TW201500404A - 用於在聚醯胺合成方法中監測凝膠形成之方法及系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於用於在聚醯胺產物製造中監測凝膠形成之方法及系統。在一個實施例中，本發明提供可包括引導部分聚合之聚醯胺混合物通過閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵之方法。該方法可包括將該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及該轉移管線泵自第一操作模式切換為第二操作模式。該方法可包括啟動膠凝時間控制單元且可經啟動以估算閃蒸器、精整機及轉移管線中至少一者之膠凝時間。該方法可包括將該聚醯胺合成系統之反應器自該第一操作模式切換為該第二模式。

Description

用於在聚醯胺合成方法中監測凝膠形成之方法及系統 相關申請案之交叉引用

本申請案主張2013年5月1日申請之美國臨時專利申請案第61/818,289號之優先權，其揭示內容以全文引用的方式併入本文中。

聚醯胺具有適用特性，諸如使其適用於多種設定之極端耐久性及強度。諸如尼龍、芳族聚醯胺及聚(天冬胺酸)鈉之聚醯胺通常用於例如地毯、安全氣囊、機器部件、服裝、繩索及軟管。尼龍6,6為最常用聚醯胺中之一種。尼龍6,6的長分子鏈及緻密結構使其具有高級尼龍纖維之資格，其展現高分子強度、剛性及熱穩定性。

聚醯胺在大規模生產設施中商業合成。聚醯胺可藉由聚合二胺與二羧酸(有時為兩種組分之羧酸銨鹽於諸如水之溶劑中的形式)獲得。舉例而言，可藉由使己二酸六亞甲基二銨鹽進行縮合反應，形成醯胺鍵且釋放水，合成尼龍6,6。在包括高壓釜或反應器、閃蒸器及精整機的一系列組件中，可向反應混合物施加熱且可逐漸移除水，將平衡驅向聚醯胺(例如尼龍6,6)，直至聚合物鏈達到所要分子量範圍。接著，可將熔融聚醯胺擠壓成集結粒，其可紡成纖維或加工成其他形狀。

目前以連續方式製造聚醯胺之方法及裝置經歷某些問題。該製程之後段製程之某些組件可因多種原因關閉或閒置。當後段製程之一 個組件關閉或空閒時，後段製程之其他組件亦關閉或閒置。在關閉或閒置期間，聚醯胺聚合物可隨時間膠凝。當重新啟動設備時，聚醯胺聚合物之膠凝可阻礙，且在一些情形中阻止聚醯胺流動。若聚醯胺在設備重新啟動之前已膠凝，則將必需關閉整個製程且執行燒盡移除膠凝材料。關閉整個製程且執行燒盡可為困難且繁重之程序且耗時又昂貴。因此，用於製造聚醯胺之當前反應及系統可能需要頻繁關閉及燒盡。

目前以分批方式製造聚醯胺之方法及裝置亦可經歷某些問題。每次高壓釜溫度升至高於臨限溫度時，都可形成凝膠。在批式製程期間，高壓釜中之溫度有時會升至高於臨限溫度。此外，因為涉及高壓釜之爭論點及問題，溫度可升至高於臨限溫度。凝膠隨時間之累積可導致高壓釜故障及產物降級。當高壓釜故長或產物已降至低於品質臨限值時，高壓釜自製造除去且進行檢修，此可能繁重且耗時又昂貴。因此，目前用於製造聚醯胺之方法及系統可經歷出乎意外地高壓釜故障及產物品質降低。

如本文所解釋，本發明可提供此等問題之解決方案。

本發明可提供用於在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之方法及系統，諸如用於製造尼龍6,6之系統。該方法可包括引導部分聚合之聚醯胺混合物通過閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵。該方法可包括將閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵自第一操作模式切換為第二操作模式。可啟動膠凝時間控制單元以估算閃蒸器、精整機及轉移管線中至少一者之膠凝時間。膠凝時間係基於與閃蒸器、精整機及轉移管線中至少一者中部分聚合之聚醯胺混合物的至少一溫度，及溫度大於臨限溫度之時間相關的參數。該方法可包括將該聚醯胺合成系統之反應器自第一反應器操作模式切換為第二反應器操作模式。

本發明提供用於在聚醯胺產物製造中監測凝膠形成之系統。該系統可包括聚合反應器，其經組態以轉化一或多種起始物質形成聚醯胺，及在該聚合反應器下游之後段製程系統，該後段製程系統經組態以提高聚醯胺之分子量形成聚醯胺產物。該系統可包括膠凝時間控制單元，其可操作地耦接至後段製程系統且經組態以估算後段製程系統之膠凝時間，屆時後段製程系統自第一操作模式切換為第二操作模式。膠凝時間可基於與後段製程中聚醯胺之至少一溫度及溫度大於臨限溫度之時間有關的參數。

本發明可提供優於其他製備聚醯胺之方法及系統的優勢。舉例而言，習知製程之後段製程之某些組件(諸如精整機、閃蒸器及轉移管線)可能因為多種原因需要關閉或閒置。當一個組件關閉或閒置時，後段製程之其他組件亦關閉或閒置。在關閉或閒置期間，後段製程設備內聚醯胺膠凝之風險增加。如本文所述，聚醯胺在設備內膠凝後，必需關閉(若未關閉)及燒盡整個製程。膠凝時間為聚醯胺在設備內膠凝之前的時間，其基於設備內之材料溫度變化。

本發明提供用於測定及向製程操作者傳達膠凝時間資訊的即時方法。操作者可使用膠凝時間作出可降低關閉或閒置引起之成本及時間損失的操作決定。舉例而言，必要時，操作者可調整多個參數(例如溫度或壓力)來提高膠凝時間。若聚醯胺已在設備內膠凝，不知道膠凝時間資訊即調整製程參數將不會提供任何益處，且調整參數將浪費時間及金錢。然而，本發明可提供可測定、監測及傳遞後段製程之膠凝時間的方法或系統。因此，可避免關閉製程之整個後段製程及執行冗長燒盡程序，即使當後段製程關閉或閒置(例如維護)時亦允許製造設施重新啟動。

本發明亦提供用於在聚醯胺產物製造中監測凝膠形成之方法。該方法可包括向反應器饋入包括一或多種起始物質之第一批次及啟動 膠凝控制單元。膠凝控制單元可經組態以產生第一單個批次膠凝數及連續批次膠凝數。第一單個批次膠凝數及連續批次膠凝數可基於反應器溫度高於臨限溫度之至少一時間。該方法可包括在反應器中將一或多種起始物質轉化為第一聚醯胺產物，且自反應器轉移第一聚醯胺產物。該方法可包括向反應器饋入包括一或多種起始物質之第二批次且啟動膠凝控制單元，其經組態以產生第二單個批次膠凝數且更新連續批次膠凝數。

本發明提供用於測定及向製程操作者傳達單個批次膠凝數及膠凝累計次數的即時方法。單個批次膠凝數在單個批次製程期間累積，且當引入隨後批次時，重設為零。單個批次膠凝數可識別不具有單個批次膠凝數之系統中注意不到的操作困難。舉例而言，單個批次膠凝數可判斷特定批次是否具有比其他批次或其他反應器(例如高壓釜)高的降級。單個批次膠凝數亦可判斷特定高壓釜何時始終如一地形成更多降級，此可指示特定高壓釜具有操作問題，例如錯誤設定點或其他不足。因此，本發明方法及系統可識別及解決特定高壓釜內之不足，其在不具有單個批次膠凝數之系統中注意不到。

膠凝累計次數繼續積累，直至高壓釜檢修，此時膠凝累計次數重設為零。膠凝累計次數提供高壓釜之累計降級(例如表面上之凝膠形成)且可提供高壓釜何時需要檢修的估算。膠凝累計次數消除何時可能需要進行檢修的不明確性且允許操作者因此作出計劃。因此，可避免高壓釜之出乎意外地故障，此可降低出乎意外地檢修所伴隨的時間及成本。

