專利名稱：制備含多官能羧酸和烷醇的顆粒、尤其是pet顆粒的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備含多官能羧酸和烷醇的顆粒、尤其是PET顆粒的方法，其中，將酯化后的對苯二甲酸和乙二醇以及一種預縮聚物以低粘度的預縮合物的形式過濾、造粒，并導入一個固相縮聚過程，隨后作為具有高粘性的部分結晶顆粒供應。PET表示已知的聚對苯二甲酸乙二酯。
已知一種這類制備PET顆粒的方法，其中在乙二醇(EG)和對苯二甲酸(DTA)的酯化和預縮聚之后，使其預縮合物送入一個減壓進料的反應器(unterdruckbeauf-schlagten Reaktor)中，以便一方面提高主要為液態(tài)且短鏈的聚合物的粘度，另一方面使游離的乙二醇再返回酯化中。在該反應器中處理之后，存在的縮聚物用去礦化的水冷卻并切成顆粒，以便產生圓柱形的丸粒，它一方面主要是無規(guī)的，另一方面又有切割面，這使得在其運輸和中間儲存過程中存在破碎的傾向并導致粉塵產生。這種丸粒必須在其提供給例如擠壓加工之前，先經一個單獨的工藝步驟來作部分結晶，并在氮輸入的情況下進行一次固相縮聚。借此進一步結晶和升高粘度，以致能提供最終為高粘度的丸粒。由于多方面的原因，該已知方法有其缺陷。首先造粒后的丸粒以一種主要為無規(guī)態(tài)存在，這要求在一個后接的單獨的處理步驟中進行部分結晶。因此，對無規(guī)丸粒而言，其切割的物料區(qū)域在運輸途中和在儲存過程中特別易于破碎，并隨后傾向于形成粉塵。此外，設備費用和能耗也較高，因為需要特別的處理段，例如減壓進料的反應器段和部分結晶段，為此需要為預縮合物的造粒提供大量的去礦化水。
本發(fā)明的任務是，提供一種方法，按此，由多官能羧酸和烷醇制得的顆粒、尤其是PET-顆粒是圓的、無塵的丸粒，其大小均勻，質量無可挑剔，以硬化的和部分結晶了的形式存在，由于其經濟的和合理的方式，設備費用和能耗均得以下降。此外還提供了一種用于實施該方法的設備，它以簡單和功能合理的方式構造。
按本發(fā)明，發(fā)明目的通過一個開頭提及的方法達到，其中，為了造粒的目的，將熔融流態(tài)的預縮合物送入一個滴流塔，它帶有在其塔頂部安排的和加熱的分配器滴流咀，預縮合物在形成滴狀丸粒的情況下由分配器滴流咀出來，且該丸粒在經一個預定的自由降落高度后，被一股熱的氮氣流對流吹鼓，其降落速度下降，結晶加速，結晶度增加，在滴流塔底部流出的丸粒以干燥的和部分結晶的丸粒形式送入固相縮聚過程。本發(fā)明的該措施的結果是，借助分配器滴流咀，預縮合物轉變成滴狀的且因此為圓的丸粒，而且事實上是在全部的塔截面積上都進行這種轉變。事實上，借助分配器滴流咀，抑制了絲狀物的形成。在自由降落的途徑上就已形成了一種外皮層。丸粒的進一步硬化將借助于氮氣對流而實現?？梢圆焕щy地如此調節(jié)該氮氣對流，以致不產生干擾性的湍動，僅僅只降低丸粒的下降速度，并作為氮氣吹鼓的結果，同時實現了部分結晶。借助氮氣對流，可這樣來調節(jié)丸粒在滴流塔中的停留時間，以使丸粒同時進行充分的干燥，并轉變?yōu)榫鶆虻牡瓮桀w粒，因而得到均勻的、質量上無可挑剔的丸粒。令人驚異的是，在自由降落的高度上且通過用氮對流吹鼓，丸粒實現了這樣的硬化，以致它們自身不互相粘附，因為借助分配器滴流咀，在滴流塔的截面積上，借助密實的分配，產生了密實的滴狀丸粒。