BRPI0808057A2

BRPI0808057A2 - " processo para a produção de poliéster ".

Info

Publication number: BRPI0808057A2
Application number: BRPI0808057-7A
Authority: BR
Inventors: Bruce Roger Debruin
Original assignee: Eastman Chem Co
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2014-07-01
Also published as: WO2008112069A1; US7863477B2; TW200902586A; EP2115030A1; HRP20150132T1; PL2115030T3; PT2115030E; CN101627070B; SI2115030T1; AR065298A1; MX2009009257A; EP2115030B1; ES2529336T3; TWI526469B; CN101627070A; US20080221297A1

Description

“PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE POLIÉSTER” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

1. Campo da invenção

Esta invenção diz respeito a um sistema para produzir os poliésteres de fase fundida. Em outro aspecto, a invenção diz respeito a um sistema de esterifícação utilizando uma pasta contendo reagente que necessita de pouco ou nenhum resfriamento.

2. Descrição da Técnica Anterior

A polimerização de fase fundida pode ser usada para produzir uma variedade de poliésteres, tais como, por exemplo, tereftalato de polietileno (PET). O PET é amplamente usado nos recipientes de bebidas, comidas e outros, bem como em fibras e resinas sintéticas. Avanços na tecnologia do processo juntos com a demanda crescente levaram a um mercado crescentemente competitivo para a produção e venda de PET. Portanto, um processo de baixo custo e alta eficiência para produzir PET é desejável.

Em geral, as instalações de produção de poliéster de fase fundida, incluindo aquelas usadas para fabricar PET, utilizam um estágio de esterifícação e um estágio de policondensação. No estágio de esterifícação, as matérias primas poliméricas (isto é, reagentes) são convertidas aos monômeros e/ou oligômeros de poliéster. No estágio de policondensação, os monômeros de poliéster que saem do estágio de esterifícação são convertidos em um produto polimérico tendo uma extensão de cadeia final desejada.

Na maioria das instalações para a produção de poliéster de fase fundida convencionais, a esterifícação é realizada em um ou mais reatores mecanicamente agitados, tais como, por exemplo, reatores de tanque continuamente agitados (CSTRs). Não obstante, os CSTRs e outros reatores mecanicamente agitados têm várias desvantagens que podem resultar em custos de capital, operação, e/ou manutenção aumentados para a instalação de produção de poliéster geral. Por exemplo, os agitadores mecânicos e vários equipamentos de controle tipicamente associado com os CSTRs são complexos, caros, e podem precisar de manutenção extensiva. Além disso, os CSTRs convencionais frequentemente utilizam tubos de troca de calor 5 internos que ocupam uma porção do volume interno do reator. De modo a compensar quanto a perda no volume eficaz do reator, os CSTRs com tubos de troca de calor internos necessitam um volume geral maior, que aumenta os custos de capital. Além disso, as serpentinas de troca de calor internas tipicamente associadas com os CSTRs podem interferir de modo indesejado 10 com os padrões de fluxo do meio de reação dentro do vaso, deste modo resultando em uma perda da conversão. Para aumentar a conversão do produto, muitas instalações para a produção de poliéster convencionais utilizaram múltiplos CSTRs operando em série, o que também aumenta os custos tanto de capital quanto de operação.

Deste modo, existe uma necessidade quanto um processo de

poliéster de alta eficiência que minimiza custos de capital, operacionais e de manutenção enquanto maximiza a conversão do produto.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em uma forma de realização da presente invenção, é fornecido 20 um processo que compreende: (a) produzir um líquido que contém álcool a partir de uma zona de destilação; (b) misturar pelo menos uma porção do líquido que contém álcool com partículas sólidas de um ácido para deste modo fornecer uma pasta; (c) combinar a pasta com um líquido de recirculação para deste modo fornecer uma alimentação de esterifícação; e (d) 25 submeter pelo menos uma porção da alimentação de esterifícação para a esterifícação em uma zona de esterifícação, em que a temperatura da pasta quando combinada com o líquido de recirculação não é maior do que 150 0C mais frio do que a temperatura do líquido que contém álcool quando sai da zona de destilação. Em uma outra forma de realização da presente invenção, é fornecido um processo que compreende: (a) submeter uma alimentação de esterifícação que compreende ácido tereftálico e etileno glicol para a esterifícação em uma primeira zona de esterifícação definida dentro dos tubos de um trocador de calor de casco e tubo para deste modo produzir um primeiro produto tendo uma conversão de pelo menos cerca de 50 por cento; (b) submeter pelo menos uma porção do primeiro produto para a separação de vapor/líquido em uma zona de desprendimento definida dentro de um vaso de desprendimento para deste modo produzir um segundo produto líquido e um segundo produto de vapor, em que o segundo produto líquido tem uma conversão maior do que o primeiro produto; (c) submeter pelo menos uma porção do segundo produto de vapor para a separação por destilação em uma zona de destilação para deste modo produzir um terceiro produto de vapor e um terceiro produto líquido, em que o terceiro produto de vapor compreende pelo menos cerca de 50 por cento em mol de água e o terceiro produto líquido compreende pelo menos cerca de 50 por cento em mol de etileno glicol; (d) misturar pelo menos uma porção do terceiro produto líquido com as partículas sólidas do ácido tereftálico para deste modo fornecer uma pasta; e (e) combinar pelo menos uma porção da pasta com um líquido de recirculação para deste modo fornecer uma corrente combinada, em que a temperatura da pasta quando combinada com o líquido de recirculação não é maior do que 150 0C mais frio do que a temperatura do terceiro líquido quando sai da zona de destilação, em que o líquido de recirculação compreende pelo menos uma porção do segundo produto líquido, em que a alimentação de esterifícação compreende pelo menos uma porção da corrente combinada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Certas formas de realização da presente invenção são descritas em detalhes abaixo com referência à figura anexa, em que:

A FIG. 1 é uma representação esquemática de um sistema de esterifícação configurado de acordo com uma forma de realização da presente invenção e adequado para o uso em uma instalação de produção de poliéster de fase fundida.

DESCRIÇÃO DETALHADA 5 A presente invenção pode ser utilizada na instalação de

produção de poliéster de fase fundida capaz de produzir uma variedade de poliésteres a partir de uma variedade de materiais de partida. Como aqui usado, o termo “poliéster” também inclui os derivados de poliéster, tais como, por exemplo, polieterésteres, poliéster amidas, e polieteréster amidas. Os 10 exemplos de poliésteres de fase fundida que podem ser produzidos de acordo com a presente invenção incluem, mas não são limitados a, homopolímeros e copolímeros de tereftalato de polietileno (PET), PETG (PET modificado com um comonômero de 1,4-cicloexano-dimetanol (CHDM)), poliésteres cristalinos completamente aromáticos ou líquidos, poliésteres biodegradáveis, 15 tais como aqueles que compreendem butanodiol, ácido tereftálico e resíduos do ácido adípico, homopolímeros e copolímeros de poli(tereftalato de cicloexano-dimetileno), e homopolímeros e copolímeros de CHDM e ácido cicloexano dicarboxílico ou cicloexanodicarboxilato de dimetila.

