Способ конденсации низкомолекулярных соединений при вакуумной демономеризации поликапроамида

Способ конденсации низкомолекулярных соединений при вакуумной демономеризации поликапроамида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу конденсации низкомолекулярных соединений, удаляемых из расплава поликапроамида при его глубокой вакуумной демономеризации, и может быть использовано при получении поликапроамида с остаточным содержанием капролактама ≤3 мас.%. Изобретение позволяет повысить полноту улавливания низкомолекулярных соединений за счет того, что в способе конденсации паров низкомолекулярных соединений конденсирующим агентом в качестве последнего используют водные растворы капролактама с концентрацией воды 1,0-0,4 мол.доли, а процесс конденсации проводят при 263-323 К и давлении 0,67-6,7 кПа. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1511260 А 1 (5ц 4 С 08 С 69/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В процессе конденсации паров капролактама (НМС) происходит постепенное изменение состава конденсирующего

- раствора, В этих условиях зависимости фазовых переходов позволяют определить граничные значения составов конденсирующего раствора, при которых он начинает кристаллизоваться или киК)

Ch

Ю петь, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4175564/23-05 (22) 05.01.87 (46) 30.09.89. Бюл. N - 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического волокна (72) И.М.Власов, Е.Б.Кремер, А.В.Беляков и В.Ф,Ледник (53) 678,675(088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

Р 929655, кл. С 08 С 69/16, 1982, (54) СПОСОБ КОНДЕНСАЦИИ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ВАКУУМНОЙ ДЕМОHOMEРИ3АЦИИ ПОЛИКАПРОАМИДА (57) Изобретение относится к способу

Изобретение относится к способу конденсации ниэкомолекулярных соединений, удаляемых из расплва поликапроамида при его глубокой вакуумной демономеризации, и может быть использовано при создании малоотходного технологического процесса синтеза демономеризованного поликапроамида с остаточным содержанием капролактама 3 мас,X.

Цель изобретения — более полное улавливание низкомолекулярных соединений.

Рабочие значения концентраций воды в конденсирующем растворе для данных значений температуры и давления определяются параметрами фазовых переходов систем капролактам — вода, жидкость — твердое тело, жидкостьпар. конденсации низкомолекулярных соединений, удаляемых иэ расплава поликап.-.. роамида при его глубокой вакуумной демономериэации, и может быть использовано при получении поликапроамида с остаточным содержанием капролактама 3 мас,7, Изобретение позволяет повысить полноту улавливания ниэкомолекулярных соединений за счет того, что в способе конденсации паров низкомолекулярных соединений конденсирующим агентом в качестве последнего используют водные растворы капролактама с концентрацией воды 1,0-0,4 моль, доли, а процесс конденсации проводят при 263-323 К и давлении 0,67-6,7 кПа

I табл.

Параметры точек кристаллизации конденсирующего раствора определяют по уравнениям вида:

Хе=2,763-7,63 10 Т„ при измене- 3 нии Х от 0,4 до 0,82 мол.д,; (1) В

Х =-1,461+0,902.10 Т при изменении Х0 от 0,83 до 1,Омал,д, (2)

Параметры точек кипения конденсирующего раствора определяют по уравнениям;

3 1511260

Х =е 6 1пР /Р„при изменении Х от 0,4 до 0,68 мол,д. (3)

Х =е ln Р„/Р,, при изменении

Х от 0,69 до 1 О мол,д. (4)

В уравнениях 1-4 обозначено:

Х вЂ” предельные значения конценти рации воды в конденсирующем растворе, мол,д.; Т„п — температура кристаллизации раствора, К;

P — давление на сыщенных паров в воды при рабочих температурах конденсации, кПа;

P — остаточное давление в сис- 15

ocr теме конденсации, кПа, Так как при температуре конденсации ниже 333 К парциальное давление паров КЛ ничтожно мало (давление насьпценных паров Р„, (0.004 кПа) 20 то давление паров и системе определяется практически парциальным давлением воды (Р6 ° ° e = О.т

Исходя иэ изложенного рабочие параметры процесса конденсации должны находиться внутри области, ограниченной характеристиками фазовых переходов конденсирующей cHcтемы, т.е, выполняться условия: рабочие температуры растворов должно быть выше температур их кристаллизации (Т>z ) Т„); рабочие остаточные давления н системе должны быть вьппе парциальных давлений воды конденсирующих растворов при рабочих температурах (Р, ) P6 ) .

Указанные условия исключают кристаллизацию и кипение конденсирующего раствора, Пример 1, Расплав ПКА с рав 40 новесным содержанием HNC 9,8 мас, в количестве 45 кг/ч поступает в горизонтальный аппарат демономеризации с перемешиванием расплава. Для демономеризации расплава ПКА до ос в 45 таточного содержание НМС - 3 мас. процесс проводят при Р, =1,33 кПа.

Демономеризованные пары поступают в систему конденсации, где конденсиру-ются и улавливаются конденсирующим 50 агентом в первоначальный момент водой (Х6†- 1,0 мол.д,). .Для чистой воды температура кристаллизации T

273 К, Температура кйпения воды при Р =55

=P6=1,33 кПа,равна 284,5 К. Исходя иэ этого устанавливают температуру конденсации Т =278 К, для которой Р6 =

0,87 кПа, что меньше PocI. „,в =

=1, 33 кПа, При конденсации и улавливании паров капролактама конденсирую— щий рас твор постепенно насыщается капролактамом и концентрация воды в нем уменьшается, При выбранных параметрах конденсация протекает следующим образом.