該圓的和顯然硬化了的、且部分結晶化了的丸粒使得它可幾乎完全無塵地運輸和儲存，且特別是考慮到其在固相縮聚中有均勻的大小，所以它還進行均勻的縮聚。按本發(fā)明的方法由多官能羧酸和烷醇制得的顆粒、尤其是PET顆粒以合理和經濟的方式得到了高的質量。在沒有現有技術中所用的一個減壓進料的反應器處理段和沒有用去礦化水進行的冷卻以及造粒措施的情況下，本發(fā)明得以成功實現，上述現有技術措施導致形成一種圓柱形丸粒，它具有產生粉塵的傾向，且最終在一個單獨的工藝步驟中沒有進行部分結晶。按本發(fā)明的教導，至此已產生了一種具有給定結晶度的部分結晶的丸粒，且至此沒有產生基本上無規(guī)的丸粒。其結果是，用于生產按本發(fā)明丸粒的設備費用和能耗也顯著下降了。
其它的按本發(fā)明措施在下面列舉。按本發(fā)明，丸粒在滴流塔中在一個上部的和一個下部的段用氮氣對流吹鼓，以便達到盡可能長的停留時間和隨之使圓丸粒產生高的部分結晶和硬化，同時不產生干擾性的湍動。許多情況下使降落速度呈一種階段式的下降和部分結晶呈階段式的加速，同時保持結晶度的穩(wěn)定的增加。有利的是，將氮導入滴流塔的底部區(qū)域，且通過一種階段式的氮抽吸，產生兩個氮對流階段。借此，使在上部和下部段中產生不同的吹鼓速度。丸粒在上部段以1-3米/秒和在下部段中以3-7米/秒的速度在對流中吹鼓。為此向滴流塔中輸入160-250℃的干燥的氮氣。這兩者不僅導致提高部分結晶，而且還提高丸粒的粘性并因此提高其硬化程度。由滴流塔中抽吸出來的氮送入一個乙二醇分離器和一個氮干燥器，以便此后將回收得到的乙二醇送到酯化階段，而且不需采用一種否則是費用昂貴的反應器，并且不需要不經濟的、通過催化燃燒的乙二醇后處置。
本發(fā)明的另外的目的還是一種實施所要求方法的設備，它具有至少一個酯化段、一個預縮聚段、一個過濾段、一套造粒裝置和一個固相縮聚段，它具有構造方式特別簡單和功能合理的特點，且因此的特征是，造粒裝置有一個滴流塔，該滴流塔在塔頂區(qū)域有一個加熱了的、用于輸入預縮合物的分配器滴流咀，該滴流塔具有至少一個氮抽吸裝置，它位于為由分配器滴流咀以滴狀形式出現的丸粒而預定的自由降落高度之下，該滴流塔在其底部區(qū)域有一人氮輸入裝置，從底部一側輸入的氮對流吹鼓向下降落的丸粒。由此，滴流塔具有一個上部的和在一個給定的高度距離之下的下部的氮抽吸裝置。在本發(fā)明范圍內，也可考慮其它的氮抽吸裝置。按本發(fā)明，分配器滴流咀構造成具有眾多單個咀或咀出口開孔和內側安排的加熱通道的滴流咀盤形式。借此可在滴流塔的截面上進行特別均勻的、滴狀丸粒的分配。氮抽吸裝置有利地安排在塔壁上，具有例如環(huán)繞的通透篩網和覆蓋著篩網的抽吸通道和連接其上的抽吸泵。通用的乙二醇分離器和氮干燥器有利地接到抽吸泵上。干燥了的和加熱了的氮再送入滴流塔的底部區(qū)域，以產生氮氣對流，而收回得到的乙二醇-如已經提及的那樣-則回送到酯化段中。因此乙二醇分離器連接到酯化步驟。此外，按本發(fā)明的滴流塔還具有一個在底部區(qū)域安排的、例如環(huán)繞的通透篩網和覆蓋該通透篩網的、用于輸入干燥的和熱的氮氣的輸送通道。此外，在滴流床底部一側還具有一個丸粒出口，在丸粒出口之下安排了一個氣密的帶式輸送機，以用于運走丸粒，丸?？捎酶稍锏暮蜔岬牡獨獯颠^，因而實際上是一種干燥傳送器的傳輸。丸粒的自由降落高度優(yōu)選為5-10米，氮抽吸裝置之間的高度距離為10-30米。
