向聚合物中摻入添加劑的方法及由此產(chǎn)生的聚合物產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合物添加劑裝置和利用聚合物反應(yīng)器向聚合物中摻入添加劑的方法，其中所述聚合物反應(yīng)器與攜帶聚合物的初級歧管流體連通。所述初級歧管與至少一個包括添加劑注入管線的次級歧管流體連通。本發(fā)明還公開了用于向現(xiàn)有的聚合方法中添加聚合物添加劑裝置的改裝選項。所述裝置和方法從一個連續(xù)聚合反應(yīng)器中生產(chǎn)多種聚合物成品。
【專利說明】向聚合物中摻入添加劑的方法及由此產(chǎn)生的聚合物產(chǎn)品
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年5月I日提交的美國臨時申請61/818244的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及從一個連續(xù)聚合反應(yīng)器中生產(chǎn)出多種聚合物產(chǎn)品的方法。具體地，本發(fā)明涉及通過利用添加劑注入裝置將不同的添加劑注入到液體聚合物的不同部分中以生產(chǎn)出多種聚合物產(chǎn)品的方法。

【背景技術(shù)】
[0004]本領(lǐng)域已知的各種聚合物用于生產(chǎn)成型制品，如薄膜、絲管狀物、帶狀物和類似形狀。聚合物，往往以固體片狀物的形式產(chǎn)生，經(jīng)熔融并擠出成型得到這樣的制品。聚酰胺是一類重要的聚合物，其廣泛應(yīng)用于紡織品、服裝、包裝、輪胎加固、地毯、汽車成型零件用熱塑性工程塑料、電氣設(shè)備、體育裝備以及各種廣泛的工業(yè)領(lǐng)域。脂肪族聚酰胺，也稱為尼龍，可以由二羧酸和二胺生產(chǎn)，例如從二羧酸和二胺的鹽溶液中產(chǎn)生。尼龍是一種可用于需要特殊耐久性、耐熱性和韌性的塑料和纖維領(lǐng)域的高性能材料。
[0005]但是在制造這些聚合物的工藝過程中遇到了一系列的挑戰(zhàn)。例如，當(dāng)由熔融的聚己二酰己二胺(“尼龍6，6”)生產(chǎn)成型制品時，已經(jīng)知道聚酰胺在需要保持其為熔融狀態(tài)的高溫下會分解。分解造成擠壓成型制品變色，并且會對制品的物理性能產(chǎn)生不良影響。例如，美國專利US3121763中已經(jīng)提出通過在熔融聚合物中加入熱穩(wěn)定添加劑以解決這一問題。
[0006]其它的添加劑也被提出摻入到熔融聚合物中。美國專利US3824207提出通過向單體反應(yīng)物料中注入色素生產(chǎn)有顏色的高分子量的聚酰胺。卡羅瑟斯等人在美國專利US2119584中建議在溶液中添加改性劑，該溶液是通過將近似產(chǎn)生一定量的聚酰胺所需的二胺和二羧酸的總量溶解于水中形成的。所述的改性劑包括粘度穩(wěn)定劑、增塑劑、消光劑、顏料和染料。
[0007]然而，迄今為止所提出的向聚合物中摻入添加劑的方法存在著挑戰(zhàn)。例如，在W099/10408中公開了在聚酰胺聚合過程的反應(yīng)器的上游注入添加劑會導(dǎo)致添加劑的降解。
[0008]此外，向聚酰胺聚合過程的不同階段引入添加劑，特別是在聚合反應(yīng)器的上游，可能使生產(chǎn)符合規(guī)格的產(chǎn)品時會發(fā)生明顯的時間延遲。可以采用多種方法將該添加劑摻入到聚合物產(chǎn)品中，例如，物理混合所述添加劑與聚合的尼龍6，6、使尼龍6，6顆粒同粉末添加劑進(jìn)行表面滾動或?qū)⑻砑觿┪锢頁饺肴垠w擠出機(jī)中。
[0009]制造者期望通過一種單一的聚合過程和裝置生產(chǎn)出各種不同等級的尼龍。前體鹽溶液可以包含水和己二胺己二酸鹽。前體鹽溶液可被脫水并加熱產(chǎn)生聚合物。在聚合之前向諸如鹽溶液、蒸發(fā)器或連續(xù)聚合反應(yīng)器的入口處注入添加劑包會使靈活性受到限制。例如，由于產(chǎn)生的全部聚合物都含有注入到鹽溶液中的添加劑，從而阻止了操作者生產(chǎn)多元化的聚合物產(chǎn)品。此外，為了改變添加劑和聚合物產(chǎn)品，需要顯著的時間以切換過程并生產(chǎn)具有不同添加劑的不同鹽溶液。
[0010]相反地，向連續(xù)聚合過程的流出物中注入添加劑存在許多技術(shù)問題。首先，將添加劑均勻一致地分散到大部分聚合物中是很困難的。此外，常規(guī)注入閥往往是栓式的。另外，在反應(yīng)器下游注入添加劑可能造成添加劑的降解。
[0011]因此，需要一種改進(jìn)的方法和裝置，它解決了上述的難題，同時生產(chǎn)出多種聚合物女口廣叩O


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在第一個【具體實施方式】中，本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)多種聚合物產(chǎn)品的連續(xù)方法，其包括:a)將液體聚合物從聚合反應(yīng)器通過初級歧管導(dǎo)入聚合物固化器中以形成初級聚合物成品，其中所述初級歧管包括至少一個第一初級歧管閥和一個第二初級歧管閥，每一個都在聚合物完成器的上游；b)將第一部分液體聚合物從所述初級歧管通過所述第一初級歧管閥導(dǎo)入第一添加劑注入裝置中；c)向所述第一部分液體聚合物中注入第一添加劑，以產(chǎn)生包含第一添加劑的第一聚合物成品；d)將第二部分液體聚合物從所述初級歧管通過所述第二初級歧管閥導(dǎo)入第二添加劑注入裝置中；e)注入第二添加劑，以產(chǎn)生包含所述第二添加劑的第二聚合物成品，其中所述第一添加劑不同于所述第二添加劑，其中第一和第二添加劑注入裝置每一個都包括次級歧管、與所述次級歧管相連接的至少一個添加劑注入管線、和聚合物固化器，所述聚合物固化器與所述添加劑注入管線的下游的次級歧管的流體連通。所述至少一個添加劑注入管線可以包括泵。所述第一和第二添加劑注入裝置每一個可以進(jìn)一步包括至少一個添加劑注入閥，用于使所述至少一個添加劑注入管線與所述次級歧管相連接。當(dāng)所述至少一個添加劑注入閥打開時，所述至少一個添加劑注入管線可被加壓至比所述次級歧管更高的壓力。當(dāng)所述至少一個添加劑注入閥打開時，所述至少一個添加劑注入管線可被加壓至比所述次級歧管的壓力高2%至10%?；旧纤鲋辽僖粋€添加劑注入閥以及每一個所述第一和第二初級歧管閥的所有部分都可以由不銹鋼組成。每一個所述第一和第二初級歧管閥和所述至少一個添加劑注入閥都可以是抗堵注入閥。所述初級歧管閥和添加劑注入閥可以是交叉桿注入閥、二通閥、三通閥、分流閥或它們的組合。所述初級聚合物成品可以不含所述第一添加劑和/或所述第二添加劑。所述至少一個添加劑注入裝置可以包括至少兩個添加劑注入管線。所述初級歧管可以包括至少一個第三初級歧管閥，所述第三初級歧管閥與至少一個第三添加劑注入裝置相連接。所述次級歧管可以包括在所述至少一個添加劑注入管線的上游的泵。所述第一和/或第二添加劑可以在與次級歧管中的液體聚合物溫度基本相同的溫度下，被添加到所述添加劑注入管線中。所述至少一個添加劑注入管線可以進(jìn)一步包括靜態(tài)混合器。所述初級歧管中的液體聚合物的溫度可以在265°C至300°C之間。所述初級歧管中的液體聚合物的壓力可以在1MPa至31MPa之間。所述方法可以進(jìn)一步包括將多種聚合物產(chǎn)品中的至少一種基本上分裂為固體片狀物。所述方法可以進(jìn)一步包括使二羧酸與二胺縮合形成所述液體聚合物。所述二羧酸可以選自草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、庚二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、馬來酸、戊烯二酸、愈傷酸、己二烯二酸、1，2-或1,3-環(huán)己烷二甲酸、1，2-或1，3-苯二乙酸、1，2-或1，3-環(huán)己烷二乙酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、4，4’ -二苯醚二甲酸、4，4’-二苯酮二甲酸、2，6-萘二甲酸、對叔丁基間苯二甲酸、2，5-呋喃二甲酸以及它們的混合物。在一個【具體實施方式】中，所述二羧酸是己二酸。所述二胺可以選自乙醇二胺、三亞甲基二胺、腐胺、尸胺、六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、七亞甲基二胺、2-甲基六亞甲基二胺、3-甲基六亞甲基二胺、2，2- 二甲基五亞甲基二胺、八亞甲基二胺、2，5- 二甲基六亞甲基二胺、壬二胺、2，2，4-和2，4，4-三甲基六亞甲基二胺、十亞甲基二胺、5-甲基壬二胺、異佛爾酮二胺、十一亞甲基二胺、十二亞甲基二胺、2，2，7，7-四甲基八亞甲基二胺、雙(對-氨基環(huán)己基)甲烷、雙(氨基甲基)降冰片烷、任選被一個或多個C1-C4烷基基團(tuán)取代的C2-C16脂族二胺、脂族聚醚二胺、呋喃二胺類(如2，5-雙(氨基甲基)呋喃)以及它們的混合物。在一個【具體實施方式】中，所述二胺是六亞甲基二胺。在一個【具體實施方式】中，所述二羧酸和所述二胺是己二酸和己二胺。所述第一和第二添加劑可以獨立地選自熱穩(wěn)定劑、消泡劑、玻璃纖維、潤滑劑、共聚物、催化劑、阻燃劑、增塑劑、抗沖改性劑、填料、改變兩端平衡的化合物以及它們的混合物。所述第二聚合物成品可以包含0.1wt.%至20wt.%的第一添加劑。第三聚合物成品可以包含0.1wt.%至20wt.%的第二添加劑。所述添加劑可以在40°C至300°C的溫度下被添加至所述添加劑注入管線中。所述多種聚合物產(chǎn)品可以具有10000至50000道爾頓的分子量。在一個【具體實施方式】中，沒有向所述初級歧管中注入添加劑。