10‧‧‧系統

12‧‧‧儲集器

14‧‧‧蒸發器

16‧‧‧管道

18‧‧‧水蒸氣物流

20‧‧‧反應器

22‧‧‧管道

24‧‧‧精餾塔

26‧‧‧管道

28‧‧‧排氣管線

30‧‧‧閃蒸器

32‧‧‧管道

34‧‧‧出口管道

36‧‧‧精整機

38‧‧‧閃蒸器饋入泵

40‧‧‧轉移管線

42‧‧‧最終加工系統

44‧‧‧精整機泵

46‧‧‧轉移管線泵

50‧‧‧系統之部分

52A‧‧‧感應器

52B‧‧‧感應器

52C‧‧‧感應器

54A‧‧‧膠凝時間控制單元

54B‧‧‧膠凝時間控制單元

54C‧‧‧膠凝時間控制單元

56A‧‧‧處理器

56B‧‧‧處理器

56C‧‧‧處理器

58A‧‧‧記憶體

58B‧‧‧記憶體

58C‧‧‧記憶體

60A‧‧‧介面

60B‧‧‧介面

60C‧‧‧介面

62A‧‧‧報警器

62B‧‧‧報警器

62C‧‧‧報警器

64A‧‧‧通道

64B‧‧‧通道

64C‧‧‧通道

66‧‧‧出口閥

68‧‧‧水源

70‧‧‧水入口閥

72‧‧‧管道

100‧‧‧方法

102‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

200‧‧‧系統

202‧‧‧儲集器

204‧‧‧管道

206‧‧‧水蒸氣物流

208‧‧‧蒸發器

210‧‧‧管道

212‧‧‧反應器

214‧‧‧管道

216‧‧‧轉移管線

218‧‧‧膠凝時間控制單元

220‧‧‧處理器

222‧‧‧記憶體

224‧‧‧介面

226‧‧‧通知

228‧‧‧最終加工系統

230‧‧‧感應器

300‧‧‧方法

302‧‧‧步驟

304‧‧‧步驟

306‧‧‧步驟

308‧‧‧步驟

310‧‧‧步驟

312‧‧‧步驟

圖式並非必需按比例繪製，一般以舉例而非限制之方式說明本發明之實施例。

圖1為根據一個實例製造聚醯胺之系統的示意性流程圖。

圖2為根據一個實例，圖1之系統之一部分的更詳細示意性流程圖。

圖3說明根據一個實例，在聚醯胺合成系統中凝膠形成之方法的流程圖。

圖4說明繪製膠凝時間對於溫度之圖形表示。

圖5為根據一個實例，製造聚醯胺之系統的示意性流程圖。

圖6說明根據一個實例，在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之方法的流程圖。

本發明描述一種用於製造聚醯胺(諸如尼龍6,6)之方法及系統。本文所述之系統及方法可包括用於在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之裝置、系統及方法。

定義

以範圍型式表示之值應以靈活方式解釋為不僅包括明確陳述為範圍之限制的數值，而且亦包括彼範圍涵蓋之所有個別數值或子範圍，就像明確陳述了各數值及子範圍一樣。舉例而言，「約0.1%至約5%」或「約0.1%至5%」之範圍應解釋為不僅包括約0.1%至約5%，而且亦包括指定範圍內之個別值(例如1%、2%、3%及4%)及子範圍(例如0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指出，否則陳述「約X至Y」具有與「約X至約Y」相同之含義。同樣，除非另外指出，否則陳述「約X、Y或約Z」具有與「約X、約Y或約Z」相同之含義。

在此文獻中，除非上下文另外明確指出，否則術語「一」或「該」用於包括一個或一個以上。除非另外指出，否則術語「或」用於指非獨佔性「或」。此外，應理解，本文採用且未另外定義之用語或術語僅用於描述之目的，而非限制。段落標題之任何使用是打算幫 助閱讀文獻且不解釋為限制；與段落標題相關之資訊可在彼特定段落內或外出現。此外，本文獻中提及之所有公開案、專利及專利文獻均以引用的方式併入本文中，就像個別地以引用的方式併入一樣。在本文獻與彼等以引用之方式併入的文獻之間用法矛盾的情況中，併入參考文獻中之用法應視為本文獻之補充；對於不可協調之矛盾，以本文獻中之用法為準。

在本文所述之製造方法中，步驟可以任何順序進行而不悖離本發明之原理，除非明確陳述了暫時或操作順序。此外，可同時進行規定步驟，除非有明確主張語言陳述其各別進行。舉例而言，進行X之主張步驟及進行Y之主張步驟可在單個操作中同時進行，且所得製程將在所主張製程之字面範疇內。

如本文所用之術語「約」可允許在一值或範圍內之變化度，例如在所述值或所述範圍限制之10%內、5%內或1%內。

如本文所用，術語「實質上」係指大多數或大部分，如至少約50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%、99.99%或至少約99.999%或99.999%以上。

如本文所用，術語「二羧酸」概括地指C₄-C₁₈ α,ω-二羧酸。此術語包含C₄-C₁₀ α,ω-二羧酸及C₄-C₈ α,ω-二羧酸。C₄-C₁₈ α,ω-二羧酸涵蓋之二羧酸實例包括(但不限於)丁二酸(succinic acid、butanedioic acid)、戊二酸(glutaric acid、pentanedioic acid)、己二酸(adipic acid、hexanedioic acid)、庚二酸(pimelic acid、heptanedioic acid)、辛二酸(suberic acid、octanedioic acid)、壬二酸(azelaic acid、nonanedioic acid)及癸二酸(sebacic acid、decanedioic acid)。在一些實例中，C₄-C₁₈ α,ω-二羧酸為己二酸、庚二酸或辛二酸。在其他實例中，C₄-C₁₈ α,ω-二羧酸為己二酸。

如本文所用，術語「二胺」概括地指C₄-C₁₈ α,ω-二胺。此術語包 含C₄-C₁₀ α,ω-二胺及C₄-C₈ α,ω-二胺。C₄-C₁₈ α,ω-二胺涵蓋之二胺實例包括(但不限於)丁-1,4-二胺、戊-1,5-二胺及己-1,6-二胺，亦稱為六亞甲基二胺。在一些實例中，C₄-C₁₈ α,ω-二胺為六亞甲基二胺。

在一些實例中，本文中涵蓋使用己二酸與六亞甲基二胺之組合。

如本文所用，術語「聚醯胺」概括地指聚醯胺，諸如尼龍6、尼龍7、尼龍11、尼龍12、尼龍6,6、尼龍6,9、尼龍6,10、尼龍6,12或其共聚物。

如本文所用，術語「聚合物」可包括共聚物。

如本文所用，術語「溶劑」係指可溶解固體、液體或氣體之液體。溶劑之非限制性實例為聚矽氧、有機化合物、水、醇、離子性液體及超臨界流體。

如本文所用，術語「膠凝時間」或「膠凝時間」係指聚醯胺形成凝膠使得保持於恆定溫度及恆定蒸氣壓下之聚合物樣品的熔融物黏度對於加熱時間曲線產生拐點之前的時間。

如本文所用，術語「凝膠」係指產物(尼龍6,6)及設備中形成及收集的極高分子量分支/交聯聚合物。凝膠不可溶解，例如在101KPa下加熱至約280℃至約295℃時不溶於約98%至約100%甲酸中，且通常僅可使用極端措施自設備移除(諸如藉由燒盡凝膠)。

如本文所用，術語「後段製程」係指包括高壓釜或閃蒸器與精整機中至少一者之設備。

如本文所用，術語「單個批次膠凝數」係指在單個批次製程期間連續增加且在引入隨後批次之後重設為零的值。該值可對應於在單個批次製程期間反應器(例如高壓釜)溫度高於臨限溫度的時間值(例如分鐘)。

如本文所用，術語「膠凝累計次數」係指連續增加直至對高壓 釜進行檢修之值。該值可對應於在單個高壓釜的複數個單個批次製程過程中反應器(例如高壓釜)溫度高於臨限溫度的時間值(例如分鐘)。

如本文所用，術語「燒盡」係指施加熱以使設備內之膠凝材料熱分解的製程。

用於製備聚醯胺之系統

圖1為用於製造聚醯胺，及尤其用於製造尼龍6,6之實例系統10的流程圖。系統10可包括儲集器12，該儲集器含有二羧酸、二胺及溶劑(例如水)於液體或實質上液相中之水溶液。二羧酸及二胺可形成羧酸銨鹽。在一實例中，若系統10針對尼龍6,6製造組態，則儲集器12可包括己二酸六亞甲基二銨鹽，其可溶解於儲集器12中的水中。儲集器12可用於混合或儲存羧酸銨鹽之水溶液。

