CZ20004403A3 - Control system for continuous polyamidation process - Google Patents
Control system for continuous polyamidation process Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20004403A3 CZ20004403A3 CZ20004403A CZ20004403A CZ20004403A3 CZ 20004403 A3 CZ20004403 A3 CZ 20004403A3 CZ 20004403 A CZ20004403 A CZ 20004403A CZ 20004403 A CZ20004403 A CZ 20004403A CZ 20004403 A3 CZ20004403 A3 CZ 20004403A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- molten
- monomer
- dicarboxylic acid
- diamine
- acid monomer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polyamides (AREA)
Abstract
Zlepšená polyamidační soustava a řídicí soustava k výrobě polyamidu z roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu. Řídicí soustava polyamidace měří molámí poměr roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu u částečně zpolymerované směsi. V rámci řídicí soustavy je použit algoritmus pro řízení přísunu za účelem určení hodnoty poměru, na niž musí být změněn poměr výchozích reaktantů před smísením, aby byl vyroben výsledný polyamid se stechiometricky vyrovnaným molámím poměrem.Improved polyamidation system and control system to produce polyamide from molten dicarboxylic acid monomer and molten diamine monomer. The polyamidation control system measures the molar ratio of molten dicarboxylic acid monomer to molten diamine monomer in the partially polymerized mixture. In the control system, a feed control algorithm is used to determine the ratio of the ratio of starting reactants before mixing to produce the resulting polyamide with a stoichiometrically balanced molar ratio.
Description
Řídicí soustava pro kontinuální polyamidační procesControl system for continuous polyamidation process
Oblast technikyTechnical field
Vynález se obecně týká způsobů výroby polyamidů z monomerů dikarboxylové kyseliny a monomerů diaminu. Konkrétněji, vynález se týká zlepšené polymerační soustavy a k ní příslušející řídicí soustavy, která udržuje požadovaný hmotnostní průtok roztavených reaktantů pomocí měření molárního poměru reaktantů po započetí polymerace a upravování průtoku surovin pro strojní zpracování, roztavených reaktantů.The invention relates generally to processes for producing polyamides from dicarboxylic acid monomers and diamine monomers. More specifically, the invention relates to an improved polymerization system and its associated control system which maintains the desired mass flow of molten reactants by measuring the molar ratio of reactants after polymerization has started and adjusting the flow rate of the melt reactants.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Velkou výzvou ve výrobě polyamidů je zajištění smíchání reaktantů dostatečně ktomu, aby byl počet karboxylových a/nebo aminových koncových skupin ve výsledném polyamidu vyrovnaný. Jestliže se reaktanty smísí tak, že zbyde nestejný počet karboxylových a/nebo aminových koncových skupin, může to negativně ovlivnit určité vlastnosti výsledného polyamidu. Např. se zjistilo, že při výrobě nylonu 6,6 z kyseliny adipové a hexamethylendiaminu mohou nevyrovnané koncové skupiny nepříznivě ovlivnit barvitelnost nylonu, stejně jako snížit schopnost tvorby nylonu 6,6 o vysoké molekulové hmotnosti. Výsledkem toho je, že výrobci kladou důraz na vyrovnání molárního poměru reaktantů během polymerace v zájmu maximalizace kvality polyamidů.A major challenge in polyamide production is to ensure that the reactants are mixed sufficiently to balance the number of carboxyl and / or amine end groups in the resulting polyamide. If the reactants are mixed so that an uneven number of carboxyl and / or amine end groups is left, this may negatively affect certain properties of the resulting polyamide. E.g. It has been found that in the manufacture of nylon 6.6 from adipic acid and hexamethylenediamine, unbalanced end groups can adversely affect the colorability of nylon as well as reduce the ability to form high molecular weight 6.6 nylon. As a result, manufacturers emphasize equalizing the molar ratio of reactants during polymerization to maximize the quality of polyamides.
Jedna z dosavadních technik výroby polyamidů zahrnuje dvoustupňový způsob, v němž reagují dikarboxylová kyselina s diaminem ve vodě a vytvoří spolu sůl, a pak je sůl zahřáta, čímž je zapříčiněna polymerace. Tento dvoustupňový polymerační způsob má však nevýhody v tom, že vyžaduje přidání vody a použití vypařovacích komor za účelem odstranění vody přidané při tvorbě soli. Je také těžké řídit proces, aby byla zajištěna správná molární rovnováha v konečném polymeru, protože vypařovací komory jsou velmi nevypočitatelné a obtížně se modelují.One prior art technique for making polyamides involves a two-step process in which a dicarboxylic acid reacts with a diamine in water to form a salt together, and then the salt is heated to cause polymerization. However, this two-stage polymerization process has the disadvantages of requiring the addition of water and the use of evaporation chambers to remove the water added during salt formation. It is also difficult to control the process to ensure the correct molar equilibrium in the final polymer because the evaporation chambers are very erratic and difficult to model.
U tohoto dvoustupňového způsobu bylo použito mnoho různých řídicích mechanismů. Jeden známý řídicí mechanismus zahrnuje fyzické odstraňování vzorku materiálu v průběhu procesu pro analýzu koncových skupin. To je však nevýhodné v tom, že provedení zabírá čas a má sklon k zavedení nepřesnosti, protože vzorky neodrážejí vždy adekvátně vlastnosti materiálů v průběhu procesu.Many different control mechanisms were used in this two-step process. One known control mechanism involves physical removal of a material sample during the end group analysis process. However, this is disadvantageous in that the embodiment takes time and tends to introduce inaccuracies, since the samples do not always adequately reflect the properties of the materials during the process.
Další známý řídicí mechanismus zahrnuje provedení vřazené analýzy koncových skupin ve snaze zajistit správnou molární rovnováhu ve výsledném polyamidu. Tyto vřazené řídicí mechanismy jsou užitečné ve smyslu zamezení potřeby fyzického odebírání vzorků materiálů v průběhu procesu. Jedna technika zahrnuje nepřímé stanovení molární rovnováhy pomocí měření pH soli vytvořené ve dvoustupňovém procesu. Tato technika měření pH je však omezená, protože pH není přesným ukazatelem rovnováhy koncových skupin ve výsledném polyamidu.Another known control mechanism involves performing in-line end group analysis in an attempt to ensure proper molar equilibrium in the resulting polyamide. These embedded control mechanisms are useful in avoiding the need for physical sampling of materials during the process. One technique involves indirectly determining the molar equilibrium by measuring the pH of the salt formed in the two-step process. However, this pH measurement technique is limited because pH is not an accurate indicator of end group equilibrium in the resulting polyamide.
Další technika vřazené analýzy koncových skupin zahrnuje měření poměru koncových skupin roztavených reaktantů během polymerace a na základě tohoto stanovení nástřik přiměřeného množství reaktantů k roztavené polymerační směsi, aby byla zajištěna požadovaná molární rovnováha ve výsledném polyamidu. Tento systém je nevýhodný v tom, že vyžaduje drahá přídavná měřicí zařízení a systém k nástřiku dodatečného reaktantů do roztavené polymerační směsi. Tato soustava je také omezena v tom, že vyžaduje přídavný čas ktomu, aby se následně přidané reaktanty smísily s roztavenou polymerační směsí.Another technique of in-line end-group analysis involves measuring the ratio of end-groups of molten reactants during polymerization and, based on this determination, injecting an appropriate amount of reactants to the molten polymerization mixture to ensure the desired molar equilibrium in the resulting polyamide. This system is disadvantageous in that it requires expensive additional measuring devices and a system to inject additional reactants into the molten polymerization mixture. This system is also limited in that it requires additional time to mix the subsequently added reactants with the molten polymerization mixture.
Byly podniknuty snahy vyrábět polyamidy přímo z monomerů bez přidání vody. Ukázalo se však, že řízení stupně vázání reaktantů je poměrně obtížné, protože přebytek jednoho nebo druhého reaktantů nepříznivě ovlivní molekulovou hmotnost a tím fyzikální vlastnosti produktu. Další problémy u takových přímých polymeračních způsobů zahrnují degradaci monomerů a/nebo polymerního produktu následkem (1) udržování při vysokých teplotách po dlouhé časové intervaly (např. několik hodin), (2) kontaktu roztaveného monomeru s kyslíkem a (3) vystavení stopovým kovovým nečistotám v materiálech, z nichž je zhotoveno procesní zařízení.Efforts have been made to produce polyamides directly from monomers without the addition of water. However, it has been shown that controlling the degree of binding of the reactants is relatively difficult since excess of one or the other reactants adversely affects the molecular weight and thus the physical properties of the product. Other problems in such direct polymerization processes include degradation of monomers and / or polymer product due to (1) maintenance at high temperatures for long periods of time (eg, several hours), (2) contact of molten monomer with oxygen and (3) exposure to trace metal impurities in materials of which the processing equipment is made.
Je zde dlouhotrvající potřeba zlepšené polymerační soustavy a její řídicí soustavy, které by překonaly výše zmíněné nevýhody dosavadního stavu techniky.There is a long-standing need for an improved polymerization system and its control system to overcome the aforementioned disadvantages of the prior art.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Jedním aspektem vynálezu je zlepšená polymerační soustava k výrobě polyamidu z monomeru dikarboxylové kyseliny a monomeru diaminu. První měřicí prostředky jsou vybaveny pro měření přívodu roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny. Druhé měřicí prostředky jsou vybaveny pro měření přívodu roztaveného monomeru diaminu. První a druhé měřicí prostředky jsou spolu spojeny tak, aby se přívod roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a přívod roztaveného monomeru diaminu smíφ ·· ·One aspect of the invention is an improved polymerization system for producing a polyamide from a dicarboxylic acid monomer and a diamine monomer. The first measuring means are equipped to measure the supply of molten dicarboxylic acid monomer. The second measuring means is equipped to measure the supply of molten diamine monomer. The first and second measuring means are coupled together so that the molten dicarboxylic acid monomer feed and the molten diamine monomer feed can be combined.
sily a vytvořily roztavenou polymerační směs. Je zde poskytnuta alespoň jedna neodvětraná reakční nádoba k polymeraci polymerační směsi. Jsou zde prostředky pro detekci molárního poměru roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu v polymerační směsi. Řídicí prostředky jsou komunikativně spojeny s prostředky pro detekci a prvními a druhými měřicími prostředky. Řídicí prostředky selektivně upravují hmotnostní průtok alespoň jednoho z přívodů roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu za účelem vyvážení molárního poměru roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu v polymerační směsi.and forming a molten polymerization mixture. There is provided at least one non-vented reaction vessel to polymerize the polymerization mixture. There are means for detecting the molar ratio of molten dicarboxylic acid monomer to molten diamine monomer in the polymerization mixture. The control means are communicatively connected to the detection means and the first and second measuring means. The control means selectively adjusts the mass flow of at least one of the molten dicarboxylic acid monomer and molten diamine monomer feeds to balance the molar ratio of molten dicarboxylic acid monomer and molten diamine monomer in the polymerization mixture.
