【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚芳硫醚的，尤其涉及一种聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺。
技术介绍
1、聚芳硫醚是指分子主链结构为硫和芳基交替连接的一类高分子聚合物，其中，聚苯硫醚(pps)是聚芳硫醚中最重要、最典型的代表。pps作为第六大工程塑料，被广泛应用于环保、汽车电子电器、机械、化工和航天领域。目前，聚苯硫醚最常用的合成路线是硫化钠法。目前，以前述方法合成pps的工业化生产装置均为间歇操作，部分反应原料首先在反应釜中进行脱水反应，降温补加其余反应原料后，密闭反应釜、升温进行高温缩聚，反应结束后经降温过滤或闪蒸获得粗产品，对粗产品进行纯化处理获得最终产品。在此生产工艺中，间歇式生产过程中需要反复装料、升降温、卸料以及清洗反应釜，耗时长，大大降低了生产效率，且工艺稳定性和可靠性也较差。且反应受原料计量系统，脱水升温过程，脱水硫损批次间差异，聚合过程控温差异，环境等影响较大，不同批次产品粘度波动大，质量稳定性不高。
2、目前，大量研究都集中在如何实现pps的连续化生产。如美国专利us4060520、us4056515、us4066632提出一种多釜串联的连续化生产工艺，每个釜的反应温度不同，釜压从前至后不断降低，通过相邻釜间压差推动物料从前至后流动。脱水和聚合在串联釜内进行，水和pdcb会随着蒸馏塔带出，通过调节阀控制聚合反应压力，但该工艺存在pps物料带出堵塞换热器的可能。
3、又如公开号为cn 108779253 a的中国专利文献中提供了一种pas的连续制造装置和连续制造方法，该pas连续制造装置具备容纳多个反应
4、又如公开号为cn 113667122 a的中国专利文献中提供了一种聚亚芳硫醚树脂的梯度控温连续缩合方法，对各反应器温度进行梯级控制(逐步升温)以适配聚合反应不同进度，反应原料通过计量泵连续送到串联的釜式或管式反应器中。但该方法没有脱水过程，反应前期引入的原料水需要精确控制，反应过程中需要控制反应釜内压力，气相泄压去气相洗涤净化工序，排空管道容易被物料堵塞。
5、再如公开号为cn 113428841 a的中国专利文献中提供了一种聚芳硫醚原料的连续脱水预处理方法及系统。该方法蒸出的含水气相进入各冷凝器，冷凝回收脱出的水分，蒸出的有机溶剂重新回到脱水预处理系统中，不凝气则送到气相洗涤净化系统。随着脱水釜温度逐渐升高，后期脱水釜会有大量nmp和水蒸气一同从釜内蒸发出来，nmp溶剂虽然去溶剂回收，但是脱水釜中的nmp以及h2s大量脱出，釜内nmp/s比例失衡，最终影响了聚合nmp/s比例，从而导致产品质量稳定性下降。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术公开了一种聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，产品脱水和聚合过程稳定，过程可控。相关设备投资减少，聚合放热风险可控，工艺稳定性可靠性提高。
2、具体技术方案如下：
3、一种聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，以硫源、二卤芳香族化合物为原料，以有机酰胺为溶剂进行脱水、聚合反应，具体包括如下步骤：
4、(1)脱水：将除二卤芳香族化合物以外的所有原料连续通入n个串联的脱水反应釜中，并通过分段控温的方式对n个串联的脱水反应釜进行持续加热，n≥3；将n个串联的脱水反应釜中汽化的蒸汽均引入蒸馏塔内，蒸馏后，蒸馏塔底回流液可回流至n个脱水反应釜中，并采取与脱水反应釜温度相近的回流液返回该脱水反应釜的原则；
5、(2)将步骤(1)处理后得到的脱水液以及二卤芳香族化合物连续泵入聚合反应器中，经加热聚合、后处理后连续生产聚芳硫醚树脂；
6、所述聚合反应器为连续多级搅拌反应器；
7、所述聚合反应器内流体截面流速为(1.7～15.0)×10-3m/s。
8、步骤(1)中的原则，具体为：
9、计算蒸馏塔底回流液的温度tr与各脱水反应釜温度ti(i＝1～n)之差的绝对值，回流液返回至绝对值最小的脱水反应釜中；若回流液温度tr与其中多个脱水反应釜温度ti之差的绝对值相等，则进入多个脱水反应釜中的任意一个。
10、聚芳硫醚树脂生产的脱水过程中，由于物料在釜内沸腾，加热源温度，回流量及蒸发量波动等都会导致脱水塔底温度的波动。此时如果塔底温度偏低物料回到高温的釜内，会导致釜内h2o/s偏高，最终导致聚合粘度偏低。而本专利技术公开的聚芳硫醚树脂连续化生产工艺，在脱水阶段采用串联的n个脱水反应釜，并根据脱水工序中蒸馏塔底回流液的具体温度来确定返回的脱水釜去向。采用本专利技术的操作后可以保证塔底水分和nmp组成与相应釜的组成接近，避免了水分二次蒸发带来的能耗增加，脱水时间延长，保证脱水釜水和nmp含量波动小，从而保证脱水过程稳定高效。
11、经试验发现，相对于不对蒸馏塔底回流液随温度进行调整，采用本专利技术的连续化生产工艺制备的聚芳硫醚树脂具有高的分子量，与小的分子量与熔融指数(mfr)的波动。
