CN102924697A

CN102924697A - 一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺

Info

Publication number: CN102924697A
Application number: CN2012103604199A
Authority: CN
Inventors: 戚海栋
Original assignee: ZHEJIANG HUATESI POLYMER TECHNICAL CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HUATESI POLYMER TECHNICAL CO Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明涉及一种酯化工艺，主要涉及一种通过温度调节实现物料循环的酯化方法，属于聚合物聚合方法领域。一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，它依次包括以对苯二甲酸与乙二醇为原料的浆料配置、酯化反应、预缩聚反应，所述酯化反应在一个酯化加热器和与所述酯化加热器串连的一个酯化反应釜中进行，所述浆料在所述酯化加热器和与所述酯化反应釜之间循环；所述浆料进入所述酯化加热器时温度为260~268℃，流出所述酯化加热器时温度为264~280℃。该工艺提供一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，该工艺不仅可以解决酯化过程中加热问题，而且酯化原料在温度下自动循环，提高酯化反应的酯化均匀度，缩短了酯化反应时间。

Description

一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺

技术领域

本发明涉及一种酯化工艺，主要涉及一种通过温度调节实现物料循环的酯化方法，属于聚合物聚合方法领域。

背景技术

酯化反应是聚合反应中重要的一步，酯化反应通常需要一定的温度，温度是控制酯化反应酯化度的关键，这也是影响后续聚合反应和成品质量的关键。现有技术通常是对酯化反应釜直接加热，同时通过搅拌来解决物料反应不均的问题，但是这种搅拌方式有一定的局限性，它需要较长的反应时间，较大体积的设备以及会消耗较大的功率。目前，有研究者通过外加热预反应来解决这个问题，如公开号为101225320（2008-07-23）的中国专利通过一种外加热罐解决预反应问题，但是该反应主要是解决酯化反应的加热问题，而酯化过程的主要目标是达到缩聚工艺的酯化均匀度，因此没有能够有效控制酯化均匀度。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，该工艺不仅可以解决酯化过程中加热问题，而且酯化原料在温度下自动循环，提高酯化反应的酯化均匀度，缩短了酯化反应时间。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，它依次包括以对苯二甲酸与乙二醇为原料的浆料配置、酯化反应、预缩聚反应，所述酯化反应在一个酯化加热器和与所述酯化加热器串连的一个酯化反应釜中进行，所述浆料在所述酯化加热器和与所述酯化反应釜之间循环；所述浆料进入所述酯化加热器时温度为260~262℃，流出所述酯化加热器时温度为266~270℃。

本发明中酯化反应原料通过泵入酯化加热器进行加热，通过加热后使泵入的酯化反应原料和流出酯化加热器的原料有一个温度差，而该温度差会进一步形成密度差，带动物料在酯化加热器和酯化反应釜之间自动循环并发生反应，缩短了酯化反应时间；另外，通过对温度的控制可以实现混合物原料在的循环次数、循环速度和酯化反应釜的停留时间进而控制酯化反应的混合原料物均匀度和混合度。通过酯化加热器加热的酯化反应原料从酯化加热器加热流出后进入酯化反应釜中部，使反应后产生的水和乙二醇能进入到酯化反应釜的顶部进行脱除。

作为优选，所述酯化反应的温度为264~267℃。

作为优选，所述酯化加热器采用气相热媒加热。气相热媒比液相热媒的传热效果好而且无需输送设备成本低。

作为优选，所述对苯二甲酸重量占所述苯二甲酸与乙二醇的重量总和的28~68%。

作为优选，所述酯化反应中反应时间为3~5小时。

作为优选，所述预缩聚反应将经过酯化的浆料送入预缩聚真空反应釜中进行，预缩聚反应时间为35~45min，压强为3.0~4.0KPa。

作为优选，所述终缩聚反应是将经过预缩聚反应的浆料送入终缩聚真空反应釜中进行，终缩聚反应时间为50~65 min，压强为0.04~0.06Kpa。

作为优选，所述预缩聚真空反应釜中加入乙二醇锑和二氧化钛。

作为优选，所述乙二醇锑浓度为3~5%。

作为优选，所述二氧化钛的浓度为10~15%。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

1、本发明中酯化反应原料通过泵入酯化加热器进行加热，通过加热后使泵入的酯化反应原料和流出酯化加热器的浆料有一个温度差，而该温度差会进一步使浆料形成密度差，带动浆料在酯化加热器和酯化反应釜之间自动循环并发生反应进而控制物料循环的速度和次数达到使物料在酯化反应釜内部反应时间和反应均匀度的控制，使反应周期大大缩短。