Dalším aspektem vynálezu je řídicí soustava polymerace k výrobě polyamidu z monomeru dikarboxylové kyseliny a monomeru diaminu. Jsou zde poskytnuty první prostředky pro měření přívodu roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny. Jsou zde druhé prostředky pro měření přívodu roztaveného monomeru diaminu do přívodu roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny k vytvoření roztavené polymerační směsi. Jsou zde prostředky pro detekci molárního poměru roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu v polymerační směsi. Je zde regulátor komunikativně spojený s prostředky pro detekci a s alespoň jedněmi z prvních a druhých prostředků pro měření. Regulátor řídí alespoň jedny z prvních prostředků pro měření a druhých prostředků pro měření na základě vstupního signálu molárního poměru z prostředků pro detekci za účelem úpravy hmotnostního průtoku alespoň jednoho z roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu, aby byl molární poměr roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu v polymerační směsi vyrovnaný.Another aspect of the invention is a polymerization control system for producing a polyamide from a dicarboxylic acid monomer and a diamine monomer. First means for measuring the supply of molten dicarboxylic acid monomer are provided. There are second means for measuring the molten diamine monomer feed to the molten dicarboxylic acid monomer feed to form a molten polymerization mixture. There are means for detecting the molar ratio of molten dicarboxylic acid monomer to molten diamine monomer in the polymerization mixture. There is a controller communicatively connected to the detection means and to at least one of the first and second measurement means. The regulator controls at least one of the first measurement means and the second measurement means based on the molar ratio input signal from the detection means to adjust the mass flow of at least one of the molten dicarboxylic acid monomer and the molten diamine monomer to be a molar ratio of molten dicarboxylic acid monomer; of the molten diamine monomer in the polymerization mixture.
Tato řídicí soustava pracuje kontinuálně, aby byla zajištěna polymerace reaktantů vyrovnaným způsobem se stejným počtem karboxylových a aminových koncových skupin ve výsledném polyamidu. Jakákoli modifikace průtoku reaktantů se provádí před tvorbou roztavené polymerační směsi. To znamená, že první a druhé měřicí prostředky jsou upraveny tak, aby měnily hmotnostní průtok alespoň jednoho z roztaveného karboxylového monomeru a roztaveného diaminového monomeru. Po smísení se nemusí přidávat žádný dodatečný monomer dikarboxylové kyseliny nebo monomer diaminu.This control system operates continuously to ensure the polymerization of the reactants in an equilibrium manner with the same number of carboxyl and amine end groups in the resulting polyamide. Any modification of the flow of reactants is made prior to formation of the molten polymerization mixture. That is, the first and second measuring means are adapted to vary the mass flow of at least one of the molten carboxyl monomer and the molten diamine monomer. After mixing, no additional dicarboxylic acid monomer or diamine monomer need be added.
Řídicí soustava podle vynálezu se hodí zvláště pro použití v rámci polymerační soustavy, která produkuje polyamidy přímo z monomerů. Takto není nutné přidávat k dikarboxylové kyselině, k diaminu nebo k roztavené polymerační směsi vodu.The control system according to the invention is particularly suitable for use in a polymerization system that produces polyamides directly from monomers. Thus, it is not necessary to add water to the dicarboxylic acid, diamine or molten polymerization mixture.
·· ···· ·· · · · · · ··· · · 4 ······ ···· ······ • · · 4 · · · · ···· · ··· ··· ·· ··· 4 ·························································· 4 4 · ··· ·· ··
Teplota polymerační směsi v alespoň jedné neodvětrané reakční nádobě je mezi asi 220 a asi 300 °C. Přetlak v alespoň jedné neodvětrané reakční nádobě je s výhodou 0 až 3,45 MPa, výhodněji mezi asi 0,34 až 1,72 MPa, nejvýhodněji mezi asi 0,83 až 1,24 MPa. Doba zdržení polymerační směsi v alespoň jedné neodvětrané reakční nádobě je s výhodou mezi asi 0,01 minut až asi 30 minut, výhodněji mezi asi 0,5 až 30 minut, nejvýhodněji mezi asi 1 až 5 minutami. Polymerační směs vycházející z alespoň jedné neodvětrané reakční nádoby obvykle obsahuje méně než 40 %hm. nezpolymerovaných monomerů, s výhodou méně než 10%hm. nezpolymerovaných polymerů.The temperature of the polymerization mixture in the at least one non-vented reaction vessel is between about 220 and about 300 ° C. The overpressure in the at least one non-vented reaction vessel is preferably 0 to 3.45 MPa, more preferably between about 0.34 to 1.72 MPa, most preferably between about 0.83 to 1.24 MPa. The residence time of the polymerization mixture in the at least one non-vented reaction vessel is preferably between about 0.01 minutes to about 30 minutes, more preferably between about 0.5 to 30 minutes, most preferably between about 1 to 5 minutes. The polymerization mixture leaving the at least one non-vented reaction vessel typically contains less than 40 wt. % of unpolymerized monomers, preferably less than 10 wt. unpolymerized polymers.
V určitých provedeních může být alespoň jedna větraná reakční nádoba případně použita za tou alespoň jednou neodvětranou reakční nádobou pro odstraňování vody, která vznikla při procesu polymerace a/nebo pro další polymeraci. Když je ta alespoň jedna větraná reakční nádoba takto použita, je v ní doba zdržení polymerační směsi s výhodou od asi 1 minuty po asi 60 minut.In certain embodiments, the at least one ventilated reaction vessel may optionally be used downstream of the at least one non-vented reaction vessel to remove water resulting from the polymerization process and / or for further polymerization. When the at least one ventilated reaction vessel is used, the residence time of the polymerization mixture is preferably from about 1 minute to about 60 minutes.
Lze použít i soustavu pro regeneraci odplynu za účelem regenerace zplyněného monomeru diaminu a/nebo monomeru dikarboxylové kyseliny v odplynu produkovaném tou alespoň jednou větranou reakční nádobou. Tento proud odplynu obvykle obsahuje vodní páru a odpařený monomer diaminu. Odplyn je uveden do styku s roztaveným monomerem dikarboxylové kyseliny v regenerační koloně, čímž alespoň část odpařeného monomeru diaminu reaguje s monomerem dikarboxylové kyseliny a tvoří polyamid. To slouží k vytvoření proudu kapalného odpadního toku v regenerační koloně, kde tento proud obsahuje polyamid a nezreagovaný roztavený monomer dikarboxylové kyseliny. Proud kapalného odpadního toku může být následně smíchán s roztaveným monomerem diaminu.A waste gas recovery system may also be used to recover the gasified diamine monomer and / or dicarboxylic acid monomer in the waste gas produced by the at least one ventilated reaction vessel. This offgas stream typically comprises water vapor and a vaporized diamine monomer. The waste is contacted with the molten dicarboxylic acid monomer in the recovery column, whereby at least a portion of the vaporized diamine monomer reacts with the dicarboxylic acid monomer to form a polyamide. This serves to form a liquid effluent stream in the recovery column, wherein the stream comprises polyamide and unreacted molten dicarboxylic acid monomer. The liquid waste stream can then be mixed with the molten diamine monomer.
V jednom provedení je relativní viskozita (RV) nylonu 6,6 v polymerační směsi vycházející z neodvětrané reakční nádoby mezi asi 0 a asi 3 a relativní viskozita nylonu 6,6 v polymerační směsi vycházející z větrané reakční nádoby je mezi asi 3 a asi 15. Relativní viskozita, tak jak je zde použita, představuje poměr viskozity (v Pa.s) 8,4% hmotn. roztoku polyamidu v 90% kyselině mravenčí (90 % hmotn. kyseliny mravenčí a 10 % hmotn. vody) při 25 °C kviskozitě (v Pa.s) samotné 90% kyseliny mravenčí při 25 °C.In one embodiment, the relative viscosity (RV) of nylon 6.6 in the polymerization mixture exiting the non-vented reaction vessel is between about 0 and about 3 and the relative viscosity of nylon 6.6 in the polymerization mixture exiting the ventilated reaction vessel is between about 3 and about 15. The relative viscosity as used herein represents a viscosity ratio (in Pa.s) of 8.4% by weight. solution of polyamide in 90% formic acid (90% formic acid and 10% water) at 25 ° C to the viscosity (in Pa.s) of 90% formic acid alone at 25 ° C.
