專利名稱：制備尼龍6,6的方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及通過己二腈與六亞甲基二胺在水存在下的反應，生產(chǎn)聚酰胺的方法，其中包括尼龍6，6和含有低水平的共聚用單體的尼龍6，6。
相關技術描述工業(yè)上，通過己二酸與六亞甲基二胺(HMD)的反應來制備尼龍-6，6。然而，也已知的是，聚酰胺如尼龍-6，6能夠通過二胺和二腈類在水存在下的反應來生產(chǎn)。幾篇專利專注于涉及此類反應的工藝。
美國專利No.2,245,129公開了通過己二腈(ADN)，HMD和水在高溫度和壓力下反應生產(chǎn)尼龍-6，6的工藝，來生產(chǎn)線型聚酰胺聚合物的方法。這一專利的實施例顯示了在加熱的密閉式反應容器中的反應。讓反應物冷卻和然后加熱，使得氨和水從該容器中排出。
美國專利No.3,847,876公開了通過二胺與二腈在控制量的氨存在下的反應來生產(chǎn)聚酰胺的方法。該方法使用至多為2000psig(13.7MPa)的壓力。
若干專利公開了通過使用促進尼龍形成的催化劑，對上述工藝的改進。例如參見美國專利4,490,521、4,542,205、4,603,192、4,725,666、4,749,776、4,436,898、4,501,881、4,528,362、6,075,117和6,103,863。
美國專利No.5,627,257公開了一種方法，其中在第一步驟中，ADN在水，催化劑和0-10wt％的該反應所需的總量HMD存在下水解。在第二步驟中，HMD的剩余部分被添加進去，讓聚合反應進行。這一雙步驟工藝需要長的工藝時間。
美國專利No.6,103,863公開了通過兩步驟方法從二腈(如ADN)和二胺(如HMD)生產(chǎn)聚酰胺的方法。首先，二腈與水和催化劑接觸，獲得了二腈的至少95％水解。該反應器被吹除由反應產(chǎn)生的水和氨。其次，二胺被加入該反應中和進行聚合。對于該工藝，反應器設計不是關鍵的。攪拌式高壓釜，無攪拌高壓釜，塔式反應器，管式反應器，和環(huán)管反應器作為適當反應器的實例給出。該方法的缺點是，它需要催化劑的使用和多反應器的使用或反應物間斷地加入到單個反應器中。
美國專利No.6,201,096公開了通過ω-氨基腈與水在被蒸汽吹洗過的立式多級反應器中的反應來生產(chǎn)聚酰胺的方法。例如，該專利公開了將6-氨基己腈轉化成尼龍-6的方法。該方法的缺點是，它要求該胺反應基團和該腈反應基團是同一反應分子的一部分(ω-氨基腈)。因為在整個反應器中進行腈基的水解，胺基容易發(fā)生由腈水解所需要的條件所引起的降解反應。
希望有一種制造聚酰胺(包括尼龍6，6和含有一些共聚用單體的尼龍6，6)的方法，該方法能夠在以下條件下進行(1)有或沒有催化劑，(2)在單個反應器中，沒有反應物間斷地引入到反應器中和(3)使用含有腈反應活性基團的一種反應物和含有胺反應活性基團的另一種不同反應物，以使腈基發(fā)生水解但不對胺基產(chǎn)生不良影響。
發(fā)明概述本發(fā)明是用于從己二腈(ADN)制造尼龍6，6的連續(xù)方法，包括以下步驟a)提供具有頂部和底部的，和具有多個上階段和多個下階段的立式逆流多級反應器，該反應器裝有內(nèi)部穿孔隔板以建立多個階段和進行含ADN的物流和逆向流動的蒸汽物流的接觸；b)在該反應器的頂部附近的ADN引入點向反應器中引入含有ADN的反應物物流；c)在該反應器的底部附近的至少一點向反應器中引入含有蒸汽的物流；d)在ADN引入點下方的至少一點向反應器中引入含有六亞甲基二胺的物流；e)將反應器內(nèi)的壓力維持在100至800psig(0.69至5.52MPa)和將反應器的頂部的溫度維持在190至250℃之間，將反應器的底部的溫度維持在260至290℃之間；f)從反應器的頂部抽出含有蒸汽和氨的物流；g)從反應器的底部回收含有尼龍6，6的產(chǎn)品物流；其中在該方法中含有ADN的反應物物流的引入和含有HMD的物流的引入適于提供含有尼龍6，6-的產(chǎn)品物流，其中該尼龍6，6的特征在于平衡的胺和酸端基。
