一种万吨级芳氧基聚合物的制备装置的制造方法_4

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包括乙二胺四乙酸(EDTA)、羟基乙二胺三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸和它 们的盐。尤其优选的是亚乙基二氨基四乙酸或其单、二、三和四钠盐,所得铜配合物可被称 为羧酸铜配合物。
[0114] 通过使用液/液离心机,螯合的金属催化剂组分能够用聚合反应中所产生的水萃 取。优选的用于本实用新型方法中的萃取液是低级链烷醇的水溶液,即水与具有1~约4个 碳原子的链烷醇的混合物。可使用一般约Ivol%~约SOvol%的链烷醇或二醇。含水液体 萃取剂与不连续有机相的体积份数的这些比例可从约0.01 : 1~约10 : 1体积份变化。
[0115] 反应介质一般包括含水环境。也能够结合含水介质使用反溶剂(anti-solvent), 以帮助促进铜(I)类物质的沉淀。合适的反溶剂的选择部分地基于被沉淀的铜(I)类物质 的溶度系数。卤化物是非常不易溶于水的,25°C时对于CuCl、CuBr和CuI的log K[sp]值分 别是-4,49、-8. 23和-11. 96。由于例如CuCl2、CuCljP CuCl 4的形成而存在过量的卤化物 离子和由于其它配合物,使得水中溶解度增加。反溶剂的非限制性例子包括低分子量烷基 和芳族烃类、酮类、醇类等等,它们本身在水溶液中具有一定溶解度。如果需要的话,本领域 熟练人员能够选择合适类型和量的反溶剂。
[0116] 除去催化剂后,将含有PAE的溶液浓缩至较高的固体含量,作为PAE的部分分 离。使用一般用于具有I. V.大于0. 28dl/g的PAE的标准非溶剂技术(non-solvent techniques)的沉淀,作为全数分离的部分,优选除去一部分溶剂以便在全数分离设备上减 少溶剂含量。通过降低溶剂闪蒸容器中的压力同时优选提高含有PAE的溶液的温度,实现 含有PAE的溶液的浓缩。约35~50巴的压力是需要的,反应温度升高到至少200°C,优选 至少230 °C。至少55%、优选至少65 %或更高的固体含量PAE是需要的。
[0117] 本实用新型提供的一种万吨级芳氧基聚合物芳氧基聚合物的制备方法及其装置, 具有以下有益技术效果:1)首先是可以安全防范流程中核心工段的爆燃;2)胺混剂中的伯 胺新鲜补充量降低50% ;3)有机溶剂和沉淀剂回用达95%以上,产品质量达到高级别标准 要求。
【附图说明】
[0118] 图1为PAE工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0119] 实施例1 :
[0120] 本实用新型聚合反应的单体由下列工艺制备:
[0121] 由酚类和醇类烷基化剂经气相催化反应生成取代酚单体。反应在管壳式反应器进 行。每个反应器管内填充多孔MgO。壳侧用熔融盐来带走烷基化反应所放出的热量,反应的 基础原料包括新鲜的和循环使用的酚类、醇类烷基化剂等。反应器加氮气用于维持反应和 蒸馏系统的压力,反应条件为:400-550°C,10_60psi压力。反应的产出物主要为2, 6-二甲 酚和其他烷基化酚类产物。
