PL192671B1 - Sposób ciągłej ekstrakcji poliamidów - Google Patents

Abstract

1. Sposób ci ag lej ekstrakcji poliamidów w postaci cz astek w pionowej kolumnie ekstrakcyj- nej, z u zyciem wodnego ekstrahenta, znamienny tym, ze stosuje si e kolumn e ekstrakcyjn a, która jest podzielona na dwie strefy oraz prowadzi si e ekstrakcj e obiegowym wodnym roztworem e-kaprolaktamu o stezeniu 15-40% wagowych w pierwszej strefie w temperaturze 80-140°C, a nast epnie w przeciwpr adzie wod a w drugiej strefie, przy czym pierwsza strefa kolumny ekstrak- cyjnej ma wi eksz a srednic e ni z druga strefa, a w przejsciu z pierwszej strefy do drugiej strefy znaj- duje si e bariera przep lywu. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciągłej ekstrakcji poliamidów w pionowej kolumnie ekstrakcyjnej, z użyciem wodnego ekstrahenta.

Poliamid 6 (polikaprolaktam) wytwarza się przez polimeryzację ε-kaprolaktamu. Otrzymany polikaprolaktam zawiera kaprolaktam i jego oligomery w ilości np. 8-11% wag. Te składniki o niskiej masie cząsteczkowej (zwane dalej składnikami ekstrahowalnymi) niekorzystnie wpływają na właściwości poliamidu. Zatem te składniki trzeba usunąć przed dalszą przeróbką otrzymanego polimeru. W przemyśle realizuje się to drogą ciągłej lub periodycznej ekstrakcji gorącą wodą (DE-A-2501348, DE-A-2732328) i drogą destylacji pod próżnią (US-A-4376660) albo z użyciem przegrzanej pary wodnej (EP 0284968 B1). Wszystkie te sposoby realizuje się w celu odzyskania i ponownego użycia składników ekstrahowalnych, z uwagi na ochronę środowiska i ze względów ekonomicznych. W przypadku poliamidu 6 takimi sposobami otrzymuje się resztkowe składniki ekstrahowalne (składniki ekstrahowalne metanolem), zawierające zasadniczo oligomery kaprolaktamu, słabo rozpuszczalne w wodzie lub trudno lotne, a zwłaszcza dimery i cykliczne oligomery.

Zaproponowano różne urządzenia do ekstrakcji niskocząsteczkowych składników z poliamidów. W opisie patentowym GB 1297606 ujawniono kolumnę ekstrakcyjną, która jest podzielona na co najmniej dwie strefy, przy czym ekstrahent recyrkuluje się przez każdą strefę w przeciwprądzie do strumienia cieczy, przez usuwanie w górnym końcu strefy i ponowne wprowadzanie w dolnym końcu strefy. Podobne urządzenia opisano np. w opisach patentowych CZ 253019, FR 1518775, DD 206999 i DE-A-1770097.

