Спосіб одержання поліамідів шляхом реакційної дистиляції
Номер патенту: 57134
Опубліковано: 16.06.2003
Автори: Тіле Хайно, Лееманн Мартін, Еспіг Штефан, Хільдебрандт Фолькер
Формула / Реферат
1. Безупинний спосіб реакційної дистиляції для одержання поліамідів, їх олігомерів або їх сумішей, за певних умов, з іншими продуктами перетворення шляхом взаємодії амінонітрилів і, за певних умов, інших поліамідутворюючих мономерів і/або олігомерів з водою в умовах протитоку в пристрої для реакційної дистиляції з декількома теоретичними або реальними розділовими ступенями, при якому в пристрої, де відбувається реакційна дистиляція, продукт перетворення виводять з нижньої частини, а аміак, який утворюється, та інші низькомолекулярні сполуки і воду, котрі також утворюються за певних умов, виводять через верхню частину.
2. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що перетворення здійснюють в умовах власного тиску.
3. Спосіб згідно з п. 1 або 2, який відрізняється тим, що перетворення здійснюють у тарілчастій колоні, барботажній колоні або роздільній колоні.
4. Спосіб згідно з одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що поліамідостворюючий мономер амінонітрил і воду використовують у молярному співвідношенні, у перерахуванні на загальний процес, у діапазоні від 1:1 до 1:20.
5. Спосіб згідно з одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що як поліамідостворюючі мономери використовують суміші з
від 1 до 99 мас. % амінонітрилу,
від 1 до 99 мас. % лактамів і
від 0 до 49 мас. % діамінів і/або дикарбонових кислот або їх солей.
6. Спосіб згідно з одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що реакційну дистиляцію проводять у присутності каталізаторів на основі кислот Бренстеда.
7. Спосіб згідно з п. 6, який відрізняється тим, що каталізатори на основі кислот Бренстеда є гетерогенними каталізаторами.
8. Спосіб згідно з одним з пп. 1-7, який відрізняється тим, що воду використовують у вигляді водяної пари.
9. Спосіб згідно з одним з пп. 1-8, який відрізняється тим, що при реакційній дистиляції здійснюють додатковий відгін з інертним газом.
Текст
1 Безупинний спосіб реакційної дистиляції для одержання поліамідів, їх олігомерів або їх сумішей, за певних умов, з іншими продуктами перетворення шляхом взаємодії амінонітрилів і, за певних умов, інших поліамідутворюючих мономерів і/або олігомерів з водою в умовах протитоку в пристрої для реакційної дистиляції з декількома теоретичними або реальними розділовими ступенями, при якому в пристрої, де відбувається реакційна дистиляція, продукт перетворення виводять з нижньої частини, а аміак, який утворюється, та ІНШІ низькомолекулярні сполуки і воду, котрі також утворюються за певних умов, виводять через верхню частину 3 Спосіб згідно з п 1 або 2, який відрізняється тим, що перетворення здійснюють у тарілчастій колоні, барботажній колоні або роздільній колоні 4 Спосіб згідно з одним з пп 1-3, який відрізняється тим, що поліамідостворюючий мономер амінонітрил і воду використовують у молярному співвідношенні, у перерахуванні на загальний процес, у діапазоні від 1 1 до 1 20 5 Спосіб згідно з одним з пп 1-3, який відрізняється тим, що як поліамідостворюючі мономери використовують суміші з від 1 до 99 мас % амінонітрилу, від 1 до 99 мас % лактамів і від 0 до 49 мас % діамінів і/або дикарбонових кислот або їх солей 6 Спосіб згідно з одним з пп 1-5, який відрізняється тим, що реакційну дистиляцію проводять у присутності каталізаторів на основі кислот Бренстеда 7 Спосіб згідно з п 6, який відрізняється тим, що каталізатори на основі кислот Бренстеда є гетерогенними каталізаторами 8 