DE102004014163A1 - Polyols, are formed from linear polyesters by mixing the starting materials in a mixing or kneading reactor, with one or more horizontally rotating hollow shaft sections - Google Patents
Polyols, are formed from linear polyesters by mixing the starting materials in a mixing or kneading reactor, with one or more horizontally rotating hollow shaft sections Download PDFInfo
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- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyolen aus linearen Polyestern wie Polyettylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und/oder Polyethylenterephthalat- bzw. Polybutylenterephthalat-Abfällen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 15.The The invention relates to a process for the preparation of polyols linear polyesters such as polyetylene terephthalate, polybutylene terephthalate and / or Polyethylene terephthalate or Polybutylene terephthalate waste and an apparatus for carrying out this method according to the preambles the claims 1 and 15.
Es sind Verfahren bekannt, nach denen Polyesterabfälle durch niedermolekulare Glykole in Lösung gebracht und auf diesem Wege Polyesterpolyole für die Herstellung von Polyurethan-Hartschaumstoffen, Polyisocyanurat-Hartschaumstoffen; PUR-Klebstoffen oder Polyesterklebstoffen gewonnen werden. Ebenso sind Verfahren bekannt, nach denen Polyester durch Glykole in Oligoesterdiole umgewandelt und für den gleichen Zweck verwendet werden. Die Glykolyse wird dabei in der Regel mit Oligoetherdiolen, z.B. Diethylenglykol oder Dipropylenglykol, durchgeführt. Außerdem wird die Verwendung von Aminoalkoholen, z. B. Diethanolamin oder Triethanolamin gelehrt.It Methods are known, according to which polyester waste by low molecular weight Glycols in solution and in this way polyester polyols for the production of rigid polyurethane foams, Polyisocyanurate foams; PUR adhesives or polyester adhesives be won. Similarly, methods are known, according to which polyester converted by glycols into oligoester diols and for the same Purpose to be used. Glycolysis is usually done with Oligoetherdiolen, e.g. Diethylene glycol or dipropylene glycol, performed. In addition, will the use of aminoalcohols, e.g. As diethanolamine or triethanolamine taught.
Die
Nach
einer weiteren technischen Lehre gemäß der
Nach
der Lehre des
Das bei diesem Verfahren eingesetzte Oligoesterkondensat ist ein hydroxyl- und estergruppenhaltiges Harz, das bei Polyesterkondensationen als unerwünschtes Nebenprodukt entsteht und derzeit als Abfall entsorgt werden muß. Dieses Oligohydroxyester enthaltende Gemisch ist in der Regel ein bei Raumtemperatur hochviskoses bis festes Destillationsprodukt der Polyesterherstellung, in dem ein Anteil metallorganischer Verbindungen als Reste von Umesterungskatalysatoren gelöst oder dispergiert ist.The used in this process Oligoesterkondensat is a hydroxyl and ester group-containing resin which is undesirable in polyester condensation By-product is created and currently has to be disposed of as waste. This Oligohydroxyester containing mixture is usually one at room temperature highly viscous to solid distillation product of polyester production, in which a proportion of organometallic compounds as residues of transesterification catalysts solved or dispersed.
Als Polyester werden bevorzugt Polyethylenterephthalat-Abfälle, z.B. Flaschen aus dem DSD-Sammelgut, verwendet, die bis zu 20 Gew.-% andere Kunststoffflaschen enthalten, vor allem solche aus PVC, Polycarbonat, PEN und hochgefüllten Styrencopolymerisaten.As Polyesters are preferably polyethylene terephthalate wastes, e.g. Bottles from the DSD groupage, used up to 20 wt .-% other Plastic bottles, especially those made of PVC, polycarbonate, PEN and highly filled styrenic copolymers.
Nach
der Lehre der
Nach diesem Verfahren läßt sich die Viskosität von Polyolen auf der Basis von linearen Polyestern, z.B. Polyethylenterephthalat, dadurch deutlich reduzieren, dass während der Umsetzung mit Glykolen, der Umesterung oder Glykolyse, außer Glykolen und/oder Oligoestern eine gegenüber der Terephthalsäure deutlich geringere molare Menge an Adipinsäure oder an einer anderen aliphatischen Dicarbonsäure bzw. deren Anhydrid hinzugefügt wird.After this method can be the viscosity of polyols based on linear polyesters, e.g. polyethylene terephthalate, significantly reduce the fact that during the reaction with glycols, transesterification or glycolysis, except glycols and / or oligoesters one opposite of terephthalic acid significantly lower molar amount of adipic acid or other aliphatic dicarboxylic acid or their anhydride added becomes.
Die USP 5,981,672 und 6,048,907 betreffen Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Polyesterpolyolen durch Umsetzung von PET mit einem Glykol. Den Vorrichtungen ist gemeinsam, dass das Reaktorgefäß bzw. die Rührwelle um eine horizontale Achse rotieren. Beide Vorrichtungen sind für einen chargenweisen Betrieb konstruiert.The USP 5,981,672 and 6,048,907 relate to devices and methods for the preparation of polyester polyols by reaction of PET with a glycol. The devices have in common that the reactor vessel or the agitator shaft rotate around a horizontal axis. Both devices are for a batch Operation constructed.
Für PBT oder PEN wurden bisher keine Glykolyseverfahren bekannt.For PBT or PEN have so far been known for no glycolysis process.
Unabhängig von der Solvolyse von Polyesterabfällen sind diskontinuierlich und kontinuierlich arbeitende Vorrichtungen zur Zerkleinerung, Vermischung und Umsetzung von festen und flüssigen Reaktionskomponenten mit folgenden Charakteristika bekannt:
- – Reaktorwellen, die um horizontale Achsen rotieren,
- – auf den Reaktorwellen angebrachte Knetschaufeln, die einen linearen Versatz untereinander auf der Hohlwelle und zueinander bei der Anordnung von Mehrwellenraktoren aufweisen,
- – Volumenstrom des Reaktionsgutes ist über die Gesamtlänge des Reaktors unveränderlich,
- – Heizmantel ist durchgehend über die Gesamtlänge des Reaktors beheizbar,
- – durchgehend beheizbare Hohlwelle zur Beheizung der Kneterschaufeln und zur zentralen Wärmeabgabe an den Reaktorraum,
- – Reaktorraum ist nicht in definierte Einzugszone, Reaktionszone und Austragszone eingeteilt.
- Reactor shafts rotating about horizontal axes
- - Kneading blades mounted on the reactor shafts, which have a linear offset with one another on the hollow shaft and with each other in the arrangement of multi-shaft tractors,
- - volume flow of the reaction mixture is unchangeable over the entire length of the reactor,
- - Heating jacket is continuously heated over the entire length of the reactor,
- Continuously heatable hollow shaft for heating the kneader blades and for central heat delivery to the reactor space,
- - Reactor space is not divided into defined feed zone, reaction zone and discharge zone.
Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen der Wärmeeintrag über die Mischerschaufeln erfolgt und der mechanische Einfluß auf das Reaktionsgut von untergeordneter Bedeutung ist.Farther Devices are known in which the heat input takes place via the mixer blades and the mechanical influence on the reaction is of minor importance.
