[发明专利]用于聚酰胺化过程的前体制备中的单体平衡控制

说明书

本公开题为“用于聚酰胺化过程的前体制备中的单体平衡控制”。公开了一种用于测量和/或控制用于制备尼龙的缩聚反应工艺的进料中的盐平衡的方法。该方法采用拉曼光谱。

技术领域

本公开涉及一种用于制备适于作为用于聚酰胺化的进料的盐水溶液的方法。应用拉曼光谱和化学计量建模来提供摩尔平衡的估计，其可用于表征和控制用于向聚酰胺化过程供应合适前体的连续、间歇或半间歇工艺或进料系统。

背景技术

成功的聚酰胺制备需要精确控制盐溶液的起始单体平衡。一般来讲，这通过首先制备原料的近似平衡溶液，继之以一个或多个调节步骤来实现。这些过程可以连续、半间歇或间歇工艺方案进行。

含有二胺和二羧酸的水溶液的制备为它们转化成可用聚酰胺的一个重要而常见的中间步骤。制备这些溶液的工业方法需要负担得起并且能够使工艺料流维持于其期望的组成和浓度的控制方案。有效的控制提高了聚合物质量并且避免了不期望的固体沉淀。有几种方法适用于近似控制初始制备步骤。仅基于第一混合步骤的进料速率的控制可用体积、重量或其它常规过程仪器实现。在线pH仪器也是可用的。基于pH的系统的最佳结果需要对将由pH仪器分析的侧流的稀释度和温度进行广泛控制。

此前已知的盐生产设施通常依赖pH仪器作为控制的基础。pH仪器具有有限的精度，这是由于其准确度由用于校准其的缓冲溶液决定。此外，pH仪器遭受漂移和结垢。pH测量的准确度使得其需要盐储存和共混以减少盐平衡变化，从而防止用于制备聚合物的盐的盐特性波动。储存盐较为昂贵并且限制所用盐的最大浓度。

可在半间歇或间歇操作内通过以下迭代步骤实现对单体平衡的微调：采集样品以进行实验室pH测试，随后在容器中进行调节。

US 3,730,685涉及自动执行溶液滴定的方法。

US 4,213,884和US 4,251,653涉及用于制备浓盐溶液的两步法。

US 4,442,260涉及利用盐进料的重量作为关键过程控制参数来制备浓盐水溶液的多步法。

US 5,801,278涉及直接制备基本呈固体颗粒形式的盐的方法，其中pH变化被用作工艺一致性的指标。

US 9,561,999涉及利用pH测量控制盐单体平衡的两步盐方法。

可将一组最新申请的相应方面放在一起考虑以示出当前控制系统的相对复杂性：WO 2014/179057、WO 2014/179058、WO 2014/179060、WO 2014/179061、WO 2014/179062、WO2014/179064、WO 2014/179065和WO 2014/179066。这些参考文献涉及各种特征，包括失重进料器，以限制粉状二羧酸的进料速率的变化；用于稀释度和温度控制的样品回路，以用于在线pH测量；离线pH测量；使用折射计测量浓度的样品回路；密度测量；以及使用所述系统的各种测量值建立预测模型，以调谐摩尔平衡和浓度的控制。

US 8,772,439涉及用于制备盐水溶液的早先专利的两步法。二酸-二胺平衡由pH决定。

US 8,802,810涉及用于制备脂族、脂环族和芳族二酸的不同组合的盐水溶液的多步法。二酸与二胺之间的摩尔平衡基于pH。

US 9,561,999涉及pH对温度、组成和浓度的敏感性。

US 4,233,234涉及尼龙盐水溶液的连续制备，然后其中一小部分本体流被取出，稀释至10％的浓度，并且测量pH。pH信号用于根据需要控制注入本体流中修整二胺的量来调谐摩尔平衡。

US 2,130,947A涉及作为控制点的pH曲线的拐点，以确保二胺和二羧酸处于将聚合为高分子量的摩尔比。