2、本发明气相热媒比液相热媒的传热效果好而且无需输送设备，使整个酯化反应成本大大降低。

3、本发明采用全自动化工艺，操作简单，制备出的聚合物稳定性高；另外，本发明可以实现浆料反应中副产物水和乙二醇的回收利用，使成本降低。

附图说明

图1 一种外加热自循环酯化反应装置的结构示意图。

图中，1-酯化反应釜、2-酯化反应加热器、3-原料出口、4-原料进口、5-回收物料出口、6-物料出口、7-物料进口、8-浆料注射器、9-分离塔、10-回收物料进口、11-连接角、12-预缩聚料进口管。

具体实例方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰明白，一下结合实施案例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用与限定本发明。

实施例1

将酯化反应原料对苯二甲酸和乙二醇通入酯化反应原料混合搅拌器，将搅拌后的混合浆料用泵泵入酯化加热器进行加热，加热采用气相热媒加热，混合浆料进入酯化加热器时温度为260℃，流出酯化加热器时温度控制为264℃；加热后的混合浆料进入到酯化反应釜的中部进行酯化反应，酯化反应温度为264℃，酯化反应为4小时，酯化反应釜内部装有一个酯化反应密度测试器控制器可以根据需要控制酯化反应的实际密度，酯化反应过程中产生的水和乙二醇通过与酯化反应应釜顶部的顶部连接的分离塔进行回收；将经过酯化反应的浆料送入预缩聚真空反应釜中进行预缩聚反应，同时加入浓度为3~5%乙二醇锑作为催化剂，加入浓度为10~15%的乙二醇锑作为消光剂，预缩聚反应时间为35min，压强为3.0Kpa；再将经过预缩聚反应的浆料送入终缩聚真空反应釜中进行，终缩聚反应时间为50 min，压强为0.04Kpa。

如图1所述，本发明中酯化反应原料通过泵8泵入酯化反应加热器2进行加热，通过加热后使泵入的酯化反应原料和流出酯化加热器的原料有一个温度差，而该温度差会进一步形成密度差，带动物料在酯化反应加热器2和酯化反应釜5之间自动循环并发生反应；该发明酯化反应釜中设置有导向装置，使通过热动力进入酯化反应釜5的物料可以在导向装置的导向下流动再次进入酯化反应加热器2实现循环加热反应。

实施例2

将酯化反应原料对苯二甲酸和乙二醇通入酯化反应原料混合搅拌器，将搅拌后的混合浆料用泵泵入酯化加热器进行加热，加热采用气相热媒加热，混合浆料进入酯化加热器时温度为264℃，流出酯化加热器时温度控制为272℃；加热后的混合浆料进入到酯化反应釜的中部进行酯化反应，酯化反应温度为265℃，酯化反应为5小时，酯化反应釜内部装有一个酯化反应密度测试器控制器可以根据需要控制酯化反应的实际密度，酯化反应过程中产生的水和乙二醇通过与酯化反应应釜顶部的顶部连接的分离塔进行回收；将经过酯化反应的浆料送入预缩聚真空反应釜中进行预缩聚反应，同时加入浓度为3~5%乙二醇锑作为催化剂，加入浓度为10~15%的乙二醇锑作为消光剂，预缩聚反应时间为40min，压强为3.5Kpa；再将经过预缩聚反应的浆料送入终缩聚真空反应釜中进行，终缩聚反应时间为57 min，压强为0.05Kpa。