Спосіб згідно з одним з пп 1-7, який відрізняється тим, що воду використовують у вигляді водяної пари 9 Спосіб згідно з одним з пп 1-8, який відрізняється тим, що при реакційній дистиляції здійснюють додатковий ВІДГІН з інертним газом 2 Спосіб згідно з п 1, який відрізняється тим, що перетворення здійснюють в умовах власного тиску Винахід стосується безупинного способу одержання поліамідів, їх олігомерів або їх сумішей можливо з іншими продуктами перетворення шляхом взаємодії амінонприлів і можливо інших поліамідостворюючих мономерів і/або олігомерів з водою Отримані шляхом прямої гідролітичної полімеризації амінонітрилів поліаміди часто містять компоненти не цілком пдролізованих проміжних продуктів Ці проміжні продукти зменшують молекулярну вагу і за відомих обставин впливають на якість поліамідів Однією з причин їхньої появи є неповне відділення аміаку, який утворюється в результаті реакції, від розплаву полімерів О C O Ю При проведенні безупинної або періодичної реакції положення можна поліпшити шляхом надстехюметричної подачі едукту - води з тим, щоб змістити рівновагу реакції вбік бажаного продукту, і/або збільшити період реакції, що, однак, енергетичне несприятливо і може збільшити частку небажаних побічних продуктів або продуктів розпаду Як наступну міру можна провести реакцію в кілька стадій, що спричиняє певні технологічні витрати У якості звичайного технічного рішення можна назвати однофазний спосіб гідролізу і попередню полімеризацію Однак цей спосіб вимагає використання високих робочих тисків і ВІДПОВІДНИХ апаратів, які працюють під тиском, для того, щоб утри 57134 мати в розчині легколетучі компоненти - особливо аміак При однофазовому способі потрібно кілька окремих теплообмінних апаратів і апаратів для приготування сумішей Задачею даного способу є звуження часу витримки при перетворенні, щоб уникнути різного часу реакції, що негативно відбивається на якості продукту Виходячи з вищесказаного, задачею даного винаходу є розробка більш дешевого способу одержання поліамідів з використанням меншої КІЛЬКОСТІ матеріалу при невеликих енергозатратах і меншій КІЛЬКОСТІ апаратів на основі раціонального ведення процесу, залучення в перетворення проміжних продуктів при поліпшеному відділенні легкокиплячих компонентів У розглянутому винаході задача вирішується способом одержання поліамідів, їх олігомерів або їх сумішей можливо з іншими продуктами перетворення, шляхом взаємодії амінонітрилів і можливо інших поліамідостворюючих мономерів і/або олігомерів з водою з використанням реакційної дистиляції, при якій у колоні, де відбувається перетворення, продукт реакції виводиться з нижньої частини колони, а аміак, котрий утворюється, та ІНШІ низькомолекулярні сполуки і вода, які також можливо утворюються, виводяться через верхню частину колони Спосіб проводять переважно безупинно Сам по собі процес реакційної дистиляції відомий давно Для високов'язких систем, особливо в області хімії полімерів, він навпроти описаний мало Наприклад, патент США US 3900450 описує процес реакційної дистиляції для одержання поліаміду 6,6 Поставлена задача вирішується шляхом комбінації реакційного процесу і процесу термічного поділу в одному апараті (= реакційна дистиляція), при цьому здійснюють двофазовий спосіб гідролізу і полімеризації Представлена схема способу далі іменується як реакційна дистиляція Що стосується апаратів, то мова йде про колони із вмонтованими елементами або без них або барботажні колони з насадками При здійсненні способу амінонітрил і воду подають, наприклад, у верхню половину колони Продукти, які утворюються в процесі реакції легкокиплячі, (аміак