在一實例中，二羧酸及二胺可以實質上等莫耳比率添加至儲集器12中。所得羧酸銨鹽溶液的pH可為約7.5，諸如約7.4至約7.6。羧酸銨鹽之各分子可包括一個二胺分子及一個二羧酸分子。儲集器12中之水溶液可諸如用預熱器或蒸氣(諸如系統10之另一部分中形成之蒸氣)加熱。

包括二羧酸及二胺之溶液(例如羧酸銨鹽水溶液)可自儲集器12經管道16轉移至蒸發器14。蒸發器14可經組態以將水溶液中之一部分水自實質上液相轉化成水蒸氣物流18形式的實質上氣相。在一實例中，蒸發器14藉由將水溶液加熱至約100℃至約230℃，諸如約100℃至約150℃，例如約110℃、約120℃、約130℃、約140℃、約150℃、約160℃、約170℃、約180℃、約190℃、約200℃、約210℃、約220℃或約230℃的溫度形成水蒸氣物流18。蒸發器14可提高羧酸銨鹽溶液之濃度。在一實例中，離開儲集器12且饋入至蒸發器14之羧酸銨鹽溶液的濃度為於水中約40重量%至約80重量%鹽或於水中約52重量%至約65重量%，諸如約63重量%鹽。蒸發器14可使羧酸銨鹽溶液之濃度提 高至例如於水中約72重量%鹽。

經蒸發移除水亦可使蒸發器14內溶液中存在的二羧酸及二胺的至少一部分發生部分反應形成聚醯胺預聚物，其可包含相對短聚合物鏈之二羧酸及二胺。換言之，移除水可開始二羧酸與二胺之間的縮合反應形成寡聚物，其可為最終聚醯胺鏈的第一階段。如上文所述，蒸發器14可例如藉由將蒸發器14產生之溶液的水濃度降低至諸如約5重量%至約50重量%水，例如約25重量%至約35重量%水，諸如約25重量%、約26重量%、約27重量%、約28重量%、約29重量%、約30重量%、約31重量%、約32重量%、約33重量%、約34重量%或約35重量%水之水濃度來濃縮水溶液。

可允許水蒸氣物流18逸出至大氣，或水蒸氣物流18可冷凝且饋入返回至儲集器12(未圖示)。冷凝之水蒸氣亦可諸如經過濾或其他純化方法純化。冷凝之水蒸氣亦可用作產生蒸氣之水源，其可用於如下文所述的系統10之其他態樣。水蒸氣物流18本身亦可用作系統10之其他態樣的蒸氣，諸如在儲集器12處或實質上緊接儲集器下游預熱水溶液。

包含水、未反應之二羧酸及二胺(例如未反應之羧酸銨鹽及若存在之聚醯胺預聚物形式)的反應混合物可自蒸發器14經管道22轉移至反應器20。在反應器20內，未反應二羧酸及二胺可彼此、或與聚醯胺預聚物，或兩者反應，形成第一聚醯胺聚合物。反應器20中之溫度可進一步提高至超過蒸發器14之溫度，移除額外水。在一實例中，反應器中之溫度可為約150℃至約300℃，諸如約200℃至約250℃，例如約220℃至約230℃，諸如約228℃，例如約150℃、約160℃、約170℃、約180℃、約190℃、約200℃、約210℃、約215℃、約220℃、約225℃、約230℃、約235℃、約240℃、約245℃、約250℃、約260℃、約270℃、約280℃、約290℃或約300℃。反應器20產生之第一聚醯胺 聚合物及未反應二羧酸及二胺之溶液的水濃度可為約1重量%水至約20重量%水，諸如約5重量%水至約15重量%水，例如約1重量%、約2重量%、約3重量%、約4重量%、約5重量%、約6重量%、約7重量%、約8重量%、約8.5重量%、約9重量%、約9.5重量%或約10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%或約15重量%水。

反應器20可裝備精餾塔24，其諸如經管道26與反應器20流體連通。精餾塔24又可與排氣管線28流體連通。

反應器20中形成之第一聚醯胺聚合物連同未反應之二羧酸及二胺可藉由使用閃蒸器饋入泵38經管道32自反應器20轉移至閃蒸器30。在閃蒸器30內，第一聚醯胺聚合物與未反應二羧酸及二胺之反應混合物之溫度實質上升高，諸如升至約150℃至約400℃，例如約250℃至約350℃，諸如約260℃至約300℃，諸如約280℃，例如約200℃，或約210℃、約220℃、約230℃、約240℃、約250℃、約260℃、約265℃、約270℃、約275℃、約280℃、約285℃、約290℃、約295℃、約300℃、約305℃、約310℃、約320℃、約330℃、約340℃或約350℃的溫度。在閃蒸器30之入口處，反應混合物之壓力相對高，諸如約1.9MPa至約2.1MPa。壓力可隨著反應混合物行進通過閃蒸器30逐漸降低，使得在閃蒸器30之出口處，壓力相對低，在一些情形中，幾乎為真空(約25KPa至約50KPa)。在閃蒸器30內之高溫下，反應混合物通過閃蒸器30時，對反應混合物施加的逐漸降低之壓力導致以急驟餾出蒸氣形式自反應混合物進一步移除水。隨著蒸氣自反應混合物急驟餾出，第一聚醯胺聚合物可發生進一步聚合，形成第二聚醯胺聚合物。在閃蒸器30之出口端，可形成氣態蒸氣與第二聚醯胺聚合物及未反應二羧酸及二胺之液體混合物的兩相混合物。蒸氣可諸如通過閃蒸器30中之排氣孔(未圖示)自閃蒸器30釋放，或與經出口管道34離開閃蒸器30之產物流一起自閃蒸器30釋放。閃蒸器30產生的第二聚醯胺聚 合物及未反應二羧酸及二胺之溶液的水濃度可為約0.1重量%水至約5重量%水，諸如約0.5重量%水至約2重量%水，例如約0.1重量%、約0.2重量%、約0.4重量%、約0.5重量%、約0.6重量%、約0.8重量%、約0.9重量%、約1重量%、約1.1重量%、約1.2重量%、約1.4重量%、約1.5重量%、約1.6重量%、約1.8重量%或約2重量%水。閃蒸器30可包括至少一個纏繞閃蒸器30之相對長管路，亦稱為閃蒸器30之蛇形管。管路可將反應混合物自閃蒸器30之入口攜帶至出口。管路可在入口處以小橫截面積(例如小直徑)開始，且可沿管路長度擴展直至在出口處具有相對較大橫截面積(例如相對大直徑)。如上文所述，橫截面積自入口向出口增加可使壓力自閃蒸器30之入口向出口降低。

可向反應混合物中添加催化劑以幫助促進文中所述形成聚醯胺之縮合反應。在一實例中，催化劑可在蒸發器14(例如進入蒸發器14之入口)、反應器20(例如進入反應器20之入口)或閃蒸器30(例如進入閃蒸器30之入口)處添加至反應混合物中。儘管可添加催化劑，但並非必需發生聚醯胺聚合反應。在一實例中，催化劑可包含次磷酸鈉、次磷酸錳及苯基次膦酸中至少一者。

閃蒸器30中形成之第二聚醯胺聚合物與未反應之二羧酸及二胺可藉由使用精整機泵44經管道34自閃蒸器30轉移至精整機36。

精整機36可提供水的進一步移除，使得第二聚醯胺聚合物經歷進一步聚合，形成具有最終所要分子量或分子量範圍的最終聚醯胺聚合物。所選的最終所要分子量或分子量範圍可視聚醯胺產物的最終所要特性而定。可藉由向精整機36內之反應混合物施加真空壓力，實現精整機36中之水移除。藉由控制施加於精整機36之真空壓力，及精整機36內反應混合物之滯留時間，可控制最終聚醯胺聚合物之最終分子量範圍。精整機36中之溫度可為約150℃至約400℃，諸如約250℃至約350℃，例如約260℃至約300℃，諸如約284℃或約285℃，例如約 210℃、約220℃、約230℃、約240℃、約250℃、約260℃、約265℃、約270℃、約275℃、約280℃、約285℃、約290℃、約295℃、約300℃、約305℃、約310℃、約320℃、約330℃、約340℃或約350℃。精整機產生之最終聚醯胺聚合物的水濃度可為約0.0001重量%至約2重量%水，例如約0.001重量%至約1重量%水，諸如約0.01重量%至約1重量%水，例如約0.0001重量%、約0.001重量%、約0.01重量%、約0.05重量%、約0.1重量%、約0.2重量%、約0.3重量%、約0.4重量%、約0.5重量%、約0.6重量%、約0.7重量%、約0.8重量%、約0.9重量%、約1重量%、約1.2重量%、約1.4重量%、約1.5重量%、約1.6重量%、約1.8重量%或約2重量%水。

