一种对生产ppta的聚合溶剂nmp蒸馏回收时降低蒸发残渣黏性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于PPTA对位芳绝合成相关技术领域，特别涉及PPTA聚合溶剂回收中对 含有化C12的蒸发残渣进行降粘改性的工艺。
【背景技术】
[0002] PPTA是英文名称poly(1, 4-phenylenetere地thalamide)的简称，中文名称为聚 对苯二甲醜对苯二胺。PPTA是一种由对苯二甲醜氯和对苯二胺两种单体缩聚而成的合成树 月旨。利用该树脂可制造高性能的对位芳香族聚醜胺纤维PPTA芳绝，其代表产品为美国杜邦 公司牌号为Kevlar的系列产品，国内俗称芳绝1414。
[0003]PPTA具有溶致液晶性，是一种主链型有机高分子液晶。由PPTA制成的对位芳绝纤 维具有突出的高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀特性，良好的尺寸稳定性，适当的加工初性， 广泛应用于航天工业、轮船、帘子线、通信电缆及增强复合材料等许多方面。
[0004] 在高性能纤维中，芳绝占有十分重要的地位。在芳绝、碳纤维和高强高模聚己帰纤 维送Η大高性能纤维中，芳绝的产量和需求量是最大的。芳绝用途广泛，它不但是重要的战 略物资和高科技产业不可缺少的新材料，也逐渐成为工业和民用材料，在先进复合材料、生 命保护用品、交通运输和超轻结构等方面都有重要的应用。
[0005] PPTA纤维最早由美国杜邦公司和荷兰阿克苏公司开发，并于197(Γ80年代实现了 规模化生产。其后有多个国家也开展了PPTA及其它系列芳绝纤维的研究，日本帝人公司、 日本尤尼吉卡公司、俄罗斯特维尔公司、俄罗斯耐热公司、德国赫斯特公司等陆续建成了芳 绝中小型生产装置。
[0006]目前，PPTA芳绝纤维产品市场基本被美国杜邦等西方国家生产商控制和垄断。一 方面，他们向市场大量供应中低端民用芳绝产品，限制和冲击我国国内芳绝研制技术的发 展；另一方面，他们严格控制高端芳绝战略物资进入中国，禁止其产品用于我国航天、军事 等重点战略领域。
[0007] 我国对位芳绝的研究始于1972年，主要研究单位有中科院化学所、东华大学、晨 光化工研究院、上海合成纤维研究所和清华大学等。在1972~1991年间，国内的研究单位 先后经历了实验室研究、小试和中试几个阶段，并被列为"六五"、"走五"和"八五"国家重 大科技攻关项目和国家"863"计划，取得了一批科研成果，但因种种原因，终未实现产业化。
[0008] 本世纪初，我国对位芳绝迎来了一个新的开发热潮，并在工程化研究方面取得了 不少突破。上海艾麦达公司、东华大学、中石化仪征化纤公司、烟台氨绝股份公司等单位先 后进行了相关技术成果鉴定和中试放大试验，形成了自主知识产权的工艺技术，为PPTA芳 绝的最终产业化应用奠定了工程化研究基础。
[0009]PPTA芳绝生产的两大主干内容是PPTA树脂的生产和PPTA树脂的纤维化制造，其 对应的核必技术是高特征粘度PPTA树脂的连续化生产技术和PPTA纤维的规模化成纤制造 技术。
[0010]对于PPTA树脂的生产技术，目前国内发展面临的关键问题在于： 1、高品级中间体聚合单体TPC(对苯二甲醜氯)和PPD(对苯二胺）的稳定生产和供应； 2、对原料纯度的控制、分析；3、聚合反应过程中对TPC和PPD聚合单体进行等摩尔反应控 巧||，W及用于输送聚合物料的计量装备的结构及材质等；4、聚合反应过程中对聚合单体、预 聚物、聚合物进行均匀高效传质控制，W及用于实现该均质化所需的双螺杆反应装备的结 构、材质、工艺条件的选定和自控；5、PPTA树脂生产中溶剂及助剂的循环利用，W及过程的 连续化。
