DE1618395B2 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen veresterung von terephthalsaeure - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen veresterung von terephthalsaeureInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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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.
In die Anmischvorrichtung werden kontinuierlich folgende Mengen pro Stunde eingeführt:
Terephthalsäure .. 10,0 kg I
Äthylenglykol.... 5,6 kg ) (entsPr- 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 (4)
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 = CnH2n 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 = CnH2n 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
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- 1967-03-28 GB GB1394567A patent/GB1122538A/en not_active Expired
- 1967-03-31 DE DE19671618395 patent/DE1618395B2/de not_active Withdrawn
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