[发明专利]用于制备聚酰胺的装置、原料浓缩方法、以及聚酰胺的生产设备、生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰胺领域，具体涉及一种用于制备聚酰胺的装置、原料浓缩方法、包括所述装置的聚酰胺生产设备，以及一种聚酰胺的生产方法。

背景技术

现有技术中，聚酰胺的聚合方法一般可分为加热缩聚或界面缩聚法。例如：(Bacon Ke,A.W.Sisko,Differential thermal analysis of high polymers.III.Polyamides,Journal of Polymer Science第50卷第153期,第87–98页,1961年3月)记载了加热缩聚法，然而，根据报道，加热缩聚法相较于界面缩聚法而言，制得的聚酰胺熔点低且耐热性劣化(J.Polym.Sci.50,87,1961；Macromolecules,30,8540,1998)。而界面缩聚法工序非常复杂，难以在工业上适用。上述工艺都是短程聚合工艺，不论哪种工艺都存在一定缺陷，且制得的聚酰胺，特别是聚酰胺5X聚合度不高，工业应用受到很大的限制。

随着聚合工艺的不断发展，连续聚合工艺应运而生，从一定程度上弥补了短程聚合的缺陷。目前世界上主要的连续聚合工艺具体而言主要包括以下环节：浓缩→高压预聚→闪蒸→常压或真空缩聚。杜邦公司作为世界范围内知名的聚酰胺生产商，对聚酰胺66的连续聚合工艺进行了改进，其独特的连续聚合工艺主要包括以下环节：高压浓缩预聚→闪蒸→常压缩聚。

在连续聚合工艺中，通过各组设备的共同作用，将热施加至反应混合物并将水逐渐地移除，以驱动反应平衡朝向聚酰胺，直至聚合物达到所需的长度范围，之后再挤出成粒料，纺成纤维或加工为其他的形状。整个连续聚合工艺需要大量的热量，以使得缩合反应发生并从反应混合物移除水。

现有技术中，对于聚酰胺原料聚酰胺盐溶液的浓缩，最常用的方法是蒸发，即：利用沸点不同，加热水溶液使溶液中的水分蒸发，从而浓缩溶液以达到所需的聚酰胺盐浓度。日本实公昭49-42658号公报公开了一种使液体在重力的作用下以薄膜状沿传热管的内壁面流下，使该液体蒸发浓缩的薄膜流下式蒸发浓缩装置。但该薄膜流下式蒸发浓缩装置中，向各传热管供给的处理液与其它传热管的处理液不混合，此外难以向各传热管均匀散布，因此在该装置中存在薄膜断开产生干涸的传热面或过浓缩、水垢附着以及无法获得与设计一致的热效率的问题。日本特公昭33-6314号公报公开了一种使液体流入到蒸发器内，并使热水在蒸发器的传热管内循环，从而使液体加热蒸发，以进行浓缩的浸管式蒸发浓缩装置。该浸管式蒸发浓缩装置中，具有通过传热管表面的泡核沸腾传热。因此，在该装置中存在传热效率较低、水垢附着在传热管表面导致导热系数降低的问题。

发明内容

为克服现有聚酰胺生产工艺中原料浓缩装置存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种用于制备聚酰胺的装置。

本发明的第二个目的是提供一种用于制备聚酰胺的原料浓缩方法。

本发明的第三个目的是提供一种聚酰胺5X的生产设备。

本发明的第四个目的是提供一种聚酰胺5X的生产方法。

本发明提供的用于制备聚酰胺的装置为原料浓缩装置，包括：

预热装置，用于预热待浓缩的原料；

蒸发浓缩装置，与所述预热装置相连接，用于蒸发浓缩预热后的原料；以及

冷凝装置，与所述蒸发浓缩装置相连接，用于冷凝所述蒸发浓缩装置蒸发排出的气体。

本发明所述的装置中，所述预热装置为换热器。

本发明所述的装置中，所述蒸发浓缩装置包括蒸发气体出口以及回流液入口，分别与所述冷凝装置相连接，所述蒸发浓缩装置蒸发排出的气体由所述蒸发气体出口进入所述冷凝装置中，冷凝后所得回流液由所述回流液入口回流至所述蒸发浓缩装置中。

本发明所述的装置中，所述蒸发浓缩装置为中央循环管式蒸发器，包括一中心管以及围绕所述中心管的若干管束，待浓缩的原料在所述中心管及所述管束中被加热浓缩。

本发明所述的装置中，所述管束的长度为1～2m，直径为30～75mm，长径比为20～40。

本发明所述的装置中，所述中心管的截面积为所述管束的总截面积的1～10％。

本发明所述的装置中，所述冷凝装置还与所述预热装置相连接，其中冷凝后所得气体作为热源用于加热所述预热装置。

本发明提供的用于制备聚酰胺的原料浓缩方法为：采用以上技术方案任一项所述的装置进行原料浓缩过程。