[0013]在第二個【具體實施方式】中，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)多種聚合物產(chǎn)品的連續(xù)方法，該方法包括:a)將液體聚合物從聚合反應(yīng)器經(jīng)初級歧管導(dǎo)入聚合物固化器中以形成聚合物成品，其中所述初級歧管包括至少兩個在聚合物完成器的上游的初級歧管閥jPb)經(jīng)每一個所述的至少兩個初級歧管閥將部分液體聚合物導(dǎo)入獨立的添加劑注入裝置中；和(3)向每一個所述各自的添加劑注入裝置中注入添加劑，以形成至少兩種額外的聚合物成品；其中每一個所述獨立的添加劑注入裝置都包括次級歧管、與次級歧管相連接的至少一個添加劑注入管線、和聚合物固化器，所述聚合物固化器與所述添加劑注入管線下游的次級歧管的流體連通。
[0014]在第三個【具體實施方式】中，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)多種聚合物產(chǎn)品的連續(xù)方法，所述方法包括:a)將液體聚合物從聚合反應(yīng)器經(jīng)初級歧管導(dǎo)入聚合物固化器中，以形成初級聚合物成品，其中所述初級歧管包括至少一個在聚合物完成器的上游的初級歧管閥山)將部分液體聚合物從所述初級歧管經(jīng)第一歧管閥導(dǎo)入添加劑注入裝置中；和(3)向所述部分液體聚合物中注入添加劑，以產(chǎn)生包含第一添加劑的聚合物成品；其中所述添加劑注入裝置包括次級歧管、與次級歧管相連接的至少一個添加劑注入管線、和聚合物固化器，所述聚合物固化器與所述添加劑注入管線下游的次級歧管的流體連通。
[0015]在第四個【具體實施方式】中，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)多種聚合物的裝置，其包括:a)初級歧管，所述初級歧管用于將液體聚合物從聚合反應(yīng)器提供到聚合物固化器中，以產(chǎn)生第一聚合物成品，其中所述初級歧管包括第一初級歧管閥和第二初級歧管閥，每一個都在聚合物完成器的上游，b)與所述第一初級歧管閥相連接的第一添加劑注入裝置，和c)與所述第二初級歧管閥相連接的第二添加劑注入裝置；其中所述第一添加劑注入裝置和第二添加劑注入裝置每一個都攜帶一部分液體聚合物，且每一個都包括:i)次級歧管；ii) 一個或多個添加劑注入管線，以將添加劑引入到所述次級歧管中的部分液體聚合物中jPiii)處于下游的聚合物固化器以產(chǎn)生聚合物成品。每個所述第一添加劑注入裝置和所述第二添加劑注入裝置每個可以進(jìn)一步包括添加劑注入閥，以使所述次級歧管與一個或多個添加劑注入管線相連接。所述第一和第二初級歧管閥和每個添加劑注入閥的所有部分基本上都可以由不銹鋼組成。所述第一和第二初級歧管閥以及每個添加劑注入閥都可以是抗堵注入閥。所述第一和第二初級歧管閥以及所述添加劑注入閥可以是交叉桿注入閥、二通閥、三通閥、分流閥或它們的組合。所述次級歧管可以包括一個位于所述第一或第二初級歧管閥和所述添加劑注入閥之間的泵。所述一個或多個添加劑注入管線可以每個都包括壓力控制器，以當(dāng)每個添加劑注入閥都打開時將所述一個或多個添加劑注入管線加壓至高于所述次級歧管的壓力。該較高的壓力可以比所述次級歧管中的壓力高2%至10%。每個所述一個或多個添加劑注入管線可以包括添加劑泵。所述一個或多個添加劑注入管線可以分別包括溫度控制器，以使所述添加劑大體維持在所述次級歧管中的液體聚合物的溫度下。每個所述一個或多個添加劑注入管線可以進(jìn)一步包括添加劑儲存罐。所述添加劑儲存罐可被裝上護(hù)套。所述一個或多個添加劑注入管線可以包括靜態(tài)攪拌器。該裝置可以包括至少一個溫度控制器，以使所述初級歧管和所述次級歧管中的液體聚合物維持在265°C至300°C的溫度下。所述初級歧管的橫截面內(nèi)徑可以比所述次級歧管的橫截面內(nèi)徑大。所述初級歧管可以包括壓力控制器，以使其內(nèi)部壓力維持在1MPa至31MPa之間。所述次級歧管可以包括壓力控制器，以使其內(nèi)部壓力維持在1MPa至28MPa之間。所述聚合反應(yīng)器可以通過使二羧酸與二胺縮合產(chǎn)生所述液體聚合物。所述二羧酸可以選自草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、庚二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、馬來酸、戊烯二酸、愈傷酸、己二烯二酸、1,2-或1,3-環(huán)己烷二甲酸、1,2-或1,3-苯二乙酸、1,2-或1,3-環(huán)己烷二乙酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、4，4’-二苯醚二甲酸、4，4’-二苯酮二甲酸、2，6-萘二甲酸、對叔丁基間苯二甲酸、2，5-呋喃二甲酸以及它們的混合物。在一個【具體實施方式】中，所述二羧酸是己二酸。所述二胺可以選自乙醇二胺、三亞甲基二胺、腐胺、尸胺、六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、七亞甲基二胺、2-甲基六亞甲基二胺、3-甲基六亞甲基二胺、2，2-二甲基五亞甲基二胺、八亞甲基二胺、2，5-二甲基六亞甲基二胺、壬二胺、2，2，4-和2，4，4-三甲基六亞甲基二胺、十亞甲基二胺、5-甲基壬二胺、異佛爾酮二胺、十一亞甲基二胺、十二亞甲基二胺、2，2，7，7-四甲基八亞甲基二胺，雙(對-氨基環(huán)己基)甲烷，雙(氨基甲基)降冰片烷、任選被一個或多個C1-C4烷基基團(tuán)取代的C2-C16脂族二胺、脂族聚醚二胺、呋喃二胺類(如2，5-雙(氨基甲基)呋喃)以及它們的混合物。在一個【具體實施方式】中，所述二胺是六亞甲基二胺。所述二羧酸和二胺單體可以是己二酸和己二胺。每種添加劑可以包括熱穩(wěn)定劑、消泡劑、玻璃纖維、潤滑劑、共聚物、催化劑、阻燃劑、增塑劑、抗沖改性劑、填料和/或改變兩端平衡的化合物。所述裝置可以包括三至十個添加劑注入裝置。在至少一個所述添加劑注入裝置中的次級歧管可以包括兩個添加劑注入管線。
[0016]在第五個【具體實施方式】中，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)多種聚合物的裝置，其包括:a)初級歧管，所述初級歧管用于將液體聚合物從聚合反應(yīng)器提供到聚合物固化器中，以產(chǎn)生第一聚合物成品，其中所述初級歧管包括在聚合物完成器的上游的初級歧管閥，b)與所述初級歧管閥相連接的添加劑注入裝置；和c)其中所述添加劑注入裝置攜帶部分液體聚合物，且包括:i)次級歧管；ii) 一個或多個添加劑注入管線，以將添加劑引入到所述次級歧管中的部分液體聚合物中；和iii)處于下游的聚合物固化器，以產(chǎn)生聚合物成品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]通過下面的附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0018]圖1是制造聚酰胺聚合物的常規(guī)裝置。
[0019]圖2是聚合物添加劑裝置的示意圖，按照本發(fā)明一個【具體實施方式】，所述聚合物添加劑裝置包括兩個添加劑注入裝置。
[0020]圖3是聚合物添加劑裝置的示意圖，按照本發(fā)明一個【具體實施方式】，所述聚合物添加劑裝置包括三個添加劑注入裝置。
[0021]圖4是圖3中的聚合物添加劑裝置的示意圖，其中，按照本發(fā)明一個【具體實施方式】，添加劑注入裝置中的一個歧管閥被關(guān)閉。
[0022]圖5是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中的聚合物添加劑裝置的示意圖，所述聚合物添加劑裝置的一個添加劑注入裝置中具有兩個添加劑注入管線。
[0023]圖6A是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中所用的交叉桿聚合物閥門的截面?zhèn)纫晥D。
[0024]圖6B是圖6A中的本發(fā)明的一個【具體實施方式】中所用的交叉桿聚合物閥門的部分截面?zhèn)纫晥D。
[0025]圖7是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中所用的類型I聚合物閥的截面?zhèn)纫晥D，所述聚合物閥處在允許流體經(jīng)一個出口流過的位置。
[0026]圖8是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中所用的類型I聚合物閥的截面?zhèn)纫晥D，所述聚合物閥處在允許流體經(jīng)兩個出口流過的位置。
[0027]圖9是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中所用的類型I聚合物閥的截面?zhèn)纫晥D，所述聚合物閥處在允許流體經(jīng)一個出口流過的位置。
[0028]圖10是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中所用的類型II聚合物閥的截面?zhèn)纫晥D，所述聚合物閥處在不允許流體流過該閥的位置。
[0029]圖11是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中處在注入位置的聚合物分流閥的截面?zhèn)纫晥D。
[0030]圖12是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中處在分流位置的聚合物分流閥的截面?zhèn)纫晥D。
[0031]圖13是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中的可以用聚合物添加劑裝置改裝的聚合過程的示意圖。
[0032]圖14是本發(fā)明的一個【具體實施方式】中的可以用聚合物添加劑裝置改裝的聚合過程的示意圖。

【具體實施方式】
