采用水平延伸的酯化容器的聚酯制备体系制造技术

本发明专利技术涉及一种聚酯制备方法，所述方法采用使用水平延伸的酯化容器作为酯化反应器和／或蒸气－液体离析容器的酯化体系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用水平延伸的酯化容器的聚酯制备体系
技术介绍
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本专利技术涉及一种制备熔融相聚酯的体系。另一方面，本专利技术涉及一种使用水平延伸的容器进行酯化和/或蒸气-液体离析(disengagement) 的酯化体系。2.现有技术描述熔融相聚合可用于制备各种聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)。 PET广泛用于饮料、食品及其他包装物中，也用于合成纤维 和树脂中。工艺技术的进步和需求的增长导致了 PET制备和销售的市 场竟争不断增加。因此，希望有用于制备PET的低成本、高效率的方 法。一般来讲，熔融相聚酯的制备设备(facilities)(包括用于制备PET 的那些)采用酯化阶段和缩聚阶段。在所述酯化阶段，聚合物原料(即 反应物)转化为聚酯单体和/或低聚物。在所述缩聚阶段，离开酯化阶 段的聚酯单体转化为具有所需最终一迭长的聚合物产物。在大多数常规熔融相聚酯制备设备中，在一个或更多个机械搅拌 反应器(例如连续搅拌釜式反应器(CSTRs))中进行酯化。但CSTRs和 其他机械搅拌反应器具有很多缺点，对于整个聚酯制备设备而言，这 些缺点可引起资金、操作和/或维护成本的增加。例如，通常与CSTRs 相关的各种机械搅拌器和各种控制设备是复杂昂贵的且需要仔细维 护。此外，常规CSTRs通常采用内部换热管，该换热管占据反应器内 体积的一部分。为了补偿有效反应器体积的损失，具有内部换热管的 CSTRs需要更大的总体积，这增加了资金成本。此外，通常与CSTRs 相关的内部换热盘管会不合需要地干扰容器中反应介质的流型，从而 引起转化率的损失。为了提高产物的转化率，许多常规的聚酯制备设备已采用了多个串联操作的CSTRs，这进一步增加了资金和操作两者 的成本。因此，需要有一种使耗资、操作和维护成本最小化而产物转化率 最大化的高效聚酯工艺。专利技术々既述在本专利技术的一个实施方案中，提供了一种方法，所述方法包括 在限定在酯化容器内的酯化区中对反应介质进行酯化，其中所述酯化 容器的长径比小于约10:1,其中所述反应介质基本水平地流经所述酯 化容器。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了一种方法，所述方法包括 (a)在酯化反应器中对反应介质进行酯化，从而制备第一产物；(b)将至 少部分所述第 一产物引入离析容器中；(c)从离析容器中取出单独的液 体和蒸气产物；和(d)将至少部分取出的液相经再循环回路送回至第一 酯化反应器中，其中由离析容器限定的内体积为由再循环回路和酯化 反应器限定的总内体积的至少约50%。在本专利技术的又一个实施方案中，提供了一种限定了流体入口、液 体出口和蒸气出口的离析容器。所述离析容器沿着基本水平的轴延伸 且其长径比小于约10:1。所述流体入口与所述液体和蒸气出口在水平 方向上间隔至少约1.25D且所述蒸气和液体出口相互在垂直方向上间 隔至少约0.5D。附图简述根据附图，以下详细描述了本专利技术的某些实施方案，其中 附图说明图1是按照本专利技术的一个实施方案构建的酯化体系的图示且适用 于熔融相聚酯制备设备。详纟田描述本专利技术可用于能由各种起始物质制备各种聚酯的熔融相聚酯制8备设备中。本文使用的术语"聚酯"还包括聚酯衍生物，例如聚醚酯、 聚酯酰胺和聚醚酯酰胺。可按照本专利技术制备的熔融相聚酯的实例包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的均聚物和共聚物、PETG(用1，4-环己烷-二曱醇(CHDM)共聚单体改性的PET)、全芳族或液晶聚酯、生 物可降解聚酯(例如包含丁二醇、对苯二甲酸和己二酸残基的那些)、 聚(对苯二曱酸环己二亚曱酯)的均聚物和共聚物以及CHDM和环己烷 二羧酸或环己烷二羧酸二曱酯的均聚物和共聚物。