Wiadomo, że kaprolaktam działa jako solubilizator oligomerów kaprolaktamu w ekstrakcji poliamidu 6. Dlatego też, np. według JP-A-47026438 granulat poliamidu 6 poddaje się wstępnej obróbce z użyciem 15-90%, korzystnie 40-70% roztworu ε-kaprolaktamu w celu usunięcia składników rozpuszczalnych w wodzie. Według DD 289471 granulat poddaje się wstępnie ekstrakcji w przeciwprądzie w około 60°C z użyciem 1-40% kaprolaktamu w wodzie ekstrakcyjnej (wszystkie udziały procentowe to udziały wagowe). W DE-A-4324616 ujawniono sposób ekstrakcji poliamidu 6 prowadzący do otrzymania produktu o bardzo małej resztkowej zawartości dimerycznego ε-kaprolaktamu. Po pierwszym etapie, w którym prowadzi się ekstrakcję 41-80% roztworem kaprolaktamu w 80-120°C, następuje jeden lub większa liczba etapów wtórnej ekstrakcji wodą w wysokiej temperaturze lub pod próżnią. Według JP-A-48002233 polikaprolaktam oczyszcza się przez zmieszanie stopionego polimeru z 5-30% roztworem kaprolaktamu, a następnie oczyszczanie otrzymanej dyspersji w 80-120°C w kolumnie ekstrakcyjnej. Według JP-A-53071196 poliamid wstępnie ekstrahuje się gorącym czynnikiem wodnym, a następnie oczyszcza się w temperaturze o 10-50°C niższej od temperatury topnienia poliamidu w strumieniu gazu obojętnego, przy czym gorący czynnik wodny stanowi np. woda o temperaturze 80-130°C, zawierająca ε-kaprolaktam w ilości poniżej 50% wagowych. W JP-A-45025519 ujawniono wielostopniowy sposób ekstrakcji, w którym granulat poliamidu ekstrahuje się 5-50% wodnym roztworem kaprolaktamu w 70-120°C w pierwszym etapie oraz 0,1-5% wodnym roztworem kaprolaktamu w 70-120°C w drugim etapie. W JP-A-51149397 opisano ekstrakcję wodnym roztworem ε-kaprolaktamu o stężeniu 60% wag. w temperaturze 80-120°C przez 3-8 godzin w pierwszym etapie oraz nie zawierającą kaprolaktamu wodą, korzystnie wolną od tlenu lub zawierającą niewielkie ilości środka redukującego, w ostatnim etapie. Sposoby te korzystnie realizuje się również z odzyskiwaniem i ponownym użyciem składników ekstrahowalnych, z uwagi na ochronę środowiska i ze względów ekonomicznych. Tak więc w JP-A-60166324 ujawniono ekstraktor poliamidu 6 o działaniu ciągłym, w którym granulat ekstrahuje się w przeciwprądzie wodą przez zawracanie większości cieczy ekstrakcyjnej z dodawaniem do niej ε-kaprolaktamu. Ekstrahent pompuje się przez aspirator, miesza z kaprolaktamem i zawraca do urządzenia przez dystrybutor umieszczony na tym samym poziomie co aspirator. Resztkowa zawartość składników ekstrahowalnych wynosi 1%.

Według DE-A-19505150 oligomery kaprolaktamu usuwa się z granulatu poliamidu przez obróbkę czystym kaprolaktamem jako ekstrahentem w 60-150°C. Sposób ten jest jednak niekorzystny z tego względu, że przylepny kaprolaktam może spowodować sklejanie się granulatu w następnych operacjach. Ponadto w takiej temperaturze granulat może również w pewnym stopniu rozpuszczać się w kaprolaktamie.

Ekstrakcja granulatu poliamidu z użyciem wody lub pary wodnej umożliwia tylko przy dużych nakładach uzyskanie obecnie żądanej resztkowej zawartości składników ekstrahowalnych < 0,5%. Otrzymany ekstrakt będzie zazwyczaj stanowił roztwór o zawartości składników ekstrahowalnych

PL 192 671 B1

5-15%, podobny do roztworu otrzymywanego przy użyciu ekstrahentów zawierających kaprolaktam. Ekstrakt może dodatkowo zawierać składniki nieorganiczne, takie jak ditlenek tytanu, ditlenek krzemu i tlenek manganu, zazwyczaj dodawane do poliamidu jako stabilizatory lub ś rodki matują ce. Wspóln ą cechą znanych sposobów jest to, że resztkowa zawartość składników ekstrahowalnych w granulacie jest zbyt wysoka, względnie to, że ekstrakt wodny trzeba w dużym stopniu zatężyć, aby kaprolaktam i jego oligomery można było zawrócić do polimeryzacji, przy czym oligomery i składniki nieorganiczne mogą oddzielić się podczas zatężania, co stwarza znaczące zapotrzebowanie na energię.

Istniała zatem potrzeba opracowania sposobu oczyszczania poliamidów, umożliwiającego otrzymanie poliamidów o bardzo małej resztkowej zawartości monomerów i oligomerów, bez powstawania dużych ilości ekstrahenta o małej zawartości składników ekstrahowalnych. Nieoczekiwanie stwierdzono, że takie oczyszczone poliamidy można otrzymać drogą ekstrakcji w odpowiedniej kolumnie.

Sposób ciągłej ekstrakcji poliamidów w postaci cząstek w pionowej kolumnie ekstrakcyjnej, z użyciem wodnego ekstrahenta, zgodnie z wynalazkiem polega na tym, że stosuje się kolumnę ekstrakcyjną, która jest podzielona na dwie strefy oraz prowadzi się ekstrakcję obiegowym wodnym roztworem ε-kaprolaktamu o stężeniu 15-40% wagowych w pierwszej strefie w temperaturze 80-140°C, a następnie w przeciwprądzie wodą w drugiej strefie, przy czym pierwsza strefa kolumny ekstrakcyjnej ma większą średnicę niż druga strefa, a w przejściu z pierwszej strefy do drugiej strefy znajduje się bariera przepływu.