Polyamidační způsob podle vynálezu může vyprodukovat svůj výsledný produkt bez potřeby přidání vody k reaktantům a bez meziproduktového kroku tvorby soli. Navíc může způsob podle vynálezu probíhat kontinuálně a s mnohem kratšími dobami zdržení • φThe polyamidation process of the invention can produce its resulting product without the need to add water to the reactants and without the intermediate salt formation step. Moreover, the process according to the invention can be carried out continuously and with much shorter residence times
roztavených reaktantů a roztaveného polymeru ve vysokoteplotních oddílech procesu. To výrazně snižuje spotřebu vody, produkci odpadní vody a spotřebu energie při procesu. To také odstraňuje potřebu nebo snižuje požadovanou velikost některých procesních zařízení, které lze nalézt u způsobů dosavadního stavu techniky, jako např. odparky, které se používaly k odstraňování procesní vody. Dále se ruší vystavení reaktantů a produktu nadměrným teplotám.molten reactants and molten polymer in the high temperature compartments of the process. This significantly reduces water consumption, waste water production and process energy consumption. This also eliminates the need or reduces the required size of some process devices found in prior art processes, such as evaporators that have been used to remove process water. Furthermore, exposure of the reactants and the product to excessive temperatures is abolished.
Aspekt vynálezu týkající se kontinuálního tavení dikarboxylové kyseliny, jako je např. kyselina adipová, zajišťuje praktický a ekonomický způsob kontinuálního přivádění roztavené dikarboxylové kyseliny pro použití v procesu polyamidace nebo pro jiná použití. Proces poskytuje vysoce kvalitní roztavenou kyselinu beze změny barvy nebo jiné tepelné degradace. Výroba čisté roztavené kyseliny usnadňuje výrobu vysoce kvalitního polyamidu.The aspect of the invention relating to the continuous melting of a dicarboxylic acid, such as adipic acid, provides a practical and economical method of continuously supplying molten dicarboxylic acid for use in a polyamidation process or for other uses. The process provides high quality molten acid without discoloration or other thermal degradation. The production of pure molten acid facilitates the production of high quality polyamide.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Obrázek 1 je blokové schéma znázorňující zlepšenou polyamidační soustavu podle vynálezu; obrázek 2 je blokové schéma znázorňující řídicí soustavu polymerace podle vynálezu; obrázek 3 je druhé blokové schéma znázorňující řídicí soustavu polymerace podle vynálezu, jak je znázorněno na obr.2; a obrázek 4 je blokové schéma znázorňující další možnou řídicí soustavu polymerace podle vynálezu.Figure 1 is a block diagram illustrating an improved polyamidation assembly according to the invention; Figure 2 is a block diagram showing a polymerization control system according to the invention; Figure 3 is a second block diagram showing a polymerization control system of the invention as shown in Figure 2; and Figure 4 is a block diagram illustrating another possible polymerization control system according to the invention.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Polymerační soustava a řídicí soustava polymerace podle vynálezu mohou být použity k výrobě různých polyamidů z monomerů dikyseliny a diaminu. Tyto soustavy jsou obzvlášť užitečné pro výrobu nylonu 6,6 z kyseliny adipové a hexamethylendiaminu.The polymerization system and the polymerization control system of the invention can be used to produce various polyamides from diacid and diamine monomers. These systems are particularly useful for producing nylon 6.6 from adipic acid and hexamethylenediamine.
Obrázek 1 představuje technologické blokové schéma jednoho provedení způsobu. Roztavený hexamethylendiamin (HMD) je dodáván ze zásobníku 20 roztaveného HMD. Existuje několik vhodných způsobů dodávání roztaveného HMD. Jedním je umístění zařízení pro polyamidační proces hned vedle zařízení, kde je vyráběn HMD, aby mohl být proud roztaveného HMD veden potrubím přímo do zásobníku 20. Dalším způsobem by byla příprava vodného roztoku HMD, vypaření vody a roztavení HMD.Figure 1 shows a technological flow diagram of one embodiment of the method. Molten hexamethylenediamine (HMD) is supplied from a reservoir 20 of molten HMD. There are several suitable methods of delivering molten HMD. One is to place the polyamidation process apparatus next to the apparatus where the HMD is produced so that the molten HMD stream can be routed directly through the conduit to the reservoir 20. Another way would be to prepare an aqueous HMD solution, evaporate water and melt the HMD.
• · · · ·· ··• · · · ·· ··
Případně může být v tomto zásobníku 20 uplatněno teplo, např. pomocí pláště pro přenos tepla okolo zásobníku 20. Teplota v tomto zásobníku je s výhodou asi 70 °C. Roztavený HMD je pak čerpán přes HMD měřicí soustavu 22, která přesně řídí množství HMD dodávaného do následujícího zařízení.Optionally, heat can be applied to this container 20, for example by means of a heat transfer jacket around the container 20. The temperature in this container is preferably about 70 ° C. The molten HMD is then pumped through the HMD metering system 22, which accurately controls the amount of HMD delivered to the following equipment.
Kyselina adipová, obvykle ve formě suchých krystalů, je dodávána ze zásobníku 24. Kyselina adipová putuje ze zásobníku do tlakového tanku 26 k eliminaci kyslíku. V tomto tanku 26 je odstraněn vzduch. S výhodou se dosáhne odstranění vzduchu v tanku 26 cyklováním vakua a vytěsnění dusíku v dávkovém režimu. Vakuum může být indukováno prostřednictvím vakuové pumpy 28. Frekvence cyklování mezi vakuem a dusíkovým tlakem může být upravena za účelem dosažení požadovaného stupně odstranění kyslíku.Adipic acid, usually in the form of dry crystals, is supplied from the reservoir 24. Adipic acid flows from the reservoir to the pressure tank 26 to eliminate oxygen. In this tank 26 the air is removed. Preferably, air is removed from the tank 26 by cycling the vacuum and displacing nitrogen in a batch mode. Vacuum can be induced by a vacuum pump 28. The cycle rate between vacuum and nitrogen pressure can be adjusted to achieve the desired degree of oxygen removal.
Tlakový tank 26 k odstranění kyslíku s výhodou obsahuje tlakovou nádobu, jejíž spodní část tvoří násypku se zmenšujícím se průměrem směrem ke spodní části. Strany násypkové části tlakového tanku k odstranění kyslíku s výhodou tvoří s horizontálou úhel alespoň 70° za účelem usnadnění proudu ven ze spodní části tanku.The oxygen removal pressure tank 26 preferably comprises a pressure vessel, the bottom of which forms a hopper of decreasing diameter towards the bottom. Preferably, the sides of the oxygen removal tank of the pressure tank form an angle of at least 70 ° with the horizontal to facilitate flow out of the bottom of the tank.
Krystaly kyseliny adipové, které jsou převážně zbavené kyslíku, potom proudí (s výhodou gravitaci, s pomocí dusíkového tlaku v tlakovém tanku k odstranění kyslíku) z tlakového tanku 26 k odstranění kyslíku do taviči nádoby 30 kyseliny adipové. Taviči nádoba 30 je s výhodou kontinuálně míchaná nádoba s pláštěm, která pracuje mírně natlakovaná dusíkem při teplotě mírně nad bodem tání kyseliny adipové (tj. nad 153 °C). Krystaly kyseliny adipové, které vstupují do této nádoby její vrchní částí, se rychle roztaví na povrchu roztavené kyseliny adipové, která tam je. Takto může tento proces kontinuálně roztavovat kyselinu adipovou. S výhodou má tavící nádoba 30 obrácené kónické vstupní ústí, aby se snížil proudový odpor. Je také výhodné, je-li taviči nádoba 30 vyrobena ze slitiny kovů obsahující málo nebo žádné nečistoty, které by nepříznivě ovlivnily roztavený monomer. Vhodnými materiály jsou Hastolloy C a nerezová ocel 316.The adipic acid crystals, which are predominantly deoxygenated, then flow (preferably by gravity, using nitrogen pressure in a pressure tank to remove oxygen) from the pressure tank 26 to remove oxygen to the adipic acid melting vessel 30. The melting vessel 30 is preferably a continuously stirred jacket vessel that operates slightly pressurized with nitrogen at a temperature slightly above the melting point of adipic acid (i.e., above 153 ° C). The adipic acid crystals entering the top of the vessel quickly melt on the surface of the molten adipic acid present therein. Thus, this process can continuously melt adipic acid. Preferably, the melting vessel 30 has an inverted conical inlet orifice to reduce the current resistance. It is also preferred that the melting vessel 30 is made of a metal alloy containing little or no impurities that would adversely affect the molten monomer. Suitable materials are Hastolloy C and 316 stainless steel.
Může být užitečné zahrnout dodatečná opatření pro další odstranění kyslíku z této taviči nádoby, aby se minimalizovala možnost tepelné degradace. Jedním způsobem, jak to provést, je dodávat roztavené kyselině adipové v taviči nádobě 30 vibrační energii, např. prostřednictvím ultrazvukového zařízení. Vibrační energie může usnadnit únik pohlceného vzduchu z roztavené kyseliny, a to tak, že způsobuje výstup vzduchových bublin na povrch rožtavené kyseliny.It may be useful to include additional measures to further remove oxygen from the melting vessel to minimize the possibility of thermal degradation. One way to do this is to supply the molten adipic acid in the melting vessel 30 with vibrational energy, e.g., by means of an ultrasonic device. The vibration energy can facilitate the escape of absorbed air from the molten acid by causing air bubbles to escape to the surface of the molten acid.
·· *· • 9 9 ·9 9 ·
9 9 99 9 9
9 9 ·9 9 ·
9 9 99 9 9
9 999 99
Doba zdržení roztavené kyseliny adipové v tavící nádobě 30 se s výhodou minimalizuje, aby se omezilo vystavení reaktantu teplu. S výhodou je doba zdržení méně než tři hodiny, výhodněji mezi přibližně 1 až 2 hodinami. Roztavená kyselina adipová vychází ze spodní části taviči nádoby 30 a je čerpána do měřicí soustavy 32 kyseliny adipové, která přesně řídí množství kyseliny adipové přiváděné do následujícího zařízení.The residence time of the molten adipic acid in the melting vessel 30 is preferably minimized in order to limit the exposure of the reactant to heat. Preferably, the residence time is less than three hours, more preferably between about 1 to 2 hours. The molten adipic acid exits from the bottom of the melting vessel 30 and is pumped to the adipic acid measuring system 32, which accurately controls the amount of adipic acid fed to the subsequent apparatus.