Den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist nachteiligerweise gemeinsam, dass sie diskontinuierlich, d.h. chargenweise in einer oder in mehreren Stufen betrieben werden und für eine industrielle kontinuierliche Führung der Solvolyse von Polyestern nicht geeignet sind, weil entweder zu geringe Durchsätze möglich sind oder wegen ungünstiger Reaktorgeometrie hohe Temperaturen, erhöhter Druck, teure Reaktionspartner bzw. Katalysatoren oder wegen aufeinander folgender Reaktionsschritte und gegebenenfalls unterschiedlicher Reaktionsbedingungen eine aufwendige vielstufige Reaktionstechnik erfor derlich sind. Weiterhin ist der Antrieb ist nicht stoß- und ruckfrei, was zu einer erhöhten Belastung des Antriebsaggregats führt. Eine Verschiebung des Temperaturprofils im Reaktor, bedingt durch den Transport des Reaktionsgutes, ist nicht definiert beeinflußbar. Dadurch ist es schwierig, die für die Reaktion geeigneten, gegebenenfalls wechselnden Temperaturbedingungen einzustellen.The known methods and devices is disadvantageously common, that they are discontinuous, i. batchwise in one or more Stages are operated and for an industrial continuous leadership of solvolysis of polyesters not are suitable because either too low throughputs are possible or unfavorable Reactor geometry high temperatures, increased pressure, expensive reactants or catalysts or because of successive reaction steps and optionally different reaction conditions a complex Multi-stage reaction technology are neces sary. Furthermore, the Drive is not bumpy and jerk-free, resulting in an increased Load the drive unit leads. A shift in the temperature profile in the reactor, due to the transport of the reaction mixture, is not defined influenceable. This makes it difficult for the the reaction suitable, optionally changing temperature conditions adjust.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polyolen aus linearen Polyestern, insbesondere aus Polyethylenterephthalat, PBT, PEN PET-G oder Polyethylenterephthalat-, PBT-, PEN- oder PET-G-Abfällen zu entwickeln, die ohne die genannten Nachteile kontinuierlich unter chemisch vorgegebenen Verfahrensbedingungen die Konditionierung, die Dosierung und die Reaktion des Reaktionsgutes mit den zugeführten Komponenten gewährleistet.Of the Invention is therefore the object of a method and a Apparatus for the production of polyols from linear polyesters, especially polyethylene terephthalate, PBT, PEN PET-G or polyethylene terephthalate, PBT, PEN or PET-G waste to develop without the mentioned disadvantages continuously under chemically specified process conditions the conditioning, the dosage and the reaction of the reaction mixture with the components supplied guaranteed.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst.According to the invention Problem solved by the features of claims 1 and 15.
So ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus Polyethylenterephthalat und/oder Polyethylenterephthalat-Abfällen, einem Oligoestergemisch, gegebenenfalls einem oder mehreren Glykolen, gegebenenfalls anderen Alkoholen und gegebenenfalls einer oder mehreren aliphatischen Dicarbonsäuren in einem Misch-/Knetreaktor mit einer oder mehreren horizontal rotierenden Hohlwellen, an denen spezielle Mischelemente angeordnet sind, in einer oder mehreren Reaktions- und/oder Bearbeitungszonen unter kontinuierlichem Durchsatz zur Reaktion gebracht wird.So the process is characterized in that a mixture of polyethylene terephthalate and / or Polyethylene terephthalate wastes, an oligoester mixture, optionally one or more glycols, optionally others Alcohols and optionally one or more aliphatic dicarboxylic acids in a mixing / kneading reactor with one or more horizontally rotating Hollow shafts on which special mixing elements are arranged in one or more reaction and / or processing zones below continuous flow rate is reacted.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch
- – einen horizontal angeordneten Reaktor, der in einem Reaktorinnenraum eine oder mehrere Hohlwellen, die horizontal, parallel und rotierbar gelagert sind, aufweist, wobei der Reaktorinnenraum in Stoffflussrichtung in eine Misch- und Lösezone, eine Reaktionszone und eine Nachreaktions- und Austragszone geteilt ist,
- – ein mit einer Temperaturerfassung funktionell verbundenes Temperieraggregat, für einen Wärmeträgertransport in der oder die Hohlwellen und in Heizmantel(Misch- und Lösezone), Heizmantel(Reaktionszone) und Heizmantel(Nachreaktions- und Austragszone),
- – einen Antrieb der Hohlwellen,
- – eine mit der Misch- und Lösezone verbundene Förder- und Dosiereinrichtung und
- – eine mit der Nachreaktions- und Austragszone verbundene Austragseinheit.
- A horizontally arranged reactor which has one or more hollow shafts which are mounted horizontally, parallel and rotatable in a reactor interior, the reactor interior being divided in the material flow direction into a mixing and dissolving zone, a reaction zone and a post-reaction and discharge zone,
- A temperature control unit functionally connected to a temperature control unit, for a heat carrier transport in or the hollow shafts and in the heating jacket (mixing and dissolving zone), heating jacket (reaction zone) and heating jacket (post-reaction and discharge zone),
- A drive of the hollow shafts,
- A conveying and metering device connected to the mixing and dissolving zone and
- A discharge unit connected to the post-reaction and discharge zone.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwellen auf ihrer Oberfläche Knet- und Rührelemente so angeordnet aufweisen, dass deren Flächen mit einem Reaktormantel (innen) und/oder mit den Flächen der Knet- und Rührelemente benachbarter Hohlwellen bei der Rotation sich stetig verengende und wieder öffnende Spalte bilden.A Embodiment of the invention is characterized in that the Hollow shafts on their surface Kneading and stirring elements arranged so that their surfaces with a reactor jacket (inside) and / or with the surfaces the kneading and stirring elements adjacent hollow shafts in the rotation is steadily narrowing and again opening column form.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Förder- und Dosiereinrichtung der Vorrichtung eine Flüssigdosierung mit Vorratsbehälter und Dosierpumpe und eine Feststoffzuführung auf.In a further embodiment of the invention, the conveyor and Metering device of the device a liquid metering with reservoir and Dosing pump and a solids feed on.
In einer Weiterbildung weisen die Hohlwellen auf ihrer Oberfläche Knet- und Rührelemente so angeordnet auf, dass deren Flächen mit einem Reaktormantel (innen) und/oder mit den Flächen der Knet- und Rührelemente benachbarter Hohlwellen bei der Rotation sich stetig verengende und wieder öffnende Spalte bilden, und dass der Reaktor an der Dosierseite beginnend bis zur Austragsseite fortsetzend eine Misch- und Lösezone, eine Reaktionszone und eine Nachreaktions- und Austragsszone aufweist.In a further development, the hollow shafts on its surface kneading and stirring elements arranged so that their surfaces with a reactor shell (inside) and / or with the surfaces of the kneading and stirring elements of adjacent hollow shafts during rotation continuously narrowing and re-opening gaps form , and that the reactor at the Dosiersei te starting from the discharge side continuing a mixing and dissolving zone, a reaction zone and a Nachreaktions- and discharge zone.
