Способ получения поликапроамида Советский патент 1982 года по МПК C08G69/16 

Изобретение относится к получению поликапроамида с пониженным содержанием низкомолекулярных соединений (НМС) в расплаве полимера и может быть использовано в непрерывных и периодических процессах синтеза поли капроамида. Известны различные способы получения поликапроамида с пониженным со держанием НМС, удаление которых осуществляют различными способами: 1.Удаление НМС из расплава полимера под вакуумом .Удаление ПМС из расплава поликапроамида под вакуумом в сочетании с подачей в .аппарат инертного газа или водяного . 3- Удаление НМС инертным газом ил перегретым паром ЗЗУказанные способы позволяют получить поликапроамид с остаточным содержанием НМС менее 3%Удаляемые из расплава полимера НМС, по любому из приведенных способрв, конденсируются в конденсаторах смешения или в поверхностных конденсаторах. При конденсации НМС в поверхностных конденсаторах и в конденсаторах смешения с помощью расплава капролактама температура конденсата поддерживается выше температуры Застывания капролактама, т.е. выше К, во избежание забивки конденсаторов и остановки по этой причине процесса. При неглубоком вакууме (небольшая степень удаления НМС) для конденсации НМС в конденсаторах смешения может быть использован водный раствор капролактама t позволяет снизить температуру в конденсаторе смешения. Однако водный раствор капролактама не может быть использован при глубокой вакуумной отгонке НМС из-за его низкой температуры кипения прн глубоком вакууме. Наиболее близки м к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения поликапроамида с пониженным содержанием НМС.по которому капролактам с добавками активатора, регулятора молекулярной массы и термостабилизатора полимеризуют в аппарате непреры ной полимеризации о равновесного содержания НМС в поликапроамиде. Готовый расплав поликапроамида с содер жанием НМС около 10% подвергают ва. куумированию в аппарате отгонки НМС при остаточном давлении 266,6-666,5 и температуре . Поликапроамид, содержащий после вакуумирования около 3 весД НМС, направляют на формование нити. Отгоняемые па1ры НМС направляют сначала в аппарат каталитического расщепления олигомеров капролактама. Затем пары капролактама конденсируют в конденсаторе смешения циркулирующим Капролакта мом при 3 5-368 К 5. Недостатком известного способа яв ляется то, что при 3 5-368 С паровая фаза содержит некоторое количество капролактама, которое уносится с парами воды, отгоняемой из полимера, в вакуумный насос. При этом проис ходит не только безвозвратная потеря капролактама, но и загрязняется окружающая среда, например сточные воды. В настоящее время на усОгановках для получения расплава поликапро амида с пониженным содержанием НМС. в сточные воды через пароэжекторные насосы попадает 0,2-11 капролактама от количества, подаваемого на Полимеризацию. Еще большее количество капролактама теряется через вакуу ные насясы при подаче в аппарат отгонки НМС инертного газа или пара. Целью изобретения является сниже ние безвозвратных потерь капролак-. тама и уменьшение загрязнения окружающей среды при получении поликапро амида с пониженным содержанием НМС и таким образом, улучшение технико-эко номических характеристик процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения поликапроамида с пониженным содержанием НМС несконденсированные пары НМС после конденсации в основном кон денсаторе подвергают дополнительной конденсации с помощью конденсирующей жидкости, которая представляет собой капролактам с добавками регулятора, молекулярной массы в количестве мас.% по отношению к капролактаму. Л также тем, что смесь капролактама- и регулятора молекулярной массы дополнительно содержит термостабилизатор в количестве 1-30 мас. по отношению к капролактаму и воду в количестве НЮ мас. по отношению к капролактаму. Количество добавок обеспечивает снижение температуры кристаллизации капролактама до 263-333 К. В качестве добавок могут быть использованы: бензойная кислота как регулятор молекулярной мйссы, 2,2(п-фениламинофенокси)-диэтиловый эфир (Н-1 как термостабилизатор и дистиллированная вода как активатор процесса. Способ осуществляют следующим образом. В аппарате непрерывной полимеризации (АНП) полимеризуют капролакГам с добавками регулятора молекулярной массы, термостабилизатора и активатора. Из АНП реакционную смесь непрерывно подают в аппарат отгонки мономера, где под вакуумом и при повышенной температуре из расплава полимера отгоняют НМС. Отгоняемое пары НМС через каталитический расщепитель олигомеров или минуя его попадают в основной конденсатор, а несконденсированны.