[0011]关于PPTA树脂生产中聚合溶剂NMP(N-甲基化咯焼丽）的循环利用技术，目前国 内已有技术能实现的溶剂回收利用率一般均很低，有些甚至完全没有回收利用，送已成为 制约国内芳绝装置正常、稳定、经济运行的关键因素之一。究其原因在于，经对位芳绝树脂 合成使用过的聚合溶剂NMP与反应生成的化C12副产物、聚合物等混合在一起，分离困难。 要实现NMP溶剂的回收利用，必须先完成聚合物和混合溶剂的分离，然后实现NMP和化Cl2 分离。而在NMP和化CI2分离过程中，NMP会和化CI2易形成含多个水分子的配合物。该配 合物性质稳定，在NMP和化Cl2分离工况条件下无法使之分解释放出水分。并且，该配合物 具有很高的黏性，在实际的蒸发脱溶剂除盐单元操作装备中，配合物大量集结、黏附在加热 设备的内表面，大大增加了传热层的阻力，严重影响了装备的换热效果。事实上，在对位芳 绝树脂合成领域普遍采用了高均质化效能的自控反应装备后，国内对位芳绝企业的单程聚 合工艺技术与国际先进水平的距离已经大为缩小，但却无法实现装置的连续稳定运行。其 根本原因之一在于；NMP聚合溶剂的脱盐、回收利用技术没有得到妥善解决。送一关键技术 瓶颈已成为严重影响国内对位芳绝装置经济性和运行连续稳定性、可持续发展能力的主要 因素。
[0012]在PPTA树脂生产中聚合溶剂NMP(N-甲基化咯焼丽)的循环利用技术文献报道及 专利报道中，CN101457414提及用于分离回收处理NMP、盐、水混合溶剂体系的除盐-蒸傭组 合方法，具体采用电渗析或离子交换树脂除去溶解在中和回收液中的盐类，然后用蒸傭法 将水与NMP分离。此法要求性能良好的膜或者离子交换树脂，膜和离子交换树脂的选择是 工业化生产的最大难题，其长期使用的稳定性差，可靠性低，并且运行成本太高，不具备工 业应用可行性。
[0013]CN1810851提出了一种聚对苯二甲醜对苯二胺合成反应中聚合溶剂的循环利用方 法；先将溶剂混合物中和至中性，然后进行水洗，过滤，收集过滤液、洗涂液，再进行脱水、脱 盐、粗傭、精傭、提纯回收溶剂循环利用。该法避免了NMP在酸性条件下的加热分解，可获得 高纯度（99. 5%)、含水率低（< 100ppm)的NMP溶剂用于循环套用。但该过程没解决蒸傭过 程中NMP与盐类形成高黏性的浆状络合物的问题，单程回收率低，过程运行能耗高，连续化 操作难度大。
[0014]CN101289548提出了一种聚对苯二甲醜对苯二胺聚合用溶剂回收新方法；用去离 子水多次洗涂，收集PPTA聚合体进入干燥系统，洗涂液则进行中和处理后进入溶剂回收系 统；溶剂回收系统包含两级薄膜蒸发器蒸傭脱除化Cl2, 一个粗傭培分离水和NMP，一个精 傭纯化培精制NMP溶剂，最终获得高纯度（99. 5%)、含水率低（< 100ppm)、满足聚合要求的 NMP溶剂用于循环套用。
[0015]CN201089749提出了一种聚对苯二甲醜对苯二胺聚合用溶剂回收装置：由脱盐、 粗傭、精傭、纯化四个单元装置构成，可用于回收获得满足聚合要求的高品质NMP溶剂。送 两个专利提出了适用于连续化操作的过程工艺及装备，但该过程仍未解决蒸傭过程中NMP 与盐类形成高黏性的浆状络合物的问题，蒸发残渣极易黏附、堵塞蒸发器，多效蒸发设备连 续操作可行性差，过程操作效率低，无经济可行性。
[0016]CN101805456提出了一种聚对苯二甲醜对苯二胺树脂生产中溶剂的回收方法：包 括采用碱溶液对合成PPTA树脂的洗涂液进行中和，多效浓缩脱水，结晶分离，气提W及双 培减压精傭制得