Die wesentlichen Verfahrensschritte bei der erfindungsgemäßen PET-Glykolyse sind:
- • Füllen des Reaktors mit der/den Glykol-Komponente/n mit der entsprechenden Pumpe bei ausgeschalteter Produktpumpe
- • Füllen des Reaktors mit der aufgeschmolzenen Oligoester-Komponente mit der entsprechenden Pumpe (Behälter, Pumpe und Leitungen beheizt) bei ausgeschalteter Produktpumpe
- • Einschalten von Rührer und Heizung des Reaktors und der Wellen
- • Zudosieren der entsprechenden Menge PET-Flakes über eine Schnecke
- • Batchbetrieb des Reaktors für beispielsweise 60 min bei beispielsweise 240 °C in der Reaktionszone; PET wird durch Umesterung und Spaltung der Polymerketten in Polyol überführt
- • Übergang zum kontinuierlichen Betrieb durch gleichzeitiges Einschalten der Zuführungspumpen für Reaktionskomponenten und der Produktpumpe
- • der kontinuierliche Betrieb kann prinzipiell unbegrenzte Zeit dauern; die Reaktion PET → Polyol wird dabei fortgesetzt
- • bei der Umesterung wird Ethylenglykol freigesetzt, das über die Kolonne abdestilliert und aufgefangen wird
- • die Temperaturen in den drei Zonen des Reaktors können unterschiedlich sein
- • zum Herunterfahren Abschalten der Reaktionskomponenten- und Produkt-Pumpen; dadurch wird die letzte „Portion" der Reaktionsmischung noch für die Dauer von Lösen, Reaktion und Nachreaktion im Reaktor gehalten
- • nach beispielsweise 60 min Batchbetrieb Leerfahren des Reaktors durch Einschalten der Produkt-Pumpe, gleichzeitig Abschalten der Heizung
- • alle Operationen unter Schutzgasatmosphäre (z. B. Stickstoff) zur Verhinderung der durch die Einwirkung von Sauerstoff verursachten Qualitätsminderung der Polyole
- • Fill the reactor with the glycol component (s) with the corresponding pump with the product pump switched off
- • Fill the reactor with the melted oligoester component with the corresponding pump (tank, pump and lines heated) with the product pump switched off
- • Switching on of stirrer and heating of the reactor and the waves
- • Add the appropriate amount of PET flakes via a screw
- Batch operation of the reactor for, for example, 60 minutes at, for example, 240 ° C in the reaction zone; PET is converted into polyol by transesterification and cleavage of the polymer chains
- • Transition to continuous operation by simultaneously switching on the reaction component feed pumps and the product pump
- • the continuous operation can in principle last indefinitely; the reaction PET → polyol is continued
- In the transesterification, ethylene glycol is released, which is distilled off via the column and collected
- • The temperatures in the three zones of the reactor can be different
- • Shutdown Shutdown of reaction component and product pumps; This keeps the last "portion" of the reaction mixture in the reactor for the duration of dissolution, reaction and after-reaction
- • after, for example, 60 minutes of batch operation, empty the reactor by switching on the product pump and at the same time switching off the heating
- • All operations under a protective gas atmosphere (eg nitrogen) to prevent degradation of the polyols due to the action of oxygen
Die Vermischung der Komponenten, die mechanische Zerkleinerung des linearen Polyesters und die chemische Umsetzung wird in einem Ein- oder Mehrwellen-Misch-/Knetreaktor ausgeführt, in dem eine oder mehrere Hohlwellen im wesentlichen horizontal rotieren und so das Reaktionsgut durch geeignete Knetelemente oder Schaufeln intensiv vermischen, bei Temperaturen von 160 bis 280 °C verflüssigen und durch eine oder mehrere Reaktionszonen in Richtung des Austragss transportieren. Die flüssigen und die festen Komponenten werden getrennt in die beheizte Kammer bzw. die beheizten Kammern des Reaktors geführt. Überraschend wurde festgestellt, dass diese Anordnung gegenüber einem diskontinuierlichen Betrieb erheblich geringere Verweilzeiten ermöglicht. Nach einer mittleren Verweilzeit von 10 bis 1000 Minuten, insbesondere 20 bis 600 Minuten, gelangt das im wesentlichen flüssige Vorprodukt in einen weiteren Teil der Reaktionskammer, wo die Reaktion gegebenenfalls unter veränderten Temperatur- und Zeit-Bedingungen zu Ende geführt wird. Gegebenenfalls werden in einer weiteren Kammer leichtflüchtige Bestandteile durch Destillation entfernt.The Mixing of components, mechanical comminution of the linear Polyester and the chemical reaction is in a single or multi-shaft mixing / kneading reactor executed in which one or more hollow shafts rotate substantially horizontally and so the reaction mixture by suitable kneading elements or blades mix intensively, liquefy at temperatures of 160 to 280 ° C and through one or more reaction zones in the direction of the discharge transport. The liquid ones and the solid components are separated into the heated chamber or the heated chambers of the reactor out. Surprisingly, it was found that this arrangement faces a discontinuous operation significantly lower residence times allows. After a mean residence time of 10 to 1000 minutes, in particular 20 to 600 minutes, passes the substantially liquid precursor in another part of the reaction chamber where the reaction is optional under changed temperature and time conditions is completed. Optionally, in another chamber volatiles removed by distillation.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus folgenden Teilen:
- 1. Dosiereinrichtungen für die Reaktionskomponenten (Polyester-Granulat, z.B. Polyethylenterephthalat-Granulat, Oligoesterkondensat, gegebenenfalls ein oder mehrere Glykole, gegebenenfalls eine oder mehrere aliphatische Dicarbonsäuren),
- 2. einem Reaktor mit Eintragzone, Zerkleinerungs-, Löse- und Mischzone, Haupt- und gegebenenfalls Nachreaktionszone und Austragszone,
- 3. ggf. einer integrierten Vorrichtung zur Destillation unter vermindertem Druck,
- 4. einer Austrags- und ggf. Filtrationseinrichtung (zur Abtrennung von Fremdkörpern wie Sand, Metallteilen u.a. nicht umsetzbare Polymer-Beimengungen wie z. B. PVC oder Polystyren können als Dispersion erhalten bleiben) für das Produkt
- 5. einem Heizaggregat,
- 6. einer Steuerungseinheit.
- 1. metering devices for the reaction components (polyester granules, eg polyethylene terephthalate granules, oligoester condensate, optionally one or more glycols, optionally one or more aliphatic dicarboxylic acids),
- 2. a reactor with entry zone, crushing, dissolving and mixing zone, main and, where appropriate, post-reaction zone and discharge zone,
- 3. optionally an integrated distillation apparatus under reduced pressure,
- 4. a discharge and possibly filtration device (for the separation of foreign bodies such as sand, metal parts, inter alia, unreachable polymer admixtures such as PVC or polystyrene can be retained as a dispersion) for the product
- 5. a heating unit,
- 6. a control unit.
Die Dosiereinrichtungen für die Feststoffe werden an die Eigenschaften der zu fördernden Komponenten angepaßt. Weitere Dosiereinheiten dienen zur Förderung der flüssigen Reaktionskomponenten. Die Stoffströme sind durch ein Meß- und Steuerungssystem hinsichtlich des Massenverhältnisses aufeinander und hinsichtlich der Gesamtmasse auf die erforderliche Verweilzeit im Reaktor abgestimmt. Einer oder mehrere Stoffströme können vorgewärmt sein. Dazu kann ggf. die Abwärme des Reaktors verwendet werden.The Dosing devices for the solids are to be promoted to the properties of Components adapted. Further metering units serve to convey the liquid reaction components. The material flows are measured by a measuring and control system with respect to the mass ratio of each other and in terms the total mass matched to the required residence time in the reactor. One or more streams can preheated his. This may be the waste heat of the reactor can be used.