[0122] 反应器连接常规蒸馏塔来实现产品的分离。这些液体原料通过热盐、热油加热蒸 发,产物离开反应器、冷却后进入液体冷凝器,酚醛类(大部分是2, 6-二甲酚,邻甲酚,未反 应的苯酚),水和大部分未反应的沉淀剂被冷凝进入产物釜。冷凝器中产生的气体主要包含 C0、CO2、甲烷、水蒸汽、H2、一小部分醇类烷基化剂。这些未被冷凝的气体进入吸水塔以去除 沉淀剂,剩余的尾气烧掉(剩余尾气产生于醇类烷基化剂的不完全分解,代表沉淀剂的无 效使用率)。产物釜的物料进入沉淀剂塔,醇类烷基化剂和水从塔顶馏出,回用。酚类气体 从塔底进入倾析器,里面混合有机溶剂以提高水和有机溶剂的密度区分。轻相(有机溶剂 和酚类)进入脱水塔,重相进入萃取塔后实现有机溶剂分离,回用至倾析器,这部分产生的 排水进入污水处理系统。
[0123] 脱水塔顶部馏出物含有循环使用的有机溶剂(用来萃取水分),底部产出物主要 是酚类,用于邻甲酚塔的进料,在该塔中,轻相(邻甲酚和苯酚)与重相分离。轻相经过一 个小储罐进入下一个蒸馏塔。
[0124] 物料进入苯酚塔,苯酚从塔顶馏出,回用至苯酚储罐,塔底物质作为邻位塔的进 料,邻甲酚在这里得到提纯后作为副产品出售。底部排出物主要是重酚类(2, 6-二甲酚, 2, 4, 6-三甲酚,2, 4-二甲酚等),它作为2, 6-二甲酚纯化塔的进料,2, 6-二甲酚(99. 7%以 上)从塔顶馏出作为聚合工艺的树脂原料。底部排出物可以进一步蒸馏以回收2, 4, 6-三 甲酚或2, 4-二甲酚作为副产品出售,或用作热油炉的燃料。
[0125] 按此流程得到的取代酚单体可以满足标准如下表:
[0127] 实施例2:
[0128] 如图1所示,一种利用本实用新型万吨级装置制备芳氧基聚合物的方法,各工艺 单元详细步骤如下。
[0129] (1)聚合反应
[0130] PAE的制备反应是由2, 6-二甲酚、氧气和催化剂在有机溶剂为溶剂的条件下进 行的,在氧气存在的情况下,催化剂能够加快单体聚合物的耦合,这个过程称为氧化耦合反 应。胺混剂包括:二烷基胺,二烷基乙二胺,二烷基丁胺,吗啉。通过粘度仪的测量,当聚 合物已经达到所需的分子量时,停止氧气供应。得到PAE的有机溶剂溶液。反应胺混剂在 有机溶剂中的浓度为20-40 %,反应时间为60-200分钟,反应温度为10-95 °C。
[0131] (2)聚合物的净化
[0132] ①螯合
[0133] 在反应罐中的聚合物溶液被按比例加入螯合剂溶液以去除未反应的催化剂。混合 需要流程提供时间来完成螯合剂(NTA,EDTA及其混合物)消耗未反应的催化剂的过程。螯 合剂和溶液的比例在5-100比10000,混合时间5-100分钟,温度为20-95°C
[0134] 储料罐中的聚合物被送至连续离心机进行脱水,依据催化剂、水、螯合剂和聚合物 的密度差,通过离心力将其进行分离。经过净化的聚合物溶液被称为轻相,催化剂、水、螯合 剂(NTA)被称为重相。轻相进入预浓缩储罐,重相进入污泥储罐并被送入萃取塔。
[0135] ②萃取塔和污泥储罐
[0136] 萃取塔和污泥储罐是用来回收从连续离心机分离产生的重相中的有机胺重相从 污泥储罐中进入萃取塔,,重相沉淀到底部,而含有有机溶剂和有机胺有机溶剂的溶液上 升到顶部,溢出到轻相储罐。轻相返回至离心脱水机用以净化,而重相通过重力沉淀进入重 相储罐。
[0137] ③铜回收系统
[0138] 重相从重相储罐中提升送至压滤机,再加入NaSH将铜从重相中沉淀出来,压力过 滤储料罐用来储存重相,逐步送入压滤机。滤板用以收集液体的铜污泥,滤液(主要是水) 通过过滤器进入污水处理系统。此步骤的温度控制在25-75Γ
