一種聚苯硫醚合成中多水硫化鈉的脫水工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，在原料多水硫化鈉脫水階段,將多水硫化鈉、催化劑、NMP溶液在反應(yīng)釜中加熱并攪拌，連續(xù)升溫，溫度150～200℃，并通入氮?dú)?。本發(fā)明的脫水工藝能夠減少聚苯硫醚合成過程中多水硫化鈉的脫水時間、提高脫水效率并降低能耗，而且避免了N-甲基吡咯烷酮（NMP）和硫化鈉在高溫下、空氣中易分解、氧化等的問題，脫水過程極少產(chǎn)生ＮＭＰ氣體及其它雜質(zhì)氣體，水蒸汽由氮?dú)鈳С觯に嚵鞒毯喕?、利于工業(yè)化生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)。
【專利說明】一種聚苯硫醚合成中多水硫化鈉的脫水工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚苯硫醚合成【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種聚苯硫醚合成中多水硫化鈉的脫水工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前聚苯硫醚的合成大都是以對二氯苯和硫化鈉為原料進(jìn)行脫水、縮聚等工藝步驟而制得。由于硫化鈉的吸水性強(qiáng)，較難以保存，而且無水硫化鈉價格昂貴，成本很高，故在聚苯硫醚的合成過程中一般使用含有結(jié)晶水的硫化鈉，也即是多水硫化鈉，故需要在合成聚苯硫醚之前，對多水硫化鈉進(jìn)行脫水處理。常規(guī)的脫水方法是建立專門的脫水設(shè)施進(jìn)行脫水，不僅增加額外的設(shè)備投資成本，還大大增加了消耗能量。
[0003]申請?zhí)?01110199757.4的中國發(fā)明專利申請中介紹聚苯硫醚生產(chǎn)中的多水硫化鈉脫水技術(shù)，其將含水硫化鈉、N—甲基吡咯烷酮及助溶劑醋酸鈉的反應(yīng)體系中加熱，由于脫水時間長、脫水溫度高，硫化鈉暴露于空氣中會反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫、硫化氫等有毒氣體，同時由于加熱溫度高于N—甲基吡咯烷酮溶液的沸點(diǎn)，故還會有較多的N—甲基吡咯烷酮被蒸出，因而氣體排出反應(yīng)釜之后還需要經(jīng)過精餾分離，整個工藝過程存在脫水時間長、能耗高、效率低的缺陷。申請?zhí)?01110229726.9的中國發(fā)明專利申請介紹一種聚苯硫醚樹脂合成工藝中的多水硫化鈉脫水工藝過程，其工藝復(fù)雜、操作難度大，且同樣存在因N —甲基吡咯烷酮?dú)怏w及硫化氫氣體的產(chǎn)生而需要經(jīng)過精餾分離，需要增加額外的設(shè)備成本，脫水時間長、能耗高、效率低。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有的多水硫化鈉的脫水工藝難以在工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，需要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，研究出一種無需增加設(shè)備成本、脫水時間短、效率高、能耗低的脫水工藝，以利于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]為了克服以上所述之技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種聚苯硫醚合成中多水硫化鈉的脫水工藝，使得聚苯硫醚合成中多水硫化鈉脫水時間減少、能耗降低、效率得以提高，以及解決N-甲基吡咯烷酮(NMP)和硫化鈉在高溫下、空氣中易分解、氧化的問題，工藝流程簡化、利于工業(yè)化生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，在原料多水硫化鈉脫水階段，將多水硫化鈉、催化劑、NMP溶液在反應(yīng)釜中加熱并攪拌，連續(xù)升溫，溫度150~20(TC，并通入氮?dú)?，所述催化劑選自無水氯化鋰或醋酸鋰。
[0007]本發(fā)明的脫水工藝方法，將多水硫化鈉和NMP溶液在反應(yīng)釜中加熱并攪拌，省略在反應(yīng)前額外增加脫水設(shè)施進(jìn)行脫水，節(jié)約生產(chǎn)成本和能耗。在脫水階段就加入催化劑，則可以在催化劑作用下，硫化鈉和NMP結(jié)合形成絡(luò)合物，可以提高后續(xù)聚合反應(yīng)的產(chǎn)率。脫水工藝中通入氮?dú)饪梢员Ｗo(hù)反應(yīng)，隔絕空氣，因此硫化鈉在高溫下，也不會和空氣中氧氣反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體二氧化硫、硫化氫等，使得反應(yīng)安全可靠；氮?dú)庖部梢栽跀噭酉聦⒍嗨蚧c加熱脫除的水分帶出反應(yīng)釜，在線監(jiān)測水分含量0.9~1.0mOl/mOlNa2S，使得縮聚反應(yīng)的效率得到提高。在150~200°C下，氮?dú)鈱⑺魵鈳С?，而不會帶出NMP (沸點(diǎn)203°C)和硫化氫，不需要增加常壓精餾塔分離將脫水過程中產(chǎn)生的水蒸氣和NMP和硫化氫氣體，進(jìn)行回收利用。脫水完畢后，適當(dāng)降溫至190°C，可直接投入原料對二氯苯開始縮聚反應(yīng)，避免額外的能量消耗，反應(yīng)效率得到提高，工藝流程的到極大的簡化。
