Способ получения поликапроамида

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М, Кл. с присоединением заявки ЭЙ -ко делан иэебретеник и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКАПРОАМИДА Изобретение относится к получению поликапроамида с пониженным содержа- Мю нием низкомолекулярных соединении (НМС) в расплаве полимера и может быть использовано в непрерывных и5 периодических процессах синтеза поликапроамида.Известны различные способы получения поликапроамида с пониженным содержанием НМС, удаление которых осуто ществляют различными способами:1. Удаление НИС из расплава полимера под вакуумом 11,2. Удаление ПИС из расплава поликапроамида под вакуумом в сочетаниит 5 с подачей в .аппарат инертного газа или водяного пара 21.Удаление НМС инертным газом или перегретым паром 3 .Указанные способы позволяют получить поликапроамид с остаточным содержанием НМС менее 3Удаляемые из расплава полимера НМС, по любому из приведенных спо" собов, конденсируются в конденсаторах смешения или в поверхностных конденсаторах. При конденсации НИС в поверхностных конденсаторах и в конденсаторах смешения с помощьюрасплава капролактама температура конденсата поддерживается выше температуры застывания капролактама, т.е. выше 341 К, во избежание забивки конденсаторов и остановки по этой причине процесса. При неглубоком вакууме небольшая степень удаления НМС) для конденсации НИС в конденсаторах смешения может быть использован водный раствор капролактама Я , что позволяет снизить температуру в конденсаторе смешения. Однако водный раствор капролактама не может быть использован при глубокой вакуумной отгонке НИС из-за его низкой температуры кипения при, глубоком вакууме.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения3 92965поликапроамида с пониженным содержанием НМС по которому капролактам сдобавками активатора, регулятора молекулярной массы и термостабилизатора полимеризуют в аппарате непрерыв ной полимеризации ро равновесногосодержания НМС в поликапроамиде. Готовый расплав поликапроамида с содержанием НМС около 103 подвергают вакуумированию в аппарате отгонки НМС 1 Опри остаточном давлении 266,6-666,5 Паи температуре 260-280 С, Поликапро-.амид, содержащий после вакуумирования около 3 вес.3 НМС, направляютна формование нити, Отгоняемые па ры НМС направляют снацала в аппарат каталитического расщепления олигомеров капролактама, Затем пары капролактама конденсируют в конденсаторе смещения циркулирующим капролакта- щмом при ЗЙ 5-368 К 53Недостатком известного способа является то, что при 315-368 С пароваяО фаза содержит некоторое количествокапролактама, которое уносится с парами воды, отгоняемой из полимера,в вакуумный насос. При этом происходит не только безвозвратная потерякапролактама, но и загрязняется окружающая среда, например сточные воды. В настоящее время на усЭановках для получения расплава поликапроамида с пониженным содержанием НМС. в сточные воды через пароэжекторные насосы попадает 0,2-13 капролактама от колицества, подаваемого наполимеризацию. Еще большее количество капролактама теряется через вакуумные насосы при подаче в аппарат отгонки НМС инертного газа или пара.Целью изобретения является снижение безвозвратных потерь капролак-, тама и уменьшение загрязнения окружающей среды при получении поликапроамида с пониженным содержанием НИС и,таким образом, улучшение технико-экономицеских характеристик процесса.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получения поликапроамида с пониженным содержа-.50 нием НМС несконденсированные пары НМС после конденсации в основном конденсаторе подвергают дополнительной конденсации с помощью конденсирующей жидкости, которая представляет собойкапролактам с добавками регулятора55 молекулярной массы в количестве 15-10 мас,Ф по отношению к капролактаму. А также тем, что смесь капролактама и регулятора молекулярной массы дополнительно содержит термостабилизатор в количестве 1-30 мас.Ф по отношению к капролактаму и воду в количестве 1-10 мас,3 по отношению к капролактаму.Количество добавок обеспечивает снижение температуры кристаллиза- . ции капролактама до 263-333 К.