混合溶劑油中125~155℃餾分作為制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的應用及其提取方法
【專利摘要】混合溶劑油中125~155℃餾分作為制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的應用及其提取方法。通過連續(xù)側(cè)線出料精餾從120~200℃混合溶劑中提取125~155℃餾分，作為高強度聚乙烯纖維制備的萃取劑，同時得到120#和200#超純?nèi)軇┯?，高強度聚乙烯纖維制備的萃取劑中含2.2.5?三甲基己烷、正辛烷、乙基環(huán)己烷、四甲基戊烷、3.3?二乙基戊烷及壬烷量為95.3%，收率為51.3%。本發(fā)明應用于高強度聚乙烯纖維濕法紡絲工藝，石蠟油含量下降為1‰，萃取時間長縮短為5分鐘，并絲現(xiàn)象下降為0.3~0.4‰，高強度聚乙烯纖維的強度由31N/tex提高到33N/tex，是聚乙烯纖維濕法紡絲工藝的有效萃取劑。
【專利說明】
混合溶劑油中125~155 °C餾分作為制備高強度聚乙烯纖維萃 取劑的應用及其提取方法
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種舊物質(zhì)的新用途，即混合溶劑油中125~155°C餾分作為制備高強 度聚乙烯纖維萃取劑的應用；本發(fā)明還涉及這種混合溶劑油中125~155°C餾分的提取方 法。換言之，本發(fā)明具體涉及一種側(cè)線出料精餾法從混合溶劑油中提取制備高強度聚乙烯 纖維萃取劑的方法及工藝，以及這種125~155°C餾分作為制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的 應用。 技術(shù)背景
[0002] 通常將平均分子量超過170萬的聚乙烯稱之為高超高分子量聚乙烯，又稱為高強 度聚乙烯材料(簡稱:UHMW_PE纖維），由于高強度聚乙烯纖維具有眾多的優(yōu)異特性，在海上 油田的系泊繩、高性能輕質(zhì)復合材料等方面均顯示巨大的優(yōu)勢，在航空航天、海域防御裝備 等領域發(fā)揮著舉足輕重的作用。
[0003] 世界年需求高強度聚乙烯纖維量約5萬噸，其中美國占70%。但全世界產(chǎn)量不足 9000噸，未來10年內(nèi)每年超高分子量聚乙烯纖維的市場年需求量將10萬噸以上。由于該纖 維的耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛 機、坦克和艦船的裝甲防護板、雷達的防護外殼罩、導彈罩、防彈衣、防刺衣及盾牌等;該纖 維制成的繩索、纜繩、船帆和漁具適用于海洋工程，該纖維制成的繩索，在自重下的斷裂長 度是鋼繩的8倍，是芳綸的2倍，解決了以往使用鋼纜遇到的銹蝕和尼龍、聚酯纜繩遇到的腐 蝕、水解、紫外降解等引起纜繩強度降低和斷裂等問題；該纖維增強復合材料用于牙托材 料、醫(yī)用移植物及整形縫合等方面，它的生物相容性和耐久性都較好，并具有高的穩(wěn)定性， 不會引起過敏;該纖維及其復合材料可用作耐壓容器、傳送帶、過濾材料、汽車緩沖板等；用 作墻體、隔板結(jié)構(gòu)等，用它作為增強水泥復合材料可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性 能。UHMW-PE纖維的生產(chǎn)采用凝膠紡絲(又稱凍膠紡絲)方法進行，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝可以分為 兩大類。一類以DSM和東洋紡為代表的干法紡絲法，另一類以Honeywell為代表的濕法紡絲 法，兩者的區(qū)別主要是采用了不同的溶劑和后續(xù)工藝，DSM工藝采用十氫萘溶劑，十氫萘易 揮發(fā)，省去了其后的萃取工段;Honeywell采用石蠟油溶劑，后續(xù)需進行萃取，采用萃取劑將 石蠟油萃取出來，Honeywell等公司采用的石蠟油，一般為沸點高于350°C的烴類混合物。目 前，中國生產(chǎn)廠家大多數(shù)采用石蠟油為溶劑的濕法紡絲工藝，采用的萃取劑有氟氯烴、溶劑 汽油、甲苯、二甲苯、二氯甲烷及二氯乙烷等，氟氯烴低毒、不燃、萃取效率高，但是其使用受 到保護臭氧層等國際公約的限制，于是一般采用溶劑汽油、甲苯、二甲苯、二氯甲烷及二氯 乙烷等，石蠟油含量為3%。左右，導致萃取萃取時間長達7分鐘、并絲現(xiàn)象達0.9~1.1%。。因 此，尋找高效、低毒、安全的萃取劑是UHMWPE纖維生產(chǎn)工藝開發(fā)的重要內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種新的高強度聚乙烯纖維萃取 劑:混合溶劑油中125~155°C餾分作為制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的應用。本發(fā)明還提 供這種混合溶劑油中125~155°C餾分的提取方法，具體為一種側(cè)線出料精餾法從混合溶劑 油中提取制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的方法及工藝。
