不同類型PA6聚合生產工藝的對比與分析

李慧良

摘 要：文章通過對PA6聚合技術的具體研究，對PA6目前化工領域的德國Zimmer公司、德國EKATO公司、意大利Noy公司、美國Allied Chemical公司，Kart Fischer公司等主要技術和工藝路線的優(yōu)缺點進行了具體的對比分析，以期為我國的PA6切片實現低成本、低消耗、高性能、高質量的生產提供借鑒。

關鍵詞：聚酰胺；工藝路線；聚合技術；分析

1 引言

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

2 不同的PA6聚合技術的工藝路線對比分析

2.1 意大利Noy公司的常壓連續(xù)聚合法

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

2.2 德國Zimmer公司的二段聚合法

德國Zimmer公司采用前聚合和后聚合兩個聚合管分開的方式進行PA6聚合生產，主要用于生產高粘度的PA6切片，用于制作工業(yè)簾子。此方法采取前段高壓聚合、后端常壓或減壓聚合的方法進行生產。工藝特點是：生產安全、聚合時間段、消耗原料和能源偏低、切片含水量低、粘度高。生產一噸產品的原料消耗及能源消耗如表1所示：

表1 一噸切片的原料及能源消耗表

2.3 意大利NOY公司與德國EKATO公司的間歇式高壓聚合法

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

2.4 德國Kart Fischer公司的固相后聚合法

這種方法是對生產出來的切片進行增粘的方法，通過調節(jié)反應溫度，使大分子單體保持穩(wěn)定的狀態(tài)下，小分子或己內酰胺單體發(fā)生聚合反應，生產出高粘度的切片。這種方法可以用來增加切片的粘度，改善切片的均勻性，缺點在于設備造價較貴。

2.5 美國Allied Chemical公司的多段連續(xù)聚合法

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

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

3 結束語

本文通過對各個公司的生產工藝對比分析，對不同的PA6聚合技術的優(yōu)缺點進行了詳細的論述，并指出每種工藝方法適合生產的產品，為國內PA6生產廠家對聚合工藝的選擇提供了依據，也為PA6聚合技術的發(fā)展提供了有效的支撐。

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