实施例3

将酯化反应原料对苯二甲酸和乙二醇通入酯化反应原料混合搅拌器，将搅拌后的混合浆料用泵泵入酯化加热器进行加热，加热采用气相热媒加热，混合浆料进入酯化加热器时温度为268℃，流出酯化加热器时温度控制为280℃；加热后的混合浆料进入到酯化反应釜的中部进行酯化反应，酯化反应温度为267℃，酯化反应为6小时，酯化反应釜内部装有一个酯化反应密度测试器控制器可以根据需要控制酯化反应的实际密度，酯化反应过程中产生的水和乙二醇通过与酯化反应应釜顶部的顶部连接的分离塔进行回收；将经过酯化反应的浆料送入预缩聚真空反应釜中进行预缩聚反应，同时加入浓度为3~5%乙二醇锑作为催化剂，加入浓度为10~15%的乙二醇锑作为消光剂，预缩聚反应时间为45min，压强为4.0Kpa；再将经过预缩聚反应的浆料送入终缩聚真空反应釜中进行，终缩聚反应时间为65 min，压强为0.06Kpa。

对比例1

同实施例1，不同的是酯化反是在专利号为2010202700123的中国专利制备的酯化反应装置中进行。

对比例2

同实施例2，不同的是酯化反是在专利号为2010202700123的中国专利制备的酯化反应装置中进行。

对比例3

同实施例3，不同的是酯化反是在专利号为2010202700123的中国专利制备的酯化反应装置中进行。

将本发明实施例制备的聚合物和对比实施例制备的聚合物通过同样的熔体造粒、切粒和纺丝工艺制得纤维进行性能测试，采用根据国标GB/T14344-2008的测试标准对纤维的断裂强度和断裂伸长率进行测试，采用振动法对线密度偏差率进行测试，具体性能见表1。

表1 本发明实施例制备与对比实施例制备的纤维的性能测试结果

实验测试结果分析

（1）由表1可知，本发明实施例制备的纤维与对比实施例制备的纤维在具有约为59.5相同纤度的情况下，本发明实施例制备的纤维具有较高的断裂强度，说明本发明实施例制备的纤维具有更高的抵抗外力破坏的能力进而具有很强的耐用度。

（2）由表1可知，本发明实施例制备的纤维与对比实施例制备的纤维在具有约为59.5相同纤度的情况下，本发明实施例制备的纤维的断裂伸长率约为7.7%，对比实施例制备的纤维断裂伸长率约为11.4%，因此本发明实施例制备的纤维不易变形。

（3）由表1可知，本发明实施例制备的纤维与对比实施例制备的纤维在具有约为59.5相同纤度的情况下，本发明实施例制备的纤维的线密度偏差率小于2%，对比实施例制备的纤维的线密度偏差率大于3.5%，因此本发明实施例制备的纤维均匀度好。

Claims

1.一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，它依次包括以对苯二甲酸与乙二醇为原料的浆料配置、酯化反应、预缩聚反应，其特征在于：所述酯化反应在一个酯化加热器和与所述酯化加热器串连的一个酯化反应釜中进行，所述浆料在所述酯化加热器和与所述酯化反应釜之间循环；所述浆料进入所述酯化加热器时温度为260~268℃，流出所述酯化加热器时温度为264~280℃。

2.如权利要求1所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述酯化反应的温度为264~267℃。

3.如权利要求2所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述酯化加热器采用气相热媒加热。

4.如权利要求3所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述对苯二甲酸重量占所述苯二甲酸与乙二醇的重量总和的28~68%。

5.如权利要求4所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述酯化反应中反应时间为3~5小时。

6.如权利要求5所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述预缩聚反应将经过酯化的浆料送入预缩聚真空反应釜中进行，预缩聚反应时间为35~45min，压强为3.0~4.0KPa。

7.如权利要求6所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述终缩聚反应是将经过预缩聚反应的浆料送入终缩聚真空反应釜中进行，终缩聚反应时间为50~65 min，压强为0.04~0.06Kpa。

8.如权利要求7所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述预缩聚真空反应釜中加入乙二醇锑和二氧化钛。

9.如权利要求8所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述乙二醇锑浓度为3~5%。

10.如权利要求9所述一种通过温度调节实现物料循环的酯化工艺，其特征在于：所述二氧化钛的浓度为10~15%。