Spojení tlakového tanku 26 k odstranění kyslíku a taviči nádoby 30 kyseliny adipové umožňuje kontinuální tavení krystalů kyseliny adipové bez tepelné degradace nebo změny barvy.The combination of the oxygen removal tank 26 and the adipic acid melting vessel 30 allows continuous melting of the adipic acid crystals without thermal degradation or color change.
Měřicí soustava 22 HMD a měřicí soustava 32 kyseliny adipové dodávají roztavené monomery ve stechiometrických množstvích tak, aby se roztavený HMD a roztavená kyselina adipová smísily ve spoji 38 tvaru Y a vytvořily „polymerační směs“, jak se na ni bude níže odkazovat. Jinými slovy, roztavené monomery se smísí a promíchají ve spoji tvaru Y a tak je iniciován proces polymerace. Polymerační směs postupuje dalším úsekem 40 čerpání a do neodvětraného mísiče 42, kterým je s výhodou vřazený statický mísič.The HMD measurement system 22 and the adipic acid measurement system 32 supply the molten monomers in stoichiometric amounts so that the molten HMD and the molten adipic acid are mixed in a Y-shaped joint 38 to form a "polymerization mixture" as will be referred to below. In other words, the molten monomers are mixed and mixed in a Y-shaped joint to initiate the polymerization process. The polymerization mixture proceeds through a further pumping section 40 and into an unvented mixer 42, which is preferably a static mixer.
Ve výhodném provedení má proud 36 roztavené kyseliny adipové teplotu asi 170 °C a proud 34 roztaveného HMD má teplotu asi 70 °C a přetlak ve spoji 38 tvaru Y je přibližně 1,03 MPa. Vřazeným statickým mísičem je s výhodou statický mísič Kenics s 24 prvky. Stěny spoje tvaru Y a vřazeného mísiče 42 jsou s výhodou udržovány na teplotě přibližně 268 °C. Doba zdržení monomerů v mísiči 42 je s výhodou mezi asi 1 až 30 sekundami, výhodněji asi 3 sekundy. Polymerační směs opouštějící mísič 42 prochází do neodvětraného potrubí, což umožní např. dalších 10 až 60 sekund reakčního času při 260 °C a přetlaku 1,03 MPa.In a preferred embodiment, the molten adipic acid stream 36 is at a temperature of about 170 ° C and the molten HMD stream 34 is at a temperature of about 70 ° C and the overpressure at the Y-shaped joint 38 is about 1.03 MPa. The in-line static mixer is preferably a 24-element Kenics static mixer. The walls of the Y-shaped joint and the intermediate mixer 42 are preferably maintained at a temperature of about 268 ° C. The residence time of the monomers in the mixer 42 is preferably between about 1 to 30 seconds, more preferably about 3 seconds. The polymerization mixture exiting the mixer 42 passes into an unvented conduit, allowing, for example, an additional 10 to 60 seconds reaction time at 260 ° C and an overpressure of 1.03 MPa.
Přestože může způsob podle vynálezu pracovat bez obsahu vody v reaktantech, nepožaduje se, aby byly reaktanty úplně bezvodé. Např. přívodný proud HMD by mohl obsahovat až asi 5 % hmotn. vody a proud kyseliny adipové by mohl obsahovat až asi 2 % hmotn. vody a proces by měl stále řádně probíhat. Proudy reaktantů s tak nízkým obsahem vody jsou zde uváděné jako „v podstatě suché“.Although the process of the present invention can operate without water in the reactants, it is not required that the reactants be completely anhydrous. E.g. the feed HMD could contain up to about 5 wt. water and the adipic acid stream could contain up to about 2 wt. water and the process should still run properly. Reactant streams with such a low water content are referred to herein as "substantially dry".
Část reakce HMD a kyseliny adipové probíhá od doby jejich vzájemného kontaktu ve spoji 38 tvaru Y a pokračuje po čas jejich vstupu do tepelného výměníku 44. Teplota a doba zdržení užité v této části procesu mohou být zvoleny tak, aby způsobily úplnou polymeraci do tohoto bodu nebo aby zabránily výskytu úplné polymerace od tohoto bodu. U druhé z těchto dvou situací se produkt parciální reakce vzniklý kontaktemPart of the reaction of HMD and adipic acid takes place from the time of their contact in the Y-shaped joint 38 and continues until they enter the heat exchanger 44. The temperature and residence time used in this part of the process can be selected to cause complete polymerization to this point; to prevent complete polymerization from this point. In the second of these two situations, the product of the partial reaction is formed by contact
Úp ·· • · · * · ·Up ·· • · · * · ·
• fl • · · · • · · · • · · · · • · · · • flfl ·· monomerů zde uvádí jako „prepolymer“. Hmota prepolymeru v potrubí za mísičem 42 se obvykle z 60 až 90 % přemění na nylon 6,6. Nemělo by dojít k žádnému ucpání, protože použité podmínky zabraňují krystalizací meziproduktů o nízkém bodu tání. Pro optimální činnost je důležité, aby byly potrubí 40 a mísič 42 neodvětrané a aby v nich byl relativně nízký přetlak, např. mezi asi 0 až 3,45 MPa, velmi výhodně asi 1,03 MPa.The flfl monomers are referred to herein as "prepolymer". The prepolymer mass in the line downstream of the mixer 42 is typically 60-90% converted to nylon 6.6. There should be no clogging as the conditions used prevent crystallization of the low melting point intermediates. For optimum operation, it is important that the conduit 40 and mixer 42 be unvented and that there is a relatively low overpressure, e.g. between about 0 to 3.45 MPa, very preferably about 1.03 MPa.
V provedení znázorněném na obr.1 prepolymer dále prochází tepelným výměníkem 44 a do větraného prepolymerního reaktoru 46 Není rozhodující, je-li zde použit tepelný výměník. Jakékoli požadované teplo může být místo toho zajištěno vnitřními topnými hady v reaktoru 46 nebo pláštěm okolo reaktoru. Ohřátý prepolymer, který vychází z tepelného výměníku 44, s výhodou vstupuje do reaktoru 46 v bodě pod povrchem v něm obsaženého kapalného materiálu. Další polymerace může probíhat v tomto reaktoru 46, kterým je s výhodou kontinuálně míchaný tankový reaktor. Proud 48 ze dna reaktoru může být případně rozdělen do recyklačního proudu 50 a druhého proudu 52, který je odváděn pro další zpracování. Použije-li se recyklace, je průtok s výhodou alespoň 15krát větší než průtok přívodu čerstvého prepolymeru do reaktoru 46. Reaktor 46 je s výhodou provozován asi z 50 % naplněný kapalným materiálem, aby se zajistil velký povrch pro uvolňování pára/kapalina.In the embodiment shown in Fig. 1, the prepolymer further passes through the heat exchanger 44 and into the ventilated prepolymer reactor 46 It is not critical whether a heat exchanger is used herein. Instead, any desired heat can be provided by the internal heating coils in the reactor 46 or by the jacket around the reactor. The heated prepolymer exiting the heat exchanger 44 preferably enters the reactor 46 at a point below the surface of the liquid material contained therein. Further polymerization can take place in this reactor 46, which is preferably a continuously stirred tank reactor. The reactor bottom stream 48 may optionally be divided into a recycle stream 50 and a second stream 52, which is discharged for further processing. When recycling is used, the flow is preferably at least 15 times greater than the flow of fresh prepolymer feed to reactor 46. The reactor 46 is preferably operated about 50% filled with liquid material to provide a large vapor / liquid release surface.
V tomto procesu je velmi žádoucí zajistit zpětné míchání koncových skupin polymeru, generaci velké plochy povrchu rozhraní, která usnadňuje vyprchání roztaveného materiálu, a vysoké rychlosti přenosu tepla, kde tyto vlastnosti mohou rychle zvýšit teplotu roztaveného materiálu. Těchto výhod lze dosáhnout např. použitím kontinuálně míchaného tankového reaktoru nebo použitím uzavřeného průtokového reaktoru spolu s recyklací proudu produktu.In this process, it is highly desirable to provide back-mixing of the polymer end groups, generation of a large interface surface area that facilitates molten material ejection, and high heat transfer rates where these properties can rapidly increase the temperature of the molten material. These advantages can be achieved, for example, by using a continuously stirred tank reactor or by using a closed flow reactor together with recycling the product stream.
Horním proudem 54 z reaktoru 46 je proud obsahující páru (tj. vypařená voda, která vznikla polykondenzační reakcí) a obvykle nějaký HMD. Horní proud 54 prochází do regenerační kolony 56 HMD, do níž je dodávána i voda. Proud kondenzátu 60 obsahující nějaký HMD a vodu se vrací zpět do reaktoru 46, zatímco zbylá pára se ochladí tepelným výměníkem 62 a odstraní se jako část proudu odplynu 64.The overhead stream 54 from reactor 46 is a stream containing steam (i.e., vaporized water produced by the polycondensation reaction) and usually some HMD. The upper stream 54 passes to the HMD recovery column 56 to which water is also supplied. The condensate stream 60 containing some HMD and water is returned to the reactor 46 while the remaining steam is cooled by the heat exchanger 62 and removed as part of the off-gas stream 64.
V jednom provedení je prepolymer zahřát na asi 260 °C v tepelném výměníku 44 a reaktor 46 pracuje při teplotě asi 260 °C a přetlaku 1,03 MPa. Jako příklad vhodných relativních průtoků je, je-li čerstvý prepolymer dodáván do reaktoru 46 rychlostí 45,4 kg za hodinu a recyklační průtok ze dna reaktoru je s výhodou přibližně 907,2 kg za hodinu. Reaktor 46, který pracuje za těchto podmínek, může poskytnout více než 95% • ; · · * · · · .:.. · »♦* »·« ·· ·* konverzi monomerů na nylon 6,6 s koncentrací vody 3 % hmotn. po době zdržení v reaktoru 46 20 minut.In one embodiment, the prepolymer is heated to about 260 ° C in a heat exchanger 44 and the reactor 46 is operated at a temperature of about 260 ° C and an overpressure of 1.03 MPa. As an example of suitable relative flows, when the fresh prepolymer is fed to the reactor 46 at a rate of 45.4 kg per hour and the recycle flow from the bottom of the reactor is preferably about 907.2 kg per hour. A reactor 46 operating under these conditions can provide more than 95%; Conversion of monomers to nylon 6.6 with a water concentration of 3% by weight. after a residence time in reactor 46 of 20 minutes.
