DE1618395B2

DE1618395B2 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen veresterung von terephthalsaeure

Info

Publication number: DE1618395B2
Application number: DE19671618395
Authority: DE
Inventors: Corrado Mailand Magnolfi (Italien)
Original assignee: Karl Fischer Apparate- u. Rohrleitungsbau, 1000 Berlin; Chatillon Societe anonima italiana per le fibre tessi-Ii artificial! S.p.A., Mailand (Italien)
Priority date: 1966-03-31
Filing date: 1967-03-31
Publication date: 1973-07-12
Also published as: DE1618395A1; GB1122538A

Description

sein. Bei der Vermischung wird dagegen vorteilhaft mit einem Verhältnis kleiner als 1:2,5 gearbeitet, wobei die Homogenität, Fließbarkeit und Dosierbarkeit des Ausgangsgemisches durch die Rückführung des Glykols von der Rektifizierkolonne des Veresterungs- S reaktors zur Anmischvorrichtung erzielt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist vorteilhaft so aufgebaut, daß das Reaktionsgefäß als liegender beheizbarer Reaktor ausgebildet, innen mit einer Förderschnecke und am oberen Teil mit einer Rektifizierkolonne versehen ist, die in ihrem oberen Teil einen Teilkondensator trägt.

In der Zeichnung ist eine solche Vorrichtung schematisch dargestellt.

In eine Anmischvorrichtung 1, die für den Fall einer eventuell erforderlichen Erhitzung der Masse mit einem Doppelmantel 2 und außerdem mit einem Rührer 3 versehen ist, werden Säure und frisches Glykol in dem für die Veresterung geeigneten Verhältnis eingeführt. In dieselbe Anmischvorrichtung 1 fließt Glykol von der Rektifizierkolonne 9 zurück, wie später noch näher beschrieben wird. Das gründlich geknetete Ausgangsgemisch Säure/Glykol wird mit einer Pumpe 4, eventuell über einen Vorwärmer 5, einem Veresterungsreaktor 6, welcher mit einem Doppelmantel 7 versehen ist, zugeführt. Der Reaktor 6 ist waagerecht angeordnet, und das Reaktionsmaterial wird in der Richtung zum Ablaß weitergefördert.

Diese Weiterbewegung der reagierenden Masse wird mit einer Schnecke 8 geregelt. Die im obersten Teil des Reaktors 6 vorgesehene Rektifizierkolonne 9 kann als Bodenkolonne ausgebildet oder mit Raschigringen gefüllt sein.

Die Rektifizierkolonne 9 trägt in ihrem oberen Teil einen vorzugsweise mit Wasserdampf gespeisten Teilkondensator 10, der dazu dient, das Glykol zu kondensieren und den Reaktionswasserdampf zu einem Austrittsventil 11 gelangen zu lassen.

Im Bodenbereich der Rektifizierkolonne 9 wird ein Anteil Glykol entnommen, in einem Wärmeaustauscher 12 abgekühlt und mit einer Pumpe 13 in die Anmischvorrichtung 1 zurückgeführt. Dieser Anteil wird so bemessen, daß in der Anmischvorrichtung 1 ein Verhältnis Säure zu Glykol entsteht, das große Homogenität und gute Fließbarkeit der Masse bei genauer Dosierung des Gemisches Säure/Glykol gewährleistet.

Gute Resultate können mit einem Säure-Glykol-Verhältnis 1:3 in der Anmischvorrichtung 1 und 1:1,5 im Reaktor 6 erzielt werden.

Beispiel

In die Anmischvorrichtung werden kontinuierlich folgende Mengen pro Stunde eingeführt:

Terephthalsäure .. 10,0 kg I

Äthylenglykol.... 5,6 kg ) (^entsP^r- ^l:l'^{5 MoY}>

Mn(Ac)₂ 0,0065 Gewichtsprozent der

Terephthalsäuremenge Sb₂O₃ 0,0083 Gewichtsprozent der

Terephthalsäuremenge

Außerdem fließt in die Anmischvorrichtung pro Stunde

Äthylenglykol 5,6 kg

als Rückfluß zurück.