Em uma forma de realização da presente invenção, os 20 materiais de poliéster de partida que compreendem pelo menos um álcool e pelo menos um ácido são submetidos à esterifícação em um estágio inicial do processo. O ácido do material de partida pode ser um ácido dicarboxílico tal que o produto final de poliéster compreende pelo menos um resíduo de ácido dicarboxílico tendo na faixa de cerca de 4 a cerca de 15 ou de 8 a 12 átomos 25 de carbono. Os exemplos de ácidos dicarboxílicos adequados para o uso na presente invenção podem incluir, mas não são limitados a, ácido tereftálico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico, ácido cicloexano dicarboxílico, ácido cicloexanodiacético, ácido difenil-4,4’dicarboxílico, ácido difeni-3,4’-dicarboxílico, 2,2,-dimetil-l,3-propandiol, ácido dicarboxílico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido azeláico, ácido sebácico, e misturas destes. Em uma forma de realização, o ácido do material de partida pode ser um éster correspondente, tal como tereftalato de dimetila ao invés de ácido tereftálico.

5 O material de partida alcoólico pode ser um diol tal que o

produto final de poliéster pode compreender pelo menos um resíduo de diol, tal como, por exemplo, aqueles originados a partir dos dióis cicloalifáticos tendo na faixa de cerca de 3 a cerca de 25 átomos de carbono ou de 6 a 20 átomos de carbono. Os dióis adequados podem incluir, mas não são limitados 10 a, etileno glicol (EG), dietileno glicol, trietileno glicol, 1,4-cicloexanodimetanol, propano-1,3-diol, butano-l,4-diol, pentano-l,5-diol, hexano-1,6- diol, neopentilglicol, 3-metil-pentanodiol-(2,4), 2-metilpentanodiol-(l,4), 2,2,4-trimetilpentano-diol-( 1,3), 2-etilexanodiol-( 1,3), 2,2-dietilpropano-diol(1,3), hexanodiol-(l,3), 1,4-di-(hidroxietóxi)-benzeno, 2,2-bis-(4- 15 hidroxicicloexil)-propano, 2,4-diidróxi-1,1,3,3-tetrametil-ciclobutano, 2,2,4,4- tetrametil-ciclobutanodiol, 2,2-bis-(3-hidroxietoxifenil)-propano, 2,2-bis-(4- hidróxi-propoxifenil)-propano, isossorbeto, hidroquinona, BDS-(2,2-

(sulfonilbis)4,l-fenileneóxi))bis(etanol), e misturas destes.

Além disso, em uma forma de realização, os materiais de 20 partida podem compreender um ou mais comonômeros. Os comonômeros adequados podem incluir, por exemplo, comonômeros que compreendem ácido tereftálico, tereftalato de dimetila, ácido isoftálico, isoftalato de dimetila, dimetil-2,6-naftalenodicarboxilato, ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, etileno glicol, dietileno glicol, 1,4-cicloexano-dimetanol 25 (CHDM), 1,4-butanodiol, politetrametilenoglicol, trans-DMCD, anidreto de trimetila, dicarboxilato de 1,4-dimetil cicloexano, dicarboxilato de dimetil decalina-2,6, decalin dimetanol, 2,6-dicarboxilato de decaidronafialano, 2,6- diidroximetil-decaidro-naftaleno, hidroquinona, ácido hidroxibenzóico, e misturas destes. De acordo com uma forma de realização da presente invenção, um ou mais aditivos podem ser adicionados aos materiais de partida, ao poliéster, e/ou aos precursores de poliéster em um ou mais locais dentro do processo. Os aditivos adequados podem incluir, por exemplo, comonômeros 5 trifuncionais ou tetrafimcionais, tais como anidreto trimelítico, trimetilolpropano, dianidreto piromelítico, pentaeritritol ou outros poliácidos ou polióis; agentes de reticulação ou ramificação; corante; toner; pigmento; negro de fumo; fibra de vidro; enchedor; modificador de impacto; antioxidante; composto absorvedor de UV; e agente descontaminante de 10 oxigênio.

Em geral, o processo para a produção de poliéster de acordo com uma forma de realização da presente invenção pode compreender dois estágios principais. O primeiro estágio reage os materiais de partida (também aqui indicados como “matéria prima” ou “reagentes”) nos monômeros e/ou 15 oligômeros. O segundo estágio também reage os monômeros e/ou oligômeros no produto final de poliéster.

Se os materiais de partida que entram no primeiro estágio incluem grupos ácidos finais, tais como, por exemplo, ácido tereftálico ou ácido isoftálico, no primeiro estágio é indicado como esterifícação. Se os 20 materiais de partida têm os grupos finais metila, tais como, por exemplo, tereftalato de dimetila ou isoftalato de dimetila, no primeiro estágio é indicado como troca de éster ou trans-esterificação. Para simplificar, o termo “esterifícação” como aqui usado, inclui tanto a esterifícação quanto as reações de troca de éster. De acordo com uma forma de realização da presente 25 invenção, a esterifícação pode ocorrer em uma temperatura na faixa de cerca de 220 0C a cerca de 300 0C ou cerca de 235 0C a cerca de 290 0C ou 245 0C a 280 0C e uma pressão de menos do que cerca de 25 psig (0,17 MPa man) ou uma pressão na faixa de cerca de 1 psig (6,9 kPa man) a cerca de 10 psig (69,0 kPa man) ou 2 psig (13,8 kPa man) a 5 psig (34,5 kPa man). Em uma forma de realização, a extensão de cadeia média do monômero e/ou oligômero que sai da estágio de esterifícação pode ser menos do que cerca de 25, de cerca de 1 a cerca de 20 ou de 5 a 15.

O segundo estágio do processo pode ser indicado como o 5 estágio de policondensação. O estágio de policondensação pode ser um processo de etapa única ou pode ser dividido em uma etapa de prepolicondensação (ou prepolimerização) e etapa de policondensação final (ou de acabamento). Em geral, os polímeros de cadeia maiores podem ser produzidos por intermédio de um processo de policondensação de múltiplas 10 etapas. O estágio de policondensação pode ser realizado em uma temperatura na faixa de cerca de 220 0C a cerca de 350 0C ou cerca de 240 0C a cerca de 320 0C e um pressão sub-atmosférica (por exemplo, vácuo). Quando a policondensação é realizada em um processo de dois estágios, o reator de prepolimerização (ou prepolímero) pode converter o monômero que sai do 15 estágio de esterifícação em um oligômero tendo uma extensão de cadeia média na faixa de cerca de 2 a cerca de 40, de cerca de 5 a cerca de 35 ou de 10 a 30. O reator de acabamento depois converte a mistura de oligômero/polímero em um produto polimérico final tendo a extensão de cadeia média desejada.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção,

o estágio de esterifícação pode ser realizado em um sistema de esterifícação que compreende pelo menos uma zona de esterifícação e pelo menos uma zona de destilação. Na zona de esterifícação, os reagentes são submetidos à esterifícação para deste modo produzir um sub-produto de vapor e um 25 produto líquido contendo os monômeros e/ou oligômeros de poliéster. Uma porção do produto líquido que sai da zona de esterifícação pode sair do sistema de esterifícação para o processamento a jusante, enquanto uma porção de recirculação do produto líquido que sai da zona de esterifícação pode ser recirculada de volta para a entrada da zona de esterifícação. Pelo menos uma porção do sub-produto de vapor que sai da zona de esterifícação pode ser direcionada à zona de destilação, em que os componentes de água e álcool do sub-produto de vapor podem ser separados. Uma porção do álcool separado que sai da zona de destilação pode ser combinada com as partículas de ácido 5 sólidas para criar uma pasta, que pode ser depois adicionada à porção de recirculação do produto líquido que sai da zona de esterifícação. A corrente combinada resultante pode ser depois reintroduzida na zona de esterifícação, após receber quantidades adicionais de reagentes e/ou aditivos.