В качестве добавок могут быть использованы: бензойная кислота как регулятор молекулярной массы, 2,2- (и-фениламинофенокси)-диэтиловый эфир (Н) как термостабилизатор и дистиллированная вода как активатор процесса.Способ осуществляют следующим образом.В аппарате непрерывной полимериза" ции АНП) полимеризуют капролактам с добавками регулятора молекулярной массы, термостабилизатора и ак" тиватора. Из АНП реакционную смесь непрерывно подают в аппарат отгонки мономера, где под вакуумом и при повышенной температуре из расплава полимера отгоняют НМС, Отгоняемые пары НМС через каталитический расщепитель олигомеров или минуя его попадают в основной конденсатор, а несконденсированные пары попадают во вторую ступень конденсации, где конденсируются с помощью конденсирующейжидкости. Конденсирующая жидкость имеет температуру. кипения выше 373 фК при остаточном давлении 266 Па и температуру кристаллизации в пределах 263-333 К, цто позволяет применять ее в конденсаторах смешения при глубоком вакууме и температуре ниже 333 К . и,следовательно, значительоно уменьшить при этом унос НМС,Другой особенностью предлагаемой конденсирующей жидкости является то, что входящие в нее компоненты используются в качестве 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,5 9296П р и м е р 1. В АНП производительностью 11200 кг/сут непрерывно дбэируют реакционную смесь, состоящую из капролактама, бензойной кисло ты и воды. Смесь полимеризуют при 5 533 К до содержания НМС в.поликапроамиде 10 мас.3. Из АНП расплав полимера поступает в аппарат отгонки мономера (РОМ), где при остаточном давлении 666,5 Па и температуре 543 КО иэ расплава отгоняют НМС в количестве 840 кг/сут до содержания их в поликапроамиде 2,84. Отгоняемые НМС через каталитический расщепитель циклоолигомеров капролактама попа .дают в конденсатор смешения основной конденсации, где при 345 К циркулирующим капролактамом конденсируется 790 кг/сут. НМС, Сконденси.рованные НМС направляют либо обрат но в технологический цикл, либо на регенерацию.Иэ основного конденсатора эа счет упругости паров 50,5 кг 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.й .По мере конденсации паров капролактама в циркулирующей конденсирую" щей жидкости концентрация бензойной кислоты уменьшается с 20 мас.3о35 до 19 мас,/. Иэ циркулирующей жидкости отбирают 46,91 кг/сут на приготовление реакционной смеси и возвращают в технологический цикл иэ них 8 91 кг/сут бенэойной кислоты). Кон в центрация бенэойной кислоты в реакционной смеси за счет возвращаемого конденсата составляет 0,08 мас,Ф,После отбора части циркулирующей жидкости концентрацию бензойной кислоты в ней доводят до 20 мас.4.Потери капролактама в воде пароэжекторного насоса составляют 12 кг/сут вместо 50, 5 кг/сут.П р. и м е р 2. В АНП такой же56 производительности, как в примере 1, получают поликапроамид, Из АНП расплав поликапроамида с содержанием НМС 10 вес А поступает в АОМ, где при 543 К, остаточном давлении 4,666 "10 мПа и подаче перегретого пара в количестве 770 кг/сут из расплава отгоняют 996 кг/сут НМС, После расщепителя в основном конденсаторе 55 6при 353 К конденсируется 777,6 кг/суткапролактама, 218,4 кг/сут несконденсированных паров капролактама поступает на дополнительное конденсирование, где при 308 фК раствором бензойной кислоты в капролактаме 1,концентрация 20 мас./) конденсируется214,8 кг/сут капролактама.Конденсирующая жидкость содержит5 мас.Ф, воды. Концентрация бензойнойкислоты в циркулирующей конденсирующей жидкости уменьшается с 20 до15 мас.4.Из циркулирующей жидкости отбирают 268,5 кг/сут на приготовление реакционной смеси.За счет возвращения в технологический цикл конденсата концентрация бензойной кислоты в реакционной смесисоставляет 0,35 мас.Ф.Потери капролактама в воды пароэжекторного насосасоставляют3,6 кг/сут вместо 218,4 кг/сут,П р и м е р 3. Полимеризациюкапролактама и отгонку НМС проводяткак в примере 1.На дополнительную конденсациюпоступает 50 кг/сут капролактама 47,2 кг/сут капролактама конденсирутют 40 мас. Ф-ным раствором бензойной кис",лоты в капролактаме,который дополнително содержит 3,2 мас.