在本發(fā)明中，也可用其它惰性氣體如CO2代替氮氣。
以下借助說明一個實施方案的附圖來詳細解釋本發(fā)明。


圖1為一個按本發(fā)明的設備流程圖，和圖2為一個按圖1的設備中滴流塔區(qū)域的圖示截面。
在這些圖中示出的是一種制備由多官能羧酸和烷醇制備顆粒、尤其是PET顆粒的設備，它具有至少一個用于對苯二甲酸和乙二醇的酯化段1、一個后接的減壓進料的預縮聚段2、一個后接的帶泵的過濾器段3、一個造粒裝置4和一個固相縮聚段5，其中在造粒裝置4和固相縮聚段5之間存在一個用于顆粒的輸送裝置6。
造粒裝置4具有一個滴流塔7。滴流塔7在其塔頂區(qū)域內有一個加熱了的分配器滴流咀8，它用于輸入的、經過濾和熔融流動的預縮合物的滴流。滴流塔7還具有至少一個氮抽吸裝置10a，它設在一個預定的、用于由分配器滴流咀8以滴狀出來的丸粒9的自由降落高度H之下。此外，滴流塔7在其塔底區(qū)域有一個氮輸入裝置11。從底部一側輸入的氮氣對流地吹鼓在滴流塔7中降落的丸粒9。按照此實施例，滴流塔7具有一個上部的和一個在預定高度距離之下的下部的氮抽吸裝置10a、10b。分配器滴流咀8構造成帶有眾多單個咀和在其內側安排的加熱通道的滴流咀盤的形式，加熱通道未示出。氮抽吸裝置10a、10b具有在塔壁上安排的、例如環(huán)繞的通透篩網12和覆蓋通透篩網的抽吸通道13以及接于其后的抽吸泵14。抽吸泵14后接了一個乙二醇分離器15和一個氮干燥器16。乙二醇分離器15連接到酯化段1。
滴流塔7具有一個在塔底區(qū)域安排的、例如環(huán)繞的通透篩網17和一個覆蓋在通透篩網17之上的輸送通道18，它用于輸入干燥的和熱的氮氣。氮在一個氮循環(huán)回路19中凈化。該氮循環(huán)回路19一方面與氮干燥器16連接，另一方面與固相縮聚段5連接。此外，滴流塔7具有一個在底部一側的丸粒出口20。丸粒出口20之下安排了一個氣密的帶式輸送機21，以將丸粒9傳送出去，該輸送機21可用干燥的和加熱的氮氣吹過，其結果是它構成了一個干燥輸送機作為顆粒傳送裝置，該裝置導向固相縮聚段5。丸粒9的進一步處理例如在一個擠壓機中進行。丸粒的自由降落高度H為5-10米，氮抽吸裝置之間的高度距離為10至30米。
權利要求
1．一種由多官能羧酸和烷醇制備顆粒、尤其是PET-顆粒的方法，其中，在其酯化和預縮合之后，對苯二甲酸和乙二醇作為低粘性的預縮合物過濾、造粒并送入一個固相縮聚過程中，以及隨后以具有高粘性的部分結晶的顆粒形式供應出來，其特征在于，為了造粒的目的，將預縮合物送入一個滴流塔，它有在該塔的頂部安排的和加熱了的分配器滴流咀，預縮合物由分配器滴流咀以滴狀丸粒形式出來，且該丸粒在經過一個預定的自由降落高度后被熱的氮氣流對流吹鼓，從而降低降落速度，并加速結晶，增加結晶度，從滴流塔底部出來的丸粒以干燥的和部分結晶的丸粒形式送入固相縮聚段。
2．按權利要求1的方法，其特征在于，在滴流塔中，丸粒在一個上部的和一個下部的段中用氮氣對流吹過。
3．按權利要求1或2的方法，其特征在于，氮氣導入滴流塔的底部區(qū)域，且兩個氮氣對流段通過一種分段式氮抽吸裝置產生。