Korzystnie ekstrahent prowadzi się w obiegu przez odprowadzanie go w obszarze szczytowym pierwszej strefy i wprowadzanie w obszarze dolnym pierwszej strefy.

Korzystnie obiegowy ekstrahent zawraca się do kolumny ekstrakcyjnej przez pierścieniową dyszę lub perforowaną płytę.

Korzystnie część obiegowego ekstrahenta usuwa się poza kolumnę ekstrakcyjną i zastępuje ją świeżym kaprolaktamem do uzyskania zawartości kaprolaktamu 15-40% wagowych w pierwszej strefie z uwzględnieniem wody wprowadzanej do drugiej strefy.

Korzystnie stosunek powierzchni przekroju poprzecznego pierwszej strefy kolumny ekstrakcyjnej do powierzchni przekroju poprzecznego drugiej strefy wynosi 3:1.

Korzystnie stosunek długości pierwszej strefy do długości drugiej strefy wynosi od 0,05:1 do 1:1.

Korzystnie ekstrakcję prowadzi się w temperaturze 100-140°C w pierwszej strefie oraz w temperaturze o 5-40°C niższej w drugiej strefie.

Zazwyczaj ekstrakcję prowadzi się w ciągu 5-20 godzin, korzystnie 8-15 godzin.

Korzystnie ekstrahent dodaje się do poliamidu w stosunku wagowym od 0,5:1 do 2:1.

Wyekstrahowany poliamid odprowadza się z reaktora korzystnie za pomocą pojedynczego ślimaka.

Zaletą tego sposobu jest to, że w prosty sposób zmniejsza się zawartość oligomeru kaprolaktamu w granulacie poliamidu i otrzymuje się ekstrakt, który wymaga znacznie mniejszej obróbki, aby można go było zawrócić do reaktora do polimeryzacji. Na dodatek wymaganą niską resztkową zawartość składników ekstrahowalnych, < 0,5%, a zwłaszcza < 0,1% dimeru, osiąga się w opłacalny ekonomicznie i prosty sposób w jednym ekstraktorze. Ponadto ekstrakcja zapewnia uzyskanie wymaganego niskiego poziomu oligomerów znacznie szybciej niż w przypadku znanych sposobów.

Do odpowiednich poliamidów należą polikaprolaktam i kopoliamidy kaprolaktamu z innymi związkami wyjściowymi do wytwarzana poliamidów, w których część pochodząca z kaprolaktamu stanowi korzystnie co najmniej 20% wag., zwłaszcza co najmniej 25% wag. Korzystne związki wyjściowe do wytwarzania poliamidów stanowią diaminy i kwasy dikarboksylowe przydatne do wytwarzania poliamidów. Odpowiednimi kwasami dikarboksylowymi są np. kwasy alkanodikarboksylowe o 6-12 atomach węgla, zwłaszcza 6-10 atomach węgla oraz kwas tereftalowy i kwas izoftalowy. Odpowiednimi diaminami są np. alkanodiaminy o 4-12, zwłaszcza 6-8 atomach węgla, a także m-ksylilenodiamina, bis(4-aminofenylo)metan, 2,2-bis(4-metyloamino)propan lub bis(4-aminocykloheksylo)metan. Kwasy dikarboksylowe i diaminy można stosować w dowolnych wymaganych połączeniach, przy czym korzystny jest stosunek równoważnikowy. Szczególne znaczenie z punktu widzenia przemysłu mają polikaprolaktam i poliamidy na bazie kaprolaktamu, heksametylenodiaminy oraz kwasu adypinowego, kwasu izoftalowego i/lub kwasu tereftalowego.

Granulat poliamidu zawiera zazwyczaj 2-15% wag. kaprolaktamu i oligomerów kaprolaktamu, zwłaszcza 8-12% wag. kaprolaktamu i oligomerów kaprolaktamu. Granulat poliamidu jest zazwyczaj w postaci granulek o wielkości od 1,5 x 1,5 mm do 4 x 4 mm, np. w kształcie walców o wymiarach około 2 x 3 mm.