[0033]此處所用之術(shù)語僅出于描述特定實施方案的目的，并不意欲限制本發(fā)明。除非上下文中清楚地顯示出另外的情況，如此處所用的單數(shù)形式“一個”和“該”也包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)理解，在本說明書中使用的用語“包括”和/或“包括有”時說明了存在所述的特征、整體、步驟、操作、部件和/或構(gòu)件，但不妨礙一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、部件組、構(gòu)件和/或構(gòu)件組的存在或添加。
[0034]例如“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”的用語及其變體應(yīng)廣泛地理解，并且包含所列出的主體以及等效物，還有未列出的另外的主體。另外，當(dāng)由過渡性用語“包含”、“包括”或“含有”來引出組分、部件組、工藝或方法步驟或者任何其他的表述時，應(yīng)當(dāng)理解此處還考慮了相同的組分、部件組、工藝或方法步驟，或者具有在該組分、部件組、工藝或方法步驟或任何其它表述的記載之前的過渡性用語“基本上由…組成”、“由…組成”或“選自由…構(gòu)成的組”的任何其它的表述。
[0035]如果的適用話，權(quán)利要求中的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、材料、動作以及所有功能性的裝置或步驟的等效物包括用于與權(quán)利要求中所具體陳述的其他部件相結(jié)合地來執(zhí)行功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動作。本發(fā)明的說明書出于介紹和描述的目的而提供，但并不是窮舉性的或?qū)⒈景l(fā)明限制到所公開的形式。在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，許多改變和變體對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。這里選擇并描述了一些實施方案，目的是對本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用進(jìn)行最佳的解釋，并且使得本領(lǐng)域的其他普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的不同實施方案具有多種變化，如同適合于該特定用途一樣。相應(yīng)地，盡管本發(fā)明已經(jīng)依據(jù)實施方案進(jìn)行了描述，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明可以有所改變地并在所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)實施。
[0036]現(xiàn)在將詳細(xì)參考特定的所公開的主題。盡管所公開的主題將結(jié)合所列舉的權(quán)利要求來描述，然而可以理解，它們并不將所公開的主題限制到這些權(quán)利要求中。相反，所公開的主題覆蓋了所有的替代方案、改變以及等效物，這些可以包含于由權(quán)利要求所限定的所公開的主題的范圍之內(nèi)。
[0037]兎直
[0038]本發(fā)明的目的是提供一種聚合物添加劑裝置及利用該聚合物添加劑裝置生產(chǎn)多種聚合物產(chǎn)品的方法。本發(fā)明的另一目的是提供使用本文所述的聚合物添加劑裝置改裝現(xiàn)有的聚合物生產(chǎn)裝置的方法。所述聚合物添加劑裝置與包括連續(xù)聚合反應(yīng)器的聚合裝置流體連通。所述聚合裝置也可以包括閃蒸器和用于調(diào)節(jié)聚合物，例如調(diào)節(jié)其分子量的容器或罐。所述聚合物添加劑裝置包括初級歧管和至少一個添加劑注入裝置，例如，至少兩個添加劑注入裝置。所述初級歧管是用于引導(dǎo)液體聚合物從聚合裝置通過聚合反應(yīng)器排出管線或閃蒸器進(jìn)料管線的分配管線。在一個【具體實施方式】中，所述初級歧管將液體聚合物分配至與所述初級歧管相接觸的聚合物完成器中，例如，聚合物固化器。所述初級歧管可以包括用于控制液體聚合物進(jìn)入所述添加劑注入裝置的流量的初級歧管閥。
[0039]所述添加劑注入裝置包括可攜帶至少一部分液體聚合物的次級歧管。該次級歧管可與至少一個添加劑注入管線接觸，用于將添加劑送入所述次級歧管中與所述液體聚合物結(jié)合。該方法可以連續(xù)運(yùn)行，并且具有從一個連續(xù)過程中生產(chǎn)超過一個的聚合物產(chǎn)品的優(yōu)點。通常情況下，該方法包括形成液體聚合物、從聚合裝置中移除所述液體聚合物并將至少兩部分所述液體聚合物引入各自的添加劑注入裝置中以產(chǎn)生不同的聚合物產(chǎn)品。
[0040]本發(fā)明提出了一種顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)方法，所述方法在液體聚合物的生產(chǎn)率、成品率、速率被最大化的同時還允許最終產(chǎn)品的定制。例如，液體聚酰胺可被分離成多個部分，每個部分可以與不同的添加劑結(jié)合。第一部分可以與阻燃添加劑進(jìn)行組合，第二部分可以與顏料相結(jié)合，第三部分可以與熱穩(wěn)定劑結(jié)合。因此，可以由一種液體聚酰胺生產(chǎn)三種聚酰胺產(chǎn)品。在另一個實施例中，第一部分液體聚合物從初級歧管被送至聚合物完成器中以形成初級聚合物成品，而另一部分液體聚合物被送至添加劑注入裝置中以形成包含添加劑的聚合物成品。另外，由于減少了因添加劑的堆積而引起的在聚合裝置設(shè)備中的污染，所以本發(fā)明是有利的。因為添加劑可以在聚合物離開聚合裝置后加入，所以聚合裝置不需要暴露于添加劑中。
[0041]本發(fā)明還包括控制所述添加劑注入管線的壓力，從而使得當(dāng)添加劑閥打開時，該壓力比次級歧管中的壓力高。通過使用適當(dāng)?shù)淖⑷腴y來控制壓力，因而當(dāng)添加劑流被切斷時，所述注入閥能夠防止聚合物倒流至添加劑注入管道中。沒有壓力控制時，溫度會受到影響，注入閥和管道將需要控溫，由于溫度的下降將導(dǎo)致聚合物固化并堵塞裝置。
[0042]本發(fā)明通過向制造者提供用包括單個聚合反應(yīng)器的單個聚合裝置靈活地生產(chǎn)多個聚合物產(chǎn)品的方法克服了該缺陷。所述連續(xù)聚合反應(yīng)器可以同時生產(chǎn)多種產(chǎn)品，或每次生產(chǎn)一種產(chǎn)品，這取決于已給定的設(shè)備或操作者的要求。本發(fā)明避免了與將添加劑引入到初級歧管中相關(guān)的問題。相對于以前存在的裝置和方法，該裝置還可以在很短的時間內(nèi)使聚酰胺生產(chǎn)滿足特定聚酰胺的產(chǎn)品規(guī)格。可以在一個單一的聚合裝置中利用一種聚合反應(yīng)器并結(jié)合一個或多個添加劑注入裝置生產(chǎn)不同產(chǎn)品的數(shù)量僅受經(jīng)濟(jì)條件限制。本發(fā)明的方法也可擴(kuò)展為靈活地生產(chǎn)多種聚合物產(chǎn)品。
[0043]液體聚合物及其制備
[0044]如上文所討論的，液體聚合物通過初級歧管從聚合裝置中移出。從聚合裝置中移出的液體聚合物可以不包含添加劑。在另一個【具體實施方式】中，從聚合裝置中移出的液體聚合物可包含添加劑。然而，一旦所述液體聚合物組分從聚合裝置中移出，當(dāng)其在初級歧管中時并沒有添加劑添加到該液體聚合物中。所述液體聚合物可以是液體形式的任何聚合物，包括熔融的聚合物或可流動形式的聚合物。對于本發(fā)明的目的來說，當(dāng)聚合物在聚合反應(yīng)器的溫度下是液體形式時，該聚合物是液體聚合物。示例性的液體聚合物可以包括聚酰胺、聚烯烴、聚氨酯 、聚酯、聚苯乙烯和聚碳酸酯。在優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明涉及生產(chǎn)聚酰胺。
[0045]在本發(fā)明的方法中使用的聚酰胺可以由一種單體或兩種或兩種以上不同的單體的混合物獲得，例如二羧酸和二胺，二者首先反應(yīng)生成聚(六亞甲基己二酰二胺)。因此，當(dāng)生成的是聚(六亞甲基己二酰二胺)時，主要的單體是六亞甲基二胺和己二酸。這一類來源于兩種不同單體的聚酰胺通常使用鹽溶液為起始原料制造，所述鹽溶液通過在例如為水的溶劑中使二羧酸與化學(xué)計量的二胺混合得到。在一個【具體實施方式】中，己二酸與六亞甲基二胺的摩爾比可為0.8:1~1.2:1。所述鹽溶液通常通過蒸發(fā)除水而濃縮。在高溫和高壓下加熱該鹽溶液以蒸發(fā)除水的同時避免形成任何形式的固相以免該混合物凝固，從而獲得所述聚酰胺。己二酸與六亞甲基二胺的摩爾量的比值可以根據(jù)所需的最終產(chǎn)物而變化。
[0046]在一些【具體實施方式】中，所述液體聚合物可以是二元羧酸單體和二胺單體的縮合產(chǎn)物。
[0047]適合用于本發(fā)明的二羧酸選自草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、庚二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、馬來酸、戊烯二酸、愈傷酸、粘康酸、1，2-或
I,3-環(huán)己烷二甲酸，I, 2-或1，3-苯二乙酸，I, 2-或1，3-環(huán)己烷二乙酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、4，4’ - 二苯醚二甲酸、4，4- 二苯酮二甲酸，2，6-萘二甲酸、對叔丁基間苯二甲酸和2，5-呋喃二甲酸，以及它們的混合物。在一個【具體實施方式】中，所述二羧酸單體包括至少80%的己二酸，例如，至少95%的己二酸。