最終聚醯胺聚合物可經轉移管線40離開精整機36。轉移管線40可經轉移管線泵46饋入至最終加工系統42，最終聚醯胺聚合物可在其中進行進一步機械加工，諸如旋轉、擠壓及粒化中之一或多者。舉例而言，最終聚醯胺聚合物可壓過具有複數個小毛細管之模具，以連續製造複數個聚醯胺股線。該等股線可在製粒機中切成聚醯胺丸粒。

可向聚醯胺聚合物中添加添加劑，以提供或提高所得聚醯胺產物的多個特徵。舉例而言，可添加顏料來控制聚醯胺產物的顏色，諸如可用作白色顏料之二氧化鈦(TiO₂)。可在製程結束添加封端劑(諸如乙酸)以終止聚合。亦可向儲集器12中之鹽添加封端劑。若使用催化劑，則可在製程結束時添加去活化劑(諸如碳酸氫鈉)使催化劑去活化。

圖2包括根據一個實例，圖1之系統之一部分50的示意性流程圖之視圖。除了圖1中所說明，系統10之部分50包括感應器52A-C(本文中統稱為「感應器52」)，且膠凝時間控制單元54A-C(本文中統稱為「膠凝時間控制單元54」)。此外，系統10之部分50包括反應器20之出口閥66且管道22包括經管道72連接於水源68之水入口閥70。

當後段製程(例如包括閃蒸器30、精整機36及轉移管線40)關閉或閒置時，出口閥66可用於關閉反應器20之出口。在另一實例中，當後段製程閒置或關閉時，出口閥66可將反應器20之輸出分離至儲集器(未圖示)。此外，管道22耦接至水入口閥70，其可控制蒸發器14(如圖1中所示)之流量，且允許來自水源68之水流入反應器20中，稀釋反應器20之內容物。如本文所述，當後段製程閒置時，出口閥66可關閉反應器20之流量或分離來自反應器20之流量，且水入口閥70可關閉蒸發器14之流量或向反應器20中引入水以減少凝膠形成。

當後段製程自第一操作模式切換為第二操作模式時，膠凝時間控制單元54可估算後段製程系統之膠凝時間。膠凝時間可基於與後段製程中聚醯胺之至少一溫度及溫度大於臨限溫度之時間有關的參數。系統10之部分50可包括感應器52A-C(統稱為「感應器52」)。如圖2之實例中所說明，感應器52A相對於閃蒸器30定位於上游，感應器52B相對於精整機36定位於上游，且感應器52C相對於轉移管線泵46定位於上游。感應器52之數目及位置可隨系統變化。在一實例中，系統10之部分50包括三個以下感應器52A-C。在另一實例中，系統10之部分50包括三個以上感應器52A-C。

感應器52可包括溫度感應器、流量感應器或經組態以提供膠凝時間控制單元54藉以測定膠凝時間之參數的其他組件。在一個實例中，感應器52A可包括閃蒸器溫度感應器，感應器52B可包括精整機溫度感應器，且感應器52C可包括轉移管線溫度感應器。感應器52可藉由通道64A-C(統稱為「通道64」)耦接至膠凝時間控制單元54。通道64可包括有線或無線通信鏈路。

在圖2中所示之實例中，膠凝時間控制單元54A-C包括處理器56A-C(統稱為「處理器56」)、記憶體58A-C(統稱為「記憶體58」)、介面60A-C(統稱為「介面60」)及報警器62A-C(統稱為「報 警器62」)。在一個實例中，膠凝時間控制單元54中每一者可各自為個別膠凝控制單元。在另一實例中，膠凝時間控制單元54可為與各感應器52通訊之單個膠凝控制單元。

膠凝時間控制單元54及感應器52可形成或可為一或多個計算機的部分。如實例中所說明，各膠凝時間控制單元54包括處理器56、記憶體58及介面60。視情況而言，膠凝時間控制單元54可包括報警器62。記憶體58、介面60、感應器52及報警器62與處理器56通訊。處理器56經組態以執行估算膠凝時間之算法的指令。算法可包括產生閃蒸器30、精整機36及轉移管線40中至少一者的膠凝時間。如本文所述，膠凝時間可基於來自感應器52之至少一信號，基於部分聚合之聚醯胺混合物於閃蒸器30、精整機36及轉移管線40中至少一者中之至少一溫度及溫度大於臨限溫度之時間有關的參數。

在一實例中，膠凝時間在19小時開始且在285℃下以等效小時倒數計數。舉例而言，尼龍6,6在285℃下將在19小時後膠凝。當材料不移動時，例如在小於1L/min之流動速率下移動時，啟動膠凝時間控制單元54。當材料流動速率小於1L/min時，膠凝時間控制單元54可手動啟動或自動啟動。算法可測定材料在285℃之設備中的等效時間。

膠凝時間控制單元54可比較至少一個膠凝時間值(例如閃蒸器膠凝時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間中之一個膠凝時間)與臨限值。當例如至少一個膠凝時間值小於臨限值時，膠凝時間控制單元54可產生警報。舉例而言，臨限值可為後段製程中之材料膠凝之前，以小時為單位之時間(例如4小時)。若膠凝時間值小於4小時，則膠凝時間控制單元54可產生指示在後段製程膠凝之前小於4小時的警報。

記憶體58提供與膠凝時間有關之說明及資料的儲存。介面60可 包括鍵盤、觸控板、螢幕、印表機、網路介面，或經組態以允許使用者觀察及監測倒數計時之膠凝時間(例如19：00：00、18：59：59、18：59：58等)或閃蒸器30處之熱轉移介質、精整機36處之熱轉移介質或轉移管線40處之熱轉移介質的控制溫度的其他組件。

圖3說明根據一個實例，在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之方法100。在步驟102處，方法100包括引導部分聚合之聚醯胺混合物通過閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵。在步驟104處，方法100包括將閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵自第一操作模式切換為第二操作模式。在106處，方法100包括啟動膠凝時間控制單元，其經組態以估算閃蒸器、精整機及轉移管線中至少一者之膠凝時間。在108處，方法100包括將聚醯胺合成系統之反應器自第一操作模式切換為第二模式。

在102處，如本文關於圖1所述，部分聚合之聚醯胺混合物可引導通過閃蒸器饋入泵38、精整機泵44及轉移管線泵46。在104處，將閃蒸器饋入泵38、精整機泵44及轉移管線泵46自第一操作模式切換為第二操作模式。在一個實例中，第一操作模式為活動模式且第二操作模式為閒置模式。活動模式可包括在用於製造聚醯胺之標準操作條件下操作系統10。閒置模式可包括將通過閃蒸器饋入泵38、精整機泵44及轉移管線泵46的部分聚合之聚醯胺混合物之流動速率降低至小於1L/min。在一個實例中，閒置模式可包括將通過閃蒸器饋入泵38、精整機泵44及轉移管線泵46的部分聚合之聚醯胺混合物之流動速率降低至0L/min。在另一實例中，第一操作模式可為活動模式且第二操作模式可為關閉模式，其中閃蒸器饋入泵38、精整機泵44及轉移管線泵46各自閒置或完全關閉。

在一實例中，方法100可包括在將閃蒸器饋入泵38、轉移管線泵46及精整機泵44自第一操作模式切換為第二操作模式之前，偵測事 件。在一實例中，事件可包括偵測閃蒸器饋入泵故障、精整機泵故障、轉移管線泵故障、動力中斷及其組合中至少一者。

在106處，方法100包括啟動膠凝時間控制單元，其經組態以估算閃蒸器30、精整機36及轉移管線40中至少一者之膠凝時間。啟動膠凝時間控制單元54在後段製程閒置或關閉時可手動進行，在通過閃蒸器30、精整機36及轉移管線40中至少一者之流量小於臨限值時可自動進行。在一些實例中，臨限值為1L/min。

膠凝時間控制單元54經組態以估算閃蒸器30、精整機36及轉移管線40中至少一者之膠凝時間。如本文所述，膠凝時間可基於與閃蒸器30、精整機36及轉移管線40中至少一者中部分聚合之聚醯胺混合物的至少一溫度，及溫度大於臨限溫度之時間相關的參數。

