[发明专利]用于生产聚酰胺6的连续性方法以及用于该目的的设备

说明书

本发明涉及一种连续生产纺织聚酰胺6的方法，所述方法使用低聚物从ε-己内酰胺连续生产纺织聚酰胺6，所述低聚物包括从萃取步骤中残留的内酰胺。在根据本发明的方法中，来自连续性蒸发步骤的水萃取液以特定方式经过多个步骤被处理。即通过蒸发过量水分浓缩水萃取液、开始开环反应和加聚反应以及分解低聚物，以便在第三步骤的最后在添加新鲜(virgin)内酰胺和添加剂后，低聚物比例达到以重量计最多0.7％。此后，将聚合物/已内酰胺和添加剂混合物供应给最终的聚合反应器(VK管)。这方面重要的是，在VK管的进口处的初始低聚物含量明显低于以重量计约0.85％的平衡值。这样，VK管中的低聚物含量在主缩聚反应期间增加至最终聚合物中以重量计0.65％的值。此外，本发明涉及一种用于实施该方法的设备以及以该方法生产的聚酰胺6用于预取向丝(POY)纤维的用途。

现有技术中，使用聚酰胺6(PA6)生产中的水萃取液和添加的新鲜内酰胺来生产聚酰胺6的方法是已知的。因此，在EP 0459206A1中提出了一种方法，在该方法中，水萃取液在供应给聚合反应前经过水解性的压力和温度步骤。在根据这一未经审查的德国专利申请的方法(实施例1)中，工艺如下进行：水萃取液在第一步骤中被浓缩，然后在进一步骤中，在高压釜中经过四小时时间段实施处理，结果是获得了具有1.3％环状二聚物的混合物。因此，根据EP 0459206A1的方法在程序上是复杂的，因为该工艺必须在高压釜中进行，并且，另一方面，在水萃取液中得到的环状二聚物的比例对于高质量聚酰胺产品的生产是太高了，例如锦纶丝的生产。而且根据EP 0459206A1的方法是高成本的。

在EP 0847414B1中公开了另一种使用PA6生产中的水萃取液生产聚酰胺6的方法。EP 0847414B1描述了两步法，第一步骤和第二步骤均配置为压力步骤。在该方法中，新鲜内酰胺在第一步骤中已被供应至内酰胺/低聚物混合物(参见实施例1和附图)。结果，为了实施该方法，不仅需要复杂的技术支出，而且残留的内酰胺的低聚物含量不能被减少至能够生产POY纤维的程度。

由此开始，本发明提供一种使用残留内酰胺生产聚酰胺6的方法和设备的目的是可能的，尽管回收利用水萃取液，但该方法产品要求具有优良品质，因而该产品能够被用于POY纤维。另外，该方法不需要非常复杂的有关设备，并且该方法运行(management)意在从能量观点出发进行设计，以便相对现有技术中的方法能实现尽可能高的节能。

本发明通过专利权利要求1的特征确定了有关方法，并且通过专利权利要求14的特征确定了有关设备。从属权利要求显示了有利扩展。权利要求13表明了根据本发明的用途。

根据本发明使用包含残留内酰胺的低聚物从ε-己内酰胺生产聚酰胺6的方法，以在VK管前水萃取液中的低聚物比例在多步工艺中被减少至一种现在的以重量计至多0.7％低聚物比例的程度为特征。

其后，所有数据均与所提供的总水萃取液的重量％有关，除非另有说明。

本发明意义上理解的低聚物可在萃取中通过洗涤工艺从PA6颗粒溶解出，即二聚物(n＝2)、三聚物(n＝3)、四聚物(n＝4)和显著的直到n＝9的低聚物。通过高压液相色谱法(High Pressure Liquid Chromatography，HPLC)可实现分析。

在根据本发明的方法中，在最后步骤中，早已被减少至低聚物比例为以重量计1.5％的低粘度预聚物与新鲜内酰胺和添加剂在刚要缩聚之前的均化步骤中被有效地混合。与新鲜内酰胺和添加剂的混合通过以恒定量比例的比例控制得以实施，以便随后的低聚物比例为以重量计至多0.7％。该混合物随后被供应给缩聚过程。从而，本发明人能够示出随后得到了具有至多以重量计0.8％的低聚物比例的聚酰胺6。因此，这种聚酰胺6聚合物格外适用于生产纺织纤维，尤其是高性能的POY纤维。

本申请的基本要素在于通过仅在刚要缩聚之前添加新鲜内酰胺来生产聚合物，该聚合物的CD含量仅略高于由新鲜内酰胺()生产的聚合物的CD含量。相对于竞争性方法，与之相关的是显著的成本优势。

因此，根据本发明的方法以在工艺过程中连续地实施以处理水萃取液的多步处理为特征，随后更详细地描述水萃取液的处理过程。