[0048]己二酸(AA)是最優(yōu)選的二羧酸，其以粉末狀的形式使用。AA—般可以以含有極少量雜質(zhì)的純的形式使用。典型的雜質(zhì)包括其它酸(一元酸和低級二元酸，小于60ppm)、含氮物質(zhì)、痕量金屬(如鐵，低于2ppm)、其他重金屬(低于lOppm)、砷(低于3ppm)和烴類油(低于1ppm)ο
[0049]適合用于本發(fā)明的二胺選自乙醇二胺、三亞甲基二胺、腐胺、尸胺、六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、七亞甲基二胺、2-甲基六亞甲基二胺、3-甲基六亞甲基二胺、2，2-二甲基五亞甲基二胺、八亞甲基二胺、2，5-二甲基六亞甲基二胺、壬二胺、2，2，4-和2，4，4-三甲基六亞甲基二胺、十亞甲基二胺、5-甲基壬二胺、異佛爾酮二胺、十一亞甲基二胺、十二亞甲基二胺、2，2，7，7-四甲基八亞甲基二胺、雙(對-氨基環(huán)己基)甲烷、雙(氨基甲基)降冰片烷、任選被一個或多個C1-C4的烷基基團(tuán)取代的C2-C16脂族二胺、脂族聚醚二胺和呋喃二胺類(如2，5-雙(氨基甲基)呋喃)以及它們的混合物。所選擇的二胺可以具有比二元羧酸更高的沸點，并且所述二胺優(yōu)選不是苯二甲二胺。在一個【具體實施方式】中，所述二胺單體包含至少80%的六亞甲基二胺，例如，至少95%的六亞甲基二胺。六亞甲基二胺(HMD)常用于制備尼龍6，6。HMD在約42°C的溫度下固化，通常加入水以降低熔融溫度且方便處理。因此，HMD的濃溶液可以商購獲得，例如，80重量％至100重量％之間或92重量％至98重量％之間的濃溶液。
[0050]在下面的描述中，術(shù)語己二酸(AA)和六亞甲基二胺(HMD)將被用來表示二羧酸和二胺。然而，該方法也適用于如上所指出的其它的二羧酸和其他二胺。另外，在下面的描述中，術(shù)語尼龍6，6和聚酰胺將用于表示液體聚合物。然而，該方法也適用于上面所指出的其它液體聚合物。
[0051]聚酰胺除了僅基于二羧酸和二胺以外，有時包含其它單體是有利的。當(dāng)以低于20重量％的比例加入時,例如小于15重量％，這些單體可加入到尼龍鹽溶液中，這并不會脫離本發(fā)明的范圍。這樣的第三種起始原料可以包括單官能羧酸，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、苯甲酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、肉豆蘧酸、肉豆蘧腦酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、薩芬酸(sapienic acid)、硬脂酸、油酸、反油酸、異油酸、亞油酸、芥酸等。這樣的第三種起始原料也可以包括酰胺類，如a-乙內(nèi)酰胺、a-丙內(nèi)酰胺，丙內(nèi)酰胺、Y-丁內(nèi)酰胺、S-戊內(nèi)酰胺、Y-戊內(nèi)酰胺、己內(nèi)酰胺等。這樣的第三種起始原料也可以包括內(nèi)酯類，如α-乙內(nèi)酯、α-丙內(nèi)酯、β-丙內(nèi)酯、Y-丁內(nèi)酯、δ-戊內(nèi)酯、Y-戊內(nèi)酯，己內(nèi)酯等。這樣的第三種起始原料可以包括雙官能醇，如乙二醇、二甘醇、1，2-丙二醇、
I,3-丙二醇、二丙二醇、1，2- 丁二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇、2，3- 丁二醇、1，2-戊二醇、1，5-戊二醇、驅(qū)蚊醇(etohexad1l)、對薄荷烷-3，8-二醇、2-甲基_2，4_戊二醇、1，6_己二醇、1，7-庚二醇和1，8_辛二醇。較高官能度的分子，如甘油、三羥甲基丙烷、三乙醇胺等等也可以是有用的。合適的羥胺也可以選擇，如乙醇胺、二乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、4-氨基-1- 丁醇、3-氨基-1- 丁醇、2-氨基-1- 丁醇、4-氨基-2- 丁醇、戊醇胺、己醇胺等。容易被理解的是，任何這些單體的混合物亦可以被采用而不會背離本發(fā)明。
[0052]在本發(fā)明的【具體實施方式】中可以使用各種各樣的添加劑。這些添加劑可以使用本發(fā)明的添加劑注入管線注入。優(yōu)選地，這允許將添加劑摻入到部分液體聚合物中。添加劑可包括熱穩(wěn)定劑例如銅鹽、碘化鉀或任何本領(lǐng)域中已知的其它任何抗氧化劑。這樣的添加劑也可以包括聚合催化劑，例如金屬氧化物、酸性化合物、氧化磷化合物的金屬鹽以及本領(lǐng)域中已知的其他聚合催化劑。這樣的添加劑也可以是消光劑和著色劑，例如二氧化鈦、碳黑，或其它顏料、染料和本領(lǐng)域中已知的著色劑。使用的添加劑可包括抑泡劑，例如二氧化硅分散體、聚硅氧烷共聚物或本領(lǐng)域中已知的其它抑泡劑。潤滑助劑如硬脂酸鋅、硬脂基芥酰胺(stearylerucamide)、硬脂醇、二硬脂酸招、亞乙基或本領(lǐng)域中已知的其它的聚合物潤滑劑也可以使用。成核劑可以包括如煅制二氧化硅或氧化鋁的混合物、二硫化鑰、滑石、石墨、氟化鈣、苯基次膦酸鹽或本領(lǐng)域中已知的其它助劑。其他本領(lǐng)域中常見的添加劑如阻燃劑、增塑劑、抗沖改性劑和某些類型的填料也可以在凝固之前加入到熔融的不均衡的混合物中。容易被理解的是，在不偏離本文所公開的【具體實施方式】的基本原理的情況下，這些添加劑的任何共混物也可以被使用。在一個【具體實施方式】中，添加劑和它們的共混物包括但不限于銅增塑劑、消光劑、顏料、染料、銅系穩(wěn)定劑、顏料(包括白色顏料)、玻璃、玻璃纖維、潤滑劑、共聚物(如尼龍6、尼龍6，10、尼龍6，12)、催化劑以及改變兩端平衡的化合物(例如胺末端)。在一些【具體實施方式】中，所述添加劑作為母料來提供。在一些方面，同種添加劑可以被注入到多個注入管線中，但它可以是與另一種添加劑混用，或者是以一個不同的用量使用，或者是其組合。
[0053]本文所述的聚合物產(chǎn)品可以包括含量在0.1重量％至20重量％之間的添加劑，例如，含量在0.5重量％至20重量％之間，I重量％至20重量％之間，I重量％至15重量％之間或在I重量％至10重量％之間的添加劑。根據(jù)不同的添加劑和要加入到部分液體聚合物中的添加劑的量，該添加劑可以保持在介于40°C至300°C之間的溫度下，例如，在50°C至2700C >60°C至250°C或80°C至220°C之間的溫度下。應(yīng)當(dāng)理解，調(diào)整添加劑的量和添加劑的溫度以使得聚合物保持流過該裝置。因此，所述添加劑的溫度可小于40°C，比如在室溫下。聚合物產(chǎn)品可以具有10，000至50，000道爾頓之間的分子量，例如12，000至45，000道爾頓或10，000至20，000道爾頓之間。
[0054]所述液體聚合物可以由聚合物鹽溶液，如尼龍鹽溶液或已經(jīng)除去水(例如蒸發(fā))的尼龍鹽制備。尼龍鹽溶液可以被制備為具有目標(biāo)鹽含量和具有二羧酸(如AA)與二胺(如HMD)的目標(biāo)摩爾比的溶液。目標(biāo)摩爾比可以通過測量尼龍鹽溶液的pH值來計算。在連續(xù)攪拌罐反應(yīng)器(CSTR)中，通過將AA粉末加入到該CSTR中，另將HMD和水要么單獨要么一起加入到CSTR中，形成尼龍鹽溶液。送到CSTR中的AA粉末的量可以基于體積或重量。由于期望在目標(biāo)鹽含量和PH值方面形成低變化性的尼龍鹽溶液，所以AA粉末可以使用重量損失進(jìn)料器按重量計量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于AA粉末在堆積密度上有很大差異，所以使用重量損失進(jìn)料器計量AA粉末導(dǎo)致目標(biāo)鹽含量和尼龍鹽溶液的pH值的變化不大。在本發(fā)明示例性的實施例中，低變進(jìn)料速率的變化小于目標(biāo)進(jìn)料速率的±5%。可接受的重量損失進(jìn)料器包括阿里森公司的型號為402/404、403、405、406和407的重量損失進(jìn)料器，Merrick公司的型號為570的重量損失進(jìn)料器，K-TRON公司的型號為KT20、T35、T60、T80、S60、SlOO和S500的重量損失進(jìn)料器；以及fcabender公司的FlcxWa丨丨? Plus和FIexWaIl ?Classic重量損失進(jìn)料器。
[0055]聚合物添加劑工藝
[0056]用添加劑制備聚合物的現(xiàn)有方法如圖1所示。聚合方法I包括在儲存罐5中儲存預(yù)聚物溶液(也被稱為聚合物鹽溶液)。當(dāng)產(chǎn)生足夠的聚合物鹽溶液時，或者當(dāng)期望形成聚合物時，該聚合物鹽溶液通過蒸發(fā)器7，經(jīng)管線6傳輸形成聚合物鹽，然后將該聚合物鹽經(jīng)聚合入口 8轉(zhuǎn)移到聚合反應(yīng)器20中。將聚合物16從反應(yīng)器20中取出并送至固化器18，以產(chǎn)生聚合物成品119。如果需要，添加劑可以在聚合方法100的兩個不同部分加入。在一個【具體實施方式】中，添加劑9經(jīng)線路11加入到儲存罐5中。在另一個【具體實施方式】中，當(dāng)聚合物鹽溶液傳輸?shù)骄酆戏磻?yīng)器20中時，添加劑9經(jīng)管線12加入到線6中。在又一【具體實施方式】中(未示出)，添加劑9被加入到液體聚合物16中。在另一個【具體實施方式】中，除了添加劑9外，或者代替添加劑9，添加劑13經(jīng)管線14加入液體聚合物16中。然而，在反應(yīng)器20中連續(xù)生產(chǎn)液體聚合物時，其中的每個過程都是產(chǎn)生一種聚合物產(chǎn)品。