Em uma forma de realização da presente invenção, pelo menos uma porção da zona de esterifícação pode ser definida por equipamento que comunica pouca ou nenhuma agitação mecânica à fase líquida do meio de reação neste processado. Embora a fase líquida do meio de reação processada na zona de esterifícação possa ser de algum modo agitada em virtude do fluxo através do equipamento que define a zona de esterifícação, em uma forma de realização da presente invenção, menos do que cerca de 50 por cento, menos do que cerca de 25 por cento, menos do que cerca de 10 por cento, menos do que cerca de 5 por cento ou 0 por cento da agitação da fase líquida meio de reação processado na zona de esterifícação é fornecida através da agitação mecânica. Isto está em contraste direto com os processos de esterifícação convencionais que são realizados em um ou mais reatores de tanque continuamente agitados (CSTRs) sob condições de extrema agitação mecânica.

Como divulgado em maiores detalhes abaixo, a presente invenção pode utilizar equipamento simples, seguro e barato para realizar a 25 esterifícação. Por exemplo, em uma forma de realização da presente invenção, pelo menos uma porção da zona de esterifícação pode ser definida dentro de um aquecedor simples, seguro e relativamente barato, tal como, por exemplo, um trocador de calor de casco e tubo. Além disso, em uma outra forma de realização, pelo menos uma porção da zona de esterifícação pode ser definida dentro de um vaso de esterifícação simples, seguro e relativamente barato não agitado.

Se referindo agora à FIG. 1, um sistema de esterifícação 10 configurado de acordo com uma forma de realização da presente invenção é 5 ilustrado como geralmente compreendendo um trocador de calor 12, um vaso de esterifícação 14, uma coluna de destilação 16, um circuito fechado de recirculação 18, e um tanque de pasta 50. Em geral, o processo realizado no sistema de esterifícação 10 inclui as seguintes etapas amplas: (1) introduzir uma alimentação de esterifícação no trocador de calor 12; (2) aquecer e 10 parcialmente esterificar a alimentação de esterifícação no trocador de calor 12; (3) introduzir pelo menos uma porção do produto aquecido e parcialmente esterificado do trocador de calor 12 no vaso de esterifícação 14; (4) esterificar adicionalmente o produto parcialmente esterificado do trocador de calor 12 no vaso de esterifícação 14; (5) separar um produto líquido a partir do sub15 produto de vapor no vaso de esterifícação 14; (6) introduzir pelo menos uma porção do sub-produto de vapor do vaso de esterifícação 14 na coluna de destilação 16; (7) separar o sub-produto de vapor em uma corrente de topo predominantemente de água e uma corrente de fundo predominantemente de álcool na coluna de destilação 16; (8) combinar pelo menos uma porção da 20 corrente do fundo predominantemente de álcool com as partículas de ácido sólidas para formar uma pasta no tanque de pasta 50; (9) conduzir uma porção de recirulação do produto líquido do vaso de esterifícação 14 de volta para o trocador de calor 12 por intermédio do circuito fechado de recirculação 18; (10) enquanto a porção de recirculação do produto líquido está fluindo através 25 do circuito fechado de recirculação 18, adicionando a este álcool fresco, aditivo(s), e/ou uma pasta a partir do tanque de pasta 50; e (10) retirar uma porção do produto do produto líquido do vaso de esterifícação 14 para outro processo a jusante.

Como indicado acima, a esterifícação pode ser realizada tanto no trocador de calor 12 quanto no vaso de esterifícação 14 do sistema de esterifícação 10. Visto que a esterifícação pode ser realizada tanto no trocador de calor 12 quanto no vaso de esterifícação 14, cada uma destas partes do equipamento pode ser indicada como “reatores de esterifícação” cada uma 5 definindo uma porção de uma “zona de esterificação.” Não obstante, devido a função adicional do trocador de calor 12 poder aquecer o meio de reação neste processado, o trocador de calor 12 também pode ser indicado como um “aquecedor” que define uma “zona de aquecimento.” Além disso, visto que uma função adicional do vaso de esterificação 14 pode ser promover a 10 desprendimento de vapor/líquido, o vaso de esterificação 14 também pode ser indicado como um “vaso de desprendimento” que define uma “zona de desprendimento”. A configuração e a operação do sistema de esterificação 10, ilustradas na FIG. 1, será agora descrita em maiores detalhes.

Novamente se referindo à FIG. 1, uma corrente de produto 15 líquido recirculada, divulgada em maiores detalhes abaixo, é transportada através um conduto de recirculação 100. Como ilustrado na FIG. 1, os seguintes materiais podem ser adicionados à corrente de produto líquido recirculada que flui através do conduto de recirculação 100: (a) álcool fresco introduzido por intermédio do conduto 104, (b) um ou mais aditivos

introduzido por intermédio do conduto 106, e (c) uma pasta contendo ácido, divulgada em maiores detalhes abaixo, introduzida por intermédio do conduto 108. Em uma outra forma de realização, pelo menos uma porção das correntes em condutos 104 e/ou 106 pode ser adicionada à corrente que sai do vaso de esterificação 14 no conduto 114, o que será divulgado em detalhes abaixo. 25 Ainda em outra forma de realização, pelo menos uma porção das correntes em condutos 104 e/ou 106 pode ser diretamente introduzida em uma bomba de recirculação ainda a ser divulgada 40. O álcool fresco no conduto 104 e o ácido da pasta contendo ácido no conduto 108 pode ser qualquer um dos álcoois e ácidos, respectivamente, divulgados acima como sendo adequados para o uso como materiais de partida no sistema da presente invenção. De acordo com uma forma de realização, o álcool pode ser etileno glicol e o ácido pode ser ácido tereftálico. O um ou mais aditivos no conduto 106 pode ser qualquer um dos aditivos divulgados acima como sendo adequados para o 5 uso no sistema da presente invenção.

Em geral, a quantidade de álcool e pasta contendo ácido adicionada à corrente de recirculação no conduto de recirculação 100 pode ser qualquer quantidade necessária para fornecer a taxa de produção desejada e a razão desejada de álcool para ácido. Em uma forma de realização da presente 10 invenção, a razão molar de álcool para ácido da corrente de alimentação de esterificação que sai do conduto de recirculação 100 é na faixa de cerca de 1,005:1 a cerca de 10:1, cerca de 1.01:1 a cerca de 8:1 ou 1,05:1 a 6:1.