і вода) можуть накопичуватися у верхній частині колони і виводитися, у той час як цільовий продукт, котрий складається з олігомерів і поліаміду, який єтяжкокиплячим, накопичується в нижній частині колони Шляхом описаного спільного ведення процесу з безупинним відділенням продукту досягається ідеальний теплообмін і обмін речовин з високим ступенем перетворення, що до того ж характеризується швидким нагріванням едуктів і рівномірним змішуванням Перетворення може проводитися в умовах власного тиску Для розглянутої реакційної системи протиточний рух преполімеру і продукту реакції аміаку в сполученні з безупинним відділенням аміаку у виді головного продукту колони або барботажної колони забезпечує дуже низький вміст аміаку в частинах апарату, які містять амінонітрил, котрий весь перетворюється в цільовий продукт Було виявлено, що при використанні розглянутого способу в результаті перетворення одержують більшу КІЛЬКІСТЬ цільового продукту в порівнянні зі способом без використання безупинного відділення аміаку у вигляді головного продукту, завдяки чому скорочується період реакції і знижується утворення непотрібних побічних продуктів реакції Для проведення перетворення можуть бути використані будь-які каталізатори, котрі прискорюють гідроліз і/або конденсацію Перевага віддається таким каталізаторам, які можуть вноситися у твердій формі і тому легко відокремлюватися від цільового продукту, або які у вигляді покриття знаходяться на елементах колони Предметом винаходу є, переважно, безупинний спосіб гідролітичного перетворення амінонітрилів у поліамід і/або його попередній продукт і, при визначених обставинах, інших поліамілостворюючих моно- та олігомерів у поліамід У якості установки для реакційної перегонки можна використовувати всі придатні для цього пристрої, котрі дозволяють здійснювати перетворення і виводити аміак і, за певних умов, воду, які створюються, в газоподібній формі Переважно установка для реакційної перегонки має кілька теоретичних розділювальних ступіней Як переважну форму виконання установок у даному винаході розглядають тарілчасті колони, барботажні колони або розділювальні колони При використанні тарілчастих колон амінонітрил подають переважно на середню тарілку у верхній частині колони Амінонітрил стікає під дією сили ваги вниз по апарату і при цьому безупинно вступає в реакцію з водою Аміак, котрий утворюється, піднімається внаслідок своєї летючості безупинно вгору, де відбувається його ректифікація Едукт або суміш едуктів подають в апарат переважно в рідкій формі, або одну частину подають у рідкому вигляді, а іншу частину, наприклад водяну пару, подають у газоподібній формі Перевага другого варіанта полягає в тому, що пара може служити як додатковий енергоносій Водяной пар часто використовують як дешевий енергоносій Апарат переважно влаштований таким чином, щоб на реальній або теоретичній тарілці всередині колони в залежності від часу перебування встановлювалася термічна рівновага на великому просторі Якщо у якості апарату використовують розділювальну колону або працюючий за цим принципом інший апарат, то небажані або бажані компоненти можуть виводитися як компоненти, котрі киплять при середній температурі і, за бажанням, можуть повторно вводитися в апарат в іншому МІСЦІ При такому способі можна уникнути втрат компонентів Через головний конденсатор едукти можна за бажанням попередньо нагрівати Описана вище принципова схема розглянутого способу зображена на Фіг 1 Фіг 1 Схема реакційної дистиляції амінонітрилів у поліамід з використанням тарілчастої колони При цьому А - означає амінонітрил, D - пара, N аміак, Р - поліамідпреполімер