12、优选的：
13、步骤(2)中，通过在线监测进聚合反应器前脱水液的粘度和密度，并转换为脱水液硫源浓度，最终换算得到二卤芳香族化合物进料流量理论值，通过及时调整二卤芳香族化合物进料实际流量，保证聚合反应器内二卤芳香族化合物与脱水液中硫含量的摩尔比的稳定。
14、以二卤芳香族化合物为对二氯苯(pdcb)为例，pdcb进料流量具体调整公式可通过下式计算：
15、
16、n2：pdcb/s的摩尔比
17、β：矫正系数，范围0.5～2
18、ρ1：脱水液密度，单位kg/m3
19、ρ2：pdcb密度，单位kg/m3
20、γ：脱水液粘度，单位pa·s
21、q脱水：脱水液进聚合反应器流量，单位m3/h
22、qpdcb：脱水液进聚合反应器流量，单位m3/h
23、经试验发现，若在采用步骤(1)中脱水回流控制的前提下还进一步对步骤(2)中二卤芳香族化合物与脱水液中硫含量的摩尔比进行动态调整，最终制备的聚芳硫醚树脂具有更高的分子量，与更小的分子量与熔融指数(mfr)的波动。
24、优选的：
25、步骤(1)中：
26、所述n个串联的脱水反应釜，从1到n，加热温度逐渐增加，并在90～210℃间均分；
27、进一步优选：
28、n＝3；
29、第一个脱水反应釜温度为t1，90℃≤t1<130℃；
30、第二个脱水反应釜温度为t2，130℃≤t2<170℃；
31、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，以硫源、二卤芳香族化合物为原料，以有机酰胺为溶剂进行脱水、聚合反应，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(1)中，蒸馏塔底回流液返回至与之温度相近的脱水反应釜中，具体为：
3.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(1)中：
4.根据权利要求3所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于：N＝3；
5.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(2)中，控制脱水液和二卤芳香族化合物的流量比，使得二卤芳香族化合物与脱水液中硫含量的摩尔比为0.9～1.3。
6.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(2)中：
7.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(2)中：
8.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(2)中，所
9.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(2)中，通过在线监测进聚合反应器前脱水液的粘度和密度，并转换为脱水液硫源浓度，最终换算得到二卤芳香族化合物进料流量理论值，通过及时调整二卤芳香族化合物进料实际流量，保证聚合反应器内二卤芳香族化合物与脱水液中硫含量的摩尔比稳定。
10.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述后处理包括闪蒸烘干、纯化和干燥。
...【技术特征摘要】
1.一种聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，以硫源、二卤芳香族化合物为原料，以有机酰胺为溶剂进行脱水、聚合反应，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(1)中，蒸馏塔底回流液返回至与之温度相近的脱水反应釜中，具体为：
3.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(1)中：
4.根据权利要求3所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于：n＝3；
5.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂脱水聚合连续化生产工艺，其特征在于，步骤(2)中，控制脱水液和二卤芳香族化合物的流量比，使得二卤芳香族化合物与脱水液中硫含量的摩尔比为0.9～1.3。
6.根据权利要求1所述的聚芳硫醚树脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭顺，张雄伟，吴良彬，周超，庞展召，邓杭军，胡建香，高乐涵，
申请(专利权)人：浙江新和成特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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