A corrente combinada que sai do conduto de recirculação 100 pode ser introduzido como uma alimentação de esterificação em uma entrada 15 22 do trocador de calor 12 por intermédio de um conduto de alimentação 110. No trocador de calor 12, a alimentação de esterificação/meio de reação é aquecida e submetida às condições de esterificação. De acordo com uma forma de realização da presente invenção, o aumento da temperatura do meio de reação entre a entrada 22 e uma saída 24 do trocador de calor 12 pode ser 20 pelo menos cerca de 50°F (10 0C), pelo menos cerca de 75°F (23,8 °C) ou pelo menos 85°F. Em geral, a temperatura da alimentação de esterificação que entra na entrada 22 do trocador de calor 12 pode ser na faixa de cerca de 220 0C a cerca de 260 °C, cerca de 230 0C a cerca d e 250 0C ou 235 0C a 245 °C. Em geral, a temperatura do produto de esterificação que sai da saída 24 do 25 trocador de calor 12 pode ser na faixa de cerca de 240 0C a cerca de 320 °C, cerca de 255 0C a cerca de 300 0C ou 275 0C a 290 °C. O meio de reação no trocador de calor 12 pode ser mantida a uma pressão na faixa de cerca de 5 (34,5 kPa man) a cerca de 50 psig (0,35 MPa man), de cerca de 10 (69,0 kPa man) a cerca de 35 psig (0,24 MPa man) ou de 15 a 25 psig (0,10 MPa a 0,17 MPa man).

Como previamente divulgado, o trocador de calor 12 também pode ser considerado um reator de esterificação porque pelo menos uma porção do meio de reação que flui para este pode sofrer a esterificação. A 5 quantidade de esterificação realizada de acordo com a presente invenção pode ser quantificada em termos de “conversão.” Como aqui usado, o termo “conversão” é usado para descrever uma propriedade da fase líquida de uma corrente que foi submetida à esterificação, em que a conversão da corrente esterificada indica a porcentagem dos grupos finais de ácidos originais que 10 foram convertidos (isto é, esterificados) aos grupos éster. A conversão pode ser quantificada como vários grupos finais convertidos (isto é, grupos finais de álcool) divididos pelo número total de grupos finais (isto é, álcool mais grupos ácidos finais), expressados como uma porcentagem. Enquanto a conversão é aqui usada, deve ser entendido que extensão de cadeia média, que 15 descreve o número médio de unidades monoméricas que um composto compreende, também pode ser apropriada para descrever as características também das correntes da presente invenção.

De acordo com uma forma de realização, a reação de esterificação realizada no trocador de calor 12 pode aumentar a conversão do 20 meio de reação entre entrada 22 e saída 24 através de pelo menos cerca de 5, pelo menos cerca de 10, pelo menos cerca de 15, pelo menos cerca de 20, pelo menos cerca de 30 ou pelo menos cerca de 50 pontos de porcentagem. Em geral, a corrente de alimentação de esterificação introduzida na entrada 22 do trocador de calor 12 tem uma conversão de menos do que cerca de 90 por 25 cento, menos do que cerca de 75 por cento, menos do que cerca de 50 por cento, menos do que cerca de 25 por cento, menos do que cerca de 10 por cento ou menos do que 5 por cento, enquanto a corrente do produto de esterificação que sai da saída 24 do trocador de calor 12 tem uma conversão de pelo menos cerca de 50 por cento, pelo menos cerca de 60 por cento, pelo menos cerca de 70 por cento, pelo menos cerca de 75 por cento, pelo menos cerca de 80 por cento, pelo menos cerca de 85 por cento, pelo menos cerca de 95 por cento ou pelo menos 98 por cento.

Em uma forma de realização da presente invenção, a reação de esterificação realizada no trocador de calor 12 ocorre em um tempo de residência significantemente reduzido com relação aos processos de esterificação convencionais. Por exemplo, o tempo de residência médio do meio de reação que flui através trocador de calor 12 pode ser menos do que cerca de 60 minutos, menos do que cerca de 45 minutos, menos do que cerca de 35 minutos ou menos do que 20 minutos. Este tempo de residência relativamente curto pode até ser obtido em altas taxas de produção em escala comercial. Deste modo, em uma forma de realização, a corrente do produto sai da saída 24 do trocador de calor 12 em uma taxa de fluxo de pelo menos cerca de 10.000 libras por hora (lb/h) (4536 kg/hora kg/h)), pelo menos cerca de 25.000 lb/h (11339 kg/h), pelo menos cerca de 50.000 lb/h (22680 kg/h), pelo menos cerca de 100.000 lb/h (45359 kg/h) ou pelo menos 200.000 lb/h (90718 kg/h).

Voltando agora para a configuração do trocador de calor 12. De acordo com uma forma de realização da presente invenção, trocador de 20 calor 12 pode ser um trocador de calor de estrutura-e-tubo horizontalmente alongado. Uma passagem de fluxo interno através trocador de calor 12 pode ser definida pelos tubos de troca de calor através dos quais meio de reação flui ao passo que este é aquecido e esterificado. Esta passagem de fluxo interno pode ser considerada ser uma “primeira zona de esterificação” do sistema de 25 esterificação 10. Em geral o volume agregado da passagem de fluxo interno através trocador de calor pode ser na faixa de cerca de 10 a cerca de 1.500 pés cúbicos (ft3) (0,28 a cerca de 42,5 m3), cerca de 100 a cerca de 800 ft3 ou 200 a 600 ft3 (5,6 a 17 m3). O diâmetro interno médio dos tubos de troca de calor individuais pode ser de menos do que cerca de 4 polegadas (10,16 cm) ou na faixa de cerca de 0,25 a cerca de 3 polegadas (0,635 a cerca de 7,62 cm) ou de

0,5 a 2 polegadas (1,27 a 5,08 cm).

Como apresentado na FIG. 1, uma corrente de meio de transferência de calor aquecida (HTM) pode entrar no lado da estrutura do 5 trocador de calor 12 e pelo menos cercar parcialmente pelo menos uma porção dos tubos de troca de calor de modo a aquecer o meio de reação fluindo para este. Em uma forma de realização da presente invenção, o coeficiente de transferência de calor associado com o aquecimento do meio de reação no trocador de calor 12 pode ser na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 10 200 BTU por hora por 0F por pé quadrado (BTU/h.°F.ft2) (2,44 a cerca de 976,6 kcal/m2.h.°C), cerca de 5 a cerca de 100 BTU/ht.°F.ft2 (de 24,4 a cerca de 488,3 kcal/m2.h.°C) ou de 10 a cerca de 50 BTU/h.°F.ft2 (de 48,8 a cerca de 244,2 kcal/m2.h.°C). A quantidade total do calor transferido para o meio de reação no trocador de calor 12 pode ser na faixa de cerca de 100 a cerca de 15 5.000 BTU por libra de meio de reação (BTU/lb) (55,5 a cerca de 2775 quilocalorias por quilograma de meio de reação (kcal/kg)), cerca de 400 a cerca de 2.000 BTU/lb (cerca de 222 a cerca de 1110 kcal/kg) ou 600 a cerca de 1500 BTU/lb (cerca de 333 a cerca de 832,5 kcal/kg).