[0139] ④预浓缩
[0140] 预浓缩系统主要是去除离心脱水工序后聚合物中的有机溶剂和水。聚合物从预 浓缩储料罐进入加压热交换器,聚合物液体在一定压力下升温至具体的温度。当液体进 入浓缩闪蒸塔时压力迅速降低使液体重新沸腾,此时有机溶剂和水以气体形式上升至闪蒸 塔的顶部进入冷却系统,剩余的聚合物液体回流至热交换器。整个操作在温度35-130Γ, 5-45PSI正压力和100-600mmHG真空之间进行。
[0141] 闪蒸塔逸出的轻相通过冷凝器进行冷凝,冷凝液进入到浓缩液萃取塔,用以分离 水和有机溶剂,有机溶剂循环回用至有机溶剂储罐,水被提升至污泥储罐。预浓缩真空装置 提供真空闪来降低聚合物溶液的蒸汽压。这使得预浓缩系统能够在低温下操作,以减少腐 蚀。
[0142] (3)聚合物提取分离
[0143] ①沉淀储罐
[0144] 预浓缩闪蒸塔产生的浓缩聚合物进入搅拌沉淀储罐。浓缩聚合物在沉淀储罐与沉 淀剂混液进行混合使聚合物沉淀为颗粒聚合物在沉淀储罐中溢出,并通过重力沉淀进入 连续真空过滤机储料罐。在此操作中,进料维持在150-1000L/min,温度在15-65°C,并维持 适当正压力。
[0145] ②连续真空过滤
[0146] 进料罐供应液/浆聚合物至连续真空过滤机。当连续真空过滤机里充满液浆,通 过抽真空分离粉末和其余液体操作温度20-65°C,真空度300-700mmHg。
[0147] ③产品洗涤净化
[0148] 经过连续真空过滤机的聚合物粉末通过一级或多级搅拌洗涤和连续分离。主要是 去除从单体和聚合运行引入和次生的多种有机和无机杂质,提高品质。首先和3号母料一 并进入1号浆液储罐形成循环回路。来自循环回路的浆液进入两级离心。两级离心利用 PAE粉末和液体密度的差异进行分离。PAE粉被回收沉淀剂冲洗至一个斜槽进入2号浆液 罐。分离液、2号物料通过重力沉降进入2号物料罐以便于在1号沉淀储罐内进行回用。2 号浆液罐中的沉淀剂PAE浆液通过栗进入循环回路,每个离心干燥系统的原料均来自2号 浆液循环回路。粉末最后通过斜槽进入干燥机进行干燥。整个操作维持温度15-65Γ,
[0149] ④干燥机给料系统和干燥机
[0150] 干燥机的给料由螺旋输送机将产品湿料粉末送至干燥机给料系统进口,干燥机通 过使用带桨叶的螺旋干燥轴和夹套加热将PAE粉末和液体进行分离。螺旋轴的桨叶将产品 向干燥机下部输送,被干燥的产品通过一个旋转锁被输送至干燥机前部,然后进入通过气 体输送系统整个操作温度在45-250°C,进料10_800L/min.。
[0151] ⑤干燥机排气系统
[0152] 干燥器的蒸气和惰性气体被送到干燥机洗涤器,沉淀剂去除蒸汽中的颗粒物,然 后沉淀剂和PAE粉末送至浆液罐。来自干燥机洗涤器的氮气经过干燥机冷凝器,冷凝液进 入干燥机冷凝液储罐,然后栗送之2号物料罐。
[0153] 通过干燥机冷凝器后剩下的气体进入水洗塔,气体进入第一级洗涤塔,由水冷凝。 任何剩余的气体进入第二级洗涤塔,冷凝液由洗涤塔通过栗送进入萃取塔。
[0154] 剩下的气体被送入通过乙二醇冷凝器,沉淀剂有机溶剂被冷凝后进入干燥机冷凝 液储罐,从乙二醇冷凝器通过后,气体被送到除雾器,形成液滴进入干燥机冷凝液储罐。最 后气体和
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