Було виявлено також, що, якщо в'язкість полі 57134 чергу, з 4-8 атомами вуглецю, наприклад, гексаметилендіамш, тетраметилендіамін або октаметилендіамін, далі м-ксилилендіамін, біс-(4амшофеніл)метан, біс-(4-амшофеніл)-пропан-2,2 або біс-(амшоциклогексил)метан, а також суміші дикарбонових кислот і діамінів щоразу у різних комбінаціях стосовно один до одного, переважно використовувати їх в еквівалентному співвідношенні Далі можливо використовувати солі названих дикарбонових кислот і діамінів, як наприклад гексаметилендіамонійадипат, гексаметилендіамонійтерефталат, або тетраметилендіамонійадипат, гексаметилендіамонійтерефталат, особливо, сіль з адипінової кислоти і гексаметилендіаміну, гексаметилендіамонійадипат, (так звана АН-сіль) як Було також встановлено, що розміщення в компонент суміші з амінонітрилами і/або лактамаапараті гранульованого каталізатору приводить до ми зрівноважування газо - рідинного потоку в колоні аміду в нижній частині колони складає більш 150mPas, то переважно використовувати барботажні колони як альтернативу до тарілчастих колон, оскільки при цьому може відбуватися спікання на стаціонарних частинах колони Подача едуктів у барботажних колонах повинна проводитися приблизно в тих же місцях, що й у випадку використання реакційно-дистиляційної колони, тобто, едукти подають у верхню частину барботажної колони 3 метою зниження КІЛЬКОСТІ поворотної суміші всередині колони можна за бажанням вмонтувати в колону спеціальні ВІДОМІ фахівцям пристрої, призначені для зменшення повернення суміші Можна додатково забезпечити зниження вмісту аміаку в розплаві шляхом відгону його з інертним газом (таким як азот) Для цього газ підводять до однієї або декількох тарілок, а в барботажних колонах - в одному або декількох місцях через призначені для цього пристрої У якості амінонітрила можуть у принципі використовуватися всі амінонітрили, тобто, сполуки, які містять як не менше однієї аміно- , так і не менше однієї нітрильної групи Серед амінонітрилів перевага віддається со-амінонітрилам, причому, у першу чергу, со-аміноалкілнітрилзм з 1-12 атомами вуглецю, далі перевага віддається 4-9 атомам вуглецю в алкіленовому залишку, або аміноалкіларилнітрилу з 8-13 атомами вуглецю, причому перевага віддається тим сполукам, котрі між ароматичною одиницею й аміно- і нітрильною групою містять алкільний зв'язок з не менше, ніж одним атомом вуглецю Серед аміноалкіларилнітрилів найбільш переважні ті, котрі містять аміно- і нітрильну групи в положенні 1,4 одна до одної У якості со-аміноалкілнітрила перевага при використанні віддається ЛІНІЙНИМ ооаміноалкілнітрилам, причому алкіленовий залишок (-СН2-) переважно містить від 4 до 12 атомів вуглецю, або від 4 до 9 атомів вуглецю, наприклад, 6амшо-1-ціанопентан (6-амшокапронітрил), 7-аміно1 -ціаногексан, 8-амшо-1 -ціанопептан, 9-амшо-1 ціанооктан, 10-амшо-1-ціанононан, особливо, переважний 6-амшокапронітрил 6-амшокапронітрил одержують звичайно шляхом гідрування ад и под и нітрил а відомим способом, наприклад описаним у німецьких заявках на патент DE-A 836, 938, DE-A 848, 654 або в патенті США US 5,151,543 Саме собою зрозуміло, що можуть бути використані суміші з декількох амінонприлів або суміші з амінонітрила з іншими сомономерами, наприклад капролактам або суміш, докладний опис якої дається нижче У якості інших поліамідостворюючих мономерів можна, наприклад, використовувати дикарбонові кислоти, а саме алкандикарбонові кислоти з 6-12 атомами вуглецю, особливо, які містять від 610 атомів вуглецю, наприклад, адипінову кислоту, пімелінову кислоту, коркову кислоту, азелашову кислоту або себацинову кислоту, а