4．按權利要求1-3中之一的方法，其特征在于，丸粒在上部段以1-3米/秒、在下部段以3-7米/秒的速度被對流吹鼓。
5．按權利要求1-4中之一的方法，其特征在于，將干燥的、160-250℃的氮送入滴流塔。
6．按權利要求1-5中之一的方法，其特征在于，將由滴流塔中抽吸出的氮送入一個乙二醇分離器和一個氮干燥器，該回收的乙二醇送入酯化段。
7．實施按權利要求1-6中之一的方法的設備，它具有至少一個酯化段、一個預縮聚段、一個過濾器段、一個造粒裝置和一個固相縮聚段，其特征在于，造粒裝置(4)具有一個滴流塔(7)，滴流塔(7)在頂部區(qū)域具有一個加熱了的、用于輸入的預縮合物的分配器滴流咀(8)，滴流塔(7)有至少一個氮抽吸裝置(10a)，它位于用于由分配器滴流咀(8)以滴狀出來的丸粒(9)的一個預定自由降落高度(H)之下，滴流塔(7)在底部區(qū)域有一個氮輸入口(11)，從底部輸入的氮對流吹鼓降落的丸粒(9)。
8．按權利要求7的設備，其特征在于，滴流塔(7)有一個上部的和一個在預定高度距離之下的下部氮抽吸裝置(10a,10b)。
9．按權利要求7或8的設備，其特征在于，分配器滴流咀(8)構造成帶有眾多單個咀和在內側安排的加熱通道的滴流咀盤。
10．按權利要求7-9中之一的設備，其特征在于，氮抽吸裝置(10a,10b)具有在塔壁上安排的、例如環(huán)繞的通透篩網(12)、覆蓋通透篩網(12)的抽吸通道(13)和接于其后的抽吸泵(14)。
11．按權利要求7-10中之一的的設備，其特征在于，抽吸泵(14)接到一個乙二醇分離器(15)和一個氮干燥器(16)。
12．按權利要求7-11中之一的設備，其特征在于，乙二醇分離器(15)與酯化段(1)相連接。
13．按權利要求7-12中之一的設備，其特征在于，滴流塔(7)有一個在底部區(qū)域安排的、例如環(huán)繞的通透篩網(17)和覆蓋該通透篩網的、用于輸送干燥的和熱的氮氣的輸送通道(18)。
14．按權利要求7-13中之一的設備，其特征在于，滴流塔(7)在底部一側有一個丸粒出口(20)，在丸粒出口(20)之下有一個氣密的帶式輸送機(21)，以將丸粒(9)輸送出來，它可用干燥的和熱的氮氣吹過。
15．按權利要求7-14中之一的設備，其特征在于，丸粒的自由降落高度為5-10米，氮抽吸裝置之間的高度距離為10-30米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備尤其是PET顆粒的方法,對苯二甲酸和乙二醇作為低粘性的預縮合物過濾、造粒并送入一個固相縮聚過程中,以及隨后以具有高粘性的部分結晶的顆粒形式供應出來,其特征在于,為了造粒的目的,將預縮合物送入一個滴流塔,它有在該塔的頂部安排的和加熱的分配器滴流嘴,預縮合物由分配器滴流嘴以滴狀丸粒形式出來,且該刃粒在經過一個預定的自由降落高度后被熱的氮氣流對流吹鼓,從而降低降落速度,并加速結晶,增加結晶度,從滴流塔底部出來的丸粒以干燥的和部分結晶的刃粒形式送入固相縮聚段。
文檔編號C08G63/88GK1324378SQ99812733
公開日2001年11月28日 申請日期1999年10月2日 優(yōu)先權日1998年10月27日
發(fā)明者R·吉爾, T·卓根斯, M·威特 申請人:克魯普猶德有限公司