附圖簡述

圖1是用于進行本發(fā)明的連續(xù)聚合工藝的立式多級反應器的一個實例的示意性截面?zhèn)纫晥D。該反應器通過使用穿孔隔板12-21被分成離散的階段1-11。
圖2是通過線II-II觀察的圖1的立式多級反應器的剖視圖。
圖3是立式多級反應器的示意性截面?zhèn)纫晥D，表明了獨立加熱元件29-37在各反應器階段的存在。
圖4是立式多級反應器的示意性截面?zhèn)纫晥D，表明了通過將氮氣40供入反應塔中減少聚合物產(chǎn)物的水分含量的方法。
圖5用圖解法示意地表明了處理離開多級反應塔的產(chǎn)物的一種優(yōu)選方法，例如從液體產(chǎn)品物流45中分離水蒸汽44。
圖6是包含圓形的中心下導管的反應器階段的示意性截面?zhèn)纫晥D，該管具有在底部的雙圓錐形附件以使氣泡轉向。
圖7是包含以三角形圖案排列的多個下導管的反應器階段的示意性截面?zhèn)纫晥D，其中各個下導管是以一定角度用擴展的橢圓形板截切以使氣泡轉向。
圖8是通過直線VIII-VIII觀察的在圖6的立式反應器階段的頂部上堆疊的圖7的立式反應器階段的截面圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明的方法是通過己二腈和六亞甲基二胺和水在逆流式多級塔反應器中的反應，制備聚酰胺(尼龍6，6和含有共聚用單體的尼龍6，6)的連續(xù)方法。該己二腈通過與溶解的水反應來水解，該水是通過與己二腈和后來的反應產(chǎn)物的流動方向保持逆向流動的蒸汽來供給和補充，然后己二腈水解產(chǎn)物與六亞甲基二胺在塔的操作條件下聚合而形成尼龍6，6聚酰胺。
己二腈的溶液在多級塔反應器的頂部附近被連續(xù)地進料。該進料優(yōu)選是純己二腈或己二腈水溶液，優(yōu)選含有大約80-95wt％的己二腈。該己二腈進料在一定溫度下被提供給該塔，該溫度最主要地有利于在塔中所需溫度的建立和維持。該進料溫度一般應該在為了保持進料基本上處于熔融狀態(tài)(即它能夠被泵送)所需要的溫度與該液體在塔內(nèi)進口處的溫度之間。飽和蒸汽，或含有少量水的蒸汽，或過熱蒸汽，其所處的溫度最多至達到了大約在蒸汽輸入點處液體在該反應器內(nèi)的溫度，以相當于該進料的重量流速的至少30％和優(yōu)選與其近似相等的重量流速(lb/hr)被連續(xù)地輸入到塔式反應器的一個或多個較低階段。六亞甲基二胺的溶液被連續(xù)地輸入到塔式反應器的一個或多個階段，它們低于己二腈被引入塔中的那個或那些階段。六亞甲基二胺進料作為純原料或作為水溶液被提供給該塔。如果使用水溶液，它優(yōu)選含有80-90wt％的六亞甲基二胺。六亞甲基二胺進料的量大約與己二腈進料的量等摩爾。
該進料任選包括催化劑。含氧的磷化合物，如公開在Curatolo等人美國專利4,568,736中，是優(yōu)選的。例如，能夠使用亞磷酸，膦酸，烷基-和芳基-取代的膦酸、次磷酸、磷酸，它們的混合物，等等。在反應過程中水解成氧化亞磷酸或鹽的任何磷化合物也是有用的。含氧的磷催化劑典型地是以相對于己二腈的0.05到0.3，優(yōu)選0.1到0.2的重量百分率來添加。優(yōu)選的催化劑包括磷酸，亞磷酸，苯基次膦酸，和2-(2′-吡啶基)乙基膦酸。二羧酸，如在Hayes等人美國專利6,075,117中公開的，也可使用。己二酸是優(yōu)選的。
