[发明专利]用于监控聚酰胺合成工艺中凝胶形成的方法和系统

说明书

本公开涉及用于监控聚酰胺产物的制造中凝胶形成的方法和系统。在一个实施方案中，本发明提供一种方法，所述方法可以包括将部分地聚合的聚酰胺混合物引导通过闪蒸器进料泵、后缩聚器泵和传递管线泵。该方法可以包括将所述闪蒸器进料泵、所述后缩聚器泵和所述传递管线泵从第一运行模式转换至第二运行模式。该方法可以包括激活凝胶时间控制单元并且可以激活以对于闪蒸器、后缩聚器和传递管线中的至少一个估计凝胶时间。该方法可以包括将所述聚酰胺合成系统的反应器从所述第一运行模式转换为所述第二模式。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年5月1日提交的美国临时专利申请号61／818，289的优先权权益，其公开内容通过引用以其全部内容结合在此。

技术领域

本申请涉及聚酰胺合成工艺，具体地，涉及用于监控聚酰胺合成工艺中凝胶形成的方法和系统。

背景技术

聚酰胺具有有用的性质如极高的耐久性和强度，这使得它们在可以在多种环境中使用。聚酰胺如尼龙、芳族聚酰胺和聚(天冬氨酸)钠通常用于，例如，地毯、气袋、机械部件、服饰、绳索和长筒袜。尼龙6，6是一种最常使用的聚酰胺。尼龙6，6的长分子链和致密结构使得它有资格作为高级尼龙纤维，其展现高机械强度、刚性和热稳定性。

聚酰胺在大规模制造设备中商业合成。聚酰胺可以通过将二胺和二羧酸，有时以两个化合物的羧酸铵盐的形式，在溶剂如水中聚合获得。例如，尼龙6，6可以通过使六亚甲基二铵己二酸盐经历缩合反应，以形成酰胺键并释放水而合成。在包括高压釜或反应器、闪蒸器和后缩聚器的一系列组件中，可以将热施加至反应混合物，并且可以将水逐渐地移除以驱动平衡朝向聚酰胺(例如尼龙6，6)，直至聚合物链达到所需的分子量范围。之后，可以将熔融的聚酰胺挤出为粒料，其可以纺为纤维或加工成其他的形状。

目前的用于以连续方式制造聚酰胺的方法和装置经历了某些问题。工艺后段的某些部件可能因为多种原因停止运转或空闲。当后段的一个部件停止运转或空闲时，后段的其他部件也停止运转或空闲。在停止运转或空闲过程中，聚酰胺聚合物可能随时间而凝胶。聚酰胺聚合物的凝胶化可能妨碍，并且在一些情况下阻止当设备重新启动时聚酰胺的流动。如果聚酰 胺在重新启动设备之前凝胶，必须使整个工艺停止运转并且进行烧尽(burnout)以移除凝胶的材料。使整个工艺停止运转和进行烧尽可能是和繁重的程序并且是耗时的和高成本的。因此，用于制造聚酰胺的目前的方法和系统可能要求频繁的停止运转和烧尽。

用于以批次方式制造聚酰胺的目前的方法和装置也可能经历某些问题。每次高压釜中的温度升高超过阈值温度时，凝胶可能形成。在批次工艺过程中，高压釜中的温度可能不时地升高超过阈值温度。另外地，由于关于高压釜的难题或问题，温度可能升高超过阈值温度。凝胶随时间的积聚可能导致高压釜的故障和产物的劣化。当高压釜故障或产物降低至低于品质阈值时，将高压釜移出生产并且进行检修，这可能是有繁重的并且是耗时和昂贵的。因此，目前的用于制造聚酰胺的方法和系统可能经历高压釜的出乎意料的故障和降低的产物品质。

如本文所述，本发明的主题可以提供这些问题的解决方案。

发明内容

本公开可以提供用于监控聚酰胺合成系统，如用于尼龙6，6的制造的系统中的凝胶形成的方法和系统。该方法可以包括将部分地聚合的聚酰胺混合物引导通过闪蒸器进料泵、后缩聚器泵和传递管线泵。该方法可以包括将闪蒸器进料泵、后缩聚器泵和传递管线泵从第一运行模式转换至第二运行模式。可以将凝胶时间控制单元激活以对于闪蒸器、后缩聚器和传递管线中的至少一个估计凝胶时间。凝胶时间基于至少与闪蒸器、后缩聚器和传递管线中的至少一个中部分地聚合的聚酰胺混合物的温度，以及温度超过阈值温度的时间相关的参数。该方法可以包括将聚酰胺合成系统的反应器从第一反应器运行模式转换至第二反应器运行模式。