також терефталеву кислоту та ізофталеву кислоту, діаміни як алкілендіаміни з 4-12 атомами вуглецю, у першу У якості дикарбонових кислот можна використовувати аліфатичні а, со-дикарбонові кислоти з 410 атомами вуглецю, наприклад бурштинова кислота, глутарова, адипінова кислота, пімелінова кислота, коркова кислота, азелашова кислота, себацинова кислота, переважні адипінова і себацинова кислоти, особливо адипінова кислота, а також ароматичні дикарбонові кислоти з 8-12 атомами вуглецю, як терефталева кислота, а також циклоалкандикарбонові кислоти з 5-8 атомами вуглецю як циклогександикарбонові кислоти У якості а, со-діаміну з 4-10 атомами вуглецю можна використовувати тетраметилендіамін, пентаметилендіамш, гексаметилендіамш, гептаметилендіамш, октаметилендіамш, нонаметилендіамін і декаметилендіамш, переважно гексаметилендіамш У якості а, со-динітрилу з 2-12 атомами вуглецю використовують переважно аліфатичні динітрили, як 1,4-диціанбутан (адиподинітрил), 1,5диціанпентан, 1,6-диціангексан, 1,7-диціангептан, 1,8-диціаноктан, 1,9-диціаннонан, 1,10диціандекан, особливо, переважний адиподинітрил За бажанням можна застосовувати також діаміни, динітрили й амінонітрили, котрі є похідними розгалужених алкілен- або арилен- або алкілариленів У якості а, со-амінокислоти з 5-12 атомами вуглецю можна використовувати 5-амшопентанову кислоту, 6-амшогексанову кислоту, 7аміногептанову кислоту, 8-амшооктанову кислоту, 9-амшононанову кислоту, 10-амшодеканову кислоту, 11 -аміноундеканову кислоту і 12амінододеканову кислоту, переважно 6аміногексанову кислоту Можуть бути використані будь-які суміші названих сполук, діаміни і дикислоти Як ВИХІДНІ речовини в розглянутому способі придатні далі суміші із сполуками амінокарбонової кислоти загальної формули 1 H2N-fCH2)m-C(O)R1 1), у якій R означає гідрокси, алкокси з 1-12 атомами вуглецю або - NR2R3, де R2 і R3 незалежно один від одного означають водень, алкіл з 1-12 атомами вуглецю і циклоалкіл з 5-8 атомами вуглецю і m - дорівнює З, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 або 12 Найбільш переважні ті сполуки амінокарбоно 1 вих кислот, у яких R означають гідрокси, алкокси з 1-4 атомами вуглецю, такі як метилокси, етилокси, н-пропілокси, ізопропілокси, н-бутилокси, втор, 2 бутилокси і - NR R , такий як -NH2, -NHMe, -NHEt, -NMe21 NEt2, a m дорівнює 5 Особливо переважні 6-амшокапронова кислота, метиловий ефір 6-амшокапроновоі кислоти, етиловий ефір 6-амшокапроновоі кислоти, метиламід 6-амшокапроновоі кислоти, диметиламід 6амінокапронової кислоти, етиламід 6амінокапронової кислоти, етиламід 6амінокапронової кислоти, і амід 6-амінокапроновоі кислоти ВИХІДНІ сполуки є в торгівлі або їх можна одержати, наприклад, ВІДПОВІДНО ДО європейської заявки на патент ЕР-А-0 234 295 і Ind Eng Chem Process Des Dev 17(1978)9-16 У якості поліамідостворюючих мономерів переважно використовують амінонітрили разом з водою, найбільш переважно в молярному співвідношенні в діапазоні від 1 1 до 20 у перерахуванні на весь процес Найбільш переважний у даному випадку амінокапронітрил, при співвідношенні АС вода на весь процес від 1 1 до 6 Крім цього, у якості поліамідостворюючих мономерів можна використовувати суміші, котрі містять від 1 до 99, переважно від 20 до 99, особливо, від 50 до 99% ваг амінонітрилів, від 1 до 99, переважно від 1 до 80, найбільш переважно від 1 до 50 % ваг лактамів і від 0 до 49 % ваг діамінів і/або дикарбонових кислот або їхніх солей Можуть бути використані також суміші з поліамідостворюючих мономерів і олігомерів Переважно в якості поліамідостворюючих мономерів використовують, поряд з амінокапронітрилами, за