在本专利技术的一个实施方案中，在工艺的初始阶段对包含至少一种 醇和至少一种酸的聚酯起始物质进行酯化。所述酸起始物质可为二羧 酸，使得最终聚酯产物包含至少一个具有约4至约15或8至12个碳 原子的二羧酸残基。适用于本专利技术的二羧酸的实例包括但不限于对苯 二曱酸、邻苯二曱酸、间苯二曱酸、萘-2,6-二甲酸、环己烷二甲酸、 环己烷二乙酸、联苯-4,4'-二甲酸、联苯-3,4'-二曱酸、2,2-二曱基-1，3-丙二醇(2,2,-dimethyl-l，3-propandio1)、 二羧酸(dicarboxylic acid)、琥询 酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸及其混合物。在一个实施方案 中，所述酸起始物质可为对应的酯，例如对苯二曱酸二曱酯而不是对 苯二曱酸。所述醇起始物质可为二醇，使得最终聚酯产物可包含至少一个二 醇残基，例如源于具有约3至约25个碳原子或6至20个碳原子的脂 环族二醇的那些二醇。合适的二醇可包括但不限于乙二醇(EG)、 二甘 醇、三甘醇、1，4-环己烷-二甲醇、丙-l,3-二醇、丁-l,4-二醇、戊-1,5-二醇、己-l，6-二醇、新戊二醇、3-曱基-2，4-戊二醇、2-曱基-l,4-戊二醇、 2,2,4-三曱基-1,3-戊二醇、2-乙基-l,3-己二醇、2，2-二乙基-1,3-丙二醇、 1,3-己二醇、1，4-二-(羟基乙氧基)苯、2,2-双-(4-羟基环己基)-丙烷、2,4-二羟基-U，3,3-四曱基-环丁烷、2,2,4,4-四曱基-环丁二醇、2,2-双-(3-羟基乙氧基苯基)-丙烷、2,2-双-(4-鞋基-丙氧基苯基)-丙烷、异山梨醇、 氬醌、BDS-(2，2-(磺酰基双)4， 1 -亚苯基氧基))双(乙醇)及其混合物。此外，在一个实施方案中，起始物质可包含一种或更多种共聚单体。合适的共聚单体可包括例如对苯二曱酸、对苯二甲酸二曱酯、间苯二曱酸、间苯二曱酸二曱酯、2,6-萘二羧酸二曱酯、2,6-萘-二曱酸、 乙二醇、二甘醇、1，4-环己烷-二曱醇(CHDM)、 1，4-丁二醇、聚(l,4-二 醇)、顺-DMCD、偏苯三酸酐、环己烷-l,4-二曱酸二曱酯、萘烷-2,6-二曱酸二曱酯、萘烷二曱醇、十氲萘2,6-二曱酸酯、2,6-二羟基曱基-十氢萘、氢醌、羟基苯甲S吏及其混合物。按照本专利技术的一个实施方案，可将一种或更多种添加剂在工艺的 一个或更多个位置处加至起始物质聚酯和/或聚酯前体中。合适的添加 剂可包括例如三官能或四官能共聚单体，例如偏苯三酸酐、三羟甲基 丙烷、均苯四酸二酐、季戊四醇或其他多元酸或多元醇；交联剂或支 化剂；着色剂；调色剂；颜料；炭黑；玻璃纤维；填充剂；抗冲改性 剂；抗氧剂；UV吸收剂化合物和除氧剂化合物。一般来讲，按照本专利技术的一个实施方案的聚酯制备方法可包括两 个主要阶段。第 一 阶段起始物质(本文中也称为"原料"或"反应物")反应 为单体和/或低聚物。第二阶段单体和/或低聚物进一步反应为最终聚酯产物。如果进入第 一阶段的起始物质包括酸端基，例如对苯二曱酸或间 苯二曱酸，那么第一阶段被称为酯化。如果起始物质具有甲基端基， 例如对苯二曱酸二曱酯或间苯二甲酸二曱酯，那么第一阶段被称为酯 交换或酯转移。为了简化起见，本文中使用的术语"酯化"包括酯化反 应和酯交换反应，但应理解酯化和酯交换取决于起始物质。按照本发 明的一个实施方案，酯化可在约220。C至约30CTC或约235。C至约 280。C或245。C至270。C下和小于约25psig的压力下或约lpsig至约 10psig的压力下或2psig至5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：在限定在酯化容器内的酯化区中对反应介质进行酯化，其中所述酯化容器的长径比（Ｌ∶Ｄ）小于约１０∶１，其中所述反应介质基本水平地流经所述酯化容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BR德布勒因，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]