Podle vynálezu je řídicí soustava uzpůsobena pro úpravu rychlosti přívodu nebo hmotnostního průtoku alespoň jednoho z roztaveného monomeru kyseliny adipové a roztaveného monomeru diaminu, aby byl zajištěn správný molární poměr. Ve výhodném provedení je hmotnostní průtok alespoň jednoho z reaktantů upraven v závislosti na rovnováze karboxylových koncových skupin a aminových koncových skupin reaktantů v polymerační směsi. Toto vřazené měření koncových skupin může být provedeno v jakémkoli bodě za spojem 38 tvaru Y. Ve znázorněném provedení je toto měření rovnováhy koncových skupin v proudu 52 vycházejícím z reaktoru 46. Výhodnou metodou měření rovnováhy karboxylových a aminových koncových skupin roztavených monomerů v polymerační směsi je fotospektrometrie. Ve výhodném provedení analyzátor 66 z blízké infračervené oblasti (NIR) detekuje počet karboxylových a aminových koncových skupin v polymerační směsi stanovením v ní obsaženého spektrálního fotometrického obsahu monomerů. .According to the invention, the control system is adapted to adjust the feed rate or mass flow rate of at least one of the molten adipic acid monomer and the molten diamine monomer to ensure the correct molar ratio. In a preferred embodiment, the mass flow of at least one of the reactants is adjusted depending on the balance of the carboxyl end groups and the amine end groups of the reactants in the polymerization mixture. The intermediate end group measurement can be performed at any point after the Y-shaped joint 38. In the illustrated embodiment, the end group equilibrium measurement in stream 52 exiting reactor 46. A preferred method of measuring the carboxyl and amine end groups equilibrium of molten monomers in the polymerization mixture is photospectrometry. . In a preferred embodiment, the near infrared (NIR) analyzer 66 detects the number of carboxyl and amine end groups in the polymerization mixture by determining the spectral photometric content of the monomers contained therein. .
V jednom provedení zahrnuje řídicí soustava vynálezu zařízení 66 z blízké infračervené oblasti (NIR), regulátor 67, který přijímá vstupní signál z NIR analyzátoru 66, měřicí soustavu 22 HMD a měřicí soustavu 32 roztavené kyseliny adipové.In one embodiment, the control system of the invention includes a near infrared (NIR) device 66, a controller 67 that receives an input signal from the NIR analyzer 66, a HMD measurement system 22, and a molten adipic acid measurement system 32.
NIR analyzátor 66 představuje, jako příklad a ne omezení, zařízení k určení molárního poměru roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu v polymerační směsi. NIR analyzátor 66 toho dosahuje pomocí kontinuální detekce počtu karboxylových a aminových koncových skupin v parciálně zpolymerovaném materiálu, který vystupuje z reaktoru 46. Přestože je použití NIR analyzátoru 66 výhodné, v uvažované řídicí soustavě podle vynálezu může být použito jakékoli množství prostředků pro stanovení molárního poměru nebo molární rovnováhy roztavené kyseliny adipové a roztaveného diaminu během polymerace.The NIR analyzer 66 is, by way of example and not limitation, a device for determining the molar ratio of molten dicarboxylic acid monomer to molten diamine monomer in the polymerization mixture. The NIR analyzer 66 accomplishes this by continuously detecting the number of carboxyl and amine end groups in the partially polymerized material exiting the reactor 46. Although the use of the NIR analyzer 66 is preferred, any number of molar ratio means may be used in the contemplated control system of the invention. molar equilibrium of molten adipic acid and molten diamine during polymerization.
NIR analyzátor 66 generuje vstupní signál do regulátoru 67 udávající rovnováhu karboxylových a aminových skupin roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu v polymerační směsi. Za použití tohoto signálu může regulátor 67 upravit hmotnostní průtok roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a/nebo roztaveného monomeru diaminu tak, aby polyamid vytvořený polymerací polymerační směsi měl požadovaný molární poměr. Ve výhodném provedení používá regulátor 67 algoritmus pro řízení přísunu, který mění rychlost přísunu roztaveného monomeru diaminu v závislosti na vstupním signálu z NIR analyzátoru 66. Při použití tohoto algoritmu pro řízení přísunu může být poměr roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu řízen na vstupu za účelem výroby zpolymerovaného konečného produktu, který má předem určený molární poměr. Ve výhodném provedení se tohoto dosáhne úpravou rychlosti přísunu roztaveného monomeru diaminu pomocí měřicí soustavy 22 HMD. Řízení a provoz měřicí soustavy 22 HMD a měřicí soustava 32 roztavené kyseliny adipové budou diskutovány podrobněji níže s odkazem na obrázky 2 až 4.The NIR analyzer 66 generates an input signal to the controller 67 indicating the balance of the carboxyl and amine groups of the molten dicarboxylic acid monomer and the molten diamine monomer in the polymerization mixture. Using this signal, the controller 67 can adjust the mass flow rate of the molten dicarboxylic acid monomer and / or the molten diamine monomer so that the polyamide formed by polymerizing the polymerization mixture has the desired molar ratio. In a preferred embodiment, the controller 67 uses a feed control algorithm that varies the feed rate of the molten diamine monomer depending on the input signal from the NIR analyzer 66. Using this feed control algorithm, the ratio of molten dicarboxylic acid monomer to molten diamine monomer can be controlled to produce a polymerized end product having a predetermined molar ratio. In a preferred embodiment, this is achieved by adjusting the feed rate of the molten diamine monomer with the HMD measuring system 22. The control and operation of the HMD measuring system 22 and the molten adipic acid measuring system 32 will be discussed in more detail below with reference to Figures 2 to 4.
Stojí za povšimnutí, že přestože je NIR analyzátor 66 znázorněn umístěný u proudu 52, zvažuje se i možnost jeho umístění v jakémkoli bodě za spojem 38 tvaru Y. NIR analyzátor 66 může být např. umístěn uvnitř reaktoru 46 v bodě pod hladinou kapaliny, mezi statickým mísičem 42 a reaktorem 46, uvnitř statického mísiče 42 nebo mezi statickým mísičem 42 a spojem 38 tvaru Y.Note that although the NIR analyzer 66 is shown positioned at stream 52, it is contemplated that it may be located at any point beyond the Y-shaped joint 38. For example, the NIR analyzer 66 may be located within the reactor 46 at a point below the liquid level. mixer 42 and reactor 46, within the static mixer 42 or between the static mixer 42 and the Y-shaped joint 38.
Přestože je materiál v tomto okamžiku procesu zpolymerovaný, v některých provedeních způsobu nebude rozsah polymerace, a tím molekulová hmotnost a relativní viskozita (RV) polymeru, tak vysoký, jako se požaduje u konečného produktu. Proto může parciálně zpolymerovaný materiál procházet Bensonovým kotlem 68 za účelem dodání dalšího tepla, a pak do druhého reaktoru 70. Účel druhého reaktoru 70 je umožnění další polymerace a tak zvýšení molekulové hmotnosti a RV produktu. Polymerní produkt v proudu 72 za spodní části druhého reaktoru by měl mít požadovanou molekulovou hmotnost. S výhodou je teplota ve druhém reaktoru 70 mezi asi 260 a asi 280 °C a tlak je atmosférický.Although the material is polymerized at this point in the process, in some embodiments of the process, the extent of polymerization, and thus the molecular weight and relative viscosity (RV) of the polymer, will not be as high as required for the end product. Therefore, the partially polymerized material may pass through the Benson boiler 68 to provide additional heat, and then to the second reactor 70. The purpose of the second reactor 70 is to allow further polymerization and thus increase the molecular weight and RV of the product. The polymer product in stream 72 downstream of the second reactor should have the desired molecular weight. Preferably, the temperature in the second reactor 70 is between about 260 and about 280 ° C and the pressure is atmospheric.
HMD pára generovaná ve druhém reaktoru 70 je odstraněna v horním proudu 74, který vstupuje do pračky 76. Vodní proud 78 je také přiváděn do této pračky, aby pára zkondenzovala a mohla být odstraněna jako proud 80 odpadní vody. Zbylá pára opouští pračku 76 v horním proudu 82 a stává se součástí proudu 64 odplynu.The HMD steam generated in the second reactor 70 is removed in the upper stream 74 that enters the scrubber 76. A water stream 78 is also fed to the scrubber so that the steam condenses and can be removed as a waste water stream 80. The remaining steam leaves the scrubber 76 in the upper stream 82 and becomes part of the off-gas stream 64.
Polymerní produkt může být buď poslán přes stroj na granulování 84 nebo může být veden vedlejším potrubím 86. Prochází-li produkt přes stroj na granulování, postupují potom polymerní granule do sušičky 88. Přívod 90 plynného dusíku, kompresor 92 dusíku a ohřívač 94 dusíku jsou použity pro dodání plynného dusíku do nádoby 88, což vysuší polymerní granule. Vysušené granule vycházející ze spodní části sušičky 88 procházejí přes chladič 96 s vodní sprchou, třídič 98 a pomocí ventilátoru 100 jsou přesunuty do prostoru 102 pro skladování produktu.The polymer product can either be sent through the granulating machine 84 or it can be passed through the conduit 86. When the product passes through the granulating machine, the polymer granules then pass to the dryer 88. The nitrogen gas inlet 90, the nitrogen compressor 92 and the nitrogen heater 94 are used. to supply nitrogen gas to vessel 88, which dries the polymer granules. The dried granules emerging from the bottom of the dryer 88 pass through a water spray cooler 96, a sorter 98, and are moved to the product storage space 102 by a fan 100.