бажанням, капролактам і/або гексаметилендіамонійадипат ("АН-сіль") Перетворення може відбуватися в присутності у якості каталізаторів кислот Бренстеда При цьому використовують переважно гетерогенні каталізатори на основі кислот Бренстеда Що стосується каталізаторів, то мова може йти, поряд із широко описаними в літературі кислотними каталізаторами, такими як фосфорна кислота, у першу чергу, про гетерогенні каталізатори Переважно використовують каталізатори на основі кислот Бренстеда, обрані з бета-цеоліту, шаруватого силікату або нерухомого каталізатора, котрий складається, в основному, з дюксиду титану з від 70 до 100% анатазу і від 0 до 30% рутилу, у якому до 40% дюксиду титану може бути заміщено оксидом вольфраму Приміром, можуть знайти застосування ТЮг модифікації, пропоновані Finni (тип S150) Гетерогенні каталізатори можна використовувати, наприклад, у вигляді суспензії, або насадки, за певних умов, у вигляді багатошарової каталізаторної упаковки, або розсипом, або у вигляді вставлених всередину апарата елементів Каталізатори можна використовувати у вигляді покриття внутрішніх стін або у вигляді насипу в апараті, котрий забезпечує найбільш просте відділення їх від реакційної суміші Концентрація води на максимальну КІЛЬКІСТЬ теоретичних або реальних тарілок, котрі знаходяться нижче місця підведення амінонітрилів, до 57134 8 сягає дуже високої величини (молекулярне співвідношення легкокиплячих речовин вода складає порядок від 1 4 до 1 9), так, що навіть якщо компоненти подають в апарат у стехіометричній КІЛЬКОСТІ, сама вода в апараті може бути присутньою у надстехюметричній КІЛЬКОСТІ, ЩО може змістити рівновагу реакції вбік продукту і збільшити швидкість встановлення рівноваги Температура перетворення в реакційній частині колони, тобто, нижче місця подачі едукту, у залежності від концентрації води, періоду перебування, використання каталізаторів, а також від складу застосовуваних речовин або концентрації повинна складати від 180°С до 300°С, переважно від 200° до 280°С і переважніше від 220°С до 270°С Приймаючи до уваги, що вздовж колонного апарату утворюється температурний градієнт, температура в головній частині колони й у нижній частині колони може відрізнятися від вказаних величин Двостадійний спосіб дозволяє знизити необхідний для реакції тиск, тому що газоподібні компоненти не повинні утримуватися в рідкій фазі, як це має місце при одностадійному способі У залежності від температури переважно встановлюється тільки власний тиск системи Він складає від 10 до 60 бар При цьому скорочується КІЛЬКІСТЬ апаратів за рахунок сполучення технологічних операцій, таких як теплообмін і обмін речовин, у тому самому апараті При великій КІЛЬКОСТІ теоретичних тарілок профіль потоку рідкої фази в апараті наближається до ідеального потоку маси у вигляді маленьких кульок, що приводить до дуже рівномірного часу перебування в апараті Виведення небажаних або бажаних попередніх і побічних продуктів, точка кипіння яких лежить між точкою кипіння аміаку і преполімеру поліаміду, здійснюється через розділювальну колону В залежності від періоду перебування в апаратурі, температури процесу, співвідношення тиску й інших технологічних параметрів отриманий цільовий продукт має різну у великих межах молекулярну вагу, а також має різні властивості За бажанням по закінченні реакційної дистиляції можна проводити подальшу переробку продукту для одержання продукту з бажаними властивостями Отриманий поліамід можна переробляти відомими методами, докладно описаними, наприклад, у німецькій заявці на патент DE А 43 21 683 (див с З, рядок 54 по с 4, рядок 3) У переважній формі