圖4說明繪製膠凝時間對於溫度之圖形表示。舉例而言，在285℃下，材料(例如聚醯胺)將在19小時內膠凝。特定溫度下之膠凝時間(以小時為單位)可藉由等式I計算：

其中T為感應器52A-C量測之材料的溫度(℃)。在另一實例中，T為由熱轉移介質壓力及溫度計算之溫度。舉例而言，在一個實例中，等式I中之T可藉由等式II計算：

其中T為熱轉移介質的以攝氏度為單位之量測溫度且P為熱轉移介質的以磅/平方吋絕對壓為單位之量測壓力，其中1psia等於約6,895Pa。

在第二模式期間，材料溫度可變化。膠凝時間控制單元54中所 用之算法可測定285℃下之等效時間，以提供即時膠凝時間。舉例而言，在285℃下在等效時間下19小時後，設備中之材料將膠凝。285℃下之等效時間可藉由等式III測定：

其中當前溫度下之時間為材料在當前溫度下的以小時為單位之時間，當前溫度下之膠凝時間為使用等式I的基於當前溫度的以小時為單位之膠凝時間，且285℃下之膠凝時間為19小時。

當膠凝時間控制單元54啟動時，算法測定膠凝時間。在一個實例中，膠凝時間由以19小時開始且以285℃下之等效小時倒數計時的倒數計時計時器測定。在一個實例中，膠凝時間自起始值數完。膠凝時間隨著設備中之材料溫度在第二模式期間變化而持續更新。

在一個實例中，膠凝時間由等式(IV)測定：

其中當前溫度下之時間為材料在當前溫度下之時間，當前溫度下之膠凝時間為使用等式I的基於當前溫度的以小時為單位之膠凝時間，且19為285℃下之膠凝時間。

方法100可包括在膠凝時間控制單元54處接收閃蒸器30、精整機36及轉移管線40中至少一者的熱轉移介質之至少一個參數。方法100亦可包括回應於接收該至少一個參數，更新閃蒸器膠凝時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間中之至少一者。在一實例中，閃蒸器膠凝時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間中之每一者可實質上類似。在另一實例中，閃蒸器膠凝時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間中至少兩者不同。

方法100可包括比較至少一個膠凝時間值與臨限值。舉例而言，閃蒸器膠凝時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間可與臨限值比較。在一個實例中，當閃蒸器膠凝時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間中任一者低於臨限值時，產生警報，諸如警報62。方法100可包括經介面60顯示閃蒸器膠凝時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間中至少一者的膠凝時間。

在108處，方法100包括將聚醯胺合成系統之反應器20自第一操作模式切換為第二模式。舉例而言，將聚醯胺合成系統之反應器20自第一操作模式切換為第二模式可包括關閉反應器20之出口閥66。此外，將聚醯胺合成系統之反應器20自第一操作模式切換為第二模式可包括將部分聚合之聚醯胺混合物流引導至不同於閃蒸器30之儲集器。

在一實例中，若反應器20為擋板反應器，則將聚醯胺合成系統之反應器20自第一操作模式切換為第二模式包括降低反應器20內部分聚合之混合物的濃度。可藉由打開水入口閥70及自水源68向反應器20引入水來降低濃度。

如本文所述，膠凝時間倒數計時至設備中之材料膠凝時。當膠凝時間期滿時，設備不能未進行燒盡以移除凝膠就從第二操作模式切換為第一操作模式。方法100可包括在膠凝時間期滿之前將閃蒸器饋入泵38、轉移管線泵46及精整機泵44自第二操作模式切換為第一操作模式。在彼情形中，方法100可包括去啟動膠凝時間控制單元54。當膠凝時間期滿時，方法100可包括關閉整個製程，例如當第二模式為閒置模式時，且燒盡整個後段製程，例如包括閃蒸器30、精整機36及轉移管線40。

圖5為用於製造聚醯胺，及尤其用於製造尼龍6,6之實例系統200的流程圖。系統200可包括儲集器202。儲集器202可含有二羧酸、二胺及溶劑(例如水)於液體或實質上液相中之水溶液。二羧酸及二胺可 形成羧酸銨鹽。在一實例中，若系統200針對尼龍6,6製造組態，則儲集器202可包括己二酸六亞甲基二銨鹽，其可溶解於儲集器202中的水中。儲集器202可用於混合或儲存羧酸銨鹽之水溶液。

在一實例中，二羧酸及二胺可以實質上等莫耳比率添加至儲集器202中。所得羧酸銨鹽溶液的pH可為約7.5，諸如約7.4至約7.6。羧酸銨鹽之各分子可包括一個二胺分子及一個二羧酸分子。儲集器202中之水溶液可用預熱器或蒸氣(諸如系統200之另一部分中形成之蒸氣)加熱。

包括二羧酸及二胺之溶液(例如羧酸銨鹽水溶液)可自儲集器202經管道204轉移至蒸發器208。蒸發器208可經組態以將水溶液中之一部分水自實質上液相轉化成水蒸氣物流206形式的實質上氣相。在一實例中，蒸發器208藉由將水溶液加熱至約100℃至約230℃，諸如約100℃至約150℃，例如約110℃、約120℃、約130℃、約140℃、約150℃、約160℃、約170℃、約180℃、約190℃、約200℃、約210℃、約220℃或約230℃的溫度形成水蒸氣物流206。蒸發器208可提高羧酸銨鹽溶液之濃度。在一實例中，離開儲集器202且饋入至蒸發器208之羧酸銨鹽溶液的濃度為於水中約40重量%至約80重量%鹽或於水中約52重量%至約65重量%，諸如約63重量%鹽。蒸發器208可使羧酸銨鹽溶液之濃度提高至例如於水中約72重量%鹽。

用蒸發器208經蒸發移除水亦可使溶液中存在的二羧酸及二胺的至少一部分部分反應形成聚醯胺預聚物，其可包含相對短聚合物鏈之二羧酸及二胺。換言之，移除水可開始二羧酸與二胺之間的縮合反應形成寡聚物，其可為最終聚醯胺鏈的第一階段。蒸發器208可例如藉由將蒸發器208產生之溶液的水濃度降低至諸如約5重量%至約50重量%水，例如約25重量%至約35重量%水，諸如約25重量%、約26重量%、約27重量%、約28重量%、約29重量%、約30重量%、約31重量 %、約32重量%、約33重量%、約34重量%或約35重量%水之水濃度來濃縮水溶液。

包含水、未反應之二羧酸及二胺(例如未反應之羧酸銨鹽及若存在之聚醯胺預聚物形式)的水性混合物可自蒸發器208經管道210轉移至反應器212。在圖5中說明之實例中，反應器212為高壓釜。在反應器212內，未反應二羧酸及二胺可彼此、或與聚醯胺預聚物，或兩者反應，形成聚醯胺產物。反應器212可提供水的進一步移除，使得聚醯胺預聚物經歷進一步聚合，形成具有最終所要分子量或分子量範圍的最終聚醯胺聚合物。水可經管道214離開反應器，其可視情況流動地連接至精餾塔。所選的最終所要分子量或分子量範圍可視聚醯胺產物的最終所要特性而定。

反應器212產生之最終聚醯胺聚合物的水濃度可為約0.0001重量%至約20重量%水，例如約0.001重量%至約15重量%水，諸如約0.01重量%至約15重量%水，例如約0.0001重量%、約0.001重量%、約0.01重量%、約0.05重量%、約0.1重量%、約0.2重量%、約0.3重量%、約0.4重量%、約0.5重量%、約0.6重量%、約0.7重量%、約0.8重量%、約0.9重量%、約1重量%、約1.2重量%、約1.4重量%、約1.5重量%、約1.6重量%、約1.8重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、或約20重量%水。

最終聚醯胺聚合物可經轉移管線216離開反應器212。轉移管線216可饋入至最終加工系統228，最終聚醯胺聚合物可在其中進行進一步機械加工，諸如旋轉、擠壓及粒化中之一或多者。

系統200亦可包括耦接至膠凝時間控制單元218之感應器230。膠凝時間控制單元218可測定單個批次膠凝數及連續批次膠凝數。單個 批次膠凝數及連續批次膠凝數皆可基於反應器212之溫度高於臨限溫度之至少一時間。在一實例中，感應器230可包括溫度感應器或經組態以提供膠凝時間控制單元218藉以測定單個批次膠凝數及連續膠凝數之參數的其他組件。