該己二腈和六亞甲基二胺進料能夠包括參與反應的二腈類，二酸類，二胺類或ω-氨基腈類以及其它形成聚酰胺用單體的混合物。此類單體是各自本身具有形成酰胺能力的那些，如內(nèi)酰胺，氨基烷基酰胺類和氨基酸類。它們能夠以相對于己二腈的任何比率被包括。實例是己內(nèi)酰胺，6-氨基己酰胺和6-氨基己酸。另一類的單體是必須與其它單體一起添加以形成酰胺鍵的那些。此類單體是二酸，二胺，二酰胺和二腈類。它們可以單獨地以少量，一般不超過約50克-摩爾/每百萬克的成品聚合物而被包括，為的是達到在羧基和胺端基之間的所需的差異。它們能夠以相對于己二腈的任何比率作為互補官能團的化學計量平衡對(pair)被包括。實例是己二酸，甲基五甲基二胺，己二酰二胺，和間苯二酸。這些其它組分能夠作為液體或作為固體在用己二腈制成淤漿后來添加。全部的組分應該在塔內(nèi)的溫度、壓力和液體組成的諸多條件下在塔式反應器中完全或基本上可溶，并且在反應器的底部三分之一處的條件下是完全可溶的。
為了以時間均勻方式生產(chǎn)適合于工業(yè)最終使用的尼龍6，6產(chǎn)品，有必要利用合適的控制系統(tǒng)來監(jiān)視和控制在所制備尼龍6，6聚酰胺中在羧酸官能端基的濃度和胺官能端基的濃度之間的差異。這一要求對于最終制成纖維的產(chǎn)物是尤其嚴格的，該纖維將用染料處理，而染料本身會結合于兩種官能團的一種或另一種上。
為了實現(xiàn)這一控制，測量在離開該反應器的最終階段的尼龍6，6聚合物中的一些特性，其對于在酸端基和胺端基之間的濃度差是充分地敏感的。該方法必須精確到在酸和胺端基濃度(克當量端基每百萬克的聚合物)差的大約正負0.5個單位。優(yōu)選該聚酰胺具有平衡的胺和酸端基，或稍微過量的酸端基，以獲得高分子量聚酰胺。這一粗略的精度的任何分析方法-它是足夠快速的，足夠及時地給出應答來實施工藝控制-是合適的。通常，手工滴定法，雖然足夠地精確，但不夠快速地給出有意義的工藝控制。監(jiān)測反應器輸出的優(yōu)選方法是通過近紅外線分光光度測定法。近紅外線分析能夠以足夠及時的響應，在可接受的精確度上測量在酸和胺端基之間的差?；谶@一分析，在進入反應器系統(tǒng)的底部階段中或在該階段附近的六亞甲基二胺進料中作一些變化?！斑M入或在附近”是指這一進料進入底部反應器階段，進入緊接著在該底部階段之上的階段或進入從該底部反應器階段引出的輸送管路。最優(yōu)選地，這一進料進入該輸送管路。
如果在各階段中的停留時間增加，以便為腈基水解提供足夠的時間，則標準蒸餾塔適合用于本發(fā)明的工藝中。在反應器中所需要的液體停留時間是在大約一個小時至四個小時之間以達到足夠程度的腈水解。
該塔式反應器裝有內(nèi)部構件，例如但不限于，多孔板和攪拌器，以便引起逆流方向流動的蒸汽與液體反應混合物的有效階段性接觸，以確保腈基的基本上完全的水解以及由化學反應產(chǎn)生的氨的除去。如在圖1中所示，適合用于本發(fā)明中的多級反應器的內(nèi)部構型，一般由數(shù)字100表示，通過在各階段之間使用穿孔隔板12-21被分成離散的階段1-11。該隔板，參見圖2，可具有小穿孔22，該穿孔允許蒸氣從一個階段向上流到另一階段，并可具有較大的下流管23，該管引導從各階段進入在底下的階段中的反應混合物中，并在該混合物的表面之下，使得液體從一個階段向下流到另一階段。階段的數(shù)目經(jīng)過選擇，以實現(xiàn)每單位液體體積的質量轉移和化學反應的高速率。五到十五個階段是典型的。
