不同類型PA6聚合生產(chǎn)工藝的對(duì)比與分析

李慧良

摘 要：文章通過對(duì)PA6聚合技術(shù)的具體研究，對(duì)PA6目前化工領(lǐng)域的德國Zimmer公司、德國EKATO公司、意大利Noy公司、美國Allied Chemical公司，Kart Fischer公司等主要技術(shù)和工藝路線的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了具體的對(duì)比分析，以期為我國的PA6切片實(shí)現(xiàn)低成本、低消耗、高性能、高質(zhì)量的生產(chǎn)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：聚酰胺；工藝路線；聚合技術(shù)；分析

1 引言

21世紀(jì)以來，隨著世界纖維產(chǎn)業(yè)鏈的迅速發(fā)展，聚酰胺迅速成為一種需求量大、質(zhì)量要求高的基礎(chǔ)材料。為了適應(yīng)對(duì)聚酰胺新形勢(shì)的發(fā)展，大量的研究者對(duì)聚酰胺的聚合技術(shù)和工藝進(jìn)行了具體的分析和研究，為了實(shí)現(xiàn)PA6切片低成本、低消耗、高性能、高質(zhì)量的生產(chǎn)，研究者對(duì)PA6的聚合規(guī)模大型化、高性能添加劑以及低聚體回收等方面做出了巨大突破。本文通過具體的分析，對(duì)國外德國Zimmer公司、德國EKATO公司、意大利Noy公司、美國Allied Chemical公司，Kart Fischer公司等幾家公司的PA6聚合技術(shù)及工藝的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了論述，為我國PA6聚合技術(shù)的發(fā)展提供有效的支撐。

2 不同的PA6聚合技術(shù)的工藝路線對(duì)比分析

2.1 意大利Noy公司的常壓連續(xù)聚合法

該公司采用常壓連續(xù)聚合法生產(chǎn)PA6民用絲，主要特點(diǎn)：采用大型的VK管進(jìn)行連續(xù)聚合，將聚合溫度保持在260℃，連續(xù)保持20小時(shí)，再通過熱水逆流將溶液中殘留的單體以及低聚物萃取出來，使用氮?dú)鈿饬鬟M(jìn)行干燥，使用DCS集散系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制，殘留單體及低聚物通過萃取水三效蒸發(fā)濃縮、間斷蒸餾濃縮液工藝進(jìn)行回收再利用。這種方法具有生產(chǎn)連續(xù)、質(zhì)量好、產(chǎn)量高以及設(shè)備占地面積少的特點(diǎn)，是目前世界范圍內(nèi)普遍采用的民用絲的生產(chǎn)工藝，缺點(diǎn)主要是屬性值偏低、聚合時(shí)間較長。

2.2 德國Zimmer公司的二段聚合法

德國Zimmer公司采用前聚合和后聚合兩個(gè)聚合管分開的方式進(jìn)行PA6聚合生產(chǎn)，主要用于生產(chǎn)高粘度的PA6切片，用于制作工業(yè)簾子。此方法采取前段高壓聚合、后端常壓或減壓聚合的方法進(jìn)行生產(chǎn)。工藝特點(diǎn)是：生產(chǎn)安全、聚合時(shí)間段、消耗原料和能源偏低、切片含水量低、粘度高。生產(chǎn)一噸產(chǎn)品的原料消耗及能源消耗如表1所示：

表1 一噸切片的原料及能源消耗表

2.3 意大利NOY公司與德國EKATO公司的間歇式高壓聚合法

此方法主要用于生產(chǎn)工程塑料的原料，適合小批量、多品種生產(chǎn)，工藝靈活，生產(chǎn)彈性很大，改換品種較方便，但是切片中的低聚物很多，原料消耗量較大。

2.4 德國Kart Fischer公司的固相后聚合法

這種方法是對(duì)生產(chǎn)出來的切片進(jìn)行增粘的方法，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，使大分子單體保持穩(wěn)定的狀態(tài)下，小分子或己內(nèi)酰胺單體發(fā)生聚合反應(yīng)，生產(chǎn)出高粘度的切片。這種方法可以用來增加切片的粘度，改善切片的均勻性，缺點(diǎn)在于設(shè)備造價(jià)較貴。

2.5 美國Allied Chemical公司的多段連續(xù)聚合法

多段連續(xù)聚合法就是通過預(yù)聚合反應(yīng)器、前段開環(huán)加聚反應(yīng)器、后端縮聚反應(yīng)器以及雙螺桿后縮聚反應(yīng)器多層次的聚合反應(yīng)生成切片。這種方法時(shí)間僅需6-7小時(shí)，切片質(zhì)量較高，但設(shè)備較貴，生產(chǎn)成本也較高，設(shè)備維修困難，使用者較少。

通過對(duì)各個(gè)公司工藝特點(diǎn)的分析可知，常壓連續(xù)聚合法僅有一個(gè)聚合管，常壓操作，粘度較低，聚合時(shí)間較長，使用于民用絲生產(chǎn)；二段式聚合法采用加壓和減壓操作，粘度3.5-4.0，后聚合時(shí)間13小時(shí)左右，聚合分子均勻，適用于工業(yè)用絲；間歇式高壓釜法，工藝靈活，換代容易，但自動(dòng)化水平低，原料消耗大，適用于小批量、多品種生產(chǎn)；固相后聚合法采用高純氮?dú)膺M(jìn)行增粘，工藝要求高，設(shè)備貴，僅適用于生產(chǎn)高粘度、高質(zhì)量切片；多段連續(xù)聚合法，聚合時(shí)間短，切片質(zhì)量好，但設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜、成本極高，影響推廣。

3 結(jié)束語

本文通過對(duì)各個(gè)公司的生產(chǎn)工藝對(duì)比分析，對(duì)不同的PA6聚合技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并指出每種工藝方法適合生產(chǎn)的產(chǎn)品，為國內(nèi)PA6生產(chǎn)廠家對(duì)聚合工藝的選擇提供了依據(jù)，也為PA6聚合技術(shù)的發(fā)展提供了有效的支撐。

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