Das Ausgangsgemisch läuft kontinuierlich in den Veresterungsreaktor. Der Reaktor wird auf 23O⁰C erwärmt und der Druck bei 2 atü gehalten. Der Teilkondensator hat eine Temperatur von 130⁰C; die Gesamtverweilzeit des Produktes im Reaktor beträgt 3,5 Stunden.

Das erhaltene Reaktionsprodukt wird einer kontinuierlichen Polykondensationsanlage zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: siger Reaktionskomponente, dem Glykol, gewähr- ■ leistet wird. Die Überschußmengen dieser Reaktions-

1. Verfahren zur kontinuierlichen Veresterung komponente werden im Zuge der Umsetzung als freivon Terephthalsäure — allein oder im Gemisch mit gesetzte flüchtige Anteile abgetrennt.

bis zu 20 % Isophthalsäure — mit Glykolen, wobei 5 Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenein hinreichend fließfähiges Ausgangsgemisch aus stellung ist vor allem darin zu sehen, daß für kontibeiden Komponenten durch Zugabe einer hinrei- nuierlich arbeitende Anlagen zur Herstellung von chenden, gegenüber der für die eigentliche Vereste- Kunststoffen mit Faserqualität oder andere Verwenrung erforderlichen Mindestmenge überschüssigen dungszSvecke Möglichkeiten eröffnet werden sollten, Menge Glykol erzeugt und die Reaktionsmischung io nach denen sich auch vorangehende Stufen einer großbei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur in technischen Anlage kontinuierlich betreiben lassen, der Weise umgesetzt wird, daß unter Hinterlassung Solche kontinuierlich arbeitenden Anlagen müssen in eines kontinuierlich entnommenen Veresterungs- jedem Teil höchste Anforderungen an die Funktionsproduktes der gewünschten Zusammensetzung die sicherheit erfüllen, da sonst alle aufeinander abgeleichterflüchtigen Bestandteile über eine am Reak- 15 stimmten Stufen bei Ausfall nur eines Teiles in Mittionsgefäß angebrachte Rückflußkolonne im Zuge leidenschaft gezogen werden.

der Veresterungsreaktion abgetrieben werden, Außer den bereits oben erwähnten bekannten dadurch gekennzeichnet, daß der Schwierigkeiten bei der Herstellung eines Ausgangs-Kolonne das entstehende Wasser über Kopf und materials für kontinuierliche Polykondensation von das über die gewünschte Zusammensetzung des 20 Estern, z. B. Bis-(2-hydroxyäthyl)-terephthalat, ergibt Endproduktes hinaus abdestillierte Glykol im sich bei großtechnischen Anlagen als weitere Auf gaben-Bodenbereich der Kolonne entnommen und zu- stellung, das abgetrennte Glykol nicht nur abzuziehen mindest teilweise zusammen mit einer solchen und abzuleiten, sondern aufzuarbeiten und wieder zu Menge an Frischglykol kontinuierlich einer An- verwenden.

mischvorrichtung zugeführt wird, daß insgesamt 25 Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ko-

mit der gleichzeitig zugeführten Säure ein fließ- lonne das entstehende Wasser über Kopf und das über

fähiges Ausgangsgemisch entsteht, welches von hier die gewünschte Zusammensetzung des Endproduktes

aus dem Reaktionsgefäß zugeführt wird. hinaus abdestillierte Glykol im Bodenbereich der

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Kolonne entnommen und zumindest teilweise zusamzeichnet, daß als Glykol der allgemeinen Formel 30 men mit einer solchen Menge an Frischglykol konti-R(OH)₅, mit R = C_nH_2n und η variabel von 2 nuierlich einer Anmischvorrichtung zugeführt wird, bis 8, Äthylenglykol verwendet wird. daß insgesamt mit der gleichzeitig zugeführten Säure