[0057]本發(fā)明中包括聚合物添加劑裝置102的聚合方法101如圖2、圖3和圖4所示。聚合方法101包括聚合物鹽儲存罐105、蒸發(fā)器107、傳輸管線106、聚合反應(yīng)器120和聚合物入口 108。聚合入口 108包括聚合物鹽和加入以調(diào)節(jié)聚合物鹽的化學(xué)計量的任何單體，將聚合物鹽送入聚合反應(yīng)器120。所述聚合物鹽可以任選地包含如上所述的添加劑。聚合物鹽在連續(xù)聚合反應(yīng)器120中通過縮合反應(yīng)聚合以形成聚合物116。聚合物116從聚合反應(yīng)器120移至初級歧管121中，通過泵115并進(jìn)入聚合物添加劑裝置102。在離開聚合反應(yīng)器120之前，聚合物116可被送入閃蒸器(未示出)和/或用于調(diào)節(jié)聚合物的分子量的容器(未示出)中。該容器可以包括混合筐和螺旋泵。該容器可以是水平的或垂直的，并且在真空下可以操作。聚合物添加劑裝置102包括初級歧管121、初級歧管泵115、聚合物固化器118和初級歧管閥122和123。聚合物添加劑裝置102還包括至少一個添加劑注入裝置，例如，至少兩個添加劑注入裝置。如圖2所示，兩個添加劑注入裝置與初級歧管121流體連通，其包括次級歧管125和135、次級歧管泵126和136、添加劑注入儲存罐127和137、添加劑注入管線128和138、添加劑注入泵129和139、添加劑注入閥130和140、聚合物固化器133和143。然后聚合物成品161、162和119從聚合物固化器133、143和118中移除。雖然在圖2、圖3和圖4中所示的只有一臺泵、閥和注入管線，但是可以有額外的泵、閥和注入管線，以及溫度控制器和傳感器、壓力控制器和傳感器以及可選的靜態(tài)混合器。
[0058]本發(fā)明可以用于生產(chǎn)多種聚合物產(chǎn)品。本發(fā)明還提供了高效的添加劑注入裝置的改進(jìn)和/或替換。在常規(guī)方法中，從第一添加劑切換到第二添加劑和用第二添加劑生產(chǎn)聚合物產(chǎn)品的過程可能需要3至12小時。需要上述時間是由于設(shè)備(添加劑儲存罐)的物理切換、移除包括第一添加劑的所有液體聚合物、添加第二添加劑、以及制備包括所需量的第二添加劑的聚合物產(chǎn)品。本發(fā)明的方法有利地可以實現(xiàn)將第一添加劑切換為第二添加劑，并在I小時內(nèi)，例如在30分鐘內(nèi)、15分鐘內(nèi)、在5分鐘內(nèi)或在I分鐘內(nèi)產(chǎn)生包含所需量的第二添加劑的聚合物產(chǎn)品。
[0059]在一些【具體實施方式】中，聚合物成品119可基本上不含添加劑。在一些【具體實施方式】中，聚合物成品119中可基本上不含在添加劑注入儲存罐127和/或添加劑儲存罐137中的添加劑。添加劑注入儲存罐127中的添加劑可以與添加劑儲存罐137中的添加劑不同。此外,一種以上的添加劑作為添加劑混合物可儲存于每個添加劑儲存罐中。每種聚合物成品161、162和119可以是不同的聚合物成品。
[0060]聚合物116在足以使聚合物保持液體形式的溫度下流經(jīng)初級歧管121和次級歧管125和135。在一些【具體實施方式】中，對于聚酰胺，液體聚合物的溫度可在265°C至300°C之間的范圍內(nèi)。在初級歧管121中，壓力可以是在10兆帕至31兆帕(MPa)之間。每個次級歧管中的壓力可以等于或小于初級歧管內(nèi)的壓力，例如，在1MPa至31MPa或1MPa至28MPa之間。初級歧管和次級歧管可以以夾套或其它方式加熱或保溫，以使初級和次級歧管維持在使聚合物保持液體形式所需要的溫度下。此外，每個初級歧管和次級歧管可以分別包括溫度控制器以測量液體聚合物的溫度，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)溫度。每個初級歧管和次級歧管也可分別包括壓力控制器以測量并調(diào)節(jié)液體聚合物的壓力。
[0061]如圖2所示，初級歧管閥122和123打開時，初級歧管121、次級歧管125和135三者之間流體連通。初級歧管121的內(nèi)徑可以等于或大于次級歧管125和135的內(nèi)徑。在一些【具體實施方式】中，與初級歧管121的內(nèi)徑相應(yīng)的次級歧管的內(nèi)徑可以用來控制次級歧管中的液體聚合物的流量和壓力。
[0062]雖然所示的初級歧管121為具有90°角的歧管，但是初級歧管121可以是來自連續(xù)聚合反應(yīng)器120的直管、曲管或彎折管，或者可以在任何合適的角度成角。
[0063]所述初級歧管和次級歧管可以具有圓形、橢圓形、矩形或任何其它合適的橫截面，這取決于每個裝置和方法的要求。在一個【具體實施方式】中，所述初級歧管可以是圓柱形管。初級歧管121的內(nèi)徑可以在25~650mm之間變化，例如，在50~300mm之間或在50~200mm之間。次級歧管125和135的內(nèi)徑可以在25~300mm之間變化，例如，在50~250mm之間或在50~150mm之間。對于初級或次級歧管，“內(nèi)徑”是指在初級或次級歧管的橫截面中最長的內(nèi)部直徑，不管歧管的形狀如何。初級歧管121可以由會限制鐵溶解到聚合物中的耐腐蝕材料組成。例子包括奧氏體不銹鋼，如304、304L、316和316L。次級歧管125和135可以由類似用于初級歧管的材料組成。雖然所示的次級歧管125和135與初級歧管121成90°角，但是它們可以是彎折的、彎曲的或者可以以任何合適的角度與初級歧管121成角。另外，雖然所示的次級歧管125與135平行，且在初級歧管121的同一側(cè)，但是它們可以在初級歧管121的相對的兩側(cè)或以其他方式設(shè)置。
[0064]每個次級歧管和添加劑注入管線可以任選地配有一個或多個靜態(tài)混合器(未示出)，以保證混合均勻。典型的靜態(tài)混合器在佩里、羅伯特H.和唐W.格林所著的《Perry’sChemical Engineers' Handbook))(第 7 版，New York: McGraw-Hi 11, 1997:18-25tol8-34,)中進(jìn)一步描述，其通過引用結(jié)合到本文中。
[0065]所述添加劑注入儲存罐可用于儲存純凈液體、熔融純固體、液體母料或固體母料形式的添加劑供應(yīng)品。根據(jù)需要，每種添加劑儲存罐可以包括用于使該添加劑供應(yīng)容器保持在所需溫度的合適裝置。在一些【具體實施方式】中，添加劑儲存在高溫下，該高溫是與進(jìn)入次級歧管中的液體聚合物的溫度基本相同的溫度。例如，如果液體聚合物116在300°C的溫度下進(jìn)入次級歧管125，添加劑儲存罐127可利用加熱裝置保持在約300°C的溫度下。通過使用帶傳熱管、電伴熱、布加熱、夾套設(shè)備、帶式加熱器或電伴熱的護(hù)套，所述添加劑儲存罐能夠維持和調(diào)節(jié)溫度。采用傳熱管時，可使用合適的傳熱流體，例如聯(lián)苯和二苯醚(由Dow化學(xué)公司以商品名DOWTHERM:?A出售)的混合物。這些裝置也可對所述初級和次級歧管以及所述初級歧管閥和所述添加劑注入閥保溫和/或加熱。
[0066]在其它的【具體實施方式】中，在添加劑注入管線中的添加劑的溫度可以在40~300°C之間的范圍內(nèi)?？梢愿鶕?jù)添加到所述液體聚合物中的添加劑的量來選擇添加劑的溫度。例如，如果聚合物成品將包含0.1重量％的添加劑，那么添加劑溫度對液體聚合物的影響將很小，則添加劑可在不同的溫度下注入到次級歧管中，例如在低于次級歧管中的液體聚合物的溫度下注入到次級歧管中。
[0067]向添加劑注入管線128和138加壓以使得其提供的添加劑的壓力比液體聚合物131和141的壓力大。這有助于改善所述添加劑與所述液體聚合物的混合和防止添加劑向添加劑存儲罐倒流。開始使用聚合物添加劑裝置102時，在打開所述添加劑注入閥之前，先使所述添加劑注入管線達(dá)到目標(biāo)壓力。接著，打開所述初級歧管閥，使液體聚合物流過所述次級歧管。然后打開所述添加劑注入閥，添加劑通過該閥被泵送到所述次級歧管中。次級歧管中的所述液體聚合物的壓力為10~31MPa。在一些【具體實施方式】中，所述添加劑注入管線壓力可以比在次級歧管中的液體聚合物的壓力高至少2%至10%。
[0068]在一些【具體實施方式】中，如圖3和4所示，聚合物添加劑裝置102包括122、123和124三個閥，即它們在打開時，能提供初級歧管121與次級歧管125、135和145之間的流體連通。應(yīng)當(dāng)理解，聚合物添加劑裝置102可包括三個以上的閥和添加劑注入裝置，例如，四個以上、五個以上或六個以上，這取決于由該裝置生產(chǎn)的所需的聚合物產(chǎn)品的數(shù)量。在一些【具體實施方式】中，聚合物添加劑裝置102包括三至十個添加劑注入裝置。次級歧管145包括次級歧管泵146、添加劑注入儲存罐147、添加劑注入管線148、添加劑注入泵149、添加劑注入閥150、聚合物固化器153和聚合物產(chǎn)品164。
[0069]在圖2中，所示初級歧管閥122和123為打開位置，例如，完全打開或部分打開以使流體通過閥，且添加劑注入閥130和140為打開位置。因此，液體聚合物116流經(jīng)初級歧管121至次級歧管125和135以及至聚合物固化器118。此外，由于所示添加劑注入閥130和140為打開位置，所以添加劑從添加劑儲存罐127和137流入次級歧管125和135。
[0070]在圖3中，所示初級歧管閥122、123和124為打開位置，且添加劑注入閥130、140和150為打開位置。因此，液體聚合物116流經(jīng)初級歧管121。液體聚合物116的至少一部分流入次級歧管125、135和145。至少一部分液體聚合物116流入聚合物固化器118。此外，添加劑注入閥130、140和150為打開位置，因此，添加劑從添加劑儲存罐127、137和147流入次級歧管。然后含添加劑的液體聚合物132、142和152通過次級歧管125、135和145進(jìn)入聚合物固化器133、143和153。
[0071]在圖4中，所示初級歧管閥122和123為打開位置，且添加劑注入閥130和140為打開位置。初級歧管閥124和添加劑注入閥150為閉合位置。因此,液體聚合物116流經(jīng)初級歧管121。液體聚合物116的至少一部分流入次級歧管125和135，但不流入次級歧管
145。此外，添加劑注入閥130和140為打開位置，因此，添加劑從添加劑儲存罐127和137流入次級歧管125和135。然后含添加劑的液體聚合物132和142通過次級歧管125和135進(jìn)入聚合物固化器133和143。