Ф воды, Концентрация бензойной кислоты в циркулирующей жидкости по мере конденсациипаров капролактама уменьшается с40 до 38,8 мас.Ф. Из циркулирующейжидкости 81,4 кг/сут направляют наприготовление реакционной смеси, приэтом количество бензойной кислотысоставляет 31,6 кг/сут, а воды2,6 кг/сут.Койцентрация бензойной кислоты вреакционной смеси составляет 0,283.. После отбора части конденсирующейжидкости добавляют 31,6 кг/сутбензойнои кислоты.Безвозвратные потери капролактама составляют 2, 8 кг/сут вместо50 кг/сут,П р и м е р 4. Получение поликапроамида и отгонку НМС осуществляют как в примере 1.На дополнительную конденсациюпоступает. 50 кг/сут капролакта-иа. При 293 К конденсируется46,5 кг/сут НМС. Конденслрующаяжидкость представляет собой капролактам с добавкамя 30 мас.3 бенэойной кислоты, 30 мас. 2,2 (и-фенил929655 Формула изобретения 1ВНИИПИ Заказ 3409/32 Тираж 512 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 аминофенокси) -диэтилового эфираи 3 мас.3 воды,При конденсации концентрация бензойной кислоты и термостабилизатора уменьшается до 29,6 мас. о. Изконденсирующей жидкости 123 кг/сутнаправляют на приготовление реакционной смеси. За счет возврата концентрации бензойной кислоты и термостабилизатора в реакционной смеси осоставляют 0,32 мас.Ф,Потери капролактама и воды пароэжекторного насоса составляют3,5 кг/сут вместо 50 кг/сут.П р и м е р 5 В АНП такой же 15производительности, как и в примере 1, получают поликапроамид. Из АНПрасплав поликапроамида с содержанием НМС 10 вес.Ж поступает в АОМ,где при 543 К и остаточном давлении10 Па и подаче перегретого парав количестве 410 кг/сутки из расплава отгоняют 890 кг/сут НМС. Послерасщепителя в основном конденсаторе при 353 К конденсируется 815 кг/сут. 25капролактама. 75 кг/сут капролактама поступает на дополнительное конденсирование, где при 293 К раствором, состоящим из 58 мас. капролактама, 30 мас,3 бензойной кислоты, 2 мас,3 термостабилизатова и10 мас.3 воды, конденсируется67,2 кг/сут капролактама,.Таким образом, потери капролактама в воды пароэжекторного насосасоставляют 7,8 кг/сут вместо 75кг/сут.Концентрация бензойной кислотыв конденсирующей жидкости уменьшается с 30 до 26,2 мас.Ф а концентрация термостабилизатора уменьшается с 2 до 1,77 мас.3,Из конденсирующей жидкости отбирают на приготовление реакционнойсмесь 99 5 кг/сут в том числе бензойФ )45ной кислоты 26,0 кг/сут и термостабилизатора 1,76 кг/сут.Концентрация бензойной кислотыв реакционной смеси составляет0,233,а термостабилизатора - 0,0156 о.Использование изобретения позволит сократить удельные нормы расхода сырья капролактама в производстве поликапроамида на 0,2-24, исключить затраты на биочистку сточныхвод от НМС, уменьшить загрязнениеокружающей среды,1. Способ получения поликапроамида гидролитической полимеризацией капролактама с последующими вакуумной демономеризацией поликапроамида и конденсацией паров низкомолекулярных соединений, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью снижения потерь капролактама и уменьшения загрязнения окружающей среды, после основной конденсации паров низкомолекулярных соединений проводят дополнительную конденсациюпаров при 292-232 К с помощью жидкой смеси капролактама с добавкой регулятора молекулярной массы в количестве 15-40 мас.3 по отношению к капролактаму.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что смесь капролак" тама и регулятора молекулярной массы дополнительно содержит термостаби. лизатор в количестве 1-30 мас.7. по отношению к капролактаму,3. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, смесь капролактама и регулятора молекулярной массы дополнительно содержит воду в количестве 1-10 мас./ по отношению к капролактаму. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство цССРЮ 162001, кл. С 08 ф 20/12, опублик.1967.2. Выложенная заявка ФРГ Ь"2508077,кл. С 08 С 69/16, 6 публик, 1976.3. Патент ГДР М 8797,кл.39 с 15,опублик. 1954.4. Патент Японии 174-26956,кл.26Е 112.5. Авторское свидетельство СССРйф 288223, кл. В 01 Д 1/00, 1965