Im Reaktor befinden sich eine oder mehrere gleich- oder gegensinnig im wesentlichen um horizontale Achsen rotierenden Hohlwellen. Die Hohlwellen des Reaktors weisen Knet- und Rührelemente auf. Die Anordnung der Knet- und Rührelemente auf der Hohlwelle bzw. den Hohlwellen sowie deren Stellung folgen in einer bevorzugten Ausführungsform einer technischen Kurve, z. B. einer Sinuskurve, Evolvente oder Abrollkurve. In einer bevorzugten Ausführungsform rotieren die Wellen mit unterschiedlichen Drehzahlen. Die Reaktorinnenwände können mit Einbauten (Schikanen) versehen sein, in die die Knet- und Rührelemente beim Betrieb dergestalt eingreifen, dass im Betrieb bei einer Umdrehung der Hohlwelle ein oder mehrere sich verengende Spalten mit Abrißkanten entstehen. Die Hohlwellen besitzen in einer bevorzugten Ausführungsform in Richtung der Strömung des Reaktionsgutes einen in Stufen zunehmenden Durchmesser.In the reactor are one or more identical or opposite directions substantially around horizontal axes rotating hollow shafts. The hollow shafts of the reactor have kneading and stirring elements. The arrangement of the kneading and stirring elements on the hollow shaft or the hollow shafts and their position follow in a preferred embodiment of a technical curve, for. B. a sinusoid, involute or rolling curve. In a preferred embodiment, the shafts rotate at different speeds. The inner walls of the reactor can be provided with internals (baffles) into which the kneading and stirring elements engage during operation in such a way that during operation one revolution of the hollow shaft involves one or more narrowing gaps Abrißkanten arise. In a preferred embodiment, the hollow shafts have a diameter increasing in stages in the direction of the flow of the reaction mixture.
An den Übergängen zwischen den Reaktorzonen befindet sich in einer bevorzugten Ausführungsform jeweils ein gesteuerter Drehschieber, der das Reaktionsgut im unteren Bereich der Füllung jeweils zur nächsten Reaktorzone fördert.On the transitions between the reactor zones is in a preferred embodiment each a controlled rotary valve, the reaction in the bottom Area of the filling each to the next Promotes reactor zone.
Das Reaktorgehäuse besteht in einer vorteilhaften Weiterbildung aus zwei Halbschalen, die eine Demontage zu Reinigungs- und Wartungszwecken ermöglichen.The reactor housing consists in an advantageous development of two half-shells, the one disassembly to cleaning and Allow maintenance.
Die Heizeinrichtung zur Erzeugung der erforderlichen Umsetzungstemperatur im Reaktor kann in den hohl ausgestalteten Hohlwellen und/oder im Gehäuse untergebracht sein und z. B. durch eine indirekte Durchströmung mit auf die gewünschte Temperatur temperiertem Wärmeträger, z.B. Thermalöl erfolgen. Die Einströmung des Wärmeträgers in die Hohlwelle oder die Hohlwellen erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen tangential. Der Heizmantel des Reaktors ist in einer bevorzugten Ausgestaltung in mehrere Bereiche getrennt.The Heating device for generating the required reaction temperature in the reactor can in the hollow hollow shafts and / or in the casing be accommodated and z. B. by an indirect flow with to the desired Temperature-controlled heat transfer medium, e.g. thermal oil respectively. The inflow of the heat carrier in the hollow shaft or the hollow shafts takes place in a preferred embodiment essentially tangential. The heating jacket of the reactor is in one preferred embodiment separated into several areas.
Am Ende des Reaktors sind ein Überlauf, eine Filtrationseinrichtung, bevorzugt ein Spaltenfilter mit Rückspülung, und eine Vakuumpumpe angebracht.At the End of the reactor are an overflow, a Filtration device, preferably a column filter with backwashing, and a vacuum pump attached.
Die erforderlichenfalls vorzusehende Destillationszone, entweder in den Reaktor integriert oder als separate Einheit, dient gegebenenfalls zum destillativen Entfernen flüchtiger Nebenprodukte, gegebenenfalls unter Anwendung von Vakuum, wobei der dabei angewandte Druck 0,1 bis 400 mbar, bevorzugt 5 bis 100 mbar, betragen kann.The if necessary, distillation zone, either in the reactor integrated or as a separate unit, optionally used for distillative removal of volatile By-products, optionally with the use of vacuum, wherein the applied pressure 0.1 to 400 mbar, preferably 5 to 100 mbar, can amount.
Bei Einsatz einer Vakuumdestillationsstufe ist zwischen der Knet-, Misch- und Reaktionszone und der Destillationsstufe sowie zwischen der Destillationsstufe und der Austragszone jeweils eine Schleusung beispielsweise über eine Zahnradschleuse, ein diskontinuierlich arbeitendes Stopfsystem, ein kontinuierliches Drucksystem, ein Ventil oder ein Balgsystem oder durch die Ausführung der Knet- und Rührelemente, die eine zeitweise Dichtung dieses Kompartiments erlauben und als Ventil nur eine bestimmte Menge Reaktionsgemisch in das nach folgende Kompartiment einzutragen erlauben, gegebenenfalls zur Rückhaltung von Fremdkörpern mit nachgeschaltetem Filter, vorzusehen. Der nachgeschaltete Filter ist vorzugsweise als Spaltenfilter mit Rückspülung ausgeführt.at Use of a vacuum distillation stage is between the kneading, mixing and reaction zone and the distillation step and between the Distillation and the discharge zone each a smuggling for example about a gear lock, a discontinuous stuffing system, a continuous pressure system, a valve or a bellows system or by the execution the kneading and stirring elements, which allow a temporary seal of this compartment and as Valve only a certain amount of reaction mixture in the following Allow compartment to enter, optionally for retention of foreign bodies with downstream filter provided. The downstream filter is preferably designed as a column filter with backwashing.
Durch die Reaktionsführung im erfindungsgemäßen Reaktor ist ein Verfahren mit folgenden Vorteilen möglich geworden:
- – kontinuierliches Verfahren mit einer Verfahrensstufe,
- – keine Rückvermischung,
- – Verwendung von preisgünstigen Einsatzstoffen,
- – Umsetzung bei relativ niedrigen Temperaturen,
- – eindeutig handhabbares Temperaturprofil in allen Reaktorzonen einschließlich definierten Reaktionsabbruchs durch definierte Beeinflussung des Temperaturprofils in den einzelnen Reaktorzonen und Ausgleich der Verschiebung des Temperaturprofils, welches durch den axialen Transport des aufgeheizten Reaktionsgutes entsteht,
- – im wesentlichen drucklose Arbeitsweise,
- – schneller axialer Materialtransport in der Einzugzone vom Füllstutzen in Richtung Reaktionszone mit gleichzeitiger inniger Vermischung,
- – unterschiedlicher Volumenstrom in den Zonen möglich,
- – auf den Prozeß einstellbare, kurze Verweilzeiten, d. h. hoher Materialdurchsatz,
- – Reduzierung der eingesetzten Glykol- und Aminmengen,
- – energie- und investitionssparend arbeitender Prozeß,
- – geringer Lufteintrag durch die Knet-Mischbarren in das Reaktinsgut,
- – Betrieb ohne zusätzliches Schutzgas,
- – unmittelbare Benetzung der eingetragenen Schaummaterialien unter gleichzeitiger Entspannung des vorher komprimierten Materials und Auffüllung des vorhergehenden Gasraumes mit dem flüssigen Reaktionsgut,
- – deutlich besserer Wärmeübergang durch die Oberflächenvergrößerung bei Dekompression, dadurch große Kontaktfläche der chemischen Reaktionspartner unmittelbar nach dem Materialeintrag,
- – Produkt mit geringem Gehalt an unerwünschten primären aromatischen Aminen,
- – Produkt ohne Aufarbeitung verwendbar.
