расплав покидает основной реактор 2 через выпуск 15.

Изобретение имеет то преимущество, что полиамид-6 можно получить с равномерно высокой степенью полимеризации при кратковременном пребывании в реакторе. Сокращение продолжительности реакции полимеризации достигаетс благодар малому времени подогрева исходной смеси и регулированию полимеризацией при помощи количества воды и температуры. Гидролитическое расщепление цикла е-капролактама в качестве первой фазы реакции приводит при оптимальном водном содержании исходной смеси быстрейшим обра3OiM к максимальному преобразованию «е -капролактама, так как благодар этому достигаетс оптимальна концентраци концевых карбоксильных групп, оказывающа каталитическое действие на реакцию.

Вли ние содержани воды на равновесие полимеров и мономеров оказывает обратное действие, так как высокое водное содержание перемещает равновесие в сторону мономеров и тем самым в других двух фазах реакци вынуждена происходить при низком содержании воды. Было установлено , что по сравнению с реакторами одинаковой производительности удалось повысить удельную производительность на единицу объема приблизительно на 35% и понизить расход энергии приблизительно на 15%.

Claims

Формула изобретени

Способ получени поликапроамида путем предварительного нагревани реакционной смеси, состо щей из «е -капролактама,воды

и стабилизатора, и гидролитической полимеризации в две стадии, отличающийс тем, что, с целью повышени выхода в единицу времени на единицу объема реактора, уменьшени расходов энергии, увеличени

степени превращени и повышени качества конечного продукта, нагревание осуществл ют до температуры 180-200°С за счет тепла полимеризации, выдел ющегос на второй стадии полимеризации, а затем до

температуры 270-280°С в течение периода времени 0,1-0,5% от времени реакции полимеризации , после чего осуществл ют первую стадию полимеризации, при которой происходит гидрол1:тическое расщепление

кольца капролактама, в течение 8-30% от времени реакции полимеризации при содержании воды 2-4%, после чего провод т вторую стадию полимеризации при посто нном содержании воды 0,1-0,4 вес. %.