Na obr. 2 je znázorněno blokové schéma řídicí soustavy výhodného provedení vynálezu označené obecně jako 120 pro použití u zlepšené polymerační soustavy zná• φ • φ zorněné na obr. 1. Řídicí soustava 120 zahrnuje měřicí soustavu 22 roztaveného diaminu (HMD), měřicí soustavu 32 roztavené kyseliny adipové, regulátor 67 a NIR analyzátor 66. Řídicí soustava 120 slouží k řízení množství roztavené kyseliny adipové, která se smíchá s roztaveným diaminem ve spoji 38 tvaru Y za účelem tvorby polymerační směsi, která vstupuje do statického mísiče 42 po cestě do prepolymerní reakční nádoby 46.FIG. 2 is a block diagram of a control system of a preferred embodiment of the invention generally designated 120 for use in the improved polymerization system shown in FIG. 1. The control system 120 includes a molten diamine (HMD) measuring system 22, a measuring system 32 molten adipic acid, regulator 67, and NIR analyzer 66. The control system 120 serves to control the amount of molten adipic acid that is mixed with the molten diamine at the Y-shaped joint 38 to form a polymerization mixture that enters the static mixer 42 along the way to the prepolymer reaction. containers 46.
Měřicí soustava 22 roztaveného diaminu zahrnuje pumpu 124 měřicí diamin a sestavu 126 průtokoměru pro diamin. Ve výhodném provedení je pumpou 124 měřicí diamin objemové čerpadlo s hlavním hnacím motorem 128, s mnoha hlavními čerpacími hlavicemi 130 až 134 a s vyrovnávací hlavicí 136. Hlavní hnací motor 128 zahrnuje hnací hřídel 138, která dosahuje do každé každé z hlavních čerpacích hlavic 130 až 134 a do vyrovnávací hlavice 136. Jednotlivé písty (neznázorněné) jsou umístěny v hlavních čerpacích hlavicích 130 až 134 a ve vyrovnávací hlavici 136. Písty (neznázorněné) jsou spojeny s hnací hřídelí 138 a tím zajišťují objemové čerpání roztaveného monomeru diaminu z nádoby 20 s roztaveným diaminem přes sestavu 126 průtokoměru a dále do spoje 38 tvaru Y za účelem průchodu do statického mísiče 42.The molten diamine measuring system 22 includes a diamine measuring pump 124 and a diamine flow meter assembly 126. In a preferred embodiment, the pump diamine 124 is a positive displacement pump with a main drive motor 128, a plurality of main pump heads 130-134 and an alignment head 136. The main drive motor 128 includes a drive shaft 138 that extends into each of the main pump heads 130-134 and into the alignment head 136. The individual pistons (not shown) are located in the main pump heads 130 to 134 and the alignment head 136. The pistons (not shown) are coupled to the drive shaft 138 to provide bulk pumping of molten diamine monomer from the molten diamine vessel 20. through the flow meter assembly 126 and further into a Y-shaped joint 38 to pass to the static mixer 42.
Hlavní hnací motor 128 také zahrnuje rychlostní kodér 140 a regulátor rychlosti 142, které souhrnně tvoří soustavu s uzavřenou zpětnou vazbou k regulaci rychlosti hlavního hnacího motoru 128. Rychlostní kodér 140 sleduje rychlost hlavního hnacího motoru 128 a přenáší signál udávající rychlost motoru do regulátoru 67. Regulátor rychlosti 142 přijímá vstupní signál z regulátoru 67 za účelem regulace rychlosti hlavního hnacího motoru 128.The main drive motor 128 also includes a speed encoder 140 and a speed regulator 142 that collectively form a closed-loop feedback system to control the speed of the main drive motor 128. The speed encoder 140 monitors the speed of the main drive motor 128 and transmits the motor speed signal to the controller 67. Speed Control 142 receives an input signal from controller 67 to control the speed of the main drive motor 128.
Hlavní čerpací hlavice 130 až 134 jsou vybaveny servomotory 144 až 148, kodéry 152 až 156 pro seřízení polohy zdvihu a regulátory 160 až 164 polohy zdvihu . Servomotory 144 až 148 jsou napojeny na písty (neznázorněny) umístěné v příslušných hlavních čerpacích hlavicích 130 až 134. Kodéry 152 až 156 pro seřízení polohy zdvihu sledují polohu hřídele každého servomotoru 144 až 148 a přenášejí signály udávající zdvihový objem (0 až 100 %) do regulátoru 67. Regulátory 160 až 164 polohy zdvihu přijímají vstupní signály z regulátoru 67 za účelem regulace polohy hřídele servomotorů 144 až 148, aby vznikl předem určený zdvihový objem (0 až 100 %) uvnitř hlavních čerpacích hlavic 130 až 134. Hlavní čerpací hlavice 130 až 134 jsou s výhodou schopné poskytnout průtokové rychlosti vhodné k zásobování dostatečným objemem roztaveného diaminu do soustavy v závislosti na rozsahu aplikace.The main pump heads 130-134 are equipped with servomotors 144-148, stroke position encoders 152-156, and stroke position controllers 160-164. The servomotors 144 to 148 are connected to the pistons (not shown) located in respective main pump heads 130 to 134. The stroke position encoders 152 to 156 monitor the shaft position of each servomotor 144 to 148 and transmit signals indicating a displacement (0 to 100%) to The stroke position regulators 160 to 164 receive input signals from the regulator 67 to control the actuator shaft position 144 to 148 to provide a predetermined stroke volume (0 to 100%) within the main pump heads 130-134. 134 are preferably capable of providing flow rates suitable to supply a sufficient volume of molten diamine to the system depending on the scale of application.
*) · t) ·····* ΐχ ···«·····« • · · · ···· ···· · ··· ··· ·» ··*) · T) ············································································
Vyrovnávací hlavice 136 je obdobně vybavená servomotorem 150, kodérem 158 pro seřízení polohy zdvihu a regulátorem 166 polohy zdvihu. Servomotor 150, kodér 158 pro seřízení polohy zdvihu a regulátor 166 polohy zdvihu spolupracují stejným způsobem jako ty, které jsou u hlavních čerpacích hlavic 130 až 134. Hlavním rozdílem je to, že vyrovnávací hlavice 136 má výrazně pomalejší kapacitu průtoku než hlavní čerpací hlavice 130 až 134. Důvodem je to, že vyrovnávací hlavice 136 je použita k dodávání roztaveného diaminu poměrně pomalou průtokovou rychlostí do větších průtokových rychlostí z hlavních čerpacích hlavic 130 až 134 v zájmu doladění celkového přívodu roztaveného diaminu do statického mísiče 42. Jak bude podrobněji popsáno níže, tato vlastnost je důležitá v tom, že umožňuje řídicí soustavě 120 podle vynálezu měnit poměr počátečních reaktantů (roztavená kyselina adipová a roztavený diamin) před smícháním, tak aby měl výsledný polyamid stechiometricky vyrovnaný molární poměr.Equalizing head 136 is similarly equipped with servo motor 150, stroke position encoder 158 and stroke position regulator 166. The servomotor 150, the stroke position encoder 158 and the stroke position regulator 166 cooperate in the same manner as those of the main pump heads 130-134. The main difference is that the alignment head 136 has a significantly slower flow capacity than the main pump heads 130-34. 134. This is because the alignment head 136 is used to deliver the molten diamine at a relatively slow flow rate to higher flow rates from the main pump heads 130 to 134 to fine tune the total molten diamine feed to the static mixer 42. As will be described in greater detail below, this The property is important in that it allows the control system 120 of the invention to vary the ratio of the initial reactants (molten adipic acid and molten diamine) before mixing, so that the resulting polyamide has a stoichiometric equilibrium molar ratio.
Sestava 126 průtokoměru měřicího systému 22 roztaveného diaminu zahrnuje průtokoměr 168 a proudový přenašeč 170. Proudový přenašeč 170 je vytvořen tak, aby sledoval průtok roztaveného monomeru diaminu, jak je detekován průtokoměrem 168, a simultánně vysílal výstupní signál do regulátoru 67 reprezentující průtok diaminu do statického mísiče 42. Průtokoměr 168 a proudový přenašeč 170 se mohou skládat z jakéhokoli z mnoha různých komerčně dostupných průtokoměrů a proudových přenašečů. Souhrnně sestava 126 průtokoměru a pumpa 124 pro diamin spolupracují s regulátorem 67 a tak vytváří uspořádání s uzavřenou zpětnou vazbou za účelem selektivního nastavení průtoku roztaveného diaminu do statického mísiče 42.The flow meter assembly 126 of the molten diamine measuring system 22 includes a flow meter 168 and a current transmitter 170. The current transmitter 170 is configured to monitor the flow of molten diamine monomer as detected by the flow meter 168 and simultaneously output an output signal to the controller 67 representing the diamine flow to the static mixer. 42. The flow meter 168 and the flow transmitter 170 may consist of any of a variety of commercially available flow meters and flow transmitters. Collectively, the flow meter assembly 126 and the diamine pump 124 cooperate with the regulator 67 to form a closed-loop arrangement to selectively adjust the flow of molten diamine to the static mixer 42.
Měřicí soustava 32 roztavené kyseliny adipové zahrnuje pumpu 172 měřicí kyselinu adipovou a sestavu 174 průtokoměru. Ve výhodném provedení je pumpou 172 měřicí kyselinu adipovou objemové čerpadlo s hlavním hnacím motorem 176 a mnoha hlavicemi 178 až 182. Hlavní hnací motor 176 má jedinou hnací hřídel 184 dosahující do každé z hlavic 178 až 182. Jednotlivé písty (neznázorněny) jsou umístěny uvnitř hlavic 178 až 182 a jsou spojeny s hnací hřídelí 184 za účelem zajištění objemového čerpání roztavené kyseliny adipové z tavící nádoby 30 s kyselinou adipovou přes sestavu 174 průtokoměru a dále do spoje 38 tvaru Y a pak do statického mísiče 42.The molten adipic acid measuring system 32 includes an adipic acid measuring pump 172 and a flow meter assembly 174. In a preferred embodiment, the metering acid pump 172 is an adip volumetric pump with a main drive motor 176 and multiple heads 178-182. The main drive motor 176 has a single drive shaft 184 extending into each of the heads 178-182. Individual pistons (not shown) are located within the heads. 178-182 and are coupled to the drive shaft 184 to provide bulk pumping of molten adipic acid from the adipic acid melting vessel 30 through the flow meter assembly 174 and further into a Y-shaped joint 38 and then into a static mixer 42.