Como representado na FIG. 1, o produto parcialmente 20 esterificado que sai trocador de calor 12 por intermédio da saída 24 pode ser transportado para o vaso de esterificação 14 por intermédio do conduto 112. A corrente parcialmente esterificada no conduto 112 pode ser introduzida no volume interno do vaso de esterificação 14 por intermédio de uma entrada de fluido 26. Como previamente divulgado, no vaso de esterificação 14, a 25 corrente parcialmente esterificada é submetida a outra esterificação e separação de fase. Deste modo, o volume interno definido dentro do vaso de esterificação 14 pode ser considerado ser uma “segunda zona de esterificação” e/ou uma “zona de desprendimento.” Em geral, o meio de reação no vaso de esterificação 14 flui substancialmente na horizontal através do volume intemo. Como o meio de reação flui da entrada de fluido 26 e sofre esterificação, os sub-produtos de vapores saem da fase líquida e fluem em geral acima da fase líquida. O produto líquido separado pode sair do vaso de esterificação 14 por intermédio de uma saída de líquidos 28, enquanto o sub5 produto de vapor separado pode sair do vaso de esterificação 14 por intermédio de saída de vapor 30.

A reação de esterificação realizada no vaso de esterificação 14 pode aumentar a conversão do meio de reação processada neste de modo que o produto líquido que sai da saída de líquidos 28 tem uma conversão que é 10 pelo menos cerca de 1 ponto de porcentagem, pelo menos cerca de 2 pontos de porcentagem ou pelo menos 5 pontos de porcentagem maiores do que a conversão da corrente fluida que entra na entrada de fluido 26. Em geral, o produto líquido que sai saída de líquidos 28 do vaso de esterificação 14 pode ter conversão de pelo menos cerca de 80 por cento, pelo menos cerca de 85 15 por cento, pelo menos cerca de 90 por cento, pelo menos 95 por cento ou pelo menos cerca de 98 por cento.

A conversão obtida no vaso de esterificação 14 pode ocorrer durante um tempo de residência relativamente curto e com pouca ou nenhuma entrada de calor. Por exemplo, o tempo de residência médio do meio de 20 reação no vaso de esterificação 12 pode ser de menos do que cerca de 200 minutos, menos do que cerca de 60 minutos, menos do que cerca de 45 minutos, menos do que cerca de 31 minutos ou menos do que 15 minutos. Além disso, a quantidade de calor transferido para o meio de reação no vaso de esterificação 14 pode ser menos do que cerca de 100 BTU por libra (55,5 25 kcal/kg) do meio de reação (BTU/lb), menos do que cerca de 20 BTU por libra (11,1 kcal/kg), menos do que cerca de 5 BTU por libra (2,8 kcal/kg) ou menos do que I BTU por libra (0,6 kcal/kg).

Com mínima ou nenhuma entrada de calor no vaso de esterificação 14, a temperatura média do produto líquido que sai da saída de líquidos 28 do vaso de esterificação 14 pode estar dentro de cerca de 50 °C, cerca de 30 °C, cerca de 20 0C ou 15 0C da temperatura média do fluido que entra no vaso de esterificação 14 por intermédio da entrada de fluido 26. Em geral, a temperatura média do produto líquido que sai da saída de líquidos 28 5 do vaso de esterificação 14 pode estar na faixa de cerca de 220 0C a cerca de 320 0C cerca de 240 0C a cerca de 300 0C ou cerca de 250 0C a cerca de 275 °C.

Voltando agora para a configuração específica do vaso de esterificação 14. Na forma de realização ilustrada na FIG. 1, o vaso de 10 esterificação 14 é substancialmente vazio, não agitado, não aquecido, em geral um recipiente cilíndrico horizontalmente alongado. O vaso de esterificação 14 e pode ter uma razão de comprimento para diâmetro (L:D) de menos do que cerca de 10:1, na faixa de cerca de 1,25:1 a cerca de 8:1, cerca de 1.5:1 a cerca de 6:1 ou 2:1 a 4,5:1 Em uma forma de realização, a entrada 15 de fluido 26, a saída de líquidos 28, e a saída de vapor 31 são espaçadas uma das outras de uma maneira que fornece esterificação suficiente e aumenta a desprendimento/separação das fases de vapor, líquido, e espuma. Por exemplo, a saída de líquidos 28 e a saída de vapor 30 podem ser horizontalmente espaçadas da entrada de fluido 26 por pelo menos cerca de 20 1,25 D, pelo menos cerca de 1,5 D ou pelo menos 2,0 D. Além disso, a saída de líquidos 28 e a saída de vapor 30 podem ser espaçadas verticalmente uma da outra por pelo menos cerca de 0,5 D, pelo menos cerca de 0,75 D ou pelo menos 0,95 D.

Como ilustrado na FIG. 1, o vaso de esterificação 14 pode 25 compreender um distribuidor de fluidos 32 para auxiliar na distribuição eficaz da alimentação ao vaso de esterificação 14. Na forma de realização ilustrada na FIG. 1, o distribuidor de fluidos é simplesmente um tubo que se estende substancialmente na horizontal tendo um terminação distai inclinadamente curvada que define a entrada de fluido 26 com um orientação voltada para baixo. Alternativamente, o distribuidor de fluido 32 pode definir uma pluralidade de aberturas para descartar a alimentação parcialmente esterificada em múltiplos locais horizontalmente espaçados no vaso de esterificação 14. Em uma forma de realização da presente invenção, a 5 profundidade média do meio de reação no vaso de esterificação 14 é mantido a menos do que cerca de 0,75 D, menos do que cerca de 0,50 D, menos do que cerca de 0,25 D ou menos do que 0,15 D ao passo que este se movimenta substancialmente na horizontal através do vaso de esterificação 14.

Como apresentado na FIG. 1, na entrada ao vaso de 10 esterificação 14, o meio de reação que sai do distribuidor de fluido 32 pode começar a espumar ao passo que as bolhas de vapor descarregam da porção líquida do meio de reação. Em geral, a produção de espuma pode diminuir junto com o comprimento do vaso de esterificação 14 como o vapor descarrega da fase líquida do meio de reação de modo que, em uma forma de 15 realização, substancialmente nenhuma espuma sai da saída de líquidos 28 e/ou saída de vapor 30 do vaso de esterificação 14.

Para ajudar a garantir que substancialmente nenhuma espuma saia da saída de vapor 30 do vaso de esterificação 14, um defletor que se estende a jusante 34 pode ser utilizado no vaso de esterificação 14. O defletor 20 34 pode em geral estar disposto entre a entrada de fluido 26 e a saída de vapor 30 do vaso de esterificação 14, porém mais próximo da saída de vapor 30 do que da entrada de fluido 26. O defletor 34 pode estender-se a jusante do topo do vaso de esterificação 14 próximo à saída de vapor 30 e pode funcionar para bloquear fisicamente o fluxo da espuma, se houver, para a saída de vapor 30. 25 Em uma forma de realização da presente invenção, o defletor 34 pode apresentar uma extremidade do fundo verticalmente espaçada de pelo menos cerca de 0,25 D, pelo menos cerca de 0,5 D ou pelo menos 0,75 D do fundo do vaso de esterificação 14. Na forma de realização ilustrada na FIG. 1, o defletor inclui uma porção que se estende a jusante 36 e um porção que se estende lateralmente 38. A porção que se estende a jusante 36 pode se estender a jusante de um local próximo à saída de vapor 30, enquanto a porção que se estende lateralmente 38 pode se estender transversalmente do final do fundo da porção que se estende a jusante 36 para um local em geral 5 sob a saída de vapor 30.