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ein fließfähiges Ausgangsgemisch entsteht, welches von gekennzeichnet, daß das molare Verhältnis von hier aus dem Reaktionsgefäß zugeführt wird. Damit Säure zu Glykol bei der Vermischung kleiner ist 35 wird also auf einfache und vorteilhafte Weise das als 1:2,5. Glykol, das zwar für die Bereitstellung des fließfähigen

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Ausgangsgemisches, im weiteren Verfahrensablauf jenach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet doch nicht weiter erforderlich ist, praktisch im Kreisdurch ein als liegender beheizbarer Reaktor (6) lauf geführt und auf bestmögliche Weise ausgenützt, ausgebildetes Reaktionsgefäß, das innen mit einer 40 Eine fortwährende Zugabe von Überschußglykol ist Förderschnecke (8) und am oberen Teil mit einer aus wirtschaftlichen Gründen bei Großanlagen nach-Rektifizierkolonne (9) versehen ist, die in ihrem teilig. Eine Wiederverwendung des Glykols für ähnoberen Teil einen Teilkondensator (10) trägt. liehe oder andere Zwecke macht in jedem Falle eine

- ■ ' *■ gesonderte Aufarbeitung erforderlich.

. '45 Obwohl schließlich im Veresterungsprozeß mit einem

hohen Säure-Glykol-Verhältnis, d. h. im Sinne einer

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- optimalen Veresterung ohne einen großen Überschuß richtung zur kontinuierlichen Veresterung von Ter- an Glykol, gearbeitet wird, ist das Ausgangsgemisch ephthalsäure — allein oder im Gemisch mit bis zu 20 % infolge des Glykolüberschusses so homogen und fließ-Isophthalsäure — mit Glykolen, wobei ein hinreichend 50 fähig, daß zur Veresterung kontinuierlich je Zeiteinfließfähiges Ausgangsgemisch aus beiden Komponen- heit gleiche Mengen ihrer Bestandteile zugeführt werten durch Zugabe einer hinreichenden, gegenüber der den können. Die entstehenden Polykondensationsfür die eigentliche Veresterung erforderlichen mindest- produkte haben besonders für die Herstellung von menge überschüssigen Menge Glykol erzeugt und die Chemiefasern und anderem Kunststoff material große Reaktionsmischung bei erhöhtem Druck und erhöhter 55 Bedeutung erlangt,

Temperatur in der Weise umgesetzt wird, daß unter Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung

Hinterlassung eines kontinuierlich entnommenen Ver- wird als Glykol der allgemeinen Formal R(OH)₂, mit

esterungsproduktes der gewünschten Zusammenset- R = C_nH_2n und η variabel von 2 bis 8, Äthylenglykol

zung die leichterflüchtigen Bestandteile über eine am verwendet. R kann auch ein cycloaliphatischer oder

Reaktionsgefäß angebrachte Rückflußkolonne im Zuge ⁶° aliphatisch-aromatischer Rest sein. Beispiele weiterer

der Veresterungsreaktion abgetrieben werden. Glykole sind demgemäß Butylenglykol, Hexamethylen-

Ein Verfahren zur direkten Veresterung von Ter- glykol oder Cyclohexandimethanol. Die Veresterung

epththalsäure mit Glykolen ist in der USA.-Patent- mit Terephthalsäure allein oder im Gemisch mit bis

schrift 3 050 533 beschrieben. Bei der kontinuierlichen zu 20 % Isophthalsäure kann in Anwesenheit eines

Herstellung eines Veresterungsproduktes der Tereph- 65 Katalysators erfolgen wie beispielsweise Bleiasche,

thalsäure mit einem Glykol ist danach dafür zu sorgen, Zinkacetat oder Calciumacetat.

technisch leicht zu handhabende Ausgangsgemische Das molare Verhältnis Säure zu Glykol, das für die

bereitzustellen, was durch Zugabe von genügend flüs- Veresterung erwünscht ist, kann 1:1,5 und auch höher