е пары попадают во вторую ступень конденсации, где конденсируются с помощью конденсирующей жидкости. Конденсирующая жидкость имеет температуру кипения выше при остаточном давлении 266 Па и температуру кристаллизации в пределах 2бЗ-333 К, что позволяет применять ее в конденсаторах смешения при глубоком вакууме и температуре ниже 333К и,следовательно, значительно уменьшить при этом унос НМС. Другой особенностью предлагаемой конденсирующей жидкости является то, что входящие в нее компоненты используются; в качес ве добавок при получении поликапроамида. Это дает возможность в каждом отдельном случае подобрать такой состав конденсирующей жидкости, что возврат в технологический цикл сконденсированных НМС вместе с добавками не приведет к нарушению технологического процесса, а позволит улучшить техникоэкономические показатели процесса за счет уменьшения безвозвратных потерь, капролактама. П р и м е р 1. В АНП производительностью 11200 кг/сут непрерывно дбзируют реакционную смесь, состоящую из капролактама, бензойной кисло ты и воды. Смесь полимеризуют при ЗЗЗК до содержания НМС в.поликапроамиде 10 масД. Из АНП расплав полимера поступает в аппарат отгонки мономера (АОМ), где при остаточном давлении 666,5 Па и температуре из расплава отгоняют НМС в количестве 840 кг/сут до содержания их в поликапроамиде 2,8. Отгоняемые НМС через каталитический расщепитель цИклоолигомеров капролактама попадают в конденсатор смещения основной конденсации, где при К циркулирующим капролактамом конденсируется 790 кг/сут. НМС. Сконденси.рованные НМС направляют либо обратно в технологический цикл, либо на регенерацию. Из основного конденсатора за счет упругости паров 50,5 «г несконден,сированного капролактама поступает в дополнительный конденсатор смешения, где пары капролактама в количестве 38 кг/сут конденсируют при 323 К раствором бензойной кислоты В капролактаме. Концентрация бензойной кислоты в капролактаме - 20 мас. По мере конденсации паров капролактама в циркулирующей конденсирующей жидкости концентрация бензойной кислоты уменьшается с 20 мас. до 19 мас.. Из циркулирующей жидкости .отбирают 46,91 кг/сут на приго товление реакционной смеси и возвра щают в технологический цикл (из них 8,91 кг/сут бензойной кислоты). Концентрация бензойной кислоты в реакционной смеси за счет возвращаемого конденсата составляет 0,08 мас.. После отбора части циркулирующей жидкости концентрацию бензойной кислоты в ней доводят до 20 мас.. Потери капролактама в воде пароэжекторного насоса составляют 12 кг/сут вместо 50,5 кг/сут. Пр. имер2. В АНП такой же производительности, как в примере 1, получают пояикапроамид. Из АНП расплав поликапроамида с содержанием НМС 10 вес.% поступает в АОМ, где при 543 К, остаточном давлении 4,66610 мПа и подаче перегретого пара в количестве 770 кг/сут из расп лава отгоняют 99б кг/сут НМС. После расщепителя в основном конденсаторе 9 56 при ЗЗЗК конденсируется 777,6 кг/сут капролактама, 2IS, кг/сут несконденсированных паров капролактама поступает на дополнительное конденсирование, где при раствором бензойной кислоты в капролактаме (концентрация 20 масД) конденсируется 21,8 кг/сут капролактама. Конденсирующая жидкость содержит 5 мас.% воды. Концентрация бензойной кислоты в циркулирующей конденсирующей Жидкости уменьшается с 20 до 15 мас.. Из циркулирующей жидкости отбирают 268,5 кг/сут на приготовление реакционной смеси. За счет возвращения в технологический цикл конденсата концентрация бензойной кислоты в реакционной смеси составляет 0,35 мае Д. Потери капродактама в воды пароэжекторного насосасоставляют 3,6 кг/рут вместо 218,4 кг/сут. П р и м е р 3. Полимеризацию капролактама и отгонку НМС проводят как в примере 1. На дополнительную конденсацию поступает 50 кг/сут капролактама 47,2 кг/сут капролактама кондёнсирут ют 40 мае Д-ным раствором бензойной кис.лоты в капролактаме, который дополнител но содержит 3.2 масД воды. Концентрация бензойной кислоты в циркулирующей жидкости по мере конденсации паров каг1ролактама уменьшается с 40 до 38,8 мас.. Из циркулирующей жидкости 81,4 кг/сут направляют на приготовление реакционной смеси, при этом количество бензойной кислоты составляет 31 6 кг/сут, а воды т 2,6 кг/сут. .. Концентрация бензойной кислоты в реакционной смеси составляет 0,28%. . После отбора части конденсирующей жидкости добавляют 31,6 кг/сут бензойной Кислоты. Безвозвратные потери капролактама составляют 2, 8 кг/сут вместо 50 кг/сут. П р и м е р 4. Получение поликапроаМида и отгонку НМС осуществляют как в примере 1. На дополнительную конденсацию поступает 50 кг/сут капролакта- ма. При 293 К конденсируется 46,5 кг/сут НМС. Конденсирующая жидкость представляет собой капролактам с добавками 30 мас.| бензойной кислоты, 30 мас.% 2,2 (п-фенил