O volume interno total definido dentro vaso de esterificação 14 pode depender de vários fatores, incluindo, por exemplo, as necessidades hidrodinâmicas gerais do sistema de esterificação 10. Em uma forma de realização da presente invenção, o volume interno total do vaso de 10 esterificação 14 pode ser pelo menos cerca de 25 por cento, pelo menos cerca de 50 por cento, pelo menos cerca de 75 por cento, pelo menos cerca de 100 por cento ou pelo menos 150 por cento do volume interno total do circuito fechado de recirculação 18, descrito em maiores detalhes abaixo. Ainda em outra forma de realização da presente invenção, o volume interno total do 15 vaso de esterificação 14 pode ser pelo menos cerca de 25 por cento, pelo menos cerca de 50 por cento, pelo menos cerca de 75 por cento ou pelo menos 150 por cento do volume interno agregado do circuito fechado de recirculação

18, a passagem de fluxo dentro do trocador de calor 12, e o conduto do produto 112.

Novamente se referindo à FIG. 1, um produto líquido de éster

pode sair pela saída de líquidos 28 do vaso de esterificação 14 e pode ser portanto introduzido no circuito fechado de recirculação 18. O circuito fechado de recirculação 18 define uma passagem de fluxo da saída de líquidos 28 do vaso de esterificação 14 para a entrada 22 do trocador de calor 12. O 25 circuito fechado de recirculação 18 em geral compreende um conduto do produto líquido 114, uma bomba de recirculação 40, um conduto da bomba de desprendimento 116, conduto de recirculação 100, redutor de pressão 20, e conduto de alimentação 110. O produto líquido de éster descarregado da vaso de esterificação 14 pode fluir inicialmente através do conduto do produto 114 para a sucção da bomba de recirculação 40. A corrente que sai da bomba 40 pode ser passada através do conduto da bomba de desprendimento 116 e em seguida dividir em uma porção do produto transportada por intermédio de conduto do produto de éster 118 e uma porção de recirculação transportada 5 por intermédio do conduto de recirculação 100. A divisão da corrente que sai da bomba 40 pode ser realizada de modo que a razão da taxa de fluxo da massa da porção de recirculação no conduto 100 para a taxa de fluxo da massa da porção do produto no conduto 118 pode ser na faixa de cerca de 0, 25:1 a cerca de 30:1, cerca de 0,5:1 a cerca de 20:1 ou 2:1 a 15:1. Como 10 previamente indicado, a porção de recirculação no conduto 100 pode ser eventualmente utilizada como a alimentação ao trocador de calor 12, após a adição do álcool fresco por intermédio do conduto 104, aditivo(s) por intermédio do conduto 106, e/ou a pasta contendo o ácido por intermédio do conduto 108.

A porção do produto do produto líquido de éster no conduto

118 pode ser direcionado a um local a jusante para outro processamento, armazenagem ou outro uso. Em uma forma de realização, pelo menos uma fração da porção do produto no conduto 118 pode ser submetido a outra esterificação em uma segunda zona de esterificação. Em uma outra forma de 20 realização, pelo menos parte da porção do produto no conduto 118 pode ser submetida à policondensação em uma zona de policondensação a jusante.

Como ilustrado na FIG. 1, a corrente de vapor que sai da saída de vapor 30 do vaso de esterificação 14 por intermédio do conduto 120 pode ser direcionado a uma entrada de fluido 42 da coluna de destilação 16. O sub25 produto de corrente de vapor no conduto 120 pode compreender água e álcool. A água e o álcool podem ser substancialmente separados um do outro na coluna de destilação 16 para deste modo produzir uma corrente de vapor do topo predominantemente de água que sai da coluna de destilação 16 por intermédio da saída do topo 44 e um corrente líquida do topo predominantemente de álcool que sai da coluna de destilação 16 por intermédio da saída mais baixa 46. A coluna de destilação 16 pode ser qualquer dispositivo capaz de separar uma corrente em um produto de topo preferivelmente de vapor e um produto do fiindo predominantemente líquido 5 com base nas volatilidades relativas dos componentes da corrente de alimentação. A coluna de destilação 16 pode compreender componentes internos tais como, por exemplo, bandejas, acondicionamento aleatório, acondicionamento estruturado ou qualquer combinação destes.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, 10 a corrente de vapor do topo predominantemente de água que sai da coluna de destilação 16 por intermédio de saída do topo 44 pode compreender pelo menos cerca de 50 por cento em mol, pelo menos cerca de 60 por cento em mol ou pelo menos 75 por cento em mol água. O produto de vapor do topo descarregado da saída 44 da coluna de destilação 16 pode ser direcionado por 15 intermédio do conduto 122 a um processamento, armazenagem ou distribuição subsequentes, tal como, por exemplo, uma unidade de processamento de água residual ou um meio de distribuição utilizando, por exemplo, incineração.

A corrente líquida do fundo predominantemente de álcool que 20 sai da coluna de destilação 14 por intermédio da saída mais baixa 46 pode compreender pelo menos cerca de 50 por cento em mol, pelo menos cerca de 60 por cento em mol ou pelo menos 75 por cento em mol de álcool (por exemplo, etileno glicol). Em uma forma de realização da presente invenção, a corrente predominantemente de álcool retirado da saída mais baixa 46 25 da coluna de destilação 16 pode ter uma temperatura de pelo menos cerca de 150 °C, na faixa de cerca de 175 0C a cerca de 250 0C ou 190 0C a 230 0C e uma pressão na faixa de cerca de 0,25 psig (1,72 kPa man) a cerca de 50 psig (0,34 MPa man), cerca de 0,5 psig (3,45 kPa man) a cerca de 35 psig (0,24 MPa man) ou 1 psig (6,9 kPa man) a 25 psig (0,17 MPa man). Como apresentado na FIG. 1, a corrente de líquido descarregado da saída mais baixa 46 da coluna de destilação pode ser transportada no conduto 124 e em seguida destilada em uma primeira porção que contem álcool carregada no conduto 126 e uma segunda porção contendo álcool carregada no conduto 102. A 5 corrente de líquido separada do conduto 124 pode ser dividida em uma maneira tal que a taxa de fluxo da massa da segunda porção da corrente contendo álcool no conduto 102 pode ser pelo menos cerca de 25 por cento, pelo menos cerca de 50 por cento ou pelo menos 75 por cento da taxa de fluxo da massa do produto líquido no conduto 124. A primeira porção contendo 10 álcool no conduto 126 pode depois ser direcionada a jusante para outro processamento, armazenagem, e/ou reutilização.