在圖2中所示之實例中，膠凝時間控制單元218包括處理器220、記憶體222、介面224及通知226。膠凝時間控制單元218及感應器230可形成或可為一或多個計算機的部分。如實例中所說明，記憶體222、介面224、感應器230及通知226與處理器220通訊。處理器220可經組態以執行估算單個批次膠凝數及連續膠凝數之算法的指令。

單個批次膠凝數與反應器212(例如高壓釜)內之各批次有關。在一個實例中，在各批式製程期間，當反應器212內之溫度大於265℃時，單個批次膠凝數保持增長。在一實例中，當反應器212之溫度大於臨限溫度(例如265℃)時，單個批次膠凝數以零開始且以等效分鐘數完。在自蒸發器208引入隨後批次後，單個批次膠凝數重設為零。製造聚醯胺產物之各批次的單個批次膠凝數可保存於記憶體222中且經介面224繪製曲線。單個批次膠凝數可識別反應器212內之特定批次的降級何時高於其他批次。特定批次何時具有較高降級(例如單個批次膠凝數越高，降級越高)之識別可識別在反應器212故障或產生低品質產物之前可調查的操作問題。舉例而言，特定反應器212可具有造成高降級之問題(例如錯誤設定點)。

連續膠凝數與反應器212有關且繼續積累直至反應器212檢修。在一實例中，當反應器之溫度大於臨限溫度(例如265℃)時，連續膠凝數以零開始且以等效分鐘數完。當反應器212之溫度大於265℃時，複數個批次的過程之連續膠凝數持續增加。亦即，各批次的連續膠凝數持續增長，直至反應器212自製造除去且清潔以移除凝膠形成。連續膠凝數可提供特定反應器(例如反應器212)距離檢修有多近的資 訊。在一個實例中，當連續膠凝數達到連續膠凝數最大值或超過臨限值時，反應器212將需要檢修。膠凝時間控制單元218可比較連續膠凝數與連續膠凝數最大值。當連續膠凝數大於連續膠凝數臨限時，膠凝時間控制單元218可經介面224顯示通知226。通知226可發報警條件信號或提供通知或特定偵測條件。

記憶體222提供與膠凝時間有關之說明及資料的儲存。介面224可包括鍵盤、觸控板、螢幕、印表機、網路介面，或經組態以允許使用者觀察及監測倒數計時之膠凝時間(例如19：00：00、18：59：59、18：59：58等)或控制閃蒸器30處之熱轉移介質、精整機36處之熱轉移介質或轉移管線40處之熱轉移介質之溫度的其他組件。

圖6說明根據一個實例，在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之方法300。在步驟302處，方法300包括向反應器饋入包括一或多種起始物質之第一批次。在304處，方法300包括啟動膠凝控制單元，其經組態以產生第一單個批次膠凝數及連續批次膠凝數。如本文所述，第一單個批次膠凝數及連續批次膠凝數基於反應器溫度高於臨限溫度之至少一時間。在306處，方法300包括在反應器中將一或多種起始物質轉化為第一聚醯胺產物。在308處，方法300包括自反應器轉移第一聚醯胺產物。在310處，方法300包括向反應器饋入包括一或多種起始物質之第二批次。在312處，該方法可包括啟動膠凝控制單元，其經組態以產生第二單個批次膠凝數及更新連續批次膠凝數。

實例 實例1至實例2之通用系統

在連續尼龍6,6製程中，己二酸及六亞甲基二胺以大致等莫耳比在水中合併，形成含有尼龍6,6鹽及具有約50重量%水之水性混合物。在約90L/min下將鹽水溶液轉移至蒸發器中。蒸發器將鹽水溶液加熱至約125-135℃(130℃)且自經加熱之鹽水溶液移除水，使水濃度達到 約30重量%。在約75L/min下將經蒸發之鹽混合物轉移至管狀反應器。反應器使經蒸發之鹽混合物的溫度升至約218-250℃(235℃)，使反應器自經加熱之經蒸發鹽混合物進一步移除水，使水濃度達到約10重量%，且使鹽進一步聚合。在約60L/min下將反應之混合物轉移至閃蒸器中。閃蒸器將反應之混合物加熱至約270-290℃(280℃)，自反應之混合物進一步移除水，使水濃度達到約0.5重量%，且使反應之混合物進一步聚合。閃蒸器包括具有變化橫截面積之管，其在管前端以較小面積及約2MPa之壓力開始，且在後端逐漸擴展成較大橫截面積及壓力為約34KPa。相對黏度為約13之經閃蒸混合物以約54L/min轉移至精整機，使聚合混合物經受真空以進一步移除水，使水濃度達到約0.1重量%且相對黏度達到約60，使得將經精整聚合混合物以約54L/min轉移至擠壓機及製粒機之前，聚醯胺達到適合最終聚合度範圍。

實例1. 比較實例. 不包括膠凝時間控制單元之閃蒸器泵故障。

閃蒸器饋入泵故障。作為反應，將閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵自活動模式切換為閒置模式。閃蒸器、精整機及轉移管線溫度保持於285℃，閃蒸器保持於約138KPa，而對閃蒸器饋入泵進行修復工作持續33小時。在精整機泵修復完成後，升高閃蒸器、轉移管線及精整機之溫度及壓力，以準備將閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵自閒置模式切換為活動模式。在閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵切換至活動操作狀態後；然而，閃蒸器泵不能將材料泵送通過閃蒸器。

在閒置模式期間，閃蒸器在285℃及138KPa下經歷33小時且閃蒸器完全膠凝。使系統進入閒置模式，使閃蒸器泵及閃蒸器離線，且對閃蒸器進行燒盡以移除凝膠。燒盡後，重新啟動閃蒸器泵及閃蒸器且閃蒸器饋入泵能夠將材料泵送通過閃蒸器。使閃蒸器及相關聯設備離 線來執行燒盡係昂貴且會使製造成本升高。

實例2. 利用擋板反應器之系統中利用膠凝時間控制單元之閃蒸器泵故障。

閃蒸器饋入泵故障。作為反應，閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵自活動模式切換為閒置模式，將溫度維持於285℃且將閃蒸器壓力保持於138KPa。回應於閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵切換為閒置模式，啟動膠凝時間控制單元。回應於啟動膠凝時間控制單元，產生膠凝時間。膠凝時間指示為6小時。擋板反應器切換為閒置模式，其中反應器至閃蒸器之出口關閉且向擋板反應器中引入約500L水以降低聚醯胺濃度。閃蒸器、精整機及轉移管線內之材料溫度傳達至膠凝時間控制單元且基於285℃之當前溫度連續更新膠凝時間。據估算，閃蒸器饋入泵之修復工作將需要30-35小時工作。膠凝時間控制單元指示之6小時估算膠凝時間向操作者展示必需改變閒置模式之條件以防止閃蒸器及系統之其他部件中的浪費時間及昂貴膠凝事件。閃蒸器、精整機及轉移管線之溫度下調至240℃(經由調整熱轉移介質溫度及壓力)。膠凝時間控制單元指示40小時之膠凝時間。對閃蒸器饋入泵執行修復工作持續33小時。

在膠凝時間期滿之前完成閃蒸器饋入泵修復。閃蒸器、轉移管線及精整機中之材料溫度調整(經熱轉移介質溫度及壓力)至標準操作條件，以準備將閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵自閒置模式切換為活動模式。打開反應器出口。在閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵切換為活動模式後，將材料泵送通過系統。

相較於實例1，未發生膠凝事件。膠凝時間控制單元提供警告，指示閃蒸器泵之估算修復時間期間將發生膠凝，導致調整系統中之閒置條件。

實例3及實例4之通用系統

在批式尼龍6,6製程中，己二酸及六亞甲基二胺以大致等莫耳比在水中合併，形成含有尼龍6,6鹽及具有約50重量%水之水性混合物。在約90L/min下將鹽水溶液轉移至蒸發器中。蒸發器將鹽水溶液加熱至約125-135℃(130℃)且自經加熱之鹽水溶液移除水，使水濃度達到約30重量%。在約75L/min下將經蒸發之鹽混合物轉移至高壓釜，使得約10,000L經蒸發鹽混合物填充高壓釜。高壓釜將材料加熱至270-290℃(280℃)，使水濃度達到約0.1重量%且相對黏度為約60，使得在將精整聚合混合物以約60L/min轉移至擠壓機及製粒機之前，聚醯胺實現適合最終聚合度範圍。自高壓釜擠壓聚醯胺產物後，高壓釜中之溫度可降至160℃。來自蒸發器之另一經蒸發鹽溶液傳遞至高壓釜且再次開始高壓釜循環。