[0005] 完成本申請發(fā)明任務的技術(shù)方案是:混合溶劑油中125~155°C餾分作為制備高強 度聚乙烯纖維萃取劑的應用。
[0006] 所述的混合溶劑油中125~155 °C餾分中的組分為:2.2.5-三甲基己烷、正辛烷、乙 基環(huán)己烷、四甲基戊烷、3.3-二乙基戊烷及壬烷。
[0007] 所述的混合溶劑油中125~155 °C餾分中，2.2.5-三甲基己烷、正辛烷、乙基環(huán)己 烷、四甲基戊烷、3.3-二乙基戊烷及壬烷的含量為95.3%。
[0008] 完成本申請第二個發(fā)明任務的技術(shù)方案是，一種側(cè)線出料精餾法提取制備高強度 聚乙烯纖維萃取劑的方法，其特征在于，步驟如下：
[0009] (1).將原料120~200°C混合溶劑，打入側(cè)線精餾塔T101釜中；
[0010] (2).當液位達到T101釜的1/3時，打開塔頂和側(cè)線冷凝器的冷卻水，開始加熱；
[0011] (3).當側(cè)線出料精餾塔塔頂、塔底溫度穩(wěn)定，控制塔頂回流比為3:1左右，開始出 料;頂溫為107.1~108.5°C，側(cè)線出料口溫度為136.8~138.2°C、塔底溫度為154.1~156.5 °C；
[0012] (4).分離后，塔頂?shù)玫?20#溶劑油；塔底得到200#超純?nèi)軇┯停粋?cè)線出料得到125 ~155°C餾分，即制備高強度聚乙烯纖維萃取劑。
[0013] 優(yōu)化方案中增加以下步驟：
[0014] (5).結(jié)束時，先關閉蒸汽加熱，然后關閉冷卻水。
[0015] 所述120#溶劑油中有效成分正庚烷、甲基環(huán)己烷、二甲基己烷、三甲基戊烷及甲基 庚烷有效成分含量達到58.6%、收率達到90.3%;塔底200#超純?nèi)軇┯椭杏行С煞炙募谆?戊烷、二乙基戊烷、壬烷、正丙基環(huán)己烷及正十烷的含量達到99.5%、收率達到61.5%;側(cè)線 出料高強度聚乙烯纖維制備的萃取劑中含2.2.5-三甲基己烷、正辛烷、乙基環(huán)己烷、四甲基 戊烷、3.3-二乙基戊烷及壬烷量為95.3%，收率為51.3%。
[0016] 本發(fā)明通過連續(xù)側(cè)線出料精餾從120~200 °C混合溶劑中提取125~155 °C餾分，即 高強度聚乙烯纖維制備的萃取劑，同時得到120#和200#超純?nèi)軇┯?。通過連續(xù)側(cè)線出料精 餾有效提高了高強度聚乙烯纖維萃取劑和200#溶劑油的純度。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點：通過連續(xù)側(cè)線出料精餾有效提高了高強度聚乙烯纖維萃取劑和 200#溶劑油的純度，高強度聚乙烯纖維萃取劑應用于濕法紡絲工藝，是聚乙烯纖維濕法紡 絲工藝的有效萃取劑。石蠟油含量由3%。左右下降為1%。左右，萃取時間長由7分鐘縮短為5 分鐘，并絲現(xiàn)象由0.9~1.1%。下降為0.3~0.4%。，強度聚乙烯纖維的強度由31N/tex提高到 32N/tex。是聚乙烯纖維濕法紡絲工藝的有效萃取劑。
[0018] 本發(fā)明的藝流程見圖1所示。采用表1所示條件和表2原料，可得到表3所示結(jié)果，通 過連續(xù)側(cè)線出料精餾，控制側(cè)線精餾塔塔頂、側(cè)線、塔底溫度及回流比，可顯著提高高強度 聚乙烯纖維萃取劑和200#溶劑油的純度，同時得到120#溶劑油。側(cè)線出料高強度聚乙烯纖 維制備的萃取劑中含2.2.5-三甲基己烷、正辛烷、乙基環(huán)己烷、四甲基戊烷、3.3-二乙基戊 烷及壬烷量為95.3%，收率為51.3%;塔底200#超純?nèi)軇┯椭杏行С煞炙募谆焱椤⒍一?戊烷、壬烷、正丙基環(huán)己烷及正十烷的含量達到99.5 %、收率達到61.5 % ;塔頂120#溶劑油 中有效成分正庚烷、甲基環(huán)己烷、二甲基己烷、三甲基戊烷及甲基庚烷有效成分含量達到 58.6%、收率達到90.3%。高強度聚乙烯纖維萃取劑應用于高強度聚乙烯纖維濕法紡絲生 產(chǎn)工藝，石蠟油含量由3%。左右下降為1%。左右，萃取萃取時間長由7分鐘縮短為5分鐘，并絲 現(xiàn)象由0.9~1.1%。下降為0.3~0.4%。，強度聚乙稀纖維的強度由31N/tex提高到32N/tex。