Em uma forma de realização da presente invenção, pelo menos uma porção da segunda corrente contendo álcool no conduto 102 pode ser misturada com as partículas de ácido sólidas de modo a formar a pasta 15 contendo ácido previamente indicada. As partículas de ácido sólidas podem ser qualquer uma dos ácidos divulgados acima como sendo adequado para o uso como materiais de partida no sistema da presente invenção. Para otimizar as propriedades finais (por exemplo, viscosidade) da pasta contendo ácido, o corrente contendo álcool no conduto 102 pode ser resfriado por intermédio de 20 meios indiretos de troca de calor 48, como apresentado na FIG. 2. Os meios indiretos de troca de calor 48 podem ser quaisquer meios de troca de calor conhecidos na técnica capazes de reduzir a temperatura da corrente que contem álcool no conduto 102 na faixa de cerca de 25 0C a cerca de 150 0C ou cerca de 50 0C a cerca de 100 0C da temperatura da corrente quando esta 25 sai da coluna de destilação 16. Em geral, a temperatura da corrente resfriada que contem álcool no conduto 128 pode ser na faixa de 80 0C a 170 °C, cerca de 90 0C a cerca de 150 0C ou 100 0C a 125 °C.

Novamente se referindo à FIG. 1, a corrente resfriada que contem álcool no conduto 128 entra em uma entrada de fluido 52 do tanque de pasta 50. As partículas de ácido sólidas (isto é, as partículas do ácido tereftálico) no conduto 130 podem ser introduzidas no tanque de pasta 50 por intermédio da entrada de ácido superior 54. Uma agitador mecânico 58 mistura completamente as partículas de ácido sólidas e a corrente que contem 5 álcool de modo a produzir uma pasta que compreende na faixa de cerca de 30 a cerca de 99 por cento em peso de sólidos, cerca de 50 a cerca de 90 por cento em peso sólidos ou de 55 a 85 por cento em peso sólidos. A pasta quente tendo uma temperatura na faixa de cerca de 80 0C a cerca de 170 °C, cerca de 90 0C a cerca de 150 0C ou 100 0C a 125 0C sai da saída de pasta 10 inferior 56 do tanque de pasta 50 e entra no conduto 108. Em uma forma de realização, o sistema de esterificação 10 pode utilizar um sistema de controle de temperatura 60 para garantir que a pasta quente no conduto 108 seja mantida em uma temperatura própria. O sistema de controle de temperatura 60 pode ser operável para modificar a temperatura da pasta quente no conduto 15 108 ajustando-se a quantidade de resfriamento fornecido pelos meios indiretos de troca de calor 48 para a corrente que contem álcool no conduto 128. Por exemplo, se a temperatura da pasta quente no conduto 108 é maior do que desejado, o indicador de temperatura 62 envia um sinal 64 aos meios indiretos de troca de calor 48, o que subsequentemente aumenta a quantidade 20 de resfriamento fornecido à corrente que contem álcool no conduto 102 para deste modo basicamente diminuir a temperatura da pasta quente no conduto 108.

Como ilustrado na FIG. 1, a pasta quente no conduto 108 pode ser adicionada ao circuito fechado de recirculação 18 a jusante do álcool 25 adicional e aos pontos de injeção de aditivos. Além disso, pode ser vantajoso introduzir a pasta no topo da porção do conduto de recirculação 100 de modo a acelerar a dissolução do reagente de ácido sólido ao passo que este descende na corrente de recirculação. A presença dos monômeros e/ou oligômeros de poliéster na corrente de recirculação também pode aumentar a dissolução das partículas de ácido sólidas adicionadas ao conduto de recirculação 100. Em uma forma de realização da presente invenção, a corrente no conduto de recirculação 100 pode ter uma extensão de cadeia média na faixa de cerca de

1 a cerca de 20, cerca de 2 a cerca de 18 ou 5 a 15.

Os sistemas de esterificação convencionais necessitam de

resfriamento substancial da pasta contendo ácido antes da introdução na corrente de produto de éster recirculada. Não obstante, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, quando combinada com a corrente do produto de esterificação recirculada fluindo através do conduto 116 no 10 conduto de recirculação 100, a temperatura da pasta contendo ácido é de pelo menos cerca de 25 °C, pelo menos cerca de 40 0C ou pelo menos 50 0C mais frio, mas não mais do que cerca de 100 °C, não mais do que cerca de 75 °C, não mais do que 60 °C, mais frio do que a temperatura da corrente de álcool quando esta foi retirada da saída mais baixa 46 da coluna de destilação 16. 15 Em uma forma de realização, a temperatura da pasta contendo ácido quando combinada com a corrente do produto de éster recirculada no conduto de recirculação 100 é na faixa de cerca de 80 0C a cerca de 170 °C, cerca de 90 0C a cerca de 150 0C ou 100 0C a 135 °C.

Faixas numéricas

A presente descrição usa faixas numéricas para quantificar

certos parâmetros relacionados à invenção. Deve ser entendido que quando faixas numéricas são providas, tas faixas estão para ser construídas quando proveem suporte literal para reivindicar limitações que recitam somente o valor inferior da faixa bem como reivindica limitação que recita somente o 25 valor superior da faixa. Por exemplo, uma faixa numérica descrita de 10 a 100 provê suporte literal para uma reivindicação que recita “maior do que 10” (com nenhum limite superior) e uma reivindicação que recita “menor do que 100” (com nenhum limite inferior)

Definições Como usado aqui, os termos “um”, “uma”, “o”(a), e “dito(a)”, significa um ou mais.

Como usado aqui, o termo “agitação”, refere-se a trabalho dissipado em um meio de reação que causa fluxo de fluido e/ou mistura.

Como aqui usado, o termo “e/ou,” quando usado em uma lista

de dois ou mais itens, significa que qualquer um dos itens listados podem ser utilizados por si ou qualquer combinação de dois ou mais dos itens listados podem ser utilizados. Por exemplo, se uma composição é descrita como componentes de revestimento A, B, e/ou C, a composição podem conter A 10 sozinho; B sozinho; C sozinho; AeB em combinação; AeC em combinação; BeC em combinação; ou A, B, e C em combinação.

Como aqui usado, os termos “que compreende”, “compreende” e “compreendem” são termos de transição de terminação aberta usados para a transição de um objeto citado antes do termo para um ou 15 mais elementos citados após do termo, onde o elemento ou elementos listados após do termo de transição não são necessariamente os únicos elementos que compõem o objeto.

Como aqui usado, os termos “contendo,” “contém,” e “contêm” têm os mesmo significado de terminação aberta como “que compreende,” “compreende,” e “compreendem,” fornecido abaixo.

Como aqui usado, o termo “separação de destilação” se refere à separação de uma ou mais substâncias químicas de uma ou mais outras substâncias químicas com base nas volatilidades relativas das substâncias sendo separadas.

Como aqui usado, os termos “tendo,” “tem,” e “ter” têm o

mesmo significado de terminação aberta como “que compreende,” “compreende,” e “compreendem,” fornecidos acima.

Como aqui usado, os termos “incluindo,” “inclui,” e “incluem” têm o mesmo significado de terminação aberta como “que compreende,” “compreende,” e “compreendem,” fornecido acima.

Como aqui usado, o termo, “agitação mecânica,” se refere à agitação de um meio de reação causada pelo movimento físico de um ou mais elementos rígidos ou flexíveis contra ou dentro do meio de reação.

