[其他]制备聚己二酸丁二胺的工艺

说明书

本发明关于制备聚己二酸丁二胺的工艺是在升高压力的条件下将1.4-丁二胺和己二酸的盐加热预聚，再将预聚物在至少一个后反应区内进行后缩聚。

这种工艺已有许多报导。欧洲专利39524中叙述了在特定条件下将1.4-丁二胺和己二酸的盐转化成预聚物，然后再将预聚物在第二个反应区内进行后缩聚来制备己二酸丁二胺（尼龙4.6）。

这种工艺在欧洲专利38094中也公开报导过。

日本专利17036/74中透露过制备尼龙4.6的工艺，但是，在不同温度反应得到的固体产物的相对粘度只有2.37（相对粘度nrel是在20℃，100毫升浓硫酸里有1克的聚酰胺的情况下测定的）。

这些工艺是不可能连续运转操作的。

西德专利2417003中叙述的尼龙6.6连续制备工艺，是将1.6己胺盐在第一个反应区内加热到至少有80%的缩聚物产生，在第二个反应区内作绝热膨胀，在第三个反应区内只作很短时间的预热。

在荷兰专利6603078中公布了用泵将二胺和二羧酸盐通过热管制备聚酰胺。

美国专利3900450，3948862和3960820中谈到了连续制备尼龙6.6的工艺。

实践表明使用制备尼龙6.6的技术条件制备分子量高，颜色好（白色）的尼龙4.6是不可能的。

本发明的目的是提供一种制备分子量高，颜色是白色的尼龙4.6的连续工艺。

本发明工艺的特征在于制备含有液体反应混合物的预聚物是在2-100巴的压力下进行的，在第二个反应区内，反应混合物的温度应保持在反应混合物凝固点以上，并且要降低压力。

预聚反应最好在230℃以下，40分钟内完成，预聚反应的压力在2到15巴之间。在这样的条件下所形成的预聚物后缩聚以后可以得到很好的产品。

第二个反应区最好是管式反应器，这种反应器的表面积和容积有较好的比例，能够提供保持反应混合物是液体所需的热量。

本发明的另一个优点是能够以简单和快速的方法生产聚酰胺，不需要体积大，价格贵的设备。

本发明工艺管式反应器长度与直径比例的选择是使反应器末端得到的高分子量，白色的尼龙4.6呈液态。冷却并加入添加剂以后，尼龙4.6将适于进一步加工成最后的产品，例如，纤维或对冲击稳定的产品。

如果在管式反应区内，产物的分子量还不够高，可以将这些产物通过一步或几步的后缩聚来增加分子量。

有许多方法能够解决这一问题。

第一种方法是将液态反应混合物通过第二个反应区，通过一个或几个热管反应区，每一个管式反应区的直径不得小于前一个管式反应区的直径。每个反应区的温度至少是反应混合物的凝固点，最好是高于反应混合物凝固点5℃以上。

决定压力的因素之一是使产物在最后一个反应区的末端能够得到所需的分子量，对数均分子量（Mn）约为10000的产物，最后的压力为1巴是完全可以的。

为了生产分子量更高的产品，可使用抽真空或通入惰性气体来降低水的分压。

在两个反应区之间分出反应混合物产生的气体（主要是水蒸汽）是可能的。

为了产品成形（造粒），最好在最后一个反应区之前将释放出的气体分离除去。

第二个反应区（第一个管式反应区）的长度约是0.1至250米，特别是10至150米，而内径在0.05至5.0厘米之间。分出气体所需的管子长度随着管子内径的增加而增加。反应区的长度主要是由反应混合物在反应区的停留时间决定的。

第二个管式反应器以及后面的管式反应器的直径至少要等于前面一个反应器的直径，是前面一个反应器的1.05到5倍，特别是1.1到3倍为好。

各个反应器的最高温度取决于反应混合物的组成，例如，取决于水含量和聚酰胺的聚合度，最后一个反应器的温度不要超过310℃，反应混合物的凝固点决定反应器温度的下限。为了得到颜色好的产品，反应温度应尽量低。

在最后一个反应器的末端，即液体产物排出的地方，用通常的方法就能使产物造粒。

把液体反应混合物转化成分子量较高产物的第二种方法是，固相连续地将反应混合物进行后缩聚。

为使产物合于要求，第二个反应区的产物必须有足够高的聚合度才能变成颗粒。

事实上，线状反应混合物经过冷却并切粒后，这些颗粒在240℃到产物熔点之间进行流动干燥。

这种固相的后缩聚最好在有水蒸汽存在的条件下进行，水蒸汽的分压在0.01到10巴之间。

第三种获得高分子量尼龙4.6的方法，包括由一个管式反应器或两个、几个反应器组成的系统，在310℃，液态反应1到60分钟并同时减压或有惰性气体存在。