专利名称：制备含多官能羧酸和烷醇的颗粒、尤其是pet颗粒的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备含多官能羧酸和烷醇的颗粒、尤其是PET颗粒的方法，其中，将酯化后的对苯二甲酸和乙二醇以及一种预缩聚物以低粘度的预缩合物的形式过滤、造粒，并导入一个固相缩聚过程，随后作为具有高粘性的部分结晶颗粒供应。PET表示已知的聚对苯二甲酸乙二酯。
已知一种这类制备PET颗粒的方法，其中在乙二醇(EG)和对苯二甲酸(DTA)的酯化和预缩聚之后，使其预缩合物送入一个减压进料的反应器(unterdruckbeauf-schlagten Reaktor)中，以便一方面提高主要为液态且短链的聚合物的粘度，另一方面使游离的乙二醇再返回酯化中。在该反应器中处理之后，存在的缩聚物用去矿化的水冷却并切成颗粒，以便产生圆柱形的丸粒，它一方面主要是无规的，另一方面又有切割面，这使得在其运输和中间储存过程中存在破碎的倾向并导致粉尘产生。这种丸粒必须在其提供给例如挤压加工之前，先经一个单独的工艺步骤来作部分结晶，并在氮输入的情况下进行一次固相缩聚。借此进一步结晶和升高粘度，以致能提供最终为高粘度的丸粒。由于多方面的原因，该已知方法有其缺陷。首先造粒后的丸粒以一种主要为无规态存在，这要求在一个后接的单独的处理步骤中进行部分结晶。因此，对无规丸粒而言，其切割的物料区域在运输途中和在储存过程中特别易于破碎，并随后倾向于形成粉尘。此外，设备费用和能耗也较高，因为需要特别的处理段，例如减压进料的反应器段和部分结晶段，为此需要为预缩合物的造粒提供大量的去矿化水。
本发明的任务是，提供一种方法，按此，由多官能羧酸和烷醇制得的颗粒、尤其是PET-颗粒是圆的、无尘的丸粒，其大小均匀，质量无可挑剔，以硬化的和部分结晶了的形式存在，由于其经济的和合理的方式，设备费用和能耗均得以下降。此外还提供了一种用于实施该方法的设备，它以简单和功能合理的方式构造。
按本发明，发明目的通过一个开头提及的方法达到，其中，为了造粒的目的，将熔融流态的预缩合物送入一个滴流塔，它带有在其塔顶部安排的和加热的分配器滴流咀，预缩合物在形成滴状丸粒的情况下由分配器滴流咀出来，且该丸粒在经一个预定的自由降落高度后，被一股热的氮气流对流吹鼓，其降落速度下降，结晶加速，结晶度增加，在滴流塔底部流出的丸粒以干燥的和部分结晶的丸粒形式送入固相缩聚过程。本发明的该措施的结果是，借助分配器滴流咀，预缩合物转变成滴状的且因此为圆的丸粒，而且事实上是在全部的塔截面积上都进行这种转变。事实上，借助分配器滴流咀，抑制了丝状物的形成。在自由降落的途径上就已形成了一种外皮层。丸粒的进一步硬化将借助于氮气对流而实现。可以不困难地如此调节该氮气对流，以致不产生干扰性的湍动，仅仅只降低丸粒的下降速度，并作为氮气吹鼓的结果，同时实现了部分结晶。借助氮气对流，可这样来调节丸粒在滴流塔中的停留时间，以使丸粒同时进行充分的干燥，并转变为均匀的滴丸颗粒，因而得到均匀的、质量上无可挑剔的丸粒。令人惊异的是，在自由降落的高度上且通过用氮对流吹鼓，丸粒实现了这样的硬化，以致它们自身不互相粘附，因为借助分配器滴流咀，在滴流塔的截面积上，借助密实的分配，产生了密实的滴状丸粒。该圆的和显然硬化了的、且部分结晶化了的丸粒使得它可几乎完全无尘地运输和储存，且特别是考虑到其在固相缩聚中有均匀的大小，所以它还进行均匀的缩聚。按本发明的方法由多官能羧酸和烷醇制得的颗粒、尤其是PET颗粒以合理和经济的方式得到了高的质量。在没有现有技术中所用的一个减压进料的反应器处理段和没有用去矿化水进行的冷却以及造粒措施的情况下，本发明得以成功实现，上述现有技术措施导致形成一种圆柱形丸粒，它具有产生粉尘的倾向，且最终在一个单独的工艺步骤中没有进行部分结晶。按本发明的教导，至此已产生了一种具有给定结晶度的部分结晶的丸粒，且至此没有产生基本上无规的丸粒。其结果是，用于生产按本发明丸粒的设备费用和能耗也显著下降了。