- Continuous process with a process step,
- - no backmixing,
- Use of low-cost starting materials,
- Reaction at relatively low temperatures,
- - clearly manageable temperature profile in all reactor zones including defined reaction termination by defined influence of the temperature profile in the individual reactor zones and compensation of the shift of the temperature profile, which results from the axial transport of the heated reaction material,
- Essentially non-pressurized operation,
- - faster axial transport of material in the feed zone from the filler neck in the direction of the reaction zone with simultaneous intimate mixing,
- - different volume flow in the zones possible,
- - process-adjustable, short residence times, ie high material throughput,
- - Reduction of the amount of glycol and amine used,
- - Energy and investment saving process,
- Low air entry through the kneading mixing bars into the reactant material,
- - operation without additional inert gas,
- Direct wetting of the registered foam materials with simultaneous relaxation of the previously compressed material and filling of the preceding gas space with the liquid reaction product,
- - significantly better heat transfer due to the surface enlargement during decompression, thus large contact surface of the chemical reactants immediately after the material entry,
- A product with a low content of unwanted primary aromatic amines,
- - Product usable without work-up.
Die erfindungsgemäß hergestellten Polyesteralkohole werden nach Abschluß der Umesterung direkt in Vorrats- oder Lagerbehältnisse ohne weitere Aufarbeitung abgefüllt. Die wesentlichen Produktdaten sind die Hydroxylzahl (OHZ) und die Viskosität. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, je nach Ausführungsform lineare und verzweigte Polyesteralkohole mit Hydroxylzahlen von 60 bis 600, Viskositäten (bei 20°C) von 1200 bis 500.000 mPas und hohem Aromatengehalt herzustellen. Dadurch können sie insbesondere zur Herstellung von hochwertigen bzw. flammgeschützten Polyurethanen eingesetzt werden.The produced according to the invention Polyester alcohols are directly in after completion of the transesterification Storage or storage containers bottled without further work-up. The essential product data are the hydroxyl number (OH) and the Viscosity. The inventive method allows it, depending on the embodiment linear and branched polyester alcohols having hydroxyl numbers of 60 to 600, viscosities (at 20 ° C) from 1200 to 500,000 mPas and high aromatics content. That's what they can do in particular for the production of high-quality or flame-retardant polyurethanes be used.
Weiterhin werden die erfindungsgemäßen Polyesteralkohole vorteilhaft zur Herstellung von Polyisocyanurat-Hartschaumstoffen verwendet. Darüber hinaus können durch Einbau von ungesättigten Dicarbonsäuren (Maleinsäure, Fumarsäure) oder deren Anhydriden ungesättigte Polyesteralkohole hergestellt werden, die vorteilhaft bei der Herstellung vor Lacken, Beschichtungen und Klebstoffen eingesetzt werden können.Furthermore, the polyester alcohols according to the invention are advantageously used for the production of rigid polyisocyanurate foams. In addition, by incorporation of unsaturated Dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid) or their anhydrides unsaturated polyester alcohols are prepared, which can be advantageously used in the production of paints, coatings and adhesives.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyole zeichnen sich durch eine hohe Stabilität bei der Lagerung und eine gute Mischbarkeit mit den Zusatzstoffen in Polyurethan-Systemen aus. Ursache für diese erwünschten guten Eigenschaften ist die durch das erfindungsgemäße Verfahren der Herstellung erzielte breite Molmassenverteilung sowohl der Terephthalatester selbst als auch der in ihnen angeordneten Alkylenglykolbausteine. Während der Polymerisationsgrad von PET in der Größenordnung von 90 bis 100 liegt, liegt derjenige der Oligohydroxyester bei 2 bis 4. Durch die Umesterung unter Mitwirkung der in den Oligohydroxyestern enthaltenen metallorganischen Katalysatorreste wird durch die in ihm anwesenden Alkylenglykole eine schnelle Kettenspaltung an den Estergruppen und dadurch eine Verringerung des Polymerisationsgrades bewirkt. Da diese Umesterungsreaktionen Gleichgewichtsreaktionen sind, erfolgt die Kettenspaltung nach statistischen Gesetzen. Die Oligohydroxyester erreichen dabei keine höheren Polymerisationsgrade, sondern bleiben als vergleichsweise niedermolekulare Polyesterpolyole im Gemisch. Die durch die Umesterung erzielten Polymerisationsgrade des PET erreichen Werte zwischen 40 und 5, so dass eine breite Molmassenverteilung erzielt wird, was durch Gelpermeationschromatographie bestätigt wird. Die Kombination aus breiter Molmassenverteilung und Einbau eines Alkylenglykolgemisches in die Polymerketten, dadurch Austausch des kurzkettigen Ethylenglykols durch höhere Homologe, führt zu den erwünschten, erfindungsgemäßen Eigenschaften, die durch eine direkte Depolymerisation durch Umesterung mit nur einem Glykol weder aus den Oligohydroxyestern noch aus dem PET erhalten werden können, da in diesen Fällen Produkte einer ganz anderen molaren Zusammensetzung und Molmassenverteilung entstehen, die nach wie vor kristallisierbar und dadurch nicht stabil sind.The according to the inventive method produced polyols are characterized by a high stability in the Storage and good miscibility with the additives in polyurethane systems out. Cause for these desirable ones Good properties is the by the inventive method The production achieved broad molecular weight distribution of both the terephthalate esters itself as well as arranged in them alkylene glycol. While the degree of polymerization of PET is in the order of 90 to 100, is that of Oligohydroxyester at 2 to 4. By transesterification with the help of organometallic compounds contained in the oligohydroxy esters Catalyst residues is due to the alkylene glycols present in it a rapid chain scission on the ester groups and thereby one Reduction of the degree of polymerization causes. Because these transesterification reactions Equilibrium reactions are, the chain cleavage takes place according to statistical Laws. The oligohydroxyesters do not achieve higher degrees of polymerization, but remain as relatively low molecular weight polyester polyols in a mixture. The degrees of polymerization achieved by the transesterification of the PET can reach values between 40 and 5, giving a broad molecular weight distribution achieved, which is confirmed by gel permeation chromatography. The combination of broad molecular weight distribution and installation of a Alkylenglykolgemisches in the polymer chains, thereby replacing the short-chain ethylene glycol by higher homologues, leads to the desired, properties of the invention, the by a direct depolymerization by transesterification with only one Glycol neither from the Oligohydroxyestern still obtained from the PET can be because in these cases Products of a completely different molar composition and molecular weight distribution arise, which are still crystallizable and therefore not stable are.
Als Ausgangsstoffe werden eingesetzt:
- 1. lineare Polyester, beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephtalat, Abfälle von linearen Polyestern, die mit bis zu 20 % PVC, Polystyren, Styren-Copolymeren wie ABS, SAN oder ASA, Polycarbonat usw. verunreinigt sein können,
- 2. Glykole wie Ethylenglykol und seine Oligomeren, vor allem Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykole der mittleren Molmassen 200, 300, 400, 600, 800, 1000; Propylenglykol, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Tetrapropylenglykol, Polypropylenglykole der mittleren Molmassen 200, 300, 400, 600, 800, 1000, Butandiol-1,4, Polybutylenglykole der mittleren Molmassen zwischen 200 und 1000 und Hexandiol-1,6,
- 3. Oligoester der Zusammensetzung 40 – 80% Terephthalsäure, 5 – 30% gebundenes Ethylenglykol, 1 – 20% freies Ethylenglykol, 1 – 20% gebundenes Diethylenglykol, 1 – 15% freies Diethylenglykol, 0 – 10% längerkettige Ethylenglykole, 0,5 – 5% metallorganische Verbindungen,
- 4. aliphatische bzw. cycloaliphatische Carbonsäuren oder Dicarbonsäuren wie Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Cyclohexandicarbonsäure oder Maleinsäure oder, soweit diese existieren, deren Anhydride.