[0019]表1側(cè)線出料精餾分離條件
[0022]表2所用原料組成及含量
[0024] 表3制備萃取劑、200#溶劑及120#溶劑油結(jié)果

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明連續(xù)側(cè)線出料制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的方法和工藝。1為側(cè)線 出料精餾塔，2為冷凝器，3為回流罐，4為再沸器。
【具體實施方式】：
[0028]實施例，采用圖1所示工藝提取制備高強度聚乙烯纖維萃取劑、超純200#溶劑油和 120#溶劑油。具體步驟如下：
[0029] (1).將原料打入側(cè)線精餾塔T101釜中；
[0030] (2).當液位達到1/3時，打開塔頂和側(cè)線冷凝器的冷卻水，開始加熱；
[0031] (3).當側(cè)線出料精餾塔塔頂、底溫度穩(wěn)定，控制塔頂回流比為3:1左右，開始出料， 頂溫為107.1~108.5°C，側(cè)線出料口溫度為136.8~138.2°C、底溫為154.1~156.5°C;
[0032] (4).分離后，塔頂120#溶劑油中有效成分正庚烷、甲基環(huán)己烷、二甲基己烷、三甲 基戊烷及甲基庚烷有效成分含量達到58.6%、收率達到90.3%;塔底200#超純?nèi)軇┯椭杏?效成分四甲基戊烷、二乙基戊烷、壬烷、正丙基環(huán)己烷及正十烷的含量達到99.5%、收率達 到61.5%;側(cè)線出料高強度聚乙烯纖維制備的萃取劑中含2.2.5-三甲基己烷、正辛烷、乙基 環(huán)己烷、四甲基戊烷、3.3-二乙基戊烷及壬烷量為95.3 %，收率為51.3 % ; (5).結(jié)束時，先關 閉蒸汽加熱，然后關閉冷卻水。
【主權(quán)項】
1. 混合溶劑油中125~155°C餾分作為制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的應用。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合溶劑油中125~155°C餾分作為制備高強度聚乙烯纖維萃 取劑的應用，其特征在于，所述的混合溶劑油中125~155°C餾分中的組分為:2.2.5-三甲基 己烷、正辛烷、乙基環(huán)己烷、四甲基戊烷、3.3-二乙基戊烷及壬烷。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合溶劑油中125~155°C餾分作為制備高強度聚乙烯纖維萃 取劑的應用，其特征在于，所述的混合溶劑油中125~155°C餾分中，2.2.5-三甲基己烷、正 辛烷、乙基環(huán)己烷、四甲基戊烷、3.3-二乙基戊烷及壬烷的含量為95.3%。4. 一種側(cè)線出料精餾法提取制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的方法，其特征在于，步驟 如下： (1) .將原料120~200°C混合溶劑，打入側(cè)線精餾塔T101釜中； (2) .當液位達到T101釜的1/3時，打開塔頂和側(cè)線冷凝器的冷卻水，開始加熱； (3) .當側(cè)線出料精餾塔塔頂、塔底溫度穩(wěn)定，控制塔頂回流比為3:1，開始出料;頂溫為 107.1~108.5°C，側(cè)線出料口溫度為136.8~138.2°C、塔底溫度為154.1~156.5°C; (4) .分離后，塔頂?shù)玫?20#溶劑油；塔底得到200#超純?nèi)軇┯?；?cè)線出料得到125~155 °C餾分，即制備高強度聚乙烯纖維的萃取劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的側(cè)線出料精餾法提取制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的方法， 其特征在于，增加有以下步驟： (5) .結(jié)束時，先關閉蒸汽加熱，然后關閉冷卻水。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的側(cè)線出料精餾法提取制備高強度聚乙烯纖維萃取劑的方 法，其特征在于，所述的優(yōu)化工藝參數(shù)如表1所示： 表1
【文檔編號】D01F6/04GK106065497SQ201610585284
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年7月25日
【發(fā)明人】顧正桂, 孔維立, 孔瑞用, 洪克華, 林國明, 孫昊, 徐瑜
【申請人】江陰市五洋化工有限公司