PL 192 671 B1

Stosowane poliamidy mogą dodatkowo zawierać zwykle stosowne dodatki, takie jak środki matujące, np. ditlenek tytanu, środki inicjujące tworzenie się zarodków, np. krzemian magnezu, stabilizatory, np. halogenki miedzi (I) i halogenki metali alkalicznych, przeciwutleniacze i środki wzmacniające, w zwykłych ilościach. Dodatki zazwyczaj wprowadza się przed polimeryzacją, w trakcie polimeryzacji lub po polimeryzacji oraz przed granulowaniem.

Granulat poliamidu, otrzymany po polimeryzacji i następnie granulacji, wprowadza się do dwuczęściowej, korzystnie rurowej kolumny ekstrakcyjnej, np. w obiegowym strumieniu wody transportującej. Granulat można oddzielić od wody transportującej np. w separatorze, po czym wprowadza się go w zwykły sposób w temperaturze 20-90°C, na szczyt kolumny ekstrakcyjnej, czyli do głowicy ekstraktora. Granulat przemieszcza się w dół przez kolumnę ekstrakcyjną pod wpływem siły ciężkości i jest odprowadzany przy podstawie kolumny ekstrakcyjnej. Wodę wprowadza się w sposób ciągły u dna kolumny ekstrakcyjnej jako ekstrahent, który przepływa do góry przez kolumnę ekstrakcyjną w przeciwprądzie z granulatem.

Ekstrahent absorbuje kaprolaktam i oligomer w dolnym obszarze kolumny ekstrakcyjnej, w drugiej strefie. Ekstrahent recyrkuluje się w górnej części kolumny ekstrakcyjnej (w głowicy ekstraktora). Głowica ekstraktora, pierwsza strefa, stanowi 5-50%, korzystnie 15-30% całkowitej objętości ekstraktora. Ekstrahent korzystnie odprowadza się ze szczytu pierwszej strefy i ponownie wprowadza do kolumny ekstrakcyjnej w dolnym obszarze pierwszej strefy przez urządzenie rozprowadzające, z równomierną prędkością. Można jednak postępować odwrotnie, to znaczy odprowadzać ekstrahent z obszaru dolnego i wprowadzać go ponownie w obszarze szczytowym. Ilość ekstrahenta recyrkulowanego przez głowicę dobiera się tak, aby zapewnić równowagową temperaturę i stężenie w tej strefie oraz intensywne przenoszenie masy na granicy faz cząstek poliamidu. Natomiast prędkość przepływu ekstrahenta nie może przekraczać wartości odpowiadającej wirowaniu cząstek. Zatem zazwyczaj ustala się prędkość w zakresie 2-20 m/h, korzystnie 3-15 m/h. Na dodatek głowica ekstraktora ma większą średnicę niż druga strefa, aby dodatkowo przeciwdziałać jakiemukolwiek zawirowywaniu cząstek do góry. Stosunek powierzchni przekroju poprzecznego w pierwszej strefie do powierzchni przekroju poprzecznego w drugiej strefie wynosi od 1:1 do 3:1, zwłaszcza od 1:1 do 2:1. Stosunek długości pierwszej strefy do długości drugiej strefy korzystnie wynosi od 0,05:1 do 1:1, zwłaszcza od 0,1:1 do 0,3:1. Temperatura w głowicy ekstraktora wynosi korzystnie 100-140°C, zwłaszcza 115-130°C i jest regulowana przez wymiennik ciepła usytuowany w obiegu szczytowym ekstrahenta, poza kolumną ekstrakcyjną. Ciekły kaprolaktam o temperaturze 80-100°C wprowadza się do obiegu szczytowego, aby doprowadzić stężenie kaprolaktamu w głowicy ekstraktora do 15-40%, korzystnie do 20-40%, a zwłaszcza do 20-30%. Zapewnia to szybsze oraz, z uwagi na korzystniejszy stan równowagi, dokładniejsze usunięcie z poliamidu oligomerów kaprolaktamu, zwłaszcza dimeru kaprolaktamu. Ekstrahent usuwa się w sposób ciągły z obiegu szczytowego z taką szybkością, z jaką wprowadza się wodę u podstawy ekstraktora, a kaprolaktam wprowadza się do pierwszej strefy.

