[其他]一步法合成聚碳酸酯的连续化(二)

说明书

本发明是关于光气化－界面缩聚合成聚碳酸酯连续化工艺研究，是“一步法合成聚碳酸酯”发明（申请号８５１０２７６９）方法的发展。用前发明的配方和技术原则，将光气的有机溶液及含催化剂和分子量调节剂的双酚碱性水溶液，经混料器入节流混合管式反应器进行连续生产。当ｄω≥３０厘米²／秒，各节流锐孔处ｄω≥１６０厘米²／秒（ｄ为管内径，ω为料流线速度），料流停留时间～８０秒时，产物平均分子量３．５万，Ｍｗ／Ｍｎ～１２４，残留双酚３２０±２０ｐｐｍ。本法易于反馈自控。

本发明是关于光气化～界面缩聚一步法合成聚碳酸酯连续化的研究。本发明是“一步法合成聚碳酸酯”发明（申请号85102769，申请日1985.4.1）的继承和进一步发展。系采用节流混合管式反应器，来实现聚碳酸酯合成工艺的连续化。

按光气化～界面缩聚“二步法”的节流混合管式反应器连续化专利（特公昭48 41，957;特公昭52 22，089），须预先制备齐聚物的溶液，再使其与含催化剂、分子量调节剂的双酚碱性水溶液进行反应，而物料在反应器中的停留时间尚需半小时以上。而专利（Ger.Pat.2，410，716）中的光气化～界面缩聚“一步法”的节流混合管式反应器连续化，系针对以氯苯作有机溶剂的场合。其反应器需加泵，设部分循环回路，而配料、加料方式也相形复杂，料液在管系内的平均停留时间为5分钟。喷射混合式反应器（Ger.Pat.2，305，144）时～空效率虽极高，可惜工程放大有困难，且单耗偏高;填料塔（或管式）反应器（U.S.Pat·3，133，044;Ger.Pat.2，101，700）则有效容积小阻力大，或填料材质难以适应技术要求。

本发明沿用了“一步法合成聚碳酸酯”发明的配方和技术原则，采用节流混合管式反应器以实现聚碳酸酯合成工艺的连续化，全面而充分地体现了原发明的各项优点。其具体方法是：将液态光气或气态光气，溶于惰性溶剂中，配成浓度为0.7～1摩尔的溶液，即有机相;将双酚，苛性碱、分子量调节剂、催化剂和去离子水配成双酚浓度为0.4～0.8摩尔的水溶液为水相;将两相以光气∶双酚∶苛性碱＝1.08～1.15∶1∶2.35～2.5（摩尔比）的比例，泵入混料器中分散混合，而后顶入节流混合管式反应器中，即可实现连续生产。物料在反应器内停留时间小于2分钟，一般仅需～80秒，即可获得良好结果，反应的极限温度可控制在选用溶剂的沸点以下，如选用二氯乙烷为溶剂，反应温度可达80℃，但以40～50℃为好，反应不需外部加热或冷却，靠物料自身的吸热功能来承受其放出的反应热，分子量调节剂的用量以所要求分子量的高低而定，一般为每摩尔双酚加0～0.04摩尔，进料的精确配比，可依靠控制反应后水相pH值在9.8±0.5（45℃）来反馈调节;反应后废水相和原胶液体积之比大于1，以确保复相物系呈水包油型，不必酸化即可迅速彻底分层，以利原胶液进一步萃洗精制。

本发明系采用“一步法”不必预制齐聚物，其加料方式及相应设备较“二步法”成倍简化;且时～空效率成三、五十倍地提高;而产物的分子量分布和端基特性也更有保证。本发明中反应器的结构，也比前述其它方案更为简单、有效和实用。与采用串联釜式反应器的同类场合相比较，则具有时～空效率更高、反馈自控更及时，以及同等分子量水平的树脂分子量分布更窄等优点;而且它没有转动机械故障的问题;此外，更换产品规格时几乎没有过渡性物料，开车、停车也很简便。

节流混合管式反应器系用若干个节流混合元件与管段串联而成。节流混合元件可以是细管段，也可以是锐孔件;本发明推荐使用具锥形锐孔的节流元件（或筛板），因其流体阻力较小。按本发明，在节流混合管式反应器之前还加设有混料器，该混料器应具有良好的反混及分散作用，其结构型式并不限于动态的搅拌混合式，也可以利用流体力学原理节流混合的静态混合式，必要时还可以代之以离心泵之类的机械设备。