Hlavní hnací motor 176 také zahrnuje rychlostní kodér 186 a regulátor 188 rychlosti, které souhrnně tvoří soustavu s uzavřenou zpětnou vazbou za účelem regulace rychlosti hlavního hnacího motoru 176. Rychlostní kodér 186 sleduje rychlost hlavního hnacího motoru 176 a přenáší signál udávající rychlost motoru do regulátoru 67. Regu13 látor 188 rychlosti přijímá vstupní signál z regulátoru 67 a reguluje rychlosti hlavního hnacího motoru 176. Manuální regulátory 190 až 194 zdvihu jsou zajištěny za účelem nastavení zdvihového objemu pístů uvnitř hlavic 178 až 182, s výhodou mezi 0 ažThe main drive motor 176 also includes a speed encoder 186 and a speed controller 188 that collectively form a closed-loop feedback system to control the speed of the main drive motor 176. The speed encoder 186 monitors the speed of the main drive motor 176 and transmits the motor speed signal to the controller 67. The speed regulator 188 receives an input signal from the regulator 67 and regulates the speeds of the main drive motor 176. The manual stroke regulators 190 to 194 are provided to adjust the stroke volume of the pistons within the heads 178 to 182, preferably between 0 to
100 %.100%.
Sestava 174 průtokoměru měřicí soustavy 32 roztavené kyseliny adipové zahrnuje průtokoměr 196 a proudový přenašeč 198. Proudový přenašeč 198 je vytvořen tak, aby sledoval průtok roztaveného monomeru kyseliny adipové, jak je detekován průtokoměrem 196, a aby simultánně přenášel výstupní signál do regulátoru 67 reprezentujícího průtokovou rychlost kyseliny adipové do statického mísiče 42. Průtokoměr 196 a proudový přenašeč 198 se mohou skládat z jakéhokoli z mnoha komerčně dostupných průtokoměrů a proudových přenašečů.The flow meter assembly 174 of the molten adipic acid measuring system 32 includes a flow meter 196 and a flow transmitter 198. The flow transmitter 198 is configured to monitor the flow of molten adipic acid monomer as detected by the flow meter 196 and simultaneously transmit an output signal to the flow rate regulator 67. Adipic acid to static mixer 42. Flow meter 196 and flow transmitter 198 may consist of any of a variety of commercially available flow meters and flow transmitters.
Regulátor 67 je uzpůsoben k příjmu různých vstupních signálů a výstupu různých řídicích signálů za účelem koordinace činnosti řídicí soustavy 120. Regulátor 67 by měl být s výhodou naprogramován, aby fungoval podle algoritmu pro řízení přísunu. Při takovém řídicím schématu je měřen počet karboxylových a aminových koncových skupin, aby se stanovila rovnováha koncových skupin nezreagovaných roztavených monomerů v polymerační směsi. Z tohoto měření může regulátor 67 použít vyhledávací tabulku, aby určil, do jaké míry musí být změněn poměr výchozích reaktantů před smícháním, aby měl výsledný polyamid stechiometricky vyrovnaný molární poměr.The controller 67 is adapted to receive different input signals and output different control signals to coordinate the operation of the control system 120. The controller 67 should preferably be programmed to operate according to the feed control algorithm. In such a control scheme, the number of carboxyl and amine end groups is measured to determine the end group equilibrium of unreacted molten monomers in the polymerization mixture. From this measurement, the regulator 67 can use a look-up table to determine to what extent the ratio of the starting reactants must be changed before mixing to give the resulting polyamide a stoichiometric equalized molar ratio.
NIR analyzátor 66 zahrnuje analyzační prvek 200 a analyzační přenašeč 202. Analyzační prvek 200 je napojen přímo na prepolymerní reaktor 46 pro detekci počtu karboxylových a diaminových koncových skupin nezreagovaných monomerů uvnitř polymerační směsi při jejich výstupu z prepolymerního reaktoru 46. Analyzační přenašeč 202 je napojen mezi analyzační prvek 200 a regulátor 67 za účelem přenosu výstupu z analyzačního prvku 200 do regulátoru 67. NIR analyzátor 66 může být tvořen jakýmkoli počtem komerčně dostupných analyzátorů z blízké infračervené oblasti schopných stanovit diaminové koncové skupiny ve výsledném polyamidu.The NIR analyzer 66 includes the analyzer 200 and the analyzer 202. The analyzer 200 is coupled directly to the prepolymer reactor 46 to detect the number of carboxyl and diamine end groups of unreacted monomers within the polymerization mixture as they exit the prepolymer reactor 46. The analyzer 202 is coupled between the analyzer The NIR analyzer 66 may be any number of commercially available near-infrared analyzers capable of determining diamine end groups in the resulting polyamide.
NIR analyzátor 66 přenáší do regulátoru 67 výstupní signál udávající molární rovnováhu nezreagovaných monomerů uvnitř polymerační směsi. Regulátor 67 používá algoritmus pro řízení přísunu, který mění rychlost přísunu roztaveného monomeru diaminu v závislosti na výstupním signálu z NIR analyzátoru 66. Pomocí tohoto algoritmu pro řízení přísunu může být řízen poměr roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu na vstupu, aby měl zpolymerovaný výsledný produkt stechiometricky vyrovnaný molární poměr.The NIR analyzer 66 transmits to the controller 67 an output signal indicating the molar equilibrium of unreacted monomers within the polymerization mixture. The controller 67 uses a feed control algorithm that varies the feed rate of the molten diamine monomer depending on the output signal from the NIR analyzer 66. With this feed control algorithm, the ratio of molten dicarboxylic acid monomer to molten diamine monomer input can be controlled to have a polymerized resultant. product stoichiometrically balanced molar ratio.
V jednom provedení se tohoto dosáhne zkrácením rychlosti přísunu roztaveného monomeru diaminu přes měřicí soustavu 22 diaminu. Řízení a činnost měřicí soustavy 22 diaminu a měřicí soustavy 32 kyseliny adipové budou podrobněji diskutovány níže s odkazem na obr. 2 až 4.In one embodiment, this is accomplished by shortening the feed rate of molten diamine monomer through the diamine measuring system 22. The control and operation of the diamine measuring system 22 and the adipic acid measuring system 32 will be discussed in more detail below with reference to Figures 2 to 4.
Pokud se týká obr. 3, regulátor 67 může být tvořen jakýmkoli množstvím komerčně dostupných programovatelných regulátorů, včetně, ale bez omezení, rozvodné řídicí soustavy (DCS), programovatelné logické jednotky nebo osobního počítače na bázi mikroprocesoru. Uspořádání řízení přísunu použité v regulátoru 67 je možné, protože složky zlepšené polyamidační soustavy znázorněné na obr.1 jsou z hlediska jejich vlastností a účinku na polyamidační proces předvídatelné. Zejména vynecháním kroku tvorby soli přidáním vody tento vynález eliminuje potřebu odparek v polyamidačním procesu. Odpařovací nádoby jsou z hlediska jejich účinku na polyamidaci nepředvídatelné a mohou během výroby vykazovat rozsáhlé změny.Referring to Fig. 3, the controller 67 may be any number of commercially available programmable controllers, including, but not limited to, a DCS, a programmable logic unit, or a microprocessor-based personal computer. The feed control arrangement used in the controller 67 is possible because the components of the improved polyamidation system shown in Figure 1 are predictable in terms of their properties and effect on the polyamidation process. In particular, by omitting the salt formation step by adding water, the present invention eliminates the need for evaporators in the polyamidation process. Evaporative vessels are unpredictable in terms of their effect on polyamidation and can exhibit extensive changes during manufacture.
Nyní bude popsána činnost řídicí soustavy 120 s navázaným odkazem na obr.2 a 3. S odvoláním nejprve na obr. 3 počáteční krok v řídicí soustavě 120 zahrnuje to, že operátor vloží zadanou hodnotu (kapacitu SP) do regulátoru 67. Pro usnadnění je regulátor 67 znázorněn na obr. 3 tak, že obsahuje terminál 67a pro vložení zadané hodnoty a předsunutý modelující regulátor 67b k řízení činnosti řídicí soustavy 120. Poté, co uživatel zadá požadovanou zadanou hodnotu (kapacitu SP), počítačový terminál 67a přenáší tuto informaci do předsunutého modelujícího regulátoru 67b.Operation of control system 120 will now be described with reference to Figs. 2 and 3. Referring first to Fig. 3, the initial step in control system 120 includes that the operator inserts a set value (capacity SP) into controller 67. 67 shown in FIG. 3 including a setpoint input terminal 67a and a forward modeling controller 67b to control operation of the control system 120. After the user enters the desired setpoint value (SP capacity), the computer terminal 67a transmits this information to the forward modeling controller. regulator 67b.