W przejściu z pierwszej strefy do drugiej strefy kolumny ekstrakcyjnej znajduje się bariera przepływu, która np. przez zwężenie przekroju poprzecznego przepływu, zapobiega jakiemukolwiek przeciekaniu roztworu wodnego o wyższej gęstości, z głowicy ekstraktora do usytuowanej poniżej drugiej strefy. Przykładowo dzięki zwężeniu ulowemu można zwiększyć prędkość (liczoną na przekrój pustej rury) wznoszącej się ciekłej fazy. Zwężenie przekroju przepływu pod głowicą ekstraktora dodatkowo zapewnia bardzo skuteczny środek do oddzielania obszaru pierwszej strefy, w którym zachodzi znaczące mieszanie wsteczne, od drugiej strefy, w którym jest wymagany przeciwprądowy profil stężenia z minimalnym mieszaniem wstecznym lub bez takiego mieszania. Przeciekaniu cięższego ekstrahenta z gł owicy ekstraktora dodatkowo zapobiega się przez obniżenie temperatury w drugiej strefie o 5-40°C, korzystnie o 10-20°C, w porównaniu z temperaturą w pierwszej strefie. Na dodatek prędkość przepływu ekstrahenta w drugiej strefie staje się stosunkowo wysoka dzięki istnieniu tej drugiej, np. rurowej strefy o bardzo małej średnicy. Prędkość przepływu (liczona na przekrój pustej rury) wynosi zazwyczaj 0,2-6,0 m/h, korzystnie 1-3 m/h. Przekrój poprzeczny rury może być stosunkowo niewielki, z uwagi na stosunkowo krótki całkowity czas przebywania, wynoszący 5-20 godzin, zwłaszcza 8-15 godzin, wymagany do przeprowadzenia ekstrakcji w wystarczającym stopniu. Ponadto dzięki mniejszej objętości ekstraktora wysokość urządzenia jest mniejsza, co przynosi korzyści ekonomiczne.

Ekstrakcję w pierwszej strefie i w drugiej strefie zazwyczaj prowadzi się w temperaturze 80-140°C. Jak już zaznaczono, temperatura w drugiej strefie jest korzystnie niższa o 5-40°C. Jednak temperatura w drugiej strefie może być również wyższa niż w pierwszej strefie, zwłaszcza w przypadPL 192 671 B1 ku zapewnienia wyżej wspomnianego zwężenia przekroju poprzecznego przepływu i wysokiej prędkości przepływu ekstrahenta w drugiej strefie.

Dodatek kaprolaktamu podczas ekstrakcji służy do stabilizowania ekstrakcyjnej wody, tak, że usuwany ekstrahent może zawierać oligomery w stężeniu do 6%, bez kłopotliwego wytrącania się w nastę pnym procesie. Zgodnie ze sposobem według wynalazku stosunek ekstrahenta do poliamidu wynosi od 0,5:1 do 2:1. Zatem w porównaniu ze znanymi sposobami ekstrakcji bez dodawania kaprolaktamu, w sposobie według wynalazku wymagany jest mniejszy stosunek wody do poliamidu, z uwagi na lepsze położenie równowagi i szybszą ekstrakcję. Powoduje to zmniejszenie ilości odparowywanej wody przy odzyskiwaniu wody ekstrakcyjnej, co poprawia ekonomikę całego procesu.

Poliamid korzystnie odprowadza się z reaktora i w sposób ciągły wprowadza się go do strumienia wody transportującej za pomocą ślimaka, zwłaszcza głęboko toczonego pojedynczego ślimaka. Ilość odprowadzanego poliamidu, a więc i zawartość poliamidu w kolumnie ekstrakcyjnej, można regulować poprzez prędkość obrotową ślimaka. Ślimak wyładowczy zapewnia bardzo równomierne odprowadzanie cząstek bez ich ścierania, co zapobiega łączeniu się cząstek w strefie odprowadzania. Ponadto taki sposób odprowadzania zapewnia szczelność, toteż przeciwprądowy profil stężeń w ekstraktorze nie jest zakłócany. Dodatek niewielkich ilości wody do obiegu wody transportującej, którą wprowadza się do ekstraktora przez ślimak, służy do wytworzenia w ślimaku przepływu cieczy w przeciwprądzie z opuszczającym ekstraktor poliamidem, a równocześnie zapewnia przepływ do góry fazy ciekłej w dolnym obszarze ekstraktora, co zapobiega mieszaniu wstecznemu.