Первоначальное количество конденсирующей жидкости (Х =1,0 мол.д.)

500 кг, После трехсуточной циркуляции конденсирующего раствора в системе конденсации за счет конденсации паров капролактама содержание воды в растноре составляет X6=0,97 мол.д. (83,9 мас, .), а количество раствора возрастает до 790 кг, Температура кристаллизации раствора Т =264 К(k $

1,, а парциальное давление паров водй Р =0,84 кПа Р,, . Отобрано

300 кг раствора пз барометрического бака системы конденсации и направлено н сборник для последующего использования в приготовлении реакционной смеси для синтеза ПКА, При дальнейшем трехсуточной конденсации содержание воды в растворе снизилось до Х =0,8 молд. (38,6 мас, )

IIpH общем количестве раствора 776 KI

Температура кристаллизации раствора

Т„ =257 К (Т, а парциальное дав— ление паров воды Р =0,82 кПа (Р„, Отобрано 376 кг раствора для приготовления реакционной смеси, а в систему конденсации добавлено 100 кг воды, После разбавления концентрация воды и растворе стала Х =0,87 мол,д, (50,8 мас, ), температура кристаллизации этого раствора Т„ =259 К, а

Р =0,83 кПа с Ро,, Р,„

В дальнейшем процесс конденсации проводят при отборе 200-300 кг раствора и добавке такого же количества воды. При этом содержание воды в конденсирующем растворе изменяется в пределах Х =0,88 до Х „„ =-0,78 мол,д. (52 и 38 мас. ), что обеспечивает проведение процесса внутри области фазовых переходов раствора, так как Т

Тк ноч 259 5 К H Т кр.кон=

259 9 K, COO TBe TC TB e!IHO P P> E;

1 33 KIIa) Pb 0 83 Krla 5 ) P

6. кон

=0,8 кПа, Получаемый полимер имеет относительную вязкость „.„==3,12 и содержит

НМС 2, 84 мас,, Потери капролактама из системы конденсации практически . тсутствуют (не превышают 0,12 кг/сут), 1511260

Пример 2. В стационарном режиме конденсации примера 1 изменение концентрации конденсирующего раствора по воде в пределах от 0,88 до 0,78 мол.д. (52-38 мас,X) позволяет вести процесс конденсации при других параметрах по температуре и остаточному давлению. Для укаэанных изменений концентраций температура крис" 1О таллизации не превышает 260 К, Это позволяет снизить рабочую температуру до Т =263 К, при которой парциальное давление паров воды Р с 0,3 кПа что позволяет устанавливать рабочее !5 остаточное давление Р, =0,67 кПа, При указанных параметрах проводят полную конденсацию паров и получают полимер с относительной вязкостью 3,14 и содержанием НМС 2,78 мас,7, Пример 3. Аналогичен примеру 1, но демономеризацию ПКА проводят в среде перегретого водяного пара, За счет подачи в аппарат 1,8 кг/ч перегретого водяного пара в системе 25 устанавливают рабочее давление Р,„- =

=4,0 кПа (30 мм рт.ст,), При выбранной рабочей температуре (Т ) 308 K предельная концентрация воды, обуславливающая кипение раствора, (Ре= 30

=Р ) Х =0,67 мол.д, (24 мас,X), е поэтому первоначальную концентрацию воды в системе устанавливают Х =

=0,6 мол.д. (19,2 мас,X) для которой парциальное давление воды P =3,47 кПа 35 с Р,, а T„ =283,5 К с Т р в, Ко-Осr К личество раствора 500 кг, После трехсуточной конденсации количество раствора 840 кг, а Х =0,55 мол.д. (16,7 мас.Ж) э Тир =290 K с с,е ° P = 40

3,15 кПа.

Из системы отбирают 360 кг раст-. вора для приготовления реакционной смеси и добавляют 20 кг воды, после чего концентрация воды стала Х

0,605 мол.д. (20,05 мас,X), Для такого состава Ру =3,50 кПа, т,е. система практически приведена в первоначальное состояние.

На приведенных режимах конденсации при изменении концентрации воды в пределах О;6-0,55 мол.д. (2012 мас.X) потери капролактама составляют всего 0,2 кг/сут, Полученный полимер имеет относительную вязкость

3 18 и содержит ПМС 2,68 мас. .

П р.и м е р ы 4-7, Аналогичны примеру.1, но меняют значения температуры, давления и концентрации воды в конденсирующем растворе, Полученные результаты представлены в таблице.

Пример ы 8-9. Приведены данные, полученные по известному способу (см,таблицу).

Формула изобретения

Способ конденсации низкомолекулярных соединений при вакуумной демономеризации поликапроамида путем поглощения паров низкомолекулярных соединений конденсирующим агентом, о тличающийся тем, что с целью более полного улавливания низкомолекулярных соединений, в качестве конденсирующего агента используют водные растворы капролактами с концентрацией воды 1 0-0,4 мольных доли, а, процесс конденсации проводят при температуре 263-323 К и давлении 0,67-6,7 кПа.