實例3.比較實例. 不包括膠凝時間控制單元之高壓釜故障。

在複數個批次後，由於高壓釜中之凝膠累積，高壓釜出乎意外地發生故障。回應於高壓釜故障，高壓釜自製造移出且檢修，其中清潔所有表面且移除凝膠形成。

實例4.包括膠凝時間控制單元之高壓釜故障。

在複數個批次後，單個批次膠凝數指示高壓釜設定點為285℃，亦即比過去之效能高5℃。設定點重新調整為280℃且監測高壓釜之單個批次膠凝數。在複數個批次後，接收到高壓釜之連續膠凝數已增至超過連續膠凝數臨限值(超過260℃，超過10,000小時操作)的通知，指示高壓釜可能故障且在接下來五十個批次內需要檢修。計劃定期關閉，使得時間、金錢及產物損失可降至最低。高壓釜檢修後，連續膠凝數重設為零。

本文所述及所主張之本發明實例不限於本文揭示之特定實例之範疇，因為此等實例意欲作為本發明之若干態樣的說明。任何等效實例意欲在本發明範疇內。實際上，彼等熟習此項技術者自前述描述將 顯而易知除了本文所示及所述之彼等實例外的實例之多個修正。該等修正亦欲在隨附申請專利範圍之範疇內。

本說明書中提及之所有公開案包括非專利文獻(例如科學期刊文獻)、專利申請公開案及專利，其均以引用之方式併入本文中，就像各自明確且各別地指出以引用的方式併入一樣。

額外聲明。

本發明提供以下聲明，其編號不解釋為指示重要性級別：實施例1可包括標的物(諸如裝置、器件、方法或一或多種用於執行動作之構件)，諸如可包括在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之方法。該方法可包括引導部分聚合之聚醯胺混合物通過閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵，將該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及該轉移管線泵自第一操作模式切換為第二操作模式，啟動膠凝時間控制單元，其經組態以估算閃蒸器、精整機及轉移管線中至少一者之膠凝時間，其中該膠凝時間係基於與該閃蒸器、該精整機及該轉移管線中至少一者中之該部分聚合之聚醯胺混合物的至少一溫度及該溫度大於臨限溫度之時間有關的參數，且將該聚醯胺合成系統之反應器自第一反應器操作模式切換為第二反應器操作模式。

實施例2可包括或可視情況與實施例1之標的物組合，以視情況包括其中膠凝時間控制單元包含圖形介面，該方法進一步包含經該圖形介面顯示該膠凝時間。

實施例3可包括或可視情況與實施例1及2中之一者或任何組合之標的物組合，以視情況包括比較至少一個膠凝時間值與臨限值。

實施例4可包括或可視情況與實施例1至3中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括基於該比較產生警報。

實施例5可包括或可視情況與實施例1至3中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該膠凝時間控制單元測定閃蒸器膠凝 時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間。

實施例6可包括或可視情況與實施例1至5中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該閃蒸器膠凝時間基於該閃蒸器處之熱轉移介質的至少一溫度測定。

實施例7可包括或可視情況與實施例1至6中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該轉移管線膠凝時間基於該轉移管線處之熱轉移介質的至少一溫度測定。

實施例8可包括或可視情況與實施例1至7中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該精整機膠凝時間基於該精整機處之熱轉移介質的至少一溫度測定。

實施例9可包括或可視情況與實施例1至8中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括在該膠凝時間控制單元處接收該閃蒸器、該精整機及該轉移管線中至少一者的至少一個熱轉移介質參數，且回應於接收該至少一個參數更新該閃蒸器膠凝時間、該精整機膠凝時間及該轉移管線膠凝時間中之每一者。

實施例10可包括或可視情況與實施例1至9中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該第一操作模式及該第一反應器操作模式為活動模式且該第二操作模式及該第二反應器操作模式為閒置模式。

實施例11可包括或可視情況與實施例1至10中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括起降將該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及該轉移管線泵自該第一操作模式切換為該第二操作模式包括將該部分聚合之聚醯胺混合物通過該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及該轉移管線泵之流動速率降低至小於1L/min。

實施例12可包括或可視情況與實施例1至11中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括起降將該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及 該轉移管線泵自該第一操作模式切換為該第二操作模式包括將該部分聚合之聚醯胺混合物通過該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及該轉移管線泵之流動速率降低至0L/min。

實施例13可包括或可視情況與實施例1至12中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中將該反應器自該第一反應器操作模式切換為該第二反應器操作模式包括關閉該反應器之出口閥。

實施例14可包括或可視情況與實施例1至13中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中將該反應器自該第一反應器操作模式切換為該第二反應器操作模式包括將該部分聚合之聚醯胺混合物的輸出流自該反應器引導至儲集器。

實施例15可包括或可視情況與實施例1至14中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該反應器為擋板反應器且將該反應器自該第一反應器操作模式切換為該第二反應器操作模式包括降低該反應器內該部分聚合之聚醯胺混合物的濃度。

實施例16可包括或可視情況與實施例1至15中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中降低該部分聚合之聚醯胺混合物之該濃度包含向該反應器中引入去礦物質水。

實施例17可包括或可視情況與實施例1至16中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括在將該閃蒸器饋入泵、該轉移管線泵及該精整機泵自該第一操作模式切換為該第二操作模式之前偵測事件。

實施例18可包括或可視情況與實施例1至17中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中偵測該事件包括偵測閃蒸器饋入泵故障、精整機泵故障、轉移管線泵故障、動力中斷及其組合中至少一者。

實施例19可包括或可視情況與實施例1至18中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括在該膠凝時間消逝之前，將該閃蒸器饋 入泵、該轉移管線泵及該精整機泵自該第二操作模式切換為該第二操作模式。

實施例20可包括或可視情況與實施例1至19中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括當該閃蒸器饋入泵、該轉移管線泵及該精整機泵自該第二操作模式切換為該第二操作模式時，去啟動該膠凝時間控制單元。

實施例21可包括或可視情況與實施例1至19中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括當該膠凝時間消逝時，燒盡該閃蒸器、該精整機及該轉移管線。

實施例22可包括或可視情況與實施例1至21中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該膠凝時間為該聚醯胺合成系統中該凝膠形成之前的時間。

實施例23可包括或可視情況與實施例1至22中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該聚醯胺合成系統由直鏈二羧酸及直鏈二胺或由直鏈二羧酸及直鏈二胺之寡聚物合成聚醯胺。

實施例24可包括或可視情況與實施例1至35中之一者或任何組合的標的物組合，以包括標的物(諸如裝置、器件、方法或一或多種用於執行動作之構件)，諸如可包括用於在聚醯胺產物之製造中監測凝膠形成之系統。該系統可包括聚合反應器，其經組態以使一或多種起始物質反應形成聚醯胺；在該聚合反應器下游之後段製程系統，該後段製程系統經組態以增加該聚醯胺之分子量形成該聚醯胺產物；及膠凝時間控制單元，其可操作地耦接至該後段製程系統且經組態以估算該後段製程系統之膠凝時間，屆時該後段製程系統自第一操作模式切換為第二操作模式，其中該膠凝時間係基於與該後段製程中之該聚醯胺的至少一溫度及該溫度大於臨限溫度之時間有關的參數。

實施例25可包括或可視情況與實施例1至24中之一者或任何組合 的標的物組合，以視情況包括其中該膠凝時間控制單元包括耦接至記憶體之處理器，其中該處理器經組態以執行該記憶體中儲存之指令。

實施例26可包括或可視情況與實施例1至25中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該膠凝時間控制單元包括經組態以顯示膠凝時間之圖形介面。

實施例27可包括或可視情況與實施例1至26中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該膠凝時間控制單元包括經組態以在膠凝時間值低於臨限值時啟動之報警器。

實施例28可包括或可視情況與實施例1至27中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括定位於該聚合反應器上游之預熱器及蒸發器。

實施例29可包括或可視情況與實施例1至28中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該聚合反應器包括高壓釜，該出口閥經組態以在該後段製程系統在該第二操作模式時關閉。

實施例30可包括或可視情況與實施例1至29中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該聚合反應器包括擋板反應器。