виконання вміст циклічного димера в отриманому із застосуванням розглянутого винаходу поліаміді-6 можна зменшити шляхом екстрагування поліаміду спочатку водним розчином капролактаму, а потім водою і/або шляхом екстрагування газової фази (наприклад, як це описано в європейській заявці на патент ЕР-А-0 284 968) Низькомолекулярні компоненти, котрі утворюються при додатковій обробці, як капролактам і його ЛІНІЙНІ, а також ЦИКЛІЧНІ олігомери, можна повертати назад на першу і/або другу і/або третю стадію Спосіб за винаходом відрізняється безупинним веденням реакції, меншими затратами енергії, меншою КІЛЬКІСТЮ використовуваних речовин і від 57134 носно незначними затратами, котрі відносяться до устаткування Шляхом безупинного відділення продукту підвищується ступінь перетворення, а також збільшується швидкість перетворення й одержання корисного цільового продукту в порівнянні з періодичним способом при одночасному зменшенні утворення побічних продуктів Розглянутий спосіб у порівнянні з відомими способами є більш економічним і забезпечує більш високу якість продукту Нижченаведені приклади більш детально ілюструють винахід Приклади У якості прикладів приведені способи проведення процесу в реакторі під тиском з описом ходу реакції Додатково приводяться приклади, які демонструють застосування ВІДПОВІДНИХ КОЛОН Реакційні приклади Приклад R1 (безупинний ВІДВІД газу) У 2-літровому реакторі, котрий працює під тиском, з нагрівальною оболонкою і якірною мішалкою перемішують 1400г реакційної суміші з амінокапронітрила і води, взятої в молярному співвідношенні 1 4 при температурі 250°С Власний тиск, котрий встановлюється, складав 43 бар Протягом реакції, котра триває близько 3 годин, воду разом з потоком маси порядку ЮОг/годину подають у реактор Через вентиль надлишкового потоку з газової фази постійно відводять водноаміачну суміш Приклад R2 (безупинний ВІДВІД газу) У 2-літровому реакторі, котрий працює під тиском, з нагрівальною оболонкою і якірною мішал 10 кою перемішують 1400г реакційної суміші з амінокапронітрила і води, взятої в молярному співвідношенні 1 0,8 при температурі 250°С Власний тиск, який встановлюється, складає 27 бар Протягом реакції, котра триває близько 3 годин, воду разом з потоком маси порядку ЮОг/годину подають у реактор Через вентиль надлишкового потоку з газової фази постійно відводять водноаміачну суміш Порівняльний приклад V1 (періодичний) У реакторі, котрий працює під тиском, з нагрівальною оболонкою і якірною мішалкою перемішують 1400г реакційної суміші з амінокапронітрила і води, взятої в молярному співвідношенні 1 4 при температурі 250°С в закритому реакторі Власний тиск, який встановлюється, складає 48 бар Тривалість експерименту складала 2 години Порівняльний приклад V2 (періодичний) У реакторі, котрий працює під тиском, з нагрівальною оболонкою і якірною мішалкою перемішують 1400г реакційної суміші з амінокапронітрила і води, взятої в молярному співвідношенні 1 1 при температурі 250°С в закритому реакторі Власний тиск, котрий встановлюється, складає 33 бар Тривалість експерименту складала 200 хвилин Приклади показують, що вже при одностадійному або одноступінчатому відділенні продуктів реакції з низькою температурою кипіння з водою внаслідок безупинного противотоку значно підвищується ступінь перетворення і збільшується частка більш високих олігомерів Подібний ефект розуміється ще більше при реакційній дистиляції з багатьма ступінями ректифікації Таблиця 1 Результати перетворення амшонітрилів ACN ДигекДи Тривалість t Н2О Температура, Ди Три АСПриклад ACN са ASC АСмол (хв) ASC ASC SA °С(Т) ACN SA Відп R1 180 1 4 250 0,8 