己二腈進料24在多級塔式反應器100的頂部附近被連續(xù)地加入，和蒸汽25連續(xù)地加入到在反應器的底部或底部附近的一個或多個階段中。六亞甲基二胺進料54被連續(xù)地輸入到塔式反應器的一個或多個階段，它們在位置上低于己二腈被引入的階段。蒸汽和氨蒸氣作為蒸氣物流26在塔的頂部被除去。尼龍6，6聚酰胺產(chǎn)物27連續(xù)地從底部階段11中除去。該塔優(yōu)選包括將作為蒸氣或作為夾帶液離開塔的頂部的任何己二腈和/或六亞甲基二胺分離并返回到塔中的設備。一種此類設備是在塔的頂部的部分冷凝器(未顯示)。該冷凝器被維持在足以冷凝大部分的己二腈和/或六亞甲基二胺并返回到塔中的溫度，同時使得可以除去蒸氣物流26中的蒸汽和氨。另外，一個或多個階段能夠在己二腈進料階段之上增至塔式反應器上，并能夠在這些階段的最高階段之上提供部分冷凝器以提供回流液體。
在塔中的溫度應該維持足夠的高，以使得反應混合物不會凍結。在塔的最上階段1中的溫度被維持在比底部階段11的溫度更低的溫度下。頂部溫度被維持在足夠高的溫度下以實現(xiàn)己二腈水解的良好速率，同時避免己二腈和/或六亞甲基二胺的過度揮發(fā)。還有可能使用上階段溫度和部分冷凝器的結合，最大程度地減少這兩種反應物的流出。底部階段11的溫度應該是足夠高的以獲得足夠的聚合速率，但不至于高到引起降解。例如，當胺端基彼此縮合時能夠形成仲胺。仲胺是不希望有的，因為它們在聚合物中產(chǎn)生分支點和損失所需應用性能。形成仲胺的潛在可能遍布整個塔；因此，重要的是那些階段的平均溫度不超過某值，高于該值后形成仲胺而變得對產(chǎn)品有害。對反應器的底部三分之二取平均值，該溫度是大約280℃。因為水解反應是放熱的，該塔任選在全部或所選擇的階段中裝有用于水注射的設備38，以實施溫度控制。該最上階段優(yōu)選被維持在大約190℃至250℃之間，和底部階段優(yōu)選在大約260℃至290℃之間操作。全部或大多數(shù)的階段優(yōu)選裝有用于獨立控制溫度的設備。這一控制通過使熱流動液體傳熱介質流過夾套、盤管或其它熱傳遞設備29-37(見圖3，它們能夠同時用于加熱和冷卻)來最佳地實現(xiàn)。
該塔在升高的壓力下操作，在有催化劑的情況下優(yōu)選在50psig(0.34MPa)以上，更優(yōu)選100-300psig(0.69-2.07MPa)，和在沒有催化劑的情況下在400-800psig(2.76-5.52MPa)，以實現(xiàn)在己二腈中腈端基的大體上完全的水解，而這是獲得優(yōu)質的聚合物所需要的。該產(chǎn)品應該優(yōu)選含有不超過約10-20克當量每百萬克聚合物的未水解的腈端基，為的是能夠隨后容易地提高到為特殊最終應用所需要的最高平均分子量。壓力能夠利用壓力控制閥39來控制，后者的開孔連續(xù)地調節(jié)以便響應該容器中所測得的壓力來改變蒸氣物流26的流出。在反應器中的溫度和水濃度，胺官能團和催化劑這些條件下，腈端基，與胺官能團一起，基本上轉化成酰胺鍵，伴隨水的消耗和氨的釋放。從反應器中除去蒸氣物流26中的氨。
