一種萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種芳氧基聚合物的制備裝置，具體涉及一種萬噸級芳氧基聚合 物的制備裝置。
【背景技術】
[0002] 芳氧基聚合物芳氧基聚合物，也稱聚芳醚（簡稱PAE)，已經工業化很長時間。美 國專利US3, 733, 299 (Cooper等人）。美國專利US3, 988, 297 (Bennett等人）和美國專利 US3, 306, 874和3, 306, 875 (Hay)都有描述。目前，安全生產，環境保護，和產品應用等方面 的要求對現有技術提出更高要求。在安全生產方面體現在聚合過程的精細控制，全流程中 的燃爆防護；環境保護方面體現在：廢棄催化劑金屬的"零排放"，非化學反應加料的全系 統回用。這些要求特別對年產萬噸級的工業化產線提出新要求。 【實用新型內容】
[0003] 為解決以上新問題，本實用新型提供一種萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，PAE聚 合物由烷基2, 6-二取代甲酚和O2通過半分批、氧化偶聯反應生產，O2進入反應器，加熱和 冷卻是通過夾套和外循環管殼式換熱器完成，并通過安裝栗形成回路。基礎原料（2, 6-二 甲酚和〇2)以半連續批式進料，其他組分均以全批式方式先于基礎原料投加到反應器內。在 反應期間，2, 6-二甲酚通過消耗一定的氧轉換成PAE和水，并放熱。未反應的氧氣從液體表 面逸出，被反應器頂部的氮氣稀釋。一種復雜的化學平衡過程來控制反應器的運轉，最初反 應器內部充滿了 ：有機溶劑有機反應溶劑、Cu/有機胺混劑催化劑，經過2個小時的反應，聚 合分子隨著氧氣的消耗逐漸形成，相應的黏性隨著溫度的升高而降低。
[0004] 氧化偶聯反應完成之后，在反應混合物中加入一種銅螯合劑，即可在連續分離機 中將輕相（有機銅）和重相（水合銅）分離。通過真空閃蒸系統，液體的含水率降至60%， 閃蒸器頂部餾出的有機溶劑回用，經過增加濃度的聚合物溶液中不斷加入沉淀劑，形成聚 合物沉淀和固/液泥漿。泥漿被送到液-固過濾機，不斷用沉淀劑進行多級再沖洗，然后進 入干燥離心機。聚合物粉末送入倉儲式，有機溶劑/沉淀劑的混合物進入回收系統沉淀劑 有機溶劑純化分離，回用至整個流程。
[0005] 本實用新型在萬噸級流程中對單體純度，聚合工藝控制參數，回收催化劑金屬，全 流程回用溶劑和沉淀劑，分離產品并洗滌凈化提高產品質量等方面綜合創新，提出完全整 合的工業產線流程。具體采用如下技術方案：
[0006] (1) 一種萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，包括以下步驟：
[0007] a.由烷基二取代酚單體、氧氣和催化劑在有機溶劑的條件下進行氧化偶聯聚合反 應；
[0008] b.去除催化劑；
[0009] c.預濃縮；
[0010] d.沉淀、過濾；
[0011] e.產品洗滌凈化；
[0012] f.干燥。
[0013] (2)根據（1)所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述烷基二取代酚單體滿 足下列任一指標或任意兩個及以上指標的組合：
[0014] 2, 6-二甲酚的純度> 99. 5% ;
[0015] 總苯甲醚 <0.15%;
[0016] 總甲酚 <0.15 %;
[0017] 其他二甲酚< 0· 010% ;
[0018] 苯酚 <0.010 %;
[0019] 其他烷基酚<0.15 %;
[0020] 其他有機雜質< 0· 10% ;
[0021] 色度 < 110 ;
[0022] 水分 < 1500ppm。
[0023] (3)根據⑴或⑵所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，優選的，所述烷基二 取代酚單體滿足下列任一指標或任意兩個及以上指標的組合：
[0024] 2, 6-二甲酚的純度> 99. 8% ;
[0025] 總苯甲醚 <0.010%;
[0026] 總甲酚 <0.10 %;
[0027] 其他二甲酚< 0· 055% ;
[0028] 苯酚 < 0.005 %;
[0029] 其他烷基酚< 0· 10% ;
[0030] 其他有機雜質< 0· 05 % ;
[0031] 色度 < 85 ;
[0032] 水分 < 500ppm。
[0033] (4)根據（1)-(3)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述催化劑為 銅-胺混劑，其中：胺混劑為烷基二取代酚單體重量的1% -50%。
[0034] (5)根據（1)-(4)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，優選的，所述胺 混劑為烷基二取代酚單體重量的10% -40%。
[0035] (6)根據（1)-(5)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述銅-胺混劑 包括銅、和選自下列任一有機胺及其任意組合：伯胺，仲胺和叔胺，相轉移劑，其中胺混劑和 銅的摩爾比為〇. 5-50,胺混劑為有機溶劑重量的1-50%。
[0036] (7)根據（1)-(6)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，優選的，胺混劑 和銅的摩爾比為5-40,胺混劑為有機溶劑重量的10-40%。