實施例31可包括或可視情況與實施例1至30中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該聚合反應器耦接至入口管線，該入口管線耦接至定位於該聚合反應器上游之蒸發器，其中該入口管線包括水入口埠。

實施例32可包括或可視情況與實施例1至31中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該第一操作模式為活動模式且該第二操作模式為閒置模式。

實施例33可包括或可視情況與實施例1至32中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中當該後段製程系統為該第二操作模式時，該聚醯胺之流動速率為小於1L/s。

實施例34可包括或可視情況與實施例1至33中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該後段製程系統包含：定位於該聚合反應器下游之閃蒸器，其中離開該閃蒸器之該聚醯胺的水百分比為約1重量%；定位於該閃蒸器下游之精整機，其中離開該精整機之該聚醯胺的水百分比為約0.1重量%；及定位於該精整機下游以將該聚醯胺產物自該精整機轉移至擠壓機之轉移管線，該擠壓機經組態以擠壓該聚醯胺產物形成一或多個聚醯胺股線。

實施例35可包括或可視情況與實施例1至34中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該後段製程系統包含：耦接至該閃蒸器之閃蒸器饋入泵、耦接至該精整機之精整機泵及耦接至該轉移管線之轉移管線泵。

實施例36可包括或可視情況與實施例1至35中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該閃蒸器包括可操作地耦接至該膠凝時間控制單元之閃蒸器溫度感應器。

實施例37可包括或可視情況與實施例1至36中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該精整機包括可操作地耦接至該膠凝時間控制單元之精整機溫度感應器。

實施例38可包括或可視情況與實施例1至37中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該轉移管線包括可操作地耦接至該膠凝時間控制單元之轉移管線溫度感應器。

實施例39可包括或可視情況與實施例1至38中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該聚合反應器經組態以接收該一或多種起始物質，該一或多種起始物質包括直鏈二羧酸及直鏈二胺或由直鏈二羧酸及直鏈二胺形成的寡聚物。

實施例40可包括或可視情況與實施例1至39中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括其中該聚合反應器經組態以接收該一或 多種起始物質，該一或多種起始物質包括己二酸與六亞甲基二胺之混合物或己二酸與六亞甲基二胺之混合物形成的寡聚物。

實施例41可包括或可視情況與實施例1至40中之一者或任何組合的標的物組合，以視情況包括聚合一或多種單體，包含將一或多種單體轉化為第一聚醯胺。

實施例42可包括或可視情況與實施例1至35中之一者或任何組合的標的物組合，以包括標的物(諸如裝置、器件、方法或一或多種用於執行動作之構件)，諸如在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之方法。該方法包括向反應器饋入包括一或多種起始物質之第一批次，啟動膠凝控制單元，其經組態以產生第一單個批次膠凝數及連續批次膠凝數，其中該第一單個批次膠凝數及該連續批次膠凝數係基於該反應器之溫度高於臨限溫度之至少一時間，在該反應器中將該一或多種起始物質轉化為第一聚醯胺產物，自該反應器轉移該第一聚醯胺產物，向該反應器饋入包括該一或多種起始物質之第二批次，且啟動膠凝控制單元，其經組態以產生第二單個批次膠凝數且更新該連續批次膠凝數。

100‧‧‧方法

102‧‧‧步驟

104‧‧‧步驟

106‧‧‧步驟

108‧‧‧步驟

Claims (20)

1. 一種用於在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之方法，該方法包含：引導部分聚合之聚醯胺混合物通過閃蒸器饋入泵、精整機泵及轉移管線泵；將該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及該轉移管線泵自第一操作模式切換為第二操作模式；啟動膠凝時間控制單元，其經組態以估算閃蒸器、精整機及轉移管線中至少一者之膠凝時間，其中該膠凝時間係基於與該閃蒸器、該精整機及該轉移管線中至少一者中該部分聚合之聚醯胺混合物的至少一溫度及該溫度大於臨限溫度之時間有關的參數；及將該聚醯胺合成系統之反應器自第一反應器操作模式切換為第二反應器操作模式。
2. 如請求項1之方法，其中該膠凝時間控制單元包含圖形介面，該方法進一步包含經該圖形介面顯示該膠凝時間。
3. 如請求項1或請求項2中任一項之方法，其進一步包含比較至少一個膠凝時間值與臨限值。
4. 如請求項3之方法，其進一步包含基於該比較產生警報。
5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中該膠凝時間控制單元測定閃蒸器膠凝時間、精整機膠凝時間及轉移管線膠凝時間。
6. 如請求項5之方法，其中該閃蒸器膠凝時間係基於該閃蒸器處熱轉移介質的至少一溫度測定。
7. 如請求項5之方法，其中該轉移管線膠凝時間係基於該轉移管線處熱轉移介質的至少一溫度測定。
8. 如請求項5之方法，其中該精整機膠凝時間係基於該精整機處熱轉移介質的至少一溫度。
9. 如請求項5之方法，其進一步包含：在該膠凝時間控制單元處接收該閃蒸器、該精整機及該轉移管線中至少一者的熱轉移介質之至少一個參數；及回應於接收該至少一個參數，更新該閃蒸器膠凝時間、該精整機膠凝時間及該轉移管線膠凝時間中之每一者。
10. 如請求項1至9中任一項之方法，其中該第一操作模式及該第一反應器操作模式為活動模式且該第二操作模式及該第二反應器操作模式為閒置模式。
11. 如請求項1至10中任一項之方法，其中將該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及該轉移管線泵自該第一操作模式切換為該第二操作模式包括將該部分聚合之聚醯胺混合物通過該閃蒸器饋入泵、該精整機泵及該轉移管線泵之流動速率降低至小於1L/min。
12. 如請求項1至11中任一項之方法，其中將該反應器自該第一反應器操作模式切換為該第二反應器操作模式包括關閉該反應器之出口閥。
13. 如請求項12之方法，其中將該反應器自該第一反應器操作模式切換為該第二反應器操作模式包括將該部分聚合之聚醯胺混合物的輸出流自該反應器引導至儲集器。
14. 如請求項1至13中任一項之方法，其中該反應器為擋板反應器，且將該反應器自該第一反應器操作模式切換為該第二反應器操作模式包括降低該反應器內該部分聚合之聚醯胺混合物的濃度。
15. 如請求項14之方法，其中降低該部分聚合之聚醯胺混合物的該濃度包含： 向該反應器中引入去礦物質水。
16. 如請求項1至15中任一項之方法，其進一步包含在將該閃蒸器饋入泵、該轉移管線泵及該精整機泵自該第一操作模式切換為該第二操作模式之前偵測事件，其中偵測該事件包含偵測閃蒸器饋入泵故障、精整機泵故障、轉移管線泵故障、動力中斷及其組合中至少一者。
17. 如請求項1至16中任一項之方法，其進一步包含在該膠凝時間消逝之前，將該閃蒸器饋入泵、該轉移管線泵及該精整機泵自該第二操作模式切換為該第一操作模式。
18. 如請求項1至17中任一項之方法，其進一步包含當該膠凝時間消逝時，燒盡該閃蒸器、該精整機及該轉移管線。
19. 一種用於在聚醯胺產物製造中監測凝膠形成之系統，該系統包含：聚合反應器，其經組態以使一或多種起始物質反應形成聚醯胺；在該聚合反應器下游之後段製程系統，該後段製程系統經組態以使該聚醯胺之分子量增加形成該聚醯胺產物；及膠凝時間控制單元，其可操作地耦接至該後段製程系統且經組態以估算該後段製程系統之膠凝時間，屆時該後段製程系統自第一操作模式切換為第二操作模式，其中該膠凝時間係基於與該後段製程中該聚醯胺的至少一溫度及該溫度大於臨限溫度的時間相關的參數。
20. 一種在聚醯胺合成系統中監測凝膠形成之方法，該方法包含：向反應器饋入包括一或多種起始物質之第一批次；啟動膠凝控制單元，其經組態以產生第一單個批次膠凝數及連續批次膠凝數，其中該第一單個批次膠凝數及該連續批次膠 凝數係基於該反應器之溫度高於臨限溫度的至少一時間；在該反應器中將該一或多種起始物質轉化為第一聚醯胺產物；自該反應器轉移該第一聚醯胺產物；向該反應器中饋入包括該一或多種起始物質之第二批次；及啟動該膠凝控制單元，其經組態以產生第二單個批次膠凝數且更新該連續批次膠凝數。