- 1. linear polyesters, for example polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, waste of linear polyesters, which may be contaminated with up to 20% PVC, polystyrene, styrene copolymers such as ABS, SAN or ASA, polycarbonate etc.,
- 2. glycols such as ethylene glycol and its oligomers, especially diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycols of average molecular weights 200, 300, 400, 600, 800, 1000; Propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol, polypropylene glycols of average molecular weights 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1,4-butanediol, polybutylene glycols of average molecular weights between 200 and 1000 and 1,6-hexanediol,
- 3. Oligoester of composition 40-80% terephthalic acid, 5-30% bound ethylene glycol, 1-20% free ethylene glycol, 1-20% bound diethylene glycol, 1-15% free diethylene glycol, 0-10% longer-chain ethylene glycols, 0.5- 5% organometallic compounds,
- 4. aliphatic or cycloaliphatic carboxylic acids or dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, cyclohexanedicarboxylic acid or maleic acid or, if these exist, their anhydrides.
Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to drawings and exemplary embodiments.
Es zeigenIt demonstrate
Die
Anzahl der Knet- und Rührelemente
Das
Reaktorgehäuse
ist in Längsrichtung unterteilt
in drei Bereiche. An dem Heizmantel für die Misch- und Lösezone
Im
Bereich des Heizmantels(Misch- und Lösezone)
Gemäß
Der
Austragsstutzen
Die
Knet- und Rührwelle
Die
Knet- und Rührwelle
Die
Anordnung der Trägerscheiben(Knet- und
Rührwelle)
Die
Putz- und Einzugswelle
Im
Bereich des Heizmantels (Misch- und Lösezone)
Die
Förder-
und Dosiereinrichtung
Die
Dosierung von Flüssigkeiten
erfolgt über die
Flüssigdosierung
Die
Dosierung von Schmelzen erfolgt über die
Schmelzedosierung
Im
Bereich der Nachreaktions- und Austragszone
Am
Eingang und am Ausgang der Reaktionszone
Die
Temperaturerfassung
Der
Antrieb der Knet- und Rührwelle
Die
Temperierung des Heizmantels (Misch- und Lösezone)
Die
Austragseinheit
Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtungoperation the device according to the invention
Das
feste Reaktionsgut, zum Beispiel PET-Flakes, kann durch einen Dosierextruder
Das
feste Reaktionsgut wird durch die auf der Putz- und Einzugswelle
Nebenprodukte
der chemischen Umsetzung im Reaktor
Hinter
dem Austragsstutzen
Beispiel 1example 1
In einem erfindungsgemäßen Reaktor mit einem Gesamtvolumen von 20 l werden 2,5 kg Oligoesterkondensat nach Anspruch 5 bei 100°C im Vorratsbehälter aufgeschmolzen, über eine beheizte Pumpe und beheizte Rohrleitungen in den Reaktor gefördert und dort auf 210°C erwärmt. Nach Einschalten der Knetrührer werden über eine Dosierschnecke 6,7 kg PET-Abfä11e (91,2% PET, 4,7% PVC, 3,3% HDPE, 0,8% PS) innerhalb von 5 Minuten zugeführt. Nach 15 Minuten wird auf 245 bis 250°C erwärmt, und geschmolzenes Oligoesterkondensat und PET-Abfälle werden kontinuierlich zugeführt mit Fördergeschwindigkeiten von 13,5 bzw. 36,2 kg pro Stunde. Nach Verlassen der Reaktionszone wird das Gemisch in eine Entgasungszone überführt, in der ein verminderter Druck von 110 mbar bei einer Temperatur von 160°C eingestellt wird. Über die Saugleitung und eine Destillationskolonne wird ein Nebenproduktstrom von 13,3 kg/h abgezogen, der im wesentlichen aus Ethylenglykol und Diethylenglykol besteht. Nach 30 Minuten wird mit der Entnahme eines Produktstroms von ca. 50 kg pro Stunde begonnen, der filtriert wird. In Abständen von 30 Minuten werden Proben entnommen. Man erhält ein weitgehend konstantes Produkt mit einer Viskosität η25 von 12.500 und einer OH-Zahl von 310 mg KOH/g.In a reactor according to the invention with a total volume of 20 l 2.5 kg Oligoesterkondensat are melted according to claim 5 at 100 ° C in the reservoir, conveyed through a heated pump and heated pipes in the reactor and heated there to 210 ° C. After switching on the kneading stirrers, 6.7 kg of PET waste (91.2% PET, 4.7% PVC, 3.3% HDPE, 0.8% PS) are removed within 5 minutes via a metering screw fed. After 15 minutes, it is heated to 245-250 ° C, and molten oligoester condensate and PET waste are continuously fed at rates of 13.5 and 36.2 kg per hour, respectively. After leaving the reaction zone, the mixture is transferred to a degassing zone in which a reduced pressure of 110 mbar is set at a temperature of 160.degree. About the suction line and a distillation column a by-product stream of 13.3 kg / h is withdrawn, which consists essentially of ethylene glycol and diethylene glycol. After 30 minutes, the removal of a product stream of about 50 kg per hour is started, which is filtered. Samples are taken at intervals of 30 minutes. This gives a substantially constant product with a viscosity η 25 of 12,500 and an OH number of 310 mg KOH / g.
Beispiel 2Example 2
In einem erfindungsgemäßen Reaktor wie in Beispiel 1 werden 3,83 kg aufgeschmolzenes Oligoesterkondensat nach Anspruch 5 und 1,88 kg Diethylenglykol über eine beheizte Pumpe und beheizte Rohrleitungen in den Reaktor gefördert und dort auf 200°C erwärmt. Nach Einschalten der Knetrührer werden über eine Dosierschnecke 3,54 kg PET-Abfä11e (97% PET) innerhalb von 5 Minuten zugeführt. Nach 15 Minuten wird auf 215 bis 220°C erwärmt, und geschmolzenes Oligoesterkondensat, Diethylenglykol und PET-Abfälle werden kontinuierlich zugeführt mit Fördergeschwindigkeiten von 19,5, 9,5 bzw. 17,7 kg pro Stun de. Nach Verlassen der Reaktionszone wird das Gemisch in eine Entgasungszone überführt, in der ein verminderter Druck von 110 mbar bei einer Temperatur von 160 °C eingestellt wird. Über die Saugleitung und eine Destillationskolonne wird ein Nebenproduktstrom von 10,2 kg/h abgezogen, der im wesentlichen aus Ethylenglykol und Diethylenglykol besteht. Nach 30 Minuten wird mit der Entnahme eines Produktstroms von ca. 50 kg pro Stunde begonnen, der filtriert wird. In Abständen von 30 Minuten werden Proben entnommen. Man erhält ein weitgehend konstantes Produkt mit einer Viskosität η25 von 11.500 und einer OH-Zahl von 325 mg KOH/g.In a reactor according to the invention as in Example 1, 3.83 kg of molten oligoester condensate according to claim 5 and 1.88 kg of diethylene glycol are conveyed via a heated pump and heated pipes into the reactor and heated there to 200 ° C. After switching on the kneading stirrer, 3.54 kg of PET waste (97% PET) are fed in within 5 minutes via a metering screw. After 15 minutes, the mixture is heated to 215 to 220 ° C, and molten oligoester condensate, diethylene glycol and PET waste are continuously fed at delivery rates of 19.5, 9.5 and 17.7 kg per hour, respectively. After leaving the reaction zone, the mixture is transferred to a degassing zone in which a reduced pressure of 110 mbar is set at a temperature of 160.degree. About the suction line and a distillation column a by-product stream of 10.2 kg / h is withdrawn, which consists essentially of ethylene glycol and diethylene glycol. After 30 minutes, the removal of a product stream of about 50 kg per hour is started, which is filtered. Samples are taken at intervals of 30 minutes. A substantially constant product having a viscosity η 25 of 11,500 and an OH number of 325 mg KOH / g is obtained.