其它的按本发明措施在下面列举。按本发明，丸粒在滴流塔中在一个上部的和一个下部的段用氮气对流吹鼓，以便达到尽可能长的停留时间和随之使圆丸粒产生高的部分结晶和硬化，同时不产生干扰性的湍动。许多情况下使降落速度呈一种阶段式的下降和部分结晶呈阶段式的加速，同时保持结晶度的稳定的增加。有利的是，将氮导入滴流塔的底部区域，且通过一种阶段式的氮抽吸，产生两个氮对流阶段。借此，使在上部和下部段中产生不同的吹鼓速度。丸粒在上部段以1-3米/秒和在下部段中以3-7米/秒的速度在对流中吹鼓。为此向滴流塔中输入160-250℃的干燥的氮气。这两者不仅导致提高部分结晶，而且还提高丸粒的粘性并因此提高其硬化程度。由滴流塔中抽吸出来的氮送入一个乙二醇分离器和一个氮干燥器，以便此后将回收得到的乙二醇送到酯化阶段，而且不需采用一种否则是费用昂贵的反应器，并且不需要不经济的、通过催化燃烧的乙二醇后处置。
本发明的另外的目的还是一种实施所要求方法的设备，它具有至少一个酯化段、一个预缩聚段、一个过滤段、一套造粒装置和一个固相缩聚段，它具有构造方式特别简单和功能合理的特点，且因此的特征是，造粒装置有一个滴流塔，该滴流塔在塔顶区域有一个加热了的、用于输入预缩合物的分配器滴流咀，该滴流塔具有至少一个氮抽吸装置，它位于为由分配器滴流咀以滴状形式出现的丸粒而预定的自由降落高度之下，该滴流塔在其底部区域有一人氮输入装置，从底部一侧输入的氮对流吹鼓向下降落的丸粒。由此，滴流塔具有一个上部的和在一个给定的高度距离之下的下部的氮抽吸装置。在本发明范围内，也可考虑其它的氮抽吸装置。按本发明，分配器滴流咀构造成具有众多单个咀或咀出口开孔和内侧安排的加热通道的滴流咀盘形式。借此可在滴流塔的截面上进行特别均匀的、滴状丸粒的分配。氮抽吸装置有利地安排在塔壁上，具有例如环绕的通透筛网和覆盖着筛网的抽吸通道和连接其上的抽吸泵。通用的乙二醇分离器和氮干燥器有利地接到抽吸泵上。干燥了的和加热了的氮再送入滴流塔的底部区域，以产生氮气对流，而收回得到的乙二醇-如已经提及的那样-则回送到酯化段中。因此乙二醇分离器连接到酯化步骤。此外，按本发明的滴流塔还具有一个在底部区域安排的、例如环绕的通透筛网和覆盖该通透筛网的、用于输入干燥的和热的氮气的输送通道。此外，在滴流床底部一侧还具有一个丸粒出口，在丸粒出口之下安排了一个气密的带式输送机，以用于运走丸粒，丸粒可用干燥的和热的氮气吹过，因而实际上是一种干燥传送器的传输。丸粒的自由降落高度优选为5-10米，氮抽吸装置之间的高度距离为10-30米。
在本发明中，也可用其它惰性气体如CO2代替氮气。
以下借助说明一个实施方案的附图来详细解释本发明。
图1为一个按本发明的设备流程图，和图2为一个按图1的设备中滴流塔区域的图示截面。
在这些图中示出的是一种制备由多官能羧酸和烷醇制备颗粒、尤其是PET颗粒的设备，它具有至少一个用于对苯二甲酸和乙二醇的酯化段1、一个后接的减压进料的预缩聚段2、一个后接的带泵的过滤器段3、一个造粒装置4和一个固相缩聚段5，其中在造粒装置4和固相缩聚段5之间存在一个用于颗粒的输送装置6。
造粒装置4具有一个滴流塔7。滴流塔7在其塔顶区域内有一个加热了的分配器滴流咀8，它用于输入的、经过滤和熔融流动的预缩合物的滴流。滴流塔7还具有至少一个氮抽吸装置10a，它设在一个预定的、用于由分配器滴流咀8以滴状出来的丸粒9的自由降落高度H之下。此外，滴流塔7在其塔底区域有一个氮输入装置11。从底部一侧输入的氮气对流地吹鼓在滴流塔7中降落的丸粒9。按照此实施例，滴流塔7具有一个上部的和一个在预定高度距离之下的下部的氮抽吸装置10a、10b。分配器滴流咀8构造成带有众多单个咀和在其内侧安排的加热通道的滴流咀盘的形式，加热通道未示出。氮抽吸装置10a、10b具有在塔壁上安排的、例如环绕的通透筛网12和覆盖通透筛网的抽吸通道13以及接于其后的抽吸泵14。抽吸泵14后接了一个乙二醇分离器15和一个氮干燥器16。乙二醇分离器15连接到酯化段1。
滴流塔7具有一个在塔底区域安排的、例如环绕的通透筛网17和一个覆盖在通透筛网17之上的输送通道18，它用于输入干燥的和热的氮气。氮在一个氮循环回路19中净化。该氮循环回路19一方面与氮干燥器16连接，另一方面与固相缩聚段5连接。此外，滴流塔7具有一个在底部一侧的丸粒出口20。丸粒出口20之下安排了一个气密的带式输送机21，以将丸粒9传送出去，该输送机21可用干燥的和加热的氮气吹过，其结果是它构成了一个干燥输送机作为颗粒传送装置，该装置导向固相缩聚段5。丸粒9的进一步处理例如在一个挤压机中进行。丸粒的自由降落高度H为5-10米，氮抽吸装置之间的高度距离为10至30米。
