ES2587052T3 - Reactor tubular inclinado con flujo dividido - Google Patents
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Abstract
Un proceso que comprende: someter un medio de reacción (60) a una reacción química en un reactor (10) que comprende un miembro (18) tubular inclinado en sentido descendente, un divisor de flujo (14) dispuesto en dicho miembro tubular, y una primera bandeja (16a) dispuesta en dicho medio tubular, en el que dicho miembro tubular es alargado a lo largo de un eje central de alargamiento que está orientado con un ángulo en sentido descendente dentