一种万吨级芳氧基聚合物的制备装置的制造方法_2

文档序号:10166883阅读:来源:国知局
054] 挥发份< 1. 5%、优选的< 1% ;
[0055] 聚合有机溶剂残留浓度< 300ppm、优选的< 200ppm ;
[0056] 其它有机杂质总和< 500ppm、优选的< 250ppm,所述其它有机杂质包括2, 4, 6-三 甲酚、二氢苯并呋喃、2, 6-二甲基环己酮和7-甲基-2, 3-二氢苯并呋喃;
[0057] 散装粉末密度> 0· 25kg/L、优选的> 0· 30kg/L ;
[0058] 细粉含量< 35%、优选的< 10%,所述细粉的粒径< 38目;
[0059] 粗粉含量< 70%、优选的< 50%,所述粗粉的粒径> 710目;
[0060] 粉体流动指数> 50,优选的> 60,粉体流动指数为气腾后与初始堆积粉末的体积 比。
[0061] (21)根据(1)-(20)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,更优选的,所 述芳氧基聚合物满足下列任一或任何二个及以上标准的组合如下:
[0062] 特性粘度值与产品目标最大偏差< I. 5ml/g,
[0063] 经热处理后特性粘度值增加< 12. 5ml/g,所述热处理温度为285°C,时间为4分 钟;
[0064] 有机胺残留浓度< 1. 18% ;
[0065] 铜离子浓度< 5ppm ;
[0066] 挥发份 <0.29 %;
[0067] 甲苯浓度 < 1200ppm ;
[0068] 其它有机杂质总和< 284ppm,所述其它有机杂质包括2, 4, 6-三甲酚、二氢苯并呋 喃、2, 6-二甲基环己酮和7-甲基-2, 3-二氢苯并呋喃;
[0069] 散装粉末密度> 0· 36kg/L ;
[0070] 细粉含量< 7 %,所述细粉的粒径< 38目;
[0071] 粗粉含量< 52%,所述粗粉的粒径> 710目;
[0072] 粉体流动指数> 70,粉体流动指数为气腾后与初始堆积粉末的体积比。
[0073] (22)根据(1)-(21)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,还包括溶剂 和沉淀剂提纯回用系统,所述提纯回用系统包括通过萃取将有机溶剂和沉淀剂分离,通过 有机溶剂提纯系统回用有机溶剂,通过沉淀剂提纯系统回用沉淀剂。
[0074] (23) -种万吨级芳氧基聚合物的制备装置,包括聚合釜,催化剂去除装置,预浓缩 装置,沉淀、过滤装置,产品洗涤净化装置,干燥装置;所述聚合釜与催化剂去除装置连接, 所述催化剂去除装置连接与预浓缩装置连接,所述预浓缩装置连接与沉淀、过滤装置连接, 所述沉淀、过滤装置与产品洗涤净化装置连接,所述产品洗涤净化装置与连接干燥装置。。
[0075] (24)根据(23)所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,在所述聚合釜中,由烷基 二取代酚单体、氧气和催化剂在有机溶剂的条件下进行氧化偶联聚合反应。
[0076] (25)根据(23)或(24)所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,催化剂为铜-胺 混剂,其中:胺混剂为烷基二取代酚单体重量的1% -50%。
[0077] (26)根据(23)-(25)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,优选的,所 述胺混剂为烷基二取代酚单体重量的10% -40%。
[0078] (27)根据(23)-(26)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述铜-胺 混剂包括铜、和选自下列任一有机胺及其任意组合:伯胺,仲胺和叔胺,相转移剂,其中胺混 剂和铜的摩尔比为0. 5-50,胺混剂为有机溶剂重量的1-50 %。
[0079] (28)根据(23)-(27)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,优选的,胺 混剂和铜的摩尔比为5-40,胺混剂为有机溶剂重量的10-40%。
[0080] (29)根据(23)-(28)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述胺混剂 包含脂族胺,所述脂族胺包括脂族单和二胺,其中脂族基团可以是直链或支链烃或脂环族 化合物。优选的所述脂族胺为脂族伯、仲和叔一元胺或叔二胺。更优选的所述脂族胺为单、 二和三(低级)烷基胺,其中烷基具有1~6个碳原子。最优选的所述脂族胺为单、二和三 甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基取代的胺,或者所述脂族胺为单和二环己基胺、乙基甲 基胺、吗啉类、N-(低级)烷基环脂族胺例如N-甲基环己基胺,N,N'-二烷基乙二胺,N, N'-二烷基丙二胺,N,N,N'-三烷基戊二胺;或者所述脂族胺为环状叔胺,所述环状叔胺 为啦啶、α-可力丁、γ-甲基啦啶。
[0081] (30)根据(23)-(29任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,在氧化偶联 反应中基础原料以半连续批式进料,所述基础原料为烷基二取代酚和氧气,其他组分均以 全批式方式先于基础原料投加到反应器内;所述氧化偶联反应的反应条件满足下列任一指 标或任意两个及以上指标的组合:温度5-70Γ,聚合釜上方压力0_5psi,聚合釜上方氧气 分压0-25 %,氧气进料0-425m3/hr,聚合釜外循环栗压头IO-IOOpsi,反应时间0-250分钟。
[0082] (31)根据(23)-(30)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述聚合釜 的体积为15至IOOm 3上设有氧气入口,搅拌器、管壳式换热器和外循环栗组成的换热系统。
[0083] (32)根据(23)-(31)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述去除催 化剂装置包括储料罐、连续离心分离机和催化剂金属回收系统。
[0084] (33)根据(23)-(32)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,在所述储料 罐中加入螯合剂去除未反应的催化剂;通过所述离心机将聚合物的有机溶液与催化剂、水、 螯合剂分离;所述铜回收系统包括压滤机,通过所述压滤机中设有滤板,收集铜污泥。
[0085] (34)根据(23)-(33)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述预浓缩 装置包括浓缩闪蒸塔,所述浓缩闪蒸塔上设有热交换器和预浓缩真空装置。
[0086] (35)根据(23)-(34)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述沉淀、 过滤装置包括搅拌沉淀装置和连续过滤机,所述连续过滤机设有抽真空装置。
[0087] (36)根据(23)-(35)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述洗涤净 化装置包括一级或多级搅拌洗涤和固-液连续分离装置。
[0088] (37)根据(23)-(36)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述干燥装 置包括连续干燥系统,在所述干燥系统上设有下列任一换热装置或任意组合:夹套,内循环 换热,和外循环换热。
[0089] (38)根据(23)-(37)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述干燥装 置中的干燥工艺满足至少下列任一或任何二个及以上条件的组合如下:干燥温度在15°C 至100°C之间,全系统在循环封闭的惰性气体环境中进行,产生的挥发分冷凝液直接送入流 程回用。
[0090] (39)根据(23)-(38)任一项所述的万吨级芳氧基聚合物的制备装置,所述万吨级 芳氧基聚合物的制备装置还包括溶剂、沉淀剂提纯回用系统,所述溶剂、沉淀剂提纯回用系 统包括萃取塔、有机溶剂提纯塔和沉淀剂提纯塔,所述溶剂、沉淀剂提纯回用系统与所述产 品洗涤净化装置连接。
[0091] 本实用新型的苯氧基类聚合物有着多种多样的化学结构。在一些实施方案中,芳 氧基聚合物由如下的芳氧基重复结构单元组成:
[0093] 其中,对于每个结构单元,每个Q1均独立地为以下基团中的一种:卤素、未取代或 取代的非叔烃基的C 1-C12烃基、C fC12的烃硫基、C fC12烃氧基、C 2-c12卤代烃氧基且卤素和 氧原子间至少间隔两个碳原子。每个Q2均独立地为以下基团中的一种:氢原子、卤素、未取 代或取代的非叔烃基的C 1-C12烃基、C fC12的烃硫基、C fC12烃氧基、C 2-(:12卤代烃氧基且卤 素和氧原子间至少间隔两个碳原子。其中,上述的"烃基"指只由碳和氢组成的所有化学结 构。这些化学结构可以是脂肪族或芳香族、直链、支链、环、双环、饱和及不饱和的结构。同 时,也可以是脂肪族、芳香族、直链、直链、支链、环、双环、饱和及不饱和结构的组合。然而, 当"烃基"特指为取代的烃基时,取代基上的碳和氢可以被杂原子任意取代。因此,当特定 描述为取代基时,"烃基"残基也可以是羰基、氨基、羟基、或者类似基团中的一种或多种,或 者是骨架上含有杂原子的烃基残基。举个例子,Q 1可以是二正丁基氨基甲基,此基团可由 3, 5-二甲基-1,4-亚苯基端基与氧化聚合催化剂中二正丁基胺组分反应形成。
[0094] 芳氧基聚合物是单体在催化剂作用下在聚合溶剂中氧化聚合得到的聚合物。其单 体至少为一种一元酸,也可是与至少一种二元或多元酸的组合。催化剂由一种金属离子、氨 基配体组成,可由金属离子和氨基配体原位反应制得。聚合溶剂可以是苯、有机溶剂、二有 机溶剂、三有机溶剂、氯苯、二氯苯、氯仿或者它们的混合物。在一些实施案例中,聚合溶剂 中包含有机溶剂。氧源可以是纯氧气或空气。
[0095] 制备芳氧基聚合物的催化剂中的金属离子至少由一种重金属离子组成,如铜、锰 或钴。催化剂金属离子的来源为金属盐,包括氯化亚铜、氯化铜、溴化亚铜、溴化铜、碘化亚 铜、碘化铜、硫酸亚铜、硫酸铜、硫酸四氨合亚铜、硫酸四氨合铜、醋酸亚铜、醋酸铜、丙酸亚 铜、丁酸铜、月桂酸铜、十六烷酸亚铜和苯甲酸亚铜,以及类似的锰盐和钴盐。催化剂中合适 的氨基配体包含二烷基胺(例如二正丁胺,DBA),三烷基胺(如N,N-二甲基丁胺,DMBA), 以及烷基二胺(如Ν,Ν' -二特丁基乙二胺,DBEDA)。除了上述直接加入金属盐的方法外, 另一种可行的替代方法是将金属或金属氧化物与无机酸、有机酸或这些酸的水溶液进行反 应,原位形成对应的金属盐或盐的水合物。
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