Como aqui usado, o termo “meio de reação” se refere a

qualquer meio submetido à reação química.

Como aqui usado, o termo “resíduo” se refere à porção que é o produto que resulta das espécies químicas em um esquema de reação particular, uma formulação subsequente ou produto químico, indiferente se a porção é atualmente obtida das espécies químicas.

Reivindicações Não Limitadas às Formas de Realização

Divulgadas

As formas preferidas da invenção descritas acima devem ser usadas apenas como ilustração, e não devem ser usadas em um sentido 15 limitado para interpretar o escopo da presente invenção. As modificações às formas de realização exemplares, apresentadas acima, podem ser prontamente feitas por aqueles habilitados na técnica sem divergir com o espírito da presente invenção.

Os inventores por meio desta estabelecem sua intenção de contar com a Doutrina de Equivalentes para determinar e avaliar o escopo razoavelmente amplo da presente invenção como pertencente a qualquer dispositivo não materialmente divergente mas fora do escopo literal da invenção como apresentado nas seguintes reivindicações.

Claims

1. Processo para a produção de poliéster, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) produzir um líquido que contém álcool a partir de uma zona de destilação; (b) misturar pelo menos uma porção do dito líquido que contém álcool com as partículas sólidas de um ácido para deste modo fornecer uma pasta; (c) combinar a dita pasta com um líquido de recirculação para deste modo fornecer uma alimentação de esterificação; e (d) submeter pelo menos uma porção da dita alimentação de esterificação à esterificação em uma zona de esterificação, em que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação não é maior do que 150 0C mais frio do que a temperatura do dito líquido que contém álcool quando sai da dita zona de destilação.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação é de pelo menos 25 0C mais frio do que a temperatura do dito líquido que contém álcool quando sai da dita zona de destilação.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação não é maior do que 100 0C mais frio do que a temperatura de dito líquido que contém álcool quando sai da dita zona de destilação.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito líquido que contém álcool sai da dita zona de destilação em uma temperatura na faixa de cerca de 175 a cerca de 250 °C, em que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação é na faixa de 80 0C a cerca de 170 °C.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito líquido que contém álcool sai da dita zona de destilação em uma temperatura na faixa de 190 0C a 230 °C, em que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação está na faixa de 90 0C a cerca de 150 °C, em que a dita esterificação é realizada em uma temperatura na faixa de 220 0C a 300 °C.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita pasta está na faixa de cerca de 50 a cerca de 95 por cento em peso dos ditos sólidos.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito líquido de recirculação tem uma extensão de cadeia média na faixa de cerca de 2 a cerca de 18.

8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito álcool compreende etileno glicol e o dito ácido compreende ácido tereitálico.

9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um produto de esterificação tendo uma conversão de pelo menos cerca de 50 por cento é produzida a partir da zona de esterificação, e dito líquido de recirculação compreende pelo menos uma porção do dito produto de esterificação.

10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção da dita zona de esterificação é definida dentro de um trocador de calor, e dito trocador de calor compreende tubos pelo menos parcialmente cercados por um meio de transferência de calor, em que a zona de esterificação é pelo menos parcialmente definida dentro dos ditos tubos.

11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende produzir um produto de esterificação a partir da dita zona de esterificação e submeter pelo menos uma porção do dito produto de esterificação à separação de vapor/líquido em um zona de desprendimento horizontalmente alongada para deste modo produzir um primeiro produto líquido tendo uma conversão de pelo menos 70 por cento e um primeiro produto de vapor, em que a conversão do dito primeiro produto líquido é de pelo menos 1 ponto em porcentagem maior do que a conversão do dito produto de esterificação.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que também compreende submeter a dita porção do produto líquido a outra esterificação em uma segunda zona de esterificação e/ou à policondensação em uma zona de policondensação.

13. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que também compreende introduzir pelo menos uma porção do dito primeiro vapor na dita zona de destilação e separar a dita primeira porção de vapor em uma segunda corrente de vapor e o dito líquido que contém álcool, em que dita segunda corrente de vapor compreende pelo menos cerca de 50 por cento em mol de água e o dito líquido que contém álcool compreende pelo menos cerca de 50 por cento em mol de etileno glicol.

14. Processo para a produção de poliéster, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) submeter uma alimentação de esterificação que compreende ácido terefitálico e etileno glicol à esterificação em uma primeira zona de esterificação definida dentro dos tubos de um trocador de calor de casco e tubo para deste modo produzir um primeiro produto tendo uma conversão de pelo menos cerca de 50 por cento; (b) submeter pelo menos uma porção do dito primeiro produto à separação de vapor/líquido em um zona de desprendimento definida dentro de um recipiente de desprendimento para deste modo produzir um segundo produto líquido e um segundo produto de vapor, em que o dito segundo produto líquido tem uma conversão maior do que o dito primeiro produto; (c) submeter pelo menos uma porção do dito segundo produto de vapor para a separação por destilação em uma zona de destilação para deste modo produzir um terceiro produto de vapor e um terceiro produto líquido, em que o dito terceiro produto de vapor compreende pelo menos cerca de 50 por cento em mol de água e o dito terceiro produto líquido compreende pelo menos cerca de 50 por cento em mol de etileno glicol; (d) misturar pelo menos uma porção do dito terceiro produto líquido com partículas sólidas do ácido terefitálico para deste modo fornecer uma pasta; (e) combinar pelo menos uma porção da dita pasta com um líquido de recirculação para deste modo fornecer uma corrente combinada, em que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação não é maior do que 150 0C mais frio do que a temperatura do dito terceiro líquido quando sai da dita zona de destilação, em que o dito líquido de recirculação compreende pelo menos uma porção do dito segundo produto líquido, em que a dita alimentação de esterificação compreende pelo menos uma porção da dita corrente combinada.

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que também compreende resfriar pelo menos uma porção do dito terceiro líquido antes da dita mistura da etapa (d) reduzindo a temperatura do dito terceiro líquido por pelo menos cerca de 25 °C.

16. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação é pelo menos cerca de 25 0C mais frio do que a temperatura do dito terceiro líquido quando sai da dita zona de destilação.

17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação não é maior do que 100 0C mais frio do que a temperatura do dito terceiro líquido quando sai da dita zona de destilação.

18. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito terceiro líquido sai da dita zona de destilação em uma temperatura na faixa de 190 0C a 230 °C, em que a temperatura da dita pasta quando combinada com o dito líquido de recirculação é na faixa de 90 0C a cerca de 150 0C, em que a dita esterificação é realizada em uma temperatura na faixa de 220 0C a 300 0C.

19. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito recipiente de desprendimento define uma entrada de fluidos para receber o dito primeiro produto, uma saída de vapor para descartar o dito segundo produto de vapor, e uma saída de líquidos para descartar o dito segundo líquido, em que o dito vapor e saídas de líquidos são horizontalmente espaçadas da dita entrada de fluidos em uma distância maior do que a dimensão vertical máxima da dita zona de desprendimento.

20. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito recipiente de desprendimento tem uma razão de comprimento para diâmetro na faixa de cerca de 1,25:1 a cerca de 8:1.