本發(fā)明的工藝的諸多優(yōu)點之一是，塔的逆流操作導致了從反應器的較低部分中跑出的氨被蒸汽的連續(xù)沖洗，向上穿過較高部分和從該頂部引出蒸氣物流中跑出。由于下面兩個理由，重要的是最大程度地降低在塔的較低部分中氨的濃度(1)氨與酰胺鍵反應并斷裂酰胺鍵，因此限制了聚合物分子量的增長，和(2)在蒸氣中的氨降低了蒸氣中水蒸汽的分壓和因此降低了溶于液體中的水的濃度，從而降低了腈水解的速率。這兩種影響在反應器的較低部分中會尤其有害，該處酰胺鍵是最高的和該處腈水解的速率早已是緩慢的，因為較少的腈端基保留下來。
在塔的各個上階段中，反應混合物的粘度應該是低至足以使得由于穿孔隔板12-21的適當設計，來自蒸汽和氨蒸氣的氣泡引起反應混合物中的高效混合。在塔的底部，其中該粘度是最高的，混合器28優(yōu)選用于該反應器中的一個或多個最下層的階段中。在圖1中所示的反應器中，在底部兩個階段中提供機械攪拌。
優(yōu)選，為了最大程度地減少在這些階段之間的液體旁通，在各階段中的混合可利用盤管的適當排列，來協(xié)助氣體誘導的混合，或利用在較低的階段處的機械攪拌來誘導，在較低的階段處，由于高粘度氣體混合不充分。液體旁通會降低所需的反應效率，導致為了在給定的流速下實現(xiàn)同樣的轉化率而需要較大尺寸的反應器和/或導致了提高的副反應與優(yōu)選反應的比率，引起質量問題。各階段的高度與直徑比優(yōu)選是在0.5到1.2之間以實現(xiàn)所需的混合效率。
在塔式反應器內(nèi)各個階段之間的軸向混合，由于液體回流穿過下導管(由大氣泡所誘導，它們進入下導管或在它們接近下導管時強迫液體進入下導管)的結果，將降低在塔式反應器中的整個腈轉化效率。這將導致為了在給定的流速下實現(xiàn)同樣的轉化率而需要較大尺寸的反應器和/或導致了提高的副反應與優(yōu)選反應的比率，引起質量問題。下導管的下列優(yōu)選的排列能夠用于這一塔式反應器。
如在圖6中所示，該圓形的中心下導管50優(yōu)選在底部具有雙圓錐形附件51，以使從下導管跑出的氣泡52轉向和防止氣泡進入下導管，以及使離開下導管的液體轉向。在附件51和下導管50的底部之間的縫隙對于最大程度地減少由壓力場所誘導的在下導管中的液體回流是重要的，該壓力場由在下導管出口附近穿行的氣泡所產(chǎn)生。調節(jié)該縫隙以使得由液體流產(chǎn)生的壓降是在0.5到1.0英寸的液體之間。
另一個優(yōu)選的排列是以三角形圖案排列的多個下導管55，如在圖7中所示。這些下導管55的底部是以30-60度的角度截切，并且各自提供了焊接的、擴展的橢圓形板56以使氣泡轉向。讓液體穿過被擴展的板和壓力散逸附件所保護的矩形狹縫流出。狹縫尺寸經(jīng)過選擇可產(chǎn)生在0.5英寸至1.0英寸液體之間的壓降，以最大程度地減少回流。下導管50和55相對于彼此的優(yōu)選排列示于圖8中，以獲得在該階段中的最高混合效率。
優(yōu)選地，這些反應器階段是作為溢流塔板來構型設計，以促進攪拌軸穿過下導管(未示出)，以避免旋轉軸對液體產(chǎn)生密封作用。典型地，機械攪拌是在反應器的底部兩個或三個階段中所需要的，以便最大程度地減少液體旁通。在這些階段中，由氣體流通(由在圖6中的流向箭頭標識)誘導的混合不足以在遇到的較高粘度下達到所需質量的混合。即使溢流堰板能夠在攪拌的階段之上使用，溢流的塔板仍然是優(yōu)選的，因為它們允許反應器液面控制可通過在最上階段(它是最方便的)測量來實現(xiàn)。