Poliamid poddany obróbce sposobem według wynalazku zawiera resztkowe ekstrahowalne składniki w ilości poniżej 0,5% wag., zwłaszcza poniżej 0,3% wag., w szczególności zawartość dimeru kaprolaktamu jest niska i wynosi poniżej 0,1% wag., a zwłaszcza poniżej 0,01% wag.

Na rysunku przedstawiono schematycznie przykład kolumny ekstrakcyjnej do realizacji sposobu według wynalazku. Kolumna ekstrakcyjna 1 ma pierwszą (górną) strefę rurową 2 oraz drugą (dolną) strefę rurową 3. Stosunek długości pierwszej strefy 2 do drugiej strefy 3 wynosi zazwyczaj od 0,05:1 do 1:1, korzystnie od 0,1:1 do 0,3:1. Granulat 4 poliamidu wprowadza się do pierwszej strefy 2 od góry, przepuszcza przez nią do dołu, a następnie przez drugą strefę rurową 3 i odprowadza przez ślimak wyładowczy 5 do obiegu 6 wody transportującej. Wodę 7 doprowadza się do kolumny ekstrakcyjnej 1 przez ślimak wyładowczy 5 i przez pierścieniową dyszę w dnie reaktora. Podczas przepływania przez kolumnę ekstrakcyjną 1 woda wstępnie zabiera kaprolaktam w drugiej strefie 3, a następnie miesza się w dolnej części pierwszej strefy 2 z cyrkulującym w niej ekstrahentem. Odprowadza się ją w szczytowej części pierwszej strefy 2, przez pompę 8, a nastę pnie filtruje za pomocą filtru 9, przepuszcza przez wymiennik ciepła 10, utrzymujący temperaturę w wymaganym zakresie i wprowadza ponownie przez pierścieniową dyszę lub perforowaną płytę 11 w obszarze dolnym pierwszej strefy 2. Część ekstrahenta usuwa się przewodem 12, a przewodem 13 doprowadza się taką ilość świeżego kaprolaktamu, że stężenie kaprolaktamu w ekstrahencie utrzymuje się w wymaganym zakresie. Strefy, pierwszą i drugą, ogrzewa się przez płaszcze rurowe, odpowiednio 14 i 15. Pomiędzy pierwszą i drugą strefą znajduje się bariera 16 tworząca zwężenie przekroju poprzecznego przepływu, które w połączeniu z wyższą temperaturą w pierwszej strefie, w porównaniu z drugą strefą 3, zapobiega jakiemukolwiek przeciekaniu cięższego roztworu kaprolaktamu.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

Zastosowano nieekstrahowany granulat poliamidu 6, w postaci granulek w kształcie walców o wymiarach 3 x 2 mm i średniej masie 12,5 - 14,5 mg. Zawierał on 9,0% kaprolaktamu i 0,63% dimeru.

P r z y k ł a d 1

Zastosowano kolumnę ekstrakcyjną przedstawioną na rysunku, mającą pierwszą strefę 2 o długości 4500 mm i średnicy 147 mm oraz drugą strefę 3 o długości 2300 mm i średnicy 113 mm. Nie ekstrahowany granulat 4 poliamidu 6 wprowadzano w sposób ciągły do pierwszej strefy 2. U podstawy ekstraktora 1 wprowadzano w sposób ciągły świeżą wodą 7 o temperaturze 104°C w ilości 20 kg/h. Z pierwszej strefy 2, za pomocą pompy obiegowej 8 usuwano 0,2 m³/h wody ekstrakcyjnej, którą następnie, po przepuszczeniu przez filtr 9 i wymiennik ciepła 10, wprowadzano ponownie do ekstraktora 1 przez pierścieniową dyszę lub perforowaną płytę 11, usytuowaną 4400 mm poniżej powierzchni wody. W pierwszej strefie 2 utrzymywano temperaturę 121°C za pomocą wymiennika ciepła 10. Do obiegu ekstrahenta, za wymiennikiem ciepła, wprowadzano 3,3 kg/h ciekłego kaprolaktamu 13, aby utrzymać w strefie 2 stężenie kaprolaktamu około 20%. Pod głowicą ekstraktora znajdowała się bariera 16 przepływu w postaci zwężenia ulowego o wolnej średnicy 40 mm. To zwężenie przekroju poprzecznego przepływu powodowało zwiększenie prędkości przepływu (liczonej na przekrój pustej rury) wznoszącej

PL 192 671 B1 się fazy wodnej do 15,9 m/h. Granulat poliamidu 6 odprowadzany z ekstraktora 1 przez ślimak wyładowczy 5 zawierał resztkowe ekstrahowalne składniki w ilości 0,3%, w tym 0,02% dimeru.