权利要求
1．一种由多官能羧酸和烷醇制备颗粒、尤其是PET-颗粒的方法，其中，在其酯化和预缩合之后，对苯二甲酸和乙二醇作为低粘性的预缩合物过滤、造粒并送入一个固相缩聚过程中，以及随后以具有高粘性的部分结晶的颗粒形式供应出来，其特征在于，为了造粒的目的，将预缩合物送入一个滴流塔，它有在该塔的顶部安排的和加热了的分配器滴流咀，预缩合物由分配器滴流咀以滴状丸粒形式出来，且该丸粒在经过一个预定的自由降落高度后被热的氮气流对流吹鼓，从而降低降落速度，并加速结晶，增加结晶度，从滴流塔底部出来的丸粒以干燥的和部分结晶的丸粒形式送入固相缩聚段。
2．按权利要求1的方法，其特征在于，在滴流塔中，丸粒在一个上部的和一个下部的段中用氮气对流吹过。
3．按权利要求1或2的方法，其特征在于，氮气导入滴流塔的底部区域，且两个氮气对流段通过一种分段式氮抽吸装置产生。
4．按权利要求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/秒的速度被对流吹鼓。
5．按权利要求1-4中之一的方法，其特征在于，将干燥的、160-250℃的氮送入滴流塔。
6．按权利要求1-5中之一的方法，其特征在于，将由滴流塔中抽吸出的氮送入一个乙二醇分离器和一个氮干燥器，该回收的乙二醇送入酯化段。
7．实施按权利要求1-6中之一的方法的设备，它具有至少一个酯化段、一个预缩聚段、一个过滤器段、一个造粒装置和一个固相缩聚段，其特征在于，造粒装置(4)具有一个滴流塔(7)，滴流塔(7)在顶部区域具有一个加热了的、用于输入的预缩合物的分配器滴流咀(8)，滴流塔(7)有至少一个氮抽吸装置(10a)，它位于用于由分配器滴流咀(8)以滴状出来的丸粒(9)的一个预定自由降落高度(H)之下，滴流塔(7)在底部区域有一个氮输入口(11)，从底部输入的氮对流吹鼓降落的丸粒(9)。
8．按权利要求7的设备，其特征在于，滴流塔(7)有一个上部的和一个在预定高度距离之下的下部氮抽吸装置(10a,10b)。
9．按权利要求7或8的设备，其特征在于，分配器滴流咀(8)构造成带有众多单个咀和在内侧安排的加热通道的滴流咀盘。
10．按权利要求7-9中之一的设备，其特征在于，氮抽吸装置(10a,10b)具有在塔壁上安排的、例如环绕的通透筛网(12)、覆盖通透筛网(12)的抽吸通道(13)和接于其后的抽吸泵(14)。
11．按权利要求7-10中之一的的设备，其特征在于，抽吸泵(14)接到一个乙二醇分离器(15)和一个氮干燥器(16)。
12．按权利要求7-11中之一的设备，其特征在于，乙二醇分离器(15)与酯化段(1)相连接。
13．按权利要求7-12中之一的设备，其特征在于，滴流塔(7)有一个在底部区域安排的、例如环绕的通透筛网(17)和覆盖该通透筛网的、用于输送干燥的和热的氮气的输送通道(18)。
14．按权利要求7-13中之一的设备，其特征在于，滴流塔(7)在底部一侧有一个丸粒出口(20)，在丸粒出口(20)之下有一个气密的带式输送机(21)，以将丸粒(9)输送出来，它可用干燥的和热的氮气吹过。
15．按权利要求7-14中之一的设备，其特征在于，丸粒的自由降落高度为5-10米，氮抽吸装置之间的高度距离为10-30米。
全文摘要
本发明涉及一种制备尤其是PET颗粒的方法,对苯二甲酸和乙二醇作为低粘性的预缩合物过滤、造粒并送入一个固相缩聚过程中,以及随后以具有高粘性的部分结晶的颗粒形式供应出来,其特征在于,为了造粒的目的,将预缩合物送入一个滴流塔,它有在该塔的顶部安排的和加热的分配器滴流嘴,预缩合物由分配器滴流嘴以滴状丸粒形式出来,且该刃粒在经过一个预定的自由降落高度后被热的氮气流对流吹鼓,从而降低降落速度,并加速结晶,增加结晶度,从滴流塔底部出来的丸粒以干燥的和部分结晶的刃粒形式送入固相缩聚段。
文档编号C08G63/88GK1324378SQ99812733
公开日2001年11月28日 申请日期1999年10月2日 优先权日1998年10月27日
发明者R·吉尔, T·卓根斯, M·威特 申请人:克鲁普犹德有限公司