Beispiel 3Example 3
In einem erfindungsgemäßen Reaktor wie in Beispiel 1 werden 5,0 kg Oligoesterkondensat nach Anspruch 5 bei 100°C im Vorratsbehälter aufgeschmolzen, über eine beheizte Pumpe und beheizte Rohrleitungen in den Reaktor gefördert und dort auf 200°C erwärmt. Nach Einschalten der Knetrührer werden über zwei Dosierschnecken 3,6 kg PET-Abfä11e (97 % PET) und 0,4 kg Adipinsäure innerhalb von 5 Minuten zugeführt. Nach 15 Minuten wird auf 215 bis 220°C erwärmt, und geschmolzenes Oligoesterkondensat, PET-Abfä11e und Adipinsäure werden kontinuierlich zugeführt mit Fördergeschwindigkeiten von 25, 18 bzw. 2,0 kg pro Stunde. Nach Verlassen der Reaktionszone wird das Gemisch in eine Entgasungszone überführt, in der ein verminderter Druck von 110 mbar bei einer Temperatur von 160°C eingestellt wird. Über die Saugleitung und eine Destillationskolonne wird ein Nebenproduktstrom von 2,1 kg/h abgezogen, der im wesentlichen aus Wasser und Ethylenglykol besteht. Nach 30 Minuten wird mit der Entnahme eines Produktstroms von ca. 45 kg pro Stunde begonnen, der filtriert wird. In Abständen von 30 Minuten werden Proben entnommen. Man erhält ein weitgehend konstantes Produkt mit ein Viskosität η25 von 6.500 mPas und einer OH-Zahl von 265 mg KOH/g.In a reactor according to the invention as in Example 1 5.0 kg Oligoesterkondensat are melted according to claim 5 at 100 ° C in the reservoir, conveyed through a heated pump and heated pipes in the reactor and heated there to 200 ° C. After switching on the kneading stirrers, 3.6 kg of PET waste (97% PET) and 0.4 kg of adipic acid are fed in over 5 minutes via two metering screws. After 15 minutes, it is heated to 215-220 ° C, and molten oligoester condensate, PET waste and adipic acid are continuously fed at rates of 25, 18 and 2.0 kg per hour, respectively. After leaving the reaction zone, the mixture is transferred to a degassing zone, in which a reduced pressure of 110 mbar is set at a temperature of 160.degree. About the suction line and a distillation column a by-product stream of 2.1 kg / h is withdrawn, which consists essentially of water and ethylene glycol. After 30 minutes, the removal of a product stream of about 45 kg per hour is started, which is filtered. Samples are taken at intervals of 30 minutes. This gives a substantially constant product having a viscosity η 25 of 6,500 mPas and an OH number of 265 mg KOH / g.
Beispiel 4Example 4
In einem erfindungsgemäßen Reaktor wie in Beispiel 1 werden 4,4 kg Oligoesterkondensat nach Anspruch 5 bei 100°C im Vorratsbehälter aufgeschmolzen, über eine beheizte Pumpe und beheizte Rohrleitungen in den Reaktor gefördert und dort auf 210°C erwärmt. Nach Einschalten der Knetrührer werden über zwei Dosierschnecken 4,0 kg PET-Abfä11e (97% PET) und 0,24 kg Adipinsäure und über eine Dosierpumpe 0,64 kg Dipropylenglykol innerhalb von 5 Minuten zugeführt. Nach 15 Minuten wird auf 215 bis 220°C erwärmt, und geschmolzenes Oligoesterkondensat, PET-Abfälle, Adipinsäure und Dipropylenglykol werden kontinuierlich zugeführt mit Fördergeschwindigkeiten von 22, 20, 3,2 bzw. 1,2 kg pro Stunde. Nach Verlassen der Reaktionszone wird das Gemisch in eine Entgasungszone überführt, in der ein verminderter Druck von 110 mbar bei einer Temperatur von 160°C eingestellt wird. Über die Saugleitung und eine Destillationskolonne wird ein Nebenproduktstrom von 3,0 kg/h abgezogen, der im wesentlichen aus Wasser und Ethylenglykol besteht. Nach 30 Minuten wird mit der Entnahme eines Produktstroms von ca. 45 kg pro Stunde begonnen, der filtriert wird. In Abständen von 30 Minuten werden Proben entnommen. Man erhält ein weitgehend konstantes Produkt mit einer Viskosität η25 von 4.700 mPas und einer OH-Zahl von 320 mg KOH/g.In a reactor according to the invention as in Example 1 4.4 kg Oligoesterkondensat are melted according to claim 5 at 100 ° C in the reservoir, conveyed through a heated pump and heated pipes in the reactor and heated there to 210 ° C. After switching on the kneading stirrer, 4.0 kg of PET waste (97% PET) and 0.24 kg of adipic acid are fed in via two metering screws, and 0.64 kg of dipropylene glycol are supplied via a metering pump within 5 minutes. After 15 minutes, the mixture is heated to 215-220 ° C, and molten oligoester condensate, PET waste, adipic acid and dipropylene glycol are continuously fed at delivery rates of 22, 20, 3.2 and 1.2 kg per hour, respectively. After leaving the reaction zone, the mixture is transferred to a degassing zone in which a reduced pressure of 110 mbar is set at a temperature of 160.degree. About the suction line and a distillation column a by-product stream of 3.0 kg / h is withdrawn, which consists essentially of water and ethylene glycol. After 30 minutes, the removal of a product stream of about 45 kg per hour is started, which is filtered. Samples are taken at intervals of 30 minutes. A substantially constant product having a viscosity η 25 of 4,700 mPas and an OH number of 320 mg KOH / g is obtained.