1,0 1,1 0,5 0,6 0,1 R2 180 1 0,8 250 35,3 25,2 0,9 09 0,9 0,4 0,3 VI 120 1 4 250 2,2 9,3 08 0,8 0,8 2,1 2,0 V2 200 11 250 30,9 25,5 0,1 0,1 0,1 09 0,6 Показником процесу є вміст наступних речовин в отриманій суміші у відсотках мас ACN асмінокапронітрил ACSA амід амінокапронової кислоти ACS амінокапронова кислота CL капролактам Ohgo's олігомери зі ступенем полімеризації більше З tn тримери di димери di-hexa димери до гексамеро Приклади безупинного здійснення процесу в колонному апараті Приклад для колони 1 Тарілчаста колона перегінного апарату з ЗО ковпачковими тарілками працювала при тиску ЗО бар На тарілку 29, другу зверху, подавали 10,1 кг/годину амінокапронітрилу при температурі 250°С На тарілку 2 подавали 2,5 кг/годину перегріту водяну пару з температурою 300°С Гідродинамічна тривалість перебування реакційної суміші Три АСSA CL Ди CL Вищі ПереТри оліго- творення CL мери ACN 0,5 17,0 1,0 0,2 0,1 8,4 0,1 1,8 16,0 0,6 0,1 0,2 9,1 >0,1 >0,1 41,2 28,7 27,5 0 >99% 60,1% 96,7% 36% в колоні складала 2,3 години Як головний продукт одержували аміак з масовою часткою води 0,1% ваг при температурі 70°С Як продукт, котрий виводиться з нижньої частини колони, одержували РА 6-преполімер з часткою води 8,5% ваг Частка води на тарілках нижче місця підведення продукту складала до 50 ваг % або в перерахуванні порядку 80 моль % Приклад для колони 2 Тарілчаста колона перегінного апарата з ЗО ковпачковими тарілками працювала при тиску ЗО бар На тарілку 29, другу зверху, подавали суміш з 8,4кг/годину амінокапронітрилу і 1,5кг/годину води при температурі 250°С На тарілку 2 подавали 2кг/годину перегріту водяну пару з температурою 300°С Гідродинамічна тривалість перебування реакційної суміші в колоні складала 2,8 години Як головний продукт одержували аміак з масовою часткою води 2% ваг при температурі 70°С Як продукт, який виводиться з нижньої частини колони, одержували РА 6-преполімер з часткою води 57134 12 11 8,7% ваг внена сипучим матеріалом, у якості ректифікаційної частини В основі барботажної колони знахоВ основі колони знаходився циркуляційний видився циркуляційний випарний апарат із парний апарат із примусовою подачею примусовою подачею Гідродинамічна тривалість Приклад для колони З перебування в барботажній колоні, заповненій У барботажну колону, заповнену гранулами сипучим матеріалом, складала 2,3 годин У колоні каталізатора циліндричної форми діаметром Змм і встановлювався тиск порядку 32 бар Як продукт довжиною 5мм, і розділену ситчастими тарілками нижньої частини колони одержували поліамідпрена 6 ділянок, подавали знизу верхньої ситчатої полімер з часткою води 11 ваг % Головний протарілки суміш з 5кг/годину амінокапронітрилу і дукт являв собою аміак з 2 ваг % води 2кг/годину води Зверху місця подачі продукту, над колоною містилася труба такого ж діаметра, запо D ФИГ Комп'ютерна верстка В Рябиця Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа,8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA method for producing polyamides by the reactive distillation
Назва патенту російськоюСпособ получения полиамидов путем реакционной дистилляции
МПК / Мітки
МПК: C08G 69/00, C08G 69/04
Мітки: одержання, реакційної, спосіб, поліамідів, шляхом, дистиляції
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-57134-sposib-oderzhannya-poliamidiv-shlyakhom-reakcijjno-distilyaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання поліамідів шляхом реакційної дистиляції</a>
Попередній патент: Установка для хлорування води
Наступний патент: Спосіб вимірювання основних параметрів послідовних резонансних контурів
Випадковий патент: Вимірювальний підсилювач