[0072]在圖5中，次級歧管145包含第二添加劑儲存罐157、第二添加劑注入管線158、第二添加劑注入泵159和第二添加劑注入閥160。在添加劑儲存罐157中的添加劑與添加劑儲存罐147中的添加劑不同。雖然兩個不同的添加劑儲存罐是顯示在次級歧管145中，但可以理解，任何和/或所有次級歧管可以具有超過一個的添加劑注入管線、添加劑泵、閥和操作所述添加劑注入管線需要的其它元件。初級歧管閥122、123和124顯示在打開的位置，且添加劑注入閥130、140和150顯示在打開的位置。因此，液體聚合物116流過初級歧管121。液體聚合物116的至少一部分流入次級歧管125、135和145。液體聚合物116的至少一部分流入聚合物固化器118。此外，添加劑注入閥130、140、150和160都顯示在打開的位置，因此添加劑從添加劑儲存罐127、137、147和157流入次級歧管。然后含添加劑的液體聚合物132、142和152通過次級歧管125、135和145進(jìn)入聚合物固化器133、143和153中。
[0073]初級歧管泵115和次級歧管泵126、136和146可以選自葉片泵、活塞泵、撓性件泵、凸輪泵、齒輪泵、離心泵、環(huán)形活塞泵和螺桿泵。
[0074]初級歧管閥122、123和124以及添加劑注入閥130、140、150和160可包括抗堵注入閥、I型和/或II型聚合物閥和分流閥，所述抗堵注入閥例如交叉桿注入閥示意性地示于圖6A和圖6B中，所述I型和/或II型聚合物閥示意性地示于圖7、圖8、圖9和圖10中，所述分流閥示意性地在圖11和圖12中示出。雖然每個閥的功能都被描述為添加劑注入閥，但是每個閥還可以用作初級歧管閥，打開時使液體聚合物流入次級歧管，或在關(guān)閉時阻塞流動。
[0075]如圖6A和圖6B所示，交叉桿注入閥包括閥體213、手柄201、填料體207、注入端口 205、和包含螺紋桿209的管路組件210，通過注入端口 205部分液體聚合物流過次級歧管。管路組件210包括供應(yīng)管線204，通過該供應(yīng)管線添加劑被轉(zhuǎn)移至閥中。管路組件210在位置208處被插入該閥的底部。管路組件210包括單向閥203，所述單向閥只允許在單方向流動。管連接件202連接兩個管路。填料207被螺母和螺栓組件211和212保持在適當(dāng)位置以防止泄漏。
[0076]如圖7所示，I型聚合物閥，也稱為二通閥，允許液體聚合物流入閥的空隙區(qū)域219，然后允許兩個端口中的其中一個打開。I型聚合物閥具有入口端口 214、出口端口 218和塞子217。當(dāng)入口端口 214打開時，允許添加劑流入次級歧管中。出口端口 218允許添加劑與液體聚合物流過次級歧管。塞子217旋轉(zhuǎn)以保持一個端口常開(部分或全部)且另一個端口關(guān)閉。在圖7中，端口 218是打開的，端口 214是關(guān)閉的。端口 214處可以沒有添加劑注入且液體聚合物流經(jīng)該閥。如圖所示，該閥被裝上護(hù)套。熱量通過端口 216傳遞到閥。通風(fēng)口 215可連接至真空以除去不可凝氣體。排泄管220去除冷凝物和其他液體。I型聚合物閥也可以用作初級歧管閥，以允許液體聚合物從初級歧管流向次級歧管。
[0077]如圖8、9和10所示，II型聚合物閥，也被稱為三通閥，允許液體聚合物流入閥中的空隙區(qū)域219，然后允許進(jìn)行下述三項之一 i)兩個端口 214和218都被打開(圖8)、ii)端口 218被打開和端口 214被關(guān)閉(圖9)或iii)兩個端口 214和218都被關(guān)閉(圖10)。II型聚合物閥可以被用作初級歧管閥，以允許液體聚合物從初級歧管流向次級歧管。
[0078]在圖11和12中顯示的是分流閥。如圖11所示，分流閥含有垂直于添加劑注入平面的注入位置，其中液體聚合物流過空隙面積219。添加劑可流過入口 214。如圖12所示，入口 214可以通過機(jī)械手段轉(zhuǎn)移至分流線221處。分流閥可用作初級歧管閥或添加劑注入閥。
[0079]本文描述的每個閥和其所有部件都可以是抗堵的和由不銹鋼組成的。
[0080]聚合物固化器133、143、153和118可以包括濕法紡絲機(jī)、干法紡絲機(jī)、熔體紡絲機(jī)、擠出紡紗機(jī)、直接紡絲機(jī)、凝膠紡絲機(jī)、靜電紡絲機(jī)或造粒機(jī)。根據(jù)期望的聚合物成品的不同，聚合物固化器133、143、153和118可以是不同的聚合物固化器。各聚合物可以是纖維級聚合物，和/或可隨后基本上被分裂成固體片狀物，例如，薄片或顆粒。
[0081]對現(xiàn)有技術(shù)的聚合過程的改裝
[0082]本發(fā)明涉及使用本文所述的聚合物添加劑裝置來重新配置現(xiàn)有的聚合方法的改裝方法?，F(xiàn)有技術(shù)的聚合方法3顯示于圖13中。該過程中，經(jīng)入口 8將預(yù)聚物或聚合物鹽引入到聚合反應(yīng)器20中。液體聚合物16從聚合反應(yīng)器20排到初級歧管21中，初級歧管21用作將液體聚合物從聚合反應(yīng)器20引導(dǎo)至聚合物固化器18的管道。在聚合方法3中，初級歧管21是該方法中存在的唯一歧管。初級歧管21具有兩個開口:一個開口用于與來自聚合反應(yīng)器20的排出管線相連接，一個開口用于與聚合物固化器18相連接。任選地，聚合方法3可以包括泵15。在預(yù)聚物或聚合物鹽進(jìn)入入口 8之前，現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法3可以包括額外的步驟和設(shè)備以制備用于聚合的預(yù)聚物或聚合物鹽。這些步驟可以包括形成鹽的反應(yīng)器、蒸發(fā)器、預(yù)聚合反應(yīng)器、預(yù)聚物/氣體分離器、閃蒸器等。如圖13所示，聚合方法3中，一旦液體聚合物離開聚合反應(yīng)器20后，并不向液體聚合物中添加添加劑。液體聚合物16經(jīng)初級歧管21流入聚合物固化器18中且聚合物成品19被回收。
[0083]可用聚合物添加劑裝置并通過改變初級歧管21來改裝現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法3。所述改裝方法可以包括用改裝歧管來代替位于與聚合物固化器18連接的端口上游的部分初級歧管121。該改裝歧管可通過在所需位置71和72切割初級歧管21及焊接改裝歧管至初級歧管21而被添加。應(yīng)當(dāng)理解，這些位置可以根據(jù)現(xiàn)有的初級歧管21的位置、長度和過程配置來選擇。所述改裝歧管包括包含第一歧管閥和第二歧管閥的多個歧管閥。在一些【具體實施方式】中，所述改裝歧管可以包括二至十個歧管閥。所述改裝歧管可以包括至少一個連接管，用于將改裝歧管固定在初級歧管21上。連接管可以是壓力接頭、螺紋連接管、內(nèi)孔連接器、魯爾一體式密封圈等等。墊圈可以被設(shè)置在至少一個所述連接管和初級歧管21之間，以在初級歧管21和改裝歧管之間形成基本不透氣的密封連接。此外，所述改裝歧管可使用螺母、螺栓、螺釘或其它連接方式固定到所述初級歧管上。
[0084]改裝歧管可具有與初級歧管21基本上相似的或相同的形狀和內(nèi)徑。實質(zhì)上，改裝歧管、歧管閥、添加劑注入閥的幾乎所有部件都可以由不銹鋼組成，如奧氏體不銹鋼，如304、304L、316和316L。所述歧管閥可以是本文所述的初級歧管閥，包括交叉桿注入閥、二通閥、三通閥、分流閥或它們的組合。在改裝歧管中的液體聚合物的壓力和溫度與在初級歧管21中的液體聚合物的溫度和壓力大致相同，例如，在65~300°C之間的溫度和10~3 IMPa之間的壓力。
[0085]所述改裝方法還可以包括使第一添加劑注入裝置與第一歧管閥相連接，將第一部分液體聚合物從所述改裝閥導(dǎo)入第一添加劑注入裝置，并向第一部分液體聚合物中注入第一添加劑，產(chǎn)生包含添加劑的第一聚合物成品。如圖2、3、4和5所不,第一添加劑注入裝置包括次級歧管125、次級歧管泵126、添加劑注入儲存罐127、添加劑注入管線128、添加劑注入泵129、添加劑注入閥130以及聚合物固化器133，所述聚合物固化器133與添加劑注入管線128下游的次級歧管125流體連通。在添加劑注入儲存罐127中的添加劑可以選自消泡劑、潤滑助劑、成核劑、阻燃劑、增塑劑、抗沖改性劑、玻璃纖維、銅系穩(wěn)定劑、潤滑劑、消光劑、共聚物、催化劑、改變兩端平衡的化合物以及它們的混合物。額外的添加劑可包括顏料和染料。添加劑注入管線128還可以包括靜態(tài)混合器(未示出)。然后從聚合物固化器133和118中移出聚合物成品161和119。每一聚合物成品161和119可以是不同的聚合物成品O
[0086]所述改裝方法還可以包括使第二添加劑注入裝置與所述第二歧管閥相連接，將第二部分液體聚合物從所述改裝歧管導(dǎo)入所述第二添加劑注入裝置，并向所述第二部分液體聚合物中注入第二添加劑，以產(chǎn)生包含所述第二添加劑的第二聚合物成品。如圖2、3、4和5所示，所述第二添加劑注入裝置包括次級歧管135、次級歧管泵136、添加劑注入儲存罐137、添加劑注入管線138、添加劑注入泵139、添加劑注入閥140以及聚合物固化器143，聚合物固化器143與添加劑注入管線138下游的次級歧管135流體連通。添加劑注入儲存罐137中的添加劑可以選自熱穩(wěn)定劑、防沫劑、玻璃纖維、潤滑劑、共聚物、催化劑、阻燃劑、增塑劑、抗沖改性劑、填料、改變兩端平衡的化合物以及它們的混合物。在一個【具體實施方式】中中，第一添加劑注入裝置中的添加劑與第二添加劑注入裝置中的添加劑不同。添加劑注入管線138還可以包括靜態(tài)混合器(未示出)。然后從聚合物固化器133、143和118中移出聚合物成品161、162和119。每一聚合物成品161、162和119可以是不同的聚合物成品。