- 11
- Reaktorreactor
- 1111
- Reaktorgehäusereactor housing
- 111111
- Misch- und Lösezonemixing and dissolution zone
- 112112
- Reaktionszonereaction zone
- 113113
- Nachreaktions- und Austragszonepost-reaction and discharge zone
- 114114
- Schmelzeanschlussmelt connection
- 115115
- Extruderanschlussextruder connection
- 116116
- Flüssigkeitseinlassliquid inlet
- 117117
- Austragsstutzendischarge port
- 118118
- Heizmantel (Misch- und Lösezone)heating jacket (Mixing and dissolving zone)
- 119119
- Heizmantel (Reaktionszone)heating jacket (Reaction zone)
- 120120
- Heizmantel (Nachreaktions- und Austragszone)heating jacket (Post-reaction and discharge zone)
- 121121
- ReaktorstirnwandReactor bulkhead
- 122122
- Reaktormantel (innen)reactor shell (Inside)
- 123123
- Manteleinbautencoat internals
- 124124
- StrömungsabrisskanteFlow separation edge
- 125125
- GaseinlasskapillareGaseinlasskapillare
- 126126
- Knetelement (stationär)kneading (stationary)
- 127127
- Trägersegment (Knetelement stationär)carrier segment (Kneading element stationary)
- 128128
- Drehschieberrotary vane
- 129129
- Kammerscheibechamber plate
- 130130
- Stellscheibeadjusting disk
- 131131
- Rotorscheiberotor disc
- 1414
- Hohlwellehollow shaft
- 141141
- Knet- und Rührwellekneading and stirrer shaft
- 142142
- Wellenmantel (Knet- und Rührwelle)shaft casing (Kneading and stirring shaft)
- 143143
- Lagerwelle (Knet- und Rührwelle)bearing shaft (Kneading and stirring shaft)
- 144144
- Trägerscheibe (Knet- und Rührwelle)carrier disc (Kneading and stirring shaft)
- 145145
- Knet- und Rührelement (Knet- und Rührwelle)kneading and stirring element (Kneading and stirring shaft)
- 146146
- Putz- und Einzugwelleplaster and intake shaft
- 147147
- Wellenmantel (Putz- und Einzugswelle)shaft casing (Cleaning and intake shaft)
- 148148
- Lagerwelle (Putz- und Einzugswelle)bearing shaft (Cleaning and intake shaft)
- 149149
- Trägerscheibe (Putz- und Einzugswelle)carrier disc (Cleaning and intake shaft)
- 150150
- Knet- und Rührelement (Putz- und Einzugswelle)kneading and stirring element (Cleaning and intake shaft)
- 1515
- Versorgungsanschluss (Hohlwelle)supply terminal (Hollow shaft)
- 151151
- Versorgungsanschluss (Heizmantel)supply terminal (Heating mantle)
- 1616
- ReaktorinnenraumReactor interior
- 22
- Förder- und DosiereinrichtungPromotional and metering
- 2525
- Dosierextrudermetering extruder
- 251251
- Vorwärmvorrichtungpreheating
- 252252
- Extruderschneckescrew extruder
- 2626
- Flüssigdosierungliquid dosage
- 261261
- Vorratsbehälterreservoir
- 262262
- Dosierpumpemetering
- 2727
- Dosierung (Schmelze)dosage (Melt)
- 271271
- Vorratsbehälter, beheiztReservoir, heated
- 272272
- Dosierpumpe, beheiztdosing pump, heated
- 273273
- Heizgerätheater
- 33
- Temperaturerfassungtemperature measurement
- 3131
- Anzeigeteildisplay part
- 3232
- Temperaturfühler Misch- und LösezoneTemperature sensor mixed and dissolution zone
- 3333
- Temperaturfühler ReaktionszoneTemperature sensor reaction zone
- 3434
- Temperaturfühler Nachreaktions- und AustragszoneTemperature sensor post-reaction and discharge zone
- 44
- Hydraulikmotorhydraulic motor
- 55
- Temperieraggregattempering
- 66
- Austragseinheitdischarge unit
- 6161
- ÜberlaufvorrichtungOverflow device
- 6262
- Filtereinheitfilter unit
- 621621
- Filtereingangfilter input
- 622622
- Filterausgangfilter output
- 623623
- Filterkerzefilter cartridge
- 6363
- DifferenzdruckmesswerkDifferential pressure measuring equipment
- 6464
- Saugpumpesuction pump
- 77
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006028584A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | 3M Innovative Properties Company | Stirred tube reactor and method of using the same |
WO2006079557A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-03 | Epc Industrial Engineering Gmbh | Reactor for the continuous and simultaneous production of different polyester products having adjustable variable viscosity, the progress of the process being regulated via the hydraulic drive system/s |
DE102008054940A1 (en) | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Gt Elektrotechnische Produkte Gmbh | Casting compound based on polyurethane, useful e.g. in automobile- and electrical industry, comprises two components, where the first component comprises polyester alcohol and the second component comprises di- and/or polyisocyanate |
EP2796189A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-29 | Buss-SMS-Canzler GmbH | Two-shaft reactor/mixer and system that consists of an end plate for a reactor/mixer and a discharge screws connection block |
EP2931411A4 (en) * | 2012-12-14 | 2016-12-28 | Biomax Holdings Pte Ltd | Apparatus and system for treating organic mass |
CN114192075A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-18 | 江西省正百科技有限公司 | Organic glass retrieves and uses high-purity decomposition device based on high temperature catalysis |
US11578385B2 (en) * | 2017-07-17 | 2023-02-14 | China Enfi Engineering Corporation | Device for continuously decomposing rare earth concentrate ore |
CN117282294A (en) * | 2023-09-12 | 2023-12-26 | 深圳宝峰印刷有限公司 | Pigment particle scattering device and printing ink grinding and mixing equipment |
-
2004
- 2004-03-17 DE DE200410014163 patent/DE102004014163A1/en not_active Ceased
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006028584A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | 3M Innovative Properties Company | Stirred tube reactor and method of using the same |
US7094846B2 (en) | 2004-09-01 | 2006-08-22 | 3M Innovative Properties Company | Stirred tube reactor and method of using the same |
WO2006079557A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-03 | Epc Industrial Engineering Gmbh | Reactor for the continuous and simultaneous production of different polyester products having adjustable variable viscosity, the progress of the process being regulated via the hydraulic drive system/s |
EA011833B1 (en) * | 2005-01-26 | 2009-06-30 | Эпк Индастриал Энджиниринг Гмбх | Reactor for continuous and simultaneous production of different polyester products having adjustable variable viscosity, the progress being regulated via the hydraulic drive systems |
US8066948B2 (en) | 2005-01-26 | 2011-11-29 | Epc Industrial Engineering Gmbh | Reactor for the continuous and simultaneous production of different polyester products having adjustable variable viscosity, the progress of the process being regulated via the hydraulic drive system |
DE102008054940A1 (en) | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Gt Elektrotechnische Produkte Gmbh | Casting compound based on polyurethane, useful e.g. in automobile- and electrical industry, comprises two components, where the first component comprises polyester alcohol and the second component comprises di- and/or polyisocyanate |
EP2931411A4 (en) * | 2012-12-14 | 2016-12-28 | Biomax Holdings Pte Ltd | Apparatus and system for treating organic mass |
US10155699B2 (en) | 2012-12-14 | 2018-12-18 | Biomax Holdings Pte Ltd | Apparatus and system for treating organic mass |
EP2796190A1 (en) | 2013-04-26 | 2014-10-29 | Buss-SMS-Canzler GmbH | System consisting of a cover for a reactor/mixer and a discharge screw connection block |
EP2796189A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-29 | Buss-SMS-Canzler GmbH | Two-shaft reactor/mixer and system that consists of an end plate for a reactor/mixer and a discharge screws connection block |
US9839863B2 (en) | 2013-04-26 | 2017-12-12 | Buss-Sms-Canzler Gmbh | Double shaft reactor/mixer and system including an end cap for a reactor/mixer and a discharge screw connector block |
US10525378B2 (en) | 2013-04-26 | 2020-01-07 | Buss-Sms-Canzler Gmbh | Double shaft reactor/mixer and system including an end cap for a reactor/mixer and a discharge screw connector block |
US11578385B2 (en) * | 2017-07-17 | 2023-02-14 | China Enfi Engineering Corporation | Device for continuously decomposing rare earth concentrate ore |
CN114192075A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-18 | 江西省正百科技有限公司 | Organic glass retrieves and uses high-purity decomposition device based on high temperature catalysis |
CN114192075B (en) * | 2021-12-01 | 2023-05-09 | 江西省正百科技有限公司 | High-purity decomposing device for recycling organic glass based on high-temperature catalysis |
CN117282294A (en) * | 2023-09-12 | 2023-12-26 | 深圳宝峰印刷有限公司 | Pigment particle scattering device and printing ink grinding and mixing equipment |
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