Předsunutý modelující regulátor 67b pak nastaví řízení rychlosti motoru u regulátoru 188 rychlosti pro hlavní hnací motor 176 pumpy 172 pro měření kyseliny adipové. Ve výhodném provedení je průtok měřicí soustavy 32 kyseliny adipové dále řízen manuálním nastavením regulátorů 190 až 194 zdvihu tak, aby roztavená kyselina adipová postupovala do statického mísiče 42 předem určenou rychlostí toku odpovídající zadané hodnotě, která byla zvolena operátorem. Jakmile je průtoková rychlost nastavena, neměla by být raději měněna změnou řídicího signálu z regulátoru 67 nebo nastavením manuálních regulátorů 190 až 194 zdvihu.The advanced modeling controller 67b then adjusts the engine speed control of the speed controller 188 for the main drive motor 176 of the adipic acid meter 172. In a preferred embodiment, the flow rate of the adipic acid measuring system 32 is further controlled by manually adjusting the stroke controllers 190 to 194 so that the molten adipic acid flows into the static mixer 42 at a predetermined flow rate corresponding to a set value selected by the operator. Once the flow rate is set, it should preferably not be changed by changing the control signal from regulator 67 or adjusting the manual stroke regulators 190 to 194.
Předsunutý modelující regulátor 67b také nastavuje řízení rychlosti motoru pro regulátor 142 rychlosti spojený s hlavním hnacím motorem 128 pumpy 124 pro měření diaminu. Předsunutý modelující regulátor 67b nepřetržitě sleduje výstupní signál z NIR analyzátoru 66, aby dosáhl stanovení molárního poměru roztaveného monomeru dikarboxylové kyseliny a roztaveného monomeru diaminu v polymerační směsi. V jednom důležitém ohledu předsunutý modelující regulátor 67b používá tento NIR výstupníThe forward modeling controller 67b also adjusts the engine speed control for the speed controller 142 associated with the main drive motor 128 of the diamine measuring pump 124. The forward modeling controller 67b continuously monitors the output signal from the NIR analyzer 66 to achieve a molar ratio of molten dicarboxylic acid monomer to molten diamine monomer in the polymerization mixture. In one important aspect, the forward modeling controller 67b uses this NIR output
··· 4 · ·· ·· • · · · · ···· • · · · · · · • « · · · · · · · • ' · · · · · · ··· ··· ·· ·· signál ke generaci a přenosu signálu vyrovnávací zadané hodnoty do regulátoru 166 polohy zdvihu servomotoru 150 spojeného s vyrovnávací hlavicí 136. Signál vyrovnávací zadané hodnoty přenášený do regulátoru 166 polohy zdvihu je generován na základě algoritmu pro řízení přísunu, který se nachází v regulátoru 67b. Tento algoritmus pro řízení přísunu může být ve formě paměťové vyhledávací tabulky, která obsahuje data představující stupeň, na nějž se musí poměr reaktantů (roztavená kyselina adipová a roztavený diamin) změnit, aby byla dosažena požadovaná schopnost zadané hodnoty zvolená operátorem na základě vstupu z NIR analyzátoru 66.4 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · A signal for generating and transmitting the equalization setpoint signal to the stroke position controller 166 of the servomotor 150 coupled to the equalization head 136. The equalization setpoint signal transmitted to the stroke position controller 166 is generated based on the feed control algorithm contained in the controller 67b. This feed control algorithm may be in the form of a memory lookup table containing data representing the degree to which the reactant ratio (molten adipic acid and molten diamine) must be changed to achieve the desired setpoint capability selected by the operator based on the NIR analyzer input. 66.
Ve výhodném provedení bude průtoková rychlost měřicí soustavy 22 diaminu kontinuálně nastavována k zajištění vhodného poměru reaktantů (roztavená kyselina adipová a roztavený diamin) před smícháním, aby měl výsledný polyamid stechiometricky vyrovnaný molární poměr.In a preferred embodiment, the flow rate of the diamine measuring system 22 will be continuously adjusted to provide a suitable ratio of reactants (molten adipic acid and molten diamine) prior to mixing so that the resulting polyamide has a stoichiometric equilibrium molar ratio.
Pokud se týká obr.2, regulátor 67 tohoto dosahuje nejprve řízením hlavního hnacího motoru 128 a alespoň jednoho ze servomotorů 144 až .148. aby byl roztavený diamin přenesen z hlavních čerpacích hlavic 130 až 134 směrem do statického mísiče 42. Regulátor 67 pak nastaví vyrovnávací hlavici 136, aby doladil poměr reaktantů přenášených do statického mísiče 42. Vyrovnávací úprava je založena na průtokové rychlosti roztavené kyseliny adipové (jak je měřena sestavou 174 průtokoměru), průtokové rychlosti roztaveného diaminu (jak je měřena sestavou 126 průtokoměru), měření procentuální hmotnosti každého reaktantů v parciálně zpolymerované směsi uvnitř nebo za reaktorem 46 (jak je měřena NIR analyzátorem 66) a zdvihovém objemu a informaci o rychlosti motoru v pumpě 124 pro měření diaminu (jak je měřena polohovými kodéry 152 až 158, regulátory 160 až 166 polohy, rychlostním kodérem 140 a regulátorem 142 rychlosti).Referring to Fig. 2, the controller 67 accomplishes this first by controlling the main drive motor 128 and at least one of the servomotors 144-148. to direct the molten diamine from the main pump heads 130 to 134 towards the static mixer 42. The regulator 67 then adjusts the alignment head 136 to fine tune the ratio of reactants transferred to the static mixer 42. The equalization adjustment is based on the flow rate of the molten adipic acid (as measured flow meter assembly 174), molten diamine flow rate (as measured by flow meter assembly 126), measuring the percent weight of each reactant in the partially polymerized mixture inside or after reactor 46 (as measured by NIR analyzer 66) and stroke volume and pump motor speed information 124 for diamine measurement (as measured by position encoders 152-158, position controllers 160-166, speed encoder 140, and speed controller 142).
Do rámce tohoto vynálezu patří použití algoritmu pro řízení přísunu, kde hmotnostní průtok roztavené dikarboxylové kyseliny je nastaven na základě měření rovnováhy koncových skupin. S odkazem na obr. 4, průtok roztaveného monomeru diaminu je udržován na konstantní rychlosti, zatímco dikarboxylový monomer je dolaďován, aby byl vytvořen vhodný poměr reaktantů za účelem tvorby požadované schopnosti zadané hodnoty. Jak bude oceněno, řídicí soustava obvodů na obr. 4 je obrácená vůči tomu na obr. 2, a proto není nutná kompletní diskuse činnosti provedení z obr. 4.It is within the scope of this invention to use a feed control algorithm wherein the mass flow rate of the molten dicarboxylic acid is adjusted based on end group equilibrium measurements. Referring to Fig. 4, the flow rate of molten diamine monomer is maintained at a constant rate, while the dicarboxylic monomer is fine tuned to produce a suitable ratio of reactants to produce the desired setpoint capability. As will be appreciated, the circuit control system of FIG. 4 is inverted to that of FIG. 2, and therefore a complete discussion of the operation of the embodiment of FIG. 4 is not necessary.
Předchozí popis jednotlivých provedení vynálezu není zamýšlen jako kompletní seznam všech možných provedení vynálezu. Odborníci v tomto oboru poznají, že lze • ·· ·The foregoing description of individual embodiments of the invention is not intended to be a complete list of all possible embodiments of the invention. Those skilled in the art will recognize that it is possible to • ·· ·
IX · φ · · · · ·IX · φ · · · · ·
ΙΟ * · · · ·«···· e φ · · · · · · «··· · ······ · ·. ·· provést úpravy jednotlivých provedení, která jsou zde popsána, kde tyto úpravy by byly v rozsahu vynálezu. Např. přestože ve zde detailně popsaných provedeních reagují kyselina adipová a hexamethylendiamin za vzniku nylonu 6,6, mohou být použity jiné monomery známé odborníkům v tomto oboru za vzniku jiných polyamidů.ΙΟ * · e « e e e ......... Make modifications to the individual embodiments described herein, where such modifications would be within the scope of the invention. E.g. although adipic acid and hexamethylenediamine react in the embodiments detailed herein to form nylon 6,6, other monomers known to those skilled in the art may be used to form other polyamides.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20004403A CZ20004403A3 (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Control system for continuous polyamidation process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20004403A CZ20004403A3 (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Control system for continuous polyamidation process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20004403A3 true CZ20004403A3 (en) | 2001-05-16 |
Family
ID=5472645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20004403A CZ20004403A3 (en) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | Control system for continuous polyamidation process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ20004403A3 (en) |
-
1999
- 1999-05-26 CZ CZ20004403A patent/CZ20004403A3/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU748194B2 (en) | Control system for continuous polyamidation process | |
| US6136947A (en) | Process and device for the standardized continuous production of polyamides | |
| JP5749430B2 (en) | Continuous polyamidation process | |
| KR100461617B1 (en) | Method for making polyamides | |
| US20160060460A1 (en) | Process for producing a partially balanced acid solution | |
| CN104130130A (en) | Nylon salt solution preparation processes with trim diamine mixing | |
| CN104130131A (en) | Nylon salt solution production from a partially balanced acid solution | |
| TW201446729A (en) | Nylon salt solution preparation processes with trim diamine | |
| CN104130134A (en) | Feed forward process controls and pH feedback for nylon salt solution preparation processes | |
| TW201500405A (en) | Feed forward and feedback process controls for nylon salt solution preparation processes | |
| US20010053338A1 (en) | Control system for continuous polyamidation process | |
| TW201446812A (en) | Feed forward process controls for nylon salt solution preparation processes | |
| CZ20004403A3 (en) | Control system for continuous polyamidation process | |
| KR102587685B1 (en) | Manufacturing process of polyamide | |
| CN104130132B (en) | The control of feedforward process and on-line pH value feedback for nylon salt solution manufacturing method | |
| US20250154321A1 (en) | Continuous method for preparing polyamide by polycondensation | |
| CN1993401B (en) | Method and device for continuously producing copolyamides with melting points greater than 265 deg C | |
| TW201529640A (en) | Process for producing partially balanced acid solution with vessel having a disperser head for nylon salt production | |
| JP2019530768A (en) | Preparation of aqueous solution of diamine / diacid salt | |
| CZ20004402A3 (en) | Continuous polyamidation process | |
| CN103159950B (en) | It is used for the method and apparatus processing the circulation caprolactam of high degree of water during continuously preparing polyamide 6 |