[0087]所述改裝方法還可以包括添加或修改圖13和14中的泵15。當(dāng)不存在泵15時，可以添加泵15。如果泵的材料不足以供所需的液體聚合物使用，或者如果泵的類型不是所需的那種，那么泵15可以被本文所述的泵115替換。通常，泵115可以是葉片泵、活塞泵，撓性件泵、葉泵、齒輪泵、離心泵、環(huán)形活塞泵或螺旋泵。
[0088]如圖14所示，現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法4類似于現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法3，不同的是現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法4包括次級歧管25，用于從添加劑儲存罐27通過次級歧管25向初級歧管21中的液體聚合物中注入添加劑。初級歧管21任選地包括閥22，閥22可以被打開或關(guān)閉，以控制添加劑從次級歧管25流入初級歧管21。次級歧管25任選地包括泵26。
[0089]可用聚合物添加劑裝置并通過改變初級歧管21和次級歧管25來改裝現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法4。所述改裝方法可以包括使聚合物固化器與次級歧管25相連接，和使至少一個添加劑注入管線與所述聚合物固化器上游的次級歧管25相連接，所述聚合物固化器現(xiàn)在被稱為初級聚合物固化器。所述改裝方法還可以包括將第一部分液體聚合物從所述初級歧管導(dǎo)入次級歧管25，并通過所述至少一個添加劑注入管線向第一部分液體聚合物中注入第一添加劑。該包含添加劑的液體聚合物可以被導(dǎo)入到添加劑聚合物固化器中，以產(chǎn)生包含所述第一添加劑的第一成品聚合物。該添加劑聚合物固化器可與次級歧管直接相連接。該添加劑劑聚合物固化器與所述次級歧管接觸，因此沒有與初級歧管21相連接。在所述改裝方法中，一旦液體聚合物部分流入次級歧管中，由于該方法已經(jīng)被改裝，所以所述第一添加劑不再注入初級歧管21中，而是流入次級歧管25中并進(jìn)入所述添加劑聚合物固化器。據(jù)了解，雖然現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法4只顯示了一個次級歧管125，但是如果存在額外的次級歧管，那么每個額外的次級歧管都可以按照本文所述的方式被改裝。
[0090]如果在現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法4中的初級歧管21不包括歧管閥或者如果所述閥是不足以用在所述改裝聚合方法中，則該閥可添加或更換。合適的閥和閥的材料如本文所述。此外，所述添加劑注入管線的合適的材料如本文所述。如果在現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法4中的次級歧管25不包括泵26，那么可以添加該泵。
[0091]如本文所述添加所述添加劑注入管線、添加劑注入儲存罐、閥、泵和靜態(tài)混合器。此外，一個以上的添加劑注入管線可被添加至次級歧管125，例如，由二至十個添加劑注入管線和各自的添加劑儲存罐、閥、泵和靜態(tài)混合器。
[0092]對現(xiàn)有技術(shù)聚合方法4的改裝還可以包括用一個添加劑注入裝置改裝初級歧管21，產(chǎn)生如圖2所示的裝置，或用兩個添加劑注入裝置改裝初級歧管21，產(chǎn)生如圖3和圖4所示的裝置。如在對現(xiàn)有技術(shù)的聚合方法3的改裝中所述，增加添加劑注入裝置的改裝方法包括用具有改裝歧管閥的改裝歧管代替位于聚合物固化器上游的部分初級歧管，使添加劑注入裝置與改裝歧管閥連接，并引導(dǎo)部分液體聚合物從所述初級歧管進(jìn)入到所述添加劑注入裝置中，以產(chǎn)生聚合物成品。
[0093]實施例
[0094]實施例1
[0095]生產(chǎn)包括尼龍6，6的連續(xù)聚合產(chǎn)品。連續(xù)聚合產(chǎn)品在265~300°C的溫度下、在10~31MPa的壓力下流過初級歧管。初級歧管通過兩個初級歧管閥與兩個次級歧管流體連通。每個初級歧管閥被打開以允許一部分液體聚合物在265~300°C的溫度下、在10~31MPa的壓力下流經(jīng)每個次級歧管。每個次級歧管與不同的添加劑注入管線流體連通。各添加劑注入管線與添加劑源流體連通。為了制備包含添加劑的尼龍6，6聚合物，將添加劑自添加劑儲存罐引入添加劑注入管線中。在添加劑注入管線中的添加劑的壓力至少設(shè)置為流過次級歧管的液體聚合物中的壓力。在添加劑注入管線中的添加劑的溫度可以在40~300°C的范圍內(nèi)。然后打開添加劑注入閥。設(shè)置目標(biāo)聚合物成品，為實現(xiàn)該目標(biāo)，0.1~20重量％的范圍內(nèi)的值的添加劑被允許流經(jīng)添加劑注入閥，在次級歧管中與該液體聚合物結(jié)合。
[0096]該含添加劑的液體聚合物然后被送到聚合物固化器中，以將聚合物旋轉(zhuǎn)或造粒并回收聚合物成品。此外，至少一部分液體聚合物被送到與初級歧管流體連通的聚合物固化器中并回收尼龍6，6聚合物成品。因此，至少兩種不同的尼龍6，6聚合物成品是這樣從該裝置中移出的。從提供添加劑源至添加劑注入管線中到移出包含目標(biāo)用量的添加劑的尼龍6，6聚合物所需的時間少于I小時。
[0097]實施例2
[0098]按照實施例1生產(chǎn)連續(xù)聚合產(chǎn)物和添加添加劑。初級歧管與三個次級歧管接觸，每個次級歧管各自與不同的添加劑注入管線相連接。與初級歧管接觸的固化器被阻塞，從而導(dǎo)致從該固化器中不能得到最終聚合物產(chǎn)品。包含消光劑的第一添加劑通過第一添加劑注入管線注入到第一次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。包含玻璃纖維的第二添加劑通過第二添加劑注入管線注入到第二次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。將連接第三添加劑注入管線和第三次級歧管的添加劑注入閥關(guān)閉。每種產(chǎn)品都與各自的次級歧管接觸的聚合物固化器連通，以產(chǎn)生聚合物終品。因此，該方法從一個連續(xù)的聚合過程生產(chǎn)出三種聚合物產(chǎn)品:含消光劑的聚合物產(chǎn)品A、含玻璃纖維的聚合物產(chǎn)品B和不含添加劑的聚合物產(chǎn)品C。因為添加劑或液體聚合物沒有從各自的次級歧管回流到初級歧管中，所以聚合物產(chǎn)品A和C中不含玻璃纖維，聚合物產(chǎn)品B中不含消光劑。
[0099]實施例3
[0100]按照實施例1生產(chǎn)連續(xù)聚合產(chǎn)物和添加添加劑。初級歧管與三個次級歧管接觸，每個次級歧管各自與不同的添加劑注入管線相連接。包含20meq/kg的胺末端的第一添加劑通過第一添加劑注入管線注入到第一次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。包含40meq/kg的胺末端的第二添加劑通過第二添加劑注入管線注入第二次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。包含60meq/kg的胺末端的第三添加劑通過第三添加劑注入管線中注入到第三次級歧管，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。每種產(chǎn)品都與各自的次級歧管接觸的聚合物固化器連通，以產(chǎn)生聚合物終品。因此，該方法從一個連續(xù)的聚合過程生產(chǎn)出三種聚合物產(chǎn)品:每種用不同量的胺末端，因此每種具有不同的可染性。染料和/或顏料可以加入到聚合物產(chǎn)品的下游或由最終用戶加入。
[0101]實施例4
[0102]按照實施例1生產(chǎn)連續(xù)聚合產(chǎn)物和添加添加劑。初級歧管與三個次級歧管接觸，每個次級歧管各自與不同的添加劑注入管線相連接。包含尼龍6的第一添加劑通過第一添加劑注入管線注入到第一次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。包括尼龍6，12的第二添加劑通過第二添加劑注入管線注入到第二次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。包含尼龍6，10的第三種添加劑通過第三添加劑注入管線注入到第三次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。每種產(chǎn)品都與各自的次級歧管接觸的聚合物固化器連通，以產(chǎn)生聚合物終品。因此，該方法從一個連續(xù)的聚合過程生產(chǎn)出三種聚合物產(chǎn)品，每種最終聚合終品都不同。
[0103]實施例5
[0104]按照實施例1生產(chǎn)連續(xù)聚合產(chǎn)物和添加添加劑。初級歧管與三個次級歧管接觸，每個次級歧管各自與不同的添加劑注入管線相連接。包含潤滑劑的第一添加劑通過第一添加劑注入管線注入到第一次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。包含銅系穩(wěn)定劑包的第二添加劑通過第二添加劑注入管線注入到第二次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。包含阻燃劑的第三種添加劑通過第三添加劑注入管線注入到第三次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。每種產(chǎn)品都與各自的次級歧管接觸的聚合物固化器連通，以產(chǎn)生聚合物終品。因此，該方法從一個連續(xù)的聚合過程生產(chǎn)出三種聚合物產(chǎn)品:包含潤滑劑的聚合物產(chǎn)品A，包含基于銅的穩(wěn)定劑包的聚合物產(chǎn)品B和包含阻燃劑的聚合物產(chǎn)品C。
[0105]實施例6
