[发明专利]聚苯硫醚生产合成工艺条件控制方法

说明书

本发明涉及聚苯硫醚生产工艺方法改进。

线性高分子量聚苯硫醚(PPS)以其具有良好的化学性能和物理性能，广泛地被应用在航天航空`电子机械，石油化工、食品、轻工等工业技术领域，其合成工艺日趋受到世界各国的重视。美国专利US4910294，欧洲专利EP0256757，美国专利US4794164都叙述了两步法合成PPS的工艺，但是都未涉及加料的方法。国内关于PPS的工业合成工艺，仅见中国专利CN971073570公布的合成工艺及其工艺条件控制方法，其聚合反应的过程中几乎都采用一次性加料方法。如以多水硫酸钠为原料在同一釜内加热脱水后，加入对二氯苯必须将釜内温度降低到160℃以下，再打开釜加料，否则，参加PPS聚合反应的物料之一，对二氯苯P-DCB会因汽化逃逸造成物料配比变化；加料后又重新升温进行反应，不仅影响反应成功率，而且能耗高；PPS合成产生的放热反应，使釜内有汽化了的物料产生，使反应釜压力升高，一般在常压下进行合成，往往排气泄压冷凝回流，但排气同时将带走部分物料，在冷凝时结晶析出，不能保正完全回流，使物料配比失衡，导致反应失败或分子量很小的可能性。

本发明的目的是提供一种能克服上述一次性加料的缺点，确保合成反应速度平缓有利于分子链增长，确保产品质量稳定的，合成PPS工艺条件的控制方法。

实现本发明所说的方法及采取的措施是这样的。一种在聚苯硫醚生产中合成工艺条件控制方法，采用多水硫化钠和对二氯苯为原料，经脱水、缩聚等工艺步骤生产聚苯硫醚单体，缩聚反应分180-220℃的低温反应段和250-280℃的高温聚合段两个工艺阶段进行，其特征在于，在反应的低温阶段，在盛有精制硫化钠的密闭反应器中，将P-DCB的NMP溶液连续缓慢地注入反应器内，并采用如下手段以控制反应器内的温度处于180-220℃，压力4-10Kg的范围：

1)根据反应器内的温度变化，反馈控制P-DCB的NMP溶液的注入速率；

2)根据反应器内的温度变化，反馈控制反应器的加热系统调节温度上升；

3)根据反应器内的温度变化，反馈控制反应器的冷却系统调节温度下降。

采用如上的方法后，克服了一次性加料中不可缺少的降温升温过程，使釜内温度、压力、物料始终处于动态平衡状态，同时也确保了物料配比不发生任何变化，保证了合成反应成功率高，避免发生暴沸，使PPS产品保持较为稳定的平均分子量，产品质量稳定。工艺操作易于实现计算机自动化控制。

实施例1，反应釜25升，加入NMP4.0kg、Na₂SnH₂O`3.660kg、催化剂1.2kg、加温至200-220℃共沸脱水，用泵将预热至80-100℃的对二氯苯P-DCB4.74kg和12kgNMP溶液按连续流量200ml/分的流量注入反应釜内，电加热套供电电压在50-220V范围内变化，冷却水流量控制在250ml/分内调节，加注时间一小时二十分钟左右完成，反应总能量控制较好，釜内温度一直控制在200-220℃范围内。加料完成后，保温一小时三十分钟左右，冷却水关闭，电压调升至200V左右加温，釜内温度上升至250-280℃后再保温两小时，单体在釜内进一步缩聚，制得所需的大分子量的聚苯硫醚(PPS)。

实施例2，反应釜25升，加入NMP4.0kg、NaSnH₂O3.660kg，催化剂1.2kg，加温至200-220℃共沸脱水，用泵将预热至80-100℃的对二氯苯P-DCB4.740kg和12kgNMP溶液按连续流量250ml/分的流量注入反应釜内，电压调节自然在50-220V内变化，冷却水流量控制在500ml/分内调节，加注时间一小时左右完成，釜内温度稳定在200-200℃范围内。余下步骤与上述相同，不再赘述。

实施例三，反应釜25升，加入NMP`6kg，

Na₂S.nH₂O`3.660kg、催化剂1.2kg、先加温至200(正负20)℃蒸沸脱水，用泵将预热至80-100℃的对二氯苯P-DCB4.740kg和12kgNMP溶液按间歇进料方式，注入釜内，平均20分钟内注入5500ml，中间间歇10分钟，然后再在20分钟内注入5500ml溶液，再间歇10分钟，加料速度与间歇时间不变，注入完物料共需一小时左右，加注物料进行反应时，通过控制电压在50-220V间调节，冷却水流量在每分钟1000ml内调节，聚合反应平缓，釜内温度控制在200-220℃，压力稳定在4-10kg范围内。

实施例四：反应釜25升，加入NMP`4.0kg、Na<sub>2</sub>SnH<sub>2</sub>O`3.660kg、催化剂1.8kg，加温至200-220℃蒸沸脱水，用泵将预热至80-100℃的对二氯苯P-DCB4.770kg和12kgNMP溶液按间歇进料方式注入釜内，第四次用泵，本实施例用的是设有排量调节机构的往复式正排量泵，先注入所说的溶液550ml，时间5分钟内，然后间隙5分钟，用泵再注入3500ml所说溶液，时间控制在10分钟，间隙10分钟，用泵再注入5000ml所说溶液，时间控制在15分钟，间歇10分钟，再次注入溶液7500ml，时间控制在20分钟，完成加料时间需要一小时二十分左右，电压仍然在50-220V之间调节，冷却水自然在每分钟500-1000ml流量中调节，釜内压力控制在4-10kg，釜内温度稳定在200-220℃，根据本发明所说的控制方法制备的聚苯硫醚(PPS)，据测定分子量大于8×10⁴。