[0037] (8)根據（1)-(7)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述胺混劑包 含脂族胺，所述脂族胺包括脂族單和二胺，其中脂族基團可以是直鏈或支鏈烴或脂環族化 合物。優選的所述脂族胺為脂族伯、仲和叔一元胺或叔二胺。更優選的所述脂族胺為單、二 和三（低級）烷基胺，其中烷基具有1~6個碳原子。最優選的所述脂族胺為單、二和三 甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基取代的胺，或者所述脂族胺為單和二環己基胺、乙基甲 基胺、嗎啉類、N-(低級）烷基環脂族胺例如N-甲基環己基胺，N，N'-二烷基乙二胺，N， Ν'-二烷基丙二胺，Ν，Ν，Ν'-三烷基戊二胺；或者所述脂族胺為環狀叔胺，所述環狀叔胺 為啦啶、α-可力丁、γ-甲基啦啶。
[0038] (9)根據（1)-⑶任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，在氧化偶聯反 應中基礎原料以半連續批式進料，所述基礎原料為烷基二取代酚和氧氣，其他組分均以全 批式方式先于基礎原料投加到反應器內。
[0039] (10)根據（1)-(9)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述氧化偶聯 反應的反應條件滿足下列任一指標或任意兩個及以上指標的組合：溫度5-70Γ，聚合釜上 方壓力0-5?以，聚合釜上方氧氣分壓0-25%，氧氣進料0-425 1113/1^，聚合釜外循環栗壓頭 IO-IOOpsi，反應時間0-250分鐘。
[0040] (11)根據（I)-(IO)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述催化劑 去除裝置包括螯合劑加料系統、連續離心分離機、萃取塔和/或催化劑金屬回收系統。
[0041] (12)根據（I)-(Il)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，在所述螯合 劑加料中加入螯合劑以去除聚合加入的催化劑金屬，其中螯合劑包括：酒石酸鈉鉀、次氮基 三乙酸、檸檬酸、氨基乙酸，聚亞烷基聚胺多羧酸、氨基多羧酸、氨基羧酸、氨基多羧酸、氨基 羧酸、多羧酸和它們的堿金屬、堿土金屬或混合的堿金屬-堿土金屬鹽，優選的包括：乙二 胺四乙酸（EDTA)、羥基乙二胺三乙酸、二亞乙基三胺五乙酸和它們的鹽。
[0042] (13)根據（1)-(12)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，通過所述連 續離心分離機將含有反應產物聚合物的有機溶液與含有催化劑、螯合劑的水相分離。
[0043] (14)根據（1)-(13)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，在所述萃取 塔內對所述催化劑、水和螯合劑混合物進行萃取，將有機溶劑及有機胺類從上述水相分離 出來并回用有機相為有機溶劑為輕相，其余水相成為重相。
[0044] (15)根據（1)-(14)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述催化劑 金屬回收系統加入金屬硫化物將銅從重相中沉淀出來然后送至壓濾機。
[0045] (16)根據（1)-(15)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述預濃 縮裝置在預濃縮閃蒸塔內部分去除產品聚合物溶液中的有機溶劑和水，得到重量濃度為 20-60%的濃縮聚合物溶液，其中，閃蒸的操作是在溫度200°C和45°C之間進行。
[0046] (17)根據（1)-(16)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，在所述沉淀、 過濾裝置中，通過沉淀所述濃縮聚合物變為液漿狀態的聚合物，并通過連續過壓濾液漿狀 態的聚合物得到粉末狀聚合物濾餅。
[0047] (18)根據（1)-(17)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述產品洗 滌凈化裝置通過一級或多級沉淀劑洗滌和離心分離去除產品中的雜質，其中，洗滌凈化操 作是在溫度15°C至IKTC之間進行。
[0048] (19)根據（1)-(18)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，通過所述干 燥裝置將芳氧基聚合物粉末與液體進行分離得到最終產品芳氧基聚合物，其中，干燥工藝 滿足至少下列任一或任何二個及以上條件的組合如下：干燥溫度在15°C至100°C之間，全 系統在循環封閉的惰性氣體環境中進行，產生的揮發分冷凝液直接送入流程回用。
[0049] (20)根據（1)-(19)任一項所述的萬噸級芳氧基聚合物的制備裝置，所述芳氧基 聚合物滿足下列任一或任何二個及以上標準的組合如下：
[0050] 特性粘度值與產品目標最大偏差< 5. 0ml/g、優選的< 4. 0ml/g ;
[0051] 經熱處理后特性粘度值增加< 208ml/g、優選的< 180ml/g，所述熱處理溫度為 285°C，時間為4分鐘；
[0052] 有機胺殘留濃度< 5%、優選的< 4% ;
[0053] 銅離子濃度< 15ppm、優選的< IOppm ;
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