從塔的底部排出的尼龍6，6聚酰胺產(chǎn)物27一般是具有在大約3,000至8,000之間的數(shù)均分子量和在大約6至16之間相對粘度(RV)的預聚物。該產(chǎn)物含有一定含量的溶解水，該含量或多或少與塔式反應器的壓力成比例。在典型的操作壓力下，該水分足以破壞大多數(shù)的造粒方法。因此，在塔式反應器之后提供了一種裝置來降低反應混合物的壓力和因此通過揮發(fā)減少水分含量。在圖5中示出的優(yōu)選方法是讓混合物穿過管41，該管的尺寸能夠導致利用流動摩擦阻力引起壓力的大部分的降低，并且進行加熱以補償蒸發(fā)熱。在管之前通常有閥門或泵42以控制流速。在管的末端是容器43或管的較寬區(qū)段，其尺寸允許蒸氣44和液體45的幾乎完全的分離。這一分離是在足夠低的壓力下進行，從而至少將水含量降低至聚合物能夠造粒的程度。這一壓力可以高于大氣壓。更典型地，該分離器是在大氣壓力下或在真空下操作。該分離器43被加熱以維持聚合物在熔融狀態(tài)下和達到最適溫度，典型地在大約270℃至285℃之間，以實現(xiàn)溶解水分的進一步除去但不引起聚合物的過度降解。分離器43優(yōu)選加以攪拌以進一步增加溶解水分的除去，和提供共混作用。該蒸氣44，它含有低分子量環(huán)狀低聚物和蒸汽，能夠再循環(huán)。該聚酰胺能夠在分離器中保留以提高預聚物的粘度到適合于所需最終應用的值，例如對于衣服纖維和鑄塑應用大約為50，對于地毯纖維大約為60-70，和對于工業(yè)用纖維大約為70和更高。在真空下操作該分離器將進一步提高聚酰胺產(chǎn)物的分子量。從分離器中排出的聚酰胺產(chǎn)物45能夠使用現(xiàn)有技術中已知的方法如線條鑄塑來造粒。如果需要更高的相對粘度(RV)，造粒的聚酰胺產(chǎn)物能夠使用現(xiàn)有技術中已知的方法，通過在流動的惰性氣氛如氮氣中或在過熱蒸汽中加熱該粒料來進行固相聚合。
降低聚合物的水分含量的另一種方法，其目的在于使之可造粒，是在蒸汽注射的最底下的位置之下的一個或多個位置將氮氣40供應到塔式反應器中，如圖4中所示。
下列非限制性實施例是為了進一步說明本發(fā)明的各個方面和特征而給出。
實施例試驗方法根據(jù)實施例所制備的尼龍6，6通過在John Wiley & Sons，Inc.于1973年出版的“Encyclopedia of Industrial Chemical Analysis”的17卷的293和294頁上描述的方法，來分析胺和酸端基。腈端基將通過在2240-2245cm-1范圍內(nèi)的紅外線吸收來測量。
聚酰胺樣品的相對粘度(RV)將作為在90wt％甲酸和10wt％水的溶液中的8.4wt％聚合物溶液在25℃下的粘度與在同一裝置中于25℃測量的甲酸-水溶液的粘度的比率來測量。
實施例1
具有11個階段的逆流塔式反應器在最上階段中連續(xù)地以50lb/hr的速率輸入含有己二腈(80wt％)，水(20wt％)和磷酸(0.1wt％)的混合物。以單階段15.0lb/hr的速率，在反應器的底部以上第三和第四階段中連續(xù)地注入過熱蒸汽。六亞甲基二胺的蒸氣連續(xù)地供給到底部兩個階段當中的每一個的上部。六亞甲基二胺的總流量是大約43lb/hr。
該反應器是大約20英尺高和具有8英寸內(nèi)徑。反應器的各階段通過水平穿孔隔板與它上下的階段分開。該隔板是由1/8到3/4英寸的厚度的圓形板構成，具有在直徑4和6英寸的孔-圓周上鉆出的1/8英寸直徑的6到16個供蒸氣通過的孔，并裝有一個或三個供液體通過的下導管。
該反應器溫度將在各階段中加以控制，以使得存在梯度，其中反應器的最上階段處于220℃和底部階段處于276℃。塔壓力被控制在265psig(1.83MPa)。在塔中的總液體停留時間是大約3-4小時。
離開反應器的頂部的蒸氣主要由蒸汽(大約23.3lb/hr)和氨(大約12.6lb/hr)以及低水平的有機物(少于0.1lb/hr)組成。離開反應器的底部的液體含有尼龍66預聚物和大約5.3wt％的水。它含有低于20mol的腈官能化端基每百萬克的尼龍66。
實施例2具有11個階段的逆流塔式反應器在最上階段中連續(xù)地以50lb/hr的速率輸入含有己二腈(80wt％)和水(20wt％)的混合物。以單階段15.0lb/hr的速率，在反應器的底部以上第三和第四階段中連續(xù)地注入過熱蒸汽。六亞甲基二胺的蒸氣連續(xù)地供給到底部兩個階段當中的每一個的上部。六亞甲基二胺的總流量是大約43lb/hr。
該反應器是大約20英尺高和具有8英寸內(nèi)徑。反應器的各階段通過水平穿孔隔板與它上下的階段分開。該隔板是由1/8到3/4英寸的厚度的圓形板構成，具有在直徑4和6英寸的孔-圓周上鉆出的1/8英寸直徑的6到16個供蒸氣通過的孔，并裝有一個或三個供液體通過的下導管。
該反應器溫度將在各階段中加以控制，以使得存在梯度，其中反應器的最上階段處于240℃和底部階段處于276℃。塔壓力被控制在600psig(4.14MPa)。在塔中的總液體停留時間是大約3-4小時。
離開反應器的頂部的蒸氣主要由蒸汽(大約20lb/hr)和氨(大約12.6lb/hr)以及低水平的有機物(少于0.1lb/hr)組成。離開反應器的底部的液體含有尼龍66預聚物。它含有低于20mol的腈官能化端基每百萬克的尼龍66。
權利要求
1.一種從己二腈(ADN)制造尼龍6，6的連續(xù)方法，包括以下步驟a)提供具有頂部和底部的，和具有多個上階段和多個下階段的立式逆流多級反應器，該反應器裝有內(nèi)部穿孔隔板裝置以建立多個階段和進行含ADN的物流和逆向流動的蒸汽物流的接觸；b)在該反應器的頂部附近的ADN引入點向反應器中引入含有ADN的反應物物流；c)在該反應器的底部附近的至少一點向反應器中引入含有蒸汽的物流；d)在ADN引入點下方的至少一點向反應器中引入含有六亞甲基二胺的物流；e)將反應器內(nèi)的壓力維持在100至800psig(0.69至5.52MPa)之間，將反應器的頂部的溫度維持在190至250℃之間，將反應器的底部的溫度維持在260和290℃之間；f)從反應器的頂部抽出含有蒸汽和氨的物流；g)從反應器的底部回收含有尼龍6，6的產(chǎn)品物流；其中在該方法中含有ADN的反應物物流的引入和含有HMD的物流的引入適于提供含有尼龍6，6-的產(chǎn)品物流，其中該尼龍6，6的特征在于平衡的胺和酸端基。
2.權利要求1的方法，其中含有ADN的物流包括基本上純的ADN或含有80-95wt％ADN的水溶液。
3.權利要求2的方法，其中含有六亞甲基二胺的物流包括基本上純的六亞甲基二胺或含有80-90wt％六亞甲基二胺的水溶液。
4.權利要求3的方法，其中在反應器內(nèi)的壓力是400-800psig(2.76到5.52MPa)。
5.權利要求4的方法，其中含氧的磷催化劑被供應給該反應器。
6.權利要求5的方法，其中含氧的磷催化劑是亞磷酸、膦酸、烷基-和芳基-取代的膦酸、次磷酸、磷酸，或它們的混合物。
7.權利要求6的方法，其中在反應器內(nèi)的壓力是100-300psig(0.69到2.07MPa)。
全文摘要
在多級蒸餾塔式反應器中通過己二腈，六亞甲基二胺和蒸汽反應來制備尼龍6，6的方法。
文檔編號C08G69/08GK1513016SQ02811081
公開日2004年7月14日 申請日期2002年5月29日 優(yōu)先權日2001年6月1日
發(fā)明者S·B·費爾古森, E·K·馬奇爾頓, A·T·穆特爾, S B 費爾古森, 穆特爾, 馬奇爾頓 申請人:納慕爾杜邦公司