P r z y k ł a d 2

Postępowano analogicznie jak w przykładzie 1, z tym, że u podstawy ekstraktora w temperaturze 104°C wprowadzano 16 kg/h, a nie 20 kg/h świeżej wody oraz wprowadzano 2,3 kg/h, a nie 3,3 kg/h ciekłego kaprolaktamu do obiegu szczytowego. Odpowiadało to stosunkowi woda/granulat 0,8. Otrzymano granulat poliamidu 6 o resztkowej zawartości składników ekstrahowalnych 0,4%, w tym 0,05% dimeru.

P r z y k ł a d 3

Nieekstrahowany granulat poliamidu 6, w postaci granulek w kształcie walców o średniej masie 6,5 mg, zastosowano w takich samych warunkach jak w przykładzie 1. Otrzymano granulat poliamidu 6 o resztkowej zawartoś ci skł adników ekstrahowalnych 0,15%, w tym 0,008% dimeru. W razie potrzeby poliamid można dalej oczyszczać znanymi sposobami, np. prowadząc równocześnie ekstrakcję i wygrzewanie, w sposób opisany w EP 0 284 968.

P r z y k ł a d 4 (porównawczy)

Granulat poliamidu 6 poddano obróbce w taki sam sposób jak w przykładzie 1, z tym, że do głowicy ekstraktora nie dodawano kaprolaktamu, w wyniku czego otrzymano w identycznych pod innymi względami warunkach granulat poliamidu 6 o resztkowej zawartości składników ekstrahowalnych w iloś ci 1,1%, w tym 0,12% dimeru.

P r z y k ł a d 5 (porównawczy)

Postępowano analogicznie jak w przykładzie 2, z tym, że ekstrakcję prowadzono z użyciem wody bez dodatku kaprolaktamu do głowicy ekstraktora. Otrzymano granulat poliamidu 6 o resztkowej zawartości składników ekstrahowalnych 1,4%, w tym 0,15% dimeru.

Claims (10)

1. Sposób ciągłej ekstrakcji poliamidów w postaci cząstek w pionowej kolumnie ekstrakcyjnej, z użyciem wodnego ekstrahenta, znamienny tym, że stosuje się kolumnę ekstrakcyjną, która jest podzielona na dwie strefy oraz prowadzi się ekstrakcję obiegowym wodnym roztworem ε-kaprolaktamu o stężeniu 15-40% wagowych w pierwszej strefie w temperaturze 80-140°C, a następnie w przeciwprądzie wodą w drugiej strefie, przy czym pierwsza strefa kolumny ekstrakcyjnej ma większą średnicę niż druga strefa, a w przejściu z pierwszej strefy do drugiej strefy znajduje się bariera przepływu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekstrahent prowadzi się w obiegu przez odprowadzanie go w obszarze szczytowym pierwszej strefy i wprowadzanie w obszarze dolnym pierwszej strefy.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obiegowy ekstrahent zawraca się do kolumny ekstrakcyjnej przez pierścieniową dyszę lub perforowaną płytę.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część obiegowego ekstrahenta usuwa się poza kolumnę ekstrakcyjną i zastępuje ją świeżym kaprolaktamem do uzyskania zawartości kaprolaktamu 15-40% wagowych w pierwszej strefie z uwzględnieniem wody wprowadzanej do drugiej strefy.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek powierzchni przekroju poprzecznego pierwszej strefy kolumny ekstrakcyjnej do powierzchni przekroju poprzecznego drugiej strefy wynosi 3:1.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek długości pierwszej strefy do długości drugiej strefy wynosi od 0,05:1 do 1:1.

7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że ekstrakcję prowadzi się w temperaturze 100-140°C w pierwszej strefie oraz w temperaturze o 5-40°C niższej w drugiej strefie.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekstrakcję prowadzi się w ciągu 5-20 godzin, korzystnie 8-15 godzin.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekstrahent dodaje się do poliamidu w stosunku wagowym od 0,5:1 do 2:1.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyekstrahowany poliamid odprowadza się z reaktora za pomocą pojedynczego ślimaka.