[0008]優(yōu)選地，所述氮?dú)饧兌?gt;99.5%。使用高純度的氮?dú)?，可以將反?yīng)更好的保護(hù)起來，可以使得反應(yīng)的副產(chǎn)物減少。
[0009]優(yōu)選地，氮?dú)鈴姆磻?yīng)釜底部通入。氮?dú)鈴牡撞客ㄈ?，不僅可以幫助攪拌多水硫化鈉、催化劑和NMP的混合溶液，還可以將溶液內(nèi)的水帶出來，更加有利于多水硫化鈉的脫除水。
[0010]優(yōu)選地,氮?dú)獾牧髁渴?~50L/min。這個氮?dú)饬髁吭诖朔秶?可以充分帶走水蒸氣，同時也不會浪費(fèi)氮?dú)獾牧髁?，即?jié)省成本、同時對反應(yīng)有效。
[0011]優(yōu)選地，在線監(jiān)測系統(tǒng)是近紅外水分在線監(jiān)控系統(tǒng)。在線監(jiān)測水分含量，有效控制脫水反應(yīng)的效果，從而判斷反應(yīng)完成時間，使得縮聚反應(yīng)的效率得到提高。
[0012]優(yōu)選地，加熱攪拌的速度是180~450rpm。攪拌速度在此范圍，可以充分混合催化劑、硫化鈉和NMP的混合反應(yīng)液，同時增加反應(yīng)混合液與氮?dú)獾慕佑|面積，充分脫水。
[0013]優(yōu)選地，原料多水硫化鈉脫水的時間是40~60min。脫水時間在此范圍，脫水的效果最佳，節(jié)約能耗，脫水也充分有效。
[0014]優(yōu)選地，連續(xù)升溫的速度是I~5°C /min。升溫速度在此范圍，反應(yīng)升溫均勻，物料充分混合，脫水達(dá)到最優(yōu)效果。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明將多水硫化鈉、催化劑、NMP溶液在反應(yīng)釜中加熱至150~200°C，同時通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，使得NMP及硫化鈉不會分解、氧化，而且在150~200°C的溫度下只產(chǎn)生了水蒸汽，而沒有其它氣體成分，如N M P氣體、硫化氫氣體等，水蒸汽隨著氮?dú)饬鞒龇磻?yīng)釜中，從而完成脫水，整個過程操作簡單，脫水周期短，而且耗能少，也不用增加其它設(shè)備，不會產(chǎn)生對環(huán)境或人體不利的氣體。
[0017]2、本發(fā)明在多水硫化鈉脫水階段就加入催化劑，則可以在催化劑作用下，硫化鈉
和NMP結(jié)合形成絡(luò)合物，可以提高后續(xù)聚合反應(yīng)的產(chǎn)率。
[0018]3、脫水工藝中通入氮?dú)饪梢员Ｗo(hù)反應(yīng)，隔絕空氣，因此硫化鈉在高溫下，也不會和空氣中氧氣反應(yīng)產(chǎn)生有毒氣體二氧化硫、硫化氫等，使得反應(yīng)安全可靠。
[0019]4、體系中不存在著影響聚苯硫醚聚合反應(yīng)的物質(zhì)，脫水完畢后，適當(dāng)降溫至190°C，可直接投入原料對二氯苯開始縮聚反應(yīng)，避免額外的能量消耗，反應(yīng)效率得到提高，工藝流程得到極大的簡化；而且脫水后的硫化鈉不會氧化變色，NMP也不會被分解，直接進(jìn)行聚合反應(yīng)能夠降低副產(chǎn)物的生成、提高產(chǎn)品的品相，使產(chǎn)品顏色純白，重均分子量達(dá)50000，為纖維級產(chǎn)品。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0021]具體實(shí)施例1
[0022]在10升的反應(yīng)釜中，加入Na2S.3H201，000g、催化劑380g以及NMP3，500g，通以流量約為18L/min的氮?dú)猓跀嚢杷俣葹?50rpm的情況下，連續(xù)升溫，升溫速度約為2 V /min,在163~198°C之間,硫化鈉中的水分被氮?dú)膺B續(xù)帶出，脫水時間46min,近紅外水分在線監(jiān)控爸中水分是0.95mol/molNa2S,合成反應(yīng)所得聚苯硫醚質(zhì)量優(yōu)良，品相好,顏色純白，重均分子量達(dá)50000，為纖維級產(chǎn)品。
[0023]具體實(shí)施例2
[0024]在10升的反應(yīng)釜中，加入似25*3!1201，50(^、催化劑58(^以及NMP5，000g，通以流量約為15L/min的氮?dú)?，在攪拌速度?80rpm的情況下，連續(xù)升溫，升溫速度約為1.5°C /min，在150~200°C之間，硫化鈉中的水分被氮?dú)膺B續(xù)帶出，脫水時間42min，近紅外水分在線監(jiān)控爸中水分是lmol/molNa2S,合成反應(yīng)所得聚苯硫醚質(zhì)量優(yōu)良，品相好,顏色純白，重均分子量達(dá)50000，為纖維級產(chǎn)品。
[0025]具體實(shí)施例3
[0026]在25升的反應(yīng)釜中，加入Na2S.3Η203，200g、催化劑1，200g以及NMPl 1，000g，通以流量約為50L/min的氮?dú)猓跀嚢杷俣葹?80rpm的情況下，連續(xù)升溫，升溫速度約為3°C /min,在160~196°C之間,硫化鈉中的水分被氮?dú)膺B續(xù)帶出，脫水時間46min,近紅外水分在線監(jiān)控爸中水分是0.88mol/molNa2S,合成反應(yīng)所得聚苯硫醚質(zhì)量優(yōu)良，品相好,顏色純白，重均分子量達(dá)50000，為纖維級產(chǎn)品。
[0027]具體實(shí)施例4
[0028]在25升的反應(yīng)釜中，加入Na2S.3Η204，500g、催化劑1，500g以及NMP15，000g，通以流量約為50L/min的氮?dú)?，在攪拌速度?60rpm的情況下，連續(xù)升溫，升溫速度約為3°C /min，在160~195°C之間，硫化鈉中的水分被氮?dú)膺B續(xù)帶出，脫水時間52min，近紅外水分在線監(jiān)控爸中水分是0.92mol/molNa2S,合成反應(yīng)所得聚苯硫醚質(zhì)量優(yōu)良，品相好,顏色純白，重均分子量達(dá)50000，為纖維級產(chǎn)品。
[0029]具體實(shí)施例5
[0030]在10升的反應(yīng)釜中，加入Na2S.3Η2080(^、催化劑290g以及NMP2，500g，通以流量約為5L/min的氮?dú)?在攪拌速度為450rpm的情況下,連續(xù)升溫,升溫速度約為5°C /min,在150~196°C之間，硫化鈉中的水分被氮?dú)膺B續(xù)帶出，脫水時間60min，近紅外水分在線監(jiān)控爸中水分是0.93mol/molNa2S,合成反應(yīng)所得聚苯硫醚質(zhì)量優(yōu)良，品相好,顏色純白，重均分子量達(dá)50000，為纖維級產(chǎn)品。
[0031]具體實(shí)施例6
[0032]在10升的反應(yīng)釜中，加入似25*3!1201，00(^、催化劑38(^以及NMP3，000g，通以流量約為5L/min的氮?dú)?在攪拌速度為400rpm的情況下,連續(xù)升溫,升溫速度約為1°C /min,在150~199°C之間，硫化鈉中的水分被氮?dú)膺B續(xù)帶出，脫水時間40min，近紅外水分在線監(jiān)控測爸中水分是0.96mol/molNa2S,合成反應(yīng)所得聚苯硫醚質(zhì)量優(yōu)良，品相好,顏色純白，重均分子量達(dá)50000，為纖維級產(chǎn)品。
[0033]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些 特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，其特征在于，在原料多水硫化鈉脫水階段，將多水硫化鈉、催化劑、NMP溶液在反應(yīng)釜中加熱并攪拌，連續(xù)升溫，溫度150~200 V，并通入氮?dú)?，所述催化劑選自無水氯化鋰或醋酸鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，其特征在于所述氮?dú)饧兌取?9.5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，其特征在于氮?dú)鈴姆磻?yīng)釜底部通入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，其特征在于氮?dú)獾牧髁渴?~50L/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，其特征在于在線監(jiān)測系統(tǒng)是近紅外水分在線監(jiān)控系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，其特征在于加熱攪拌的速度是180~450rpm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，其特征在于原料多水硫化鈉脫水的時間是40~60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚苯硫醚樹脂合成中多水硫化鈉的脫水工藝，其特征在于連續(xù)升溫的速度 是I~5°C /min。
【文檔編號】C08G75/02GK103788373SQ201410060699
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】楊偉明, 周鴻文, 張德明, 葉維雪 申請人:珠海長先化學(xué)科技有限公司