[0106]按照實施例1生產(chǎn)連續(xù)聚合產(chǎn)物和添加添加劑。初級歧管與三個次級歧管接觸，每個次級歧管各自與不同的添加劑注入管線相連接。包含第一含量的尼龍6的第一添加劑通過第一添加劑注入管線注入到第一次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品。包含第二含量的尼龍6的第二添加劑通過第二添加劑注入管線注入到第二次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品，所述第二含量不同于所述第一含量。包含第三含量的尼龍6的第三添加劑通過第三添加劑注入管線注入到第三次級歧管中，并結(jié)合液體聚合物形成聚合物產(chǎn)品，所述第三含量與第一含量或第二含量不同。每種產(chǎn)品都與各自的次級歧管接觸的聚合物固化器連通，以產(chǎn)生聚合物終品。因此，該方法從一個連續(xù)的聚合過程生產(chǎn)出三種聚合物產(chǎn)品，每種產(chǎn)品包含不同含量的尼龍6。
[0107]對比例A
[0108]在265~300°C的溫度下、10~3IMP的壓力下生產(chǎn)包括含添加劑的尼龍6，6的連續(xù)聚合產(chǎn)品。在進(jìn)入聚合反應(yīng)器前形成尼龍鹽溶液。然后將尼龍鹽溶液先送到蒸發(fā)器中除去水，再送到聚合反應(yīng)器中。在溶液被送到蒸發(fā)器之前，向該尼龍鹽溶液中加入添加劑。設(shè)置目標(biāo)聚合物成品且為了實現(xiàn)該目標(biāo)，0.1~20重量％的范圍內(nèi)的值的添加劑被加入到該尼龍鹽溶液中。從提供添加劑至該尼龍鹽溶液中到移出包含目標(biāo)用量的添加劑的尼龍6，6聚合物所需的時間為8~12小時。如果需要得到添加劑不同于第一聚合物產(chǎn)品的第二聚合物產(chǎn)品，那么中斷聚合裝置并清洗以從蒸發(fā)器、聚合反應(yīng)器、蒸發(fā)器與反應(yīng)器之間的導(dǎo)管、以及反應(yīng)器排出管線中除去任何積聚的添加劑。清洗后還需要額外的8至12小時，以產(chǎn)生滿足目標(biāo)規(guī)格的第二聚合物產(chǎn)品。
[0109]對比例B
[0110]在265~300°C的溫度下、在10~3IMPa的壓力下生產(chǎn)包括含添加劑的尼龍6，6的連續(xù)聚合產(chǎn)品。在進(jìn)入蒸發(fā)器除水之前，并在進(jìn)入聚合反應(yīng)器之前，形成尼龍鹽溶液。然后在需要之前將尼龍鹽溶液送到儲存罐中儲存。設(shè)置目標(biāo)聚合物成品且為實現(xiàn)該目標(biāo)，在
0.1~20重量％的范圍內(nèi)的值的添加劑被加入到儲存罐中的尼龍鹽溶液中。從提供添加劑至該儲存罐中的尼龍鹽溶液中到移出包含目標(biāo)用量的添加劑的尼龍6，6聚合物所需的時間為8~12小時。如果需要添加劑不同于第一聚合物產(chǎn)品的第二聚合物產(chǎn)品，那么中斷聚合裝置并清洗以從儲存罐、蒸發(fā)器、聚合反應(yīng)器、儲存罐和蒸發(fā)器之間的導(dǎo)管、蒸發(fā)器與反應(yīng)器之間的導(dǎo)管、以及反應(yīng)器排出管線中除去任何積聚的添加劑。清洗之后需要額外的8至12個小時，以生產(chǎn)滿足目標(biāo)產(chǎn)品規(guī)格的第二聚合物產(chǎn)品。
[0111]對比例C
[0112]生產(chǎn)包括尼龍6，6的連續(xù)聚合產(chǎn)品。連續(xù)聚合產(chǎn)品在265~300°C的溫度下、10~31MPa的壓力下流經(jīng)初級歧管。初級歧管與添加劑注入管線流體連通。設(shè)置目標(biāo)聚合物成品且為實現(xiàn)該目標(biāo)，允許0.1~20重量％范圍內(nèi)的添加劑流經(jīng)所述添加劑注入管線，以與初級歧管中的液體聚合物結(jié)合。從提供添加劑至儲存罐的初級歧管中到移出包含目標(biāo)用量的添加劑的尼龍6，6聚合物所需的時間為3~6小時。如果需要添加劑不同于第一聚合物產(chǎn)品的第二聚合物產(chǎn)品，那么中斷聚合裝置，清洗初級歧管，以從初級歧管除去任何積聚的添加劑。清洗之后還需要額外的3至6個小時，以生產(chǎn)滿足目標(biāo)產(chǎn)品規(guī)格的第二聚合物產(chǎn)品O
[0113]雖然本發(fā)明已作了詳細(xì)描述，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的修改將是顯而易見的。上文討論的所有出版物和參考文獻(xiàn)通過引用并入本文中。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明記載的各方面、不同【具體實施方式】的各部分、和列舉的各種特征可被組合或全部或部分互換。在上述的各個【具體實施方式】中，那些參考另一個【具體實施方式】的實施方式可適當(dāng)?shù)嘏c其它實施方式組合，這是將由本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解的。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，前面的描述僅是示例的方式，并不旨在限制本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)多種聚合物產(chǎn)品的連續(xù)方法，其包括: a)將液體聚合物從聚合反應(yīng)器通過初級歧管導(dǎo)入聚合物固化器中以形成初級聚合物成品，其中所述初級歧管包括至少一個第一初級歧管閥和一個第二初級歧管閥，每一個都在聚合物完成器的上游； b)將第一部分液體聚合物從所述初級歧管通過所述第一初級歧管閥導(dǎo)入第一添加劑注入裝置中； c)向所述第一部分液體聚合物中注入第一添加劑，以產(chǎn)生包含第一添加劑的第一聚合物成品； d)將第二部分液體聚合物從所述初級歧管通過所述第二初級歧管閥導(dǎo)入第二添加劑注入裝置中； e)注入第二添加劑，以產(chǎn)生包含所述第二添加劑的第二聚合物成品，其中所述第一添加劑不同于所述第二添加劑， 其中第一和第二添加劑注入裝置每一個都包括次級歧管、與所述次級歧管相連接的至少一個添加劑注入管線、和聚合物固化器，所述聚合物固化器與所述添加劑注入管線的下游的次級歧管的流體連通；和 其中所述第一和第二添加劑獨立地選自消泡劑、潤滑助劑、成核劑、阻燃劑、增塑劑、抗沖改性劑、玻璃纖維、銅系穩(wěn)定劑、潤滑劑、消光劑、共聚物、催化劑、改變兩端平衡的化合物，以及它們的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述至少一個添加劑注入管線包括泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述改第一和第二添加劑注入裝置每一個進(jìn)一步包括添加劑注入閥，用于使所述至少一個添加劑注入管線與所述次級歧管相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，當(dāng)所述至少一個添加劑注入閥打開時，所述至少一個添加劑注入管線被加壓至比所述次級歧管更高的壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，當(dāng)所述至少一個添加劑注入閥打開時，所述至少一個添加劑注入管線被加壓至比所述次級歧管的壓力高2%至10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，基本上所述至少一個添加劑注入閥以及每一個所述第一和第二初級歧管閥的所有部分都由不銹鋼組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，每一個所述第一和第二初級歧管閥和所述至少一個添加劑注入閥都是抗堵注入閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述初級歧管閥和添加劑注入閥是交叉桿注入閥、二通閥、三通閥、分流閥或它們的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述至少一個添加劑注入裝置包括兩個添加劑注入管線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述初級歧管包括至少一個第三初級歧管閥，所述第三初級歧管閥與至少一個第三添加劑注入裝置相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述次級歧管包括在所述至少一個添加劑注入管線的上游的泵。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述第一和/或第二添加劑在與次級歧管中的液體聚合物溫度基本相同的溫度下，被添加到所述添加劑注入管線中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述至少一個添加劑注入管線進(jìn)一步包括靜態(tài)混合器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述初級歧管中的液態(tài)聚合物的溫度在265°C至300°C之間，且所述初級歧管中的液態(tài)聚合物的壓力在1MPa至31MPa之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述添加劑在40°C至300°C的溫度下被添加至所述添加劑注入管線 中。
【文檔編號】C08L77/06GK104130573SQ201410143528
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月1日
【發(fā)明者】加里·R·韋斯特, 唐納德·J·福斯特, 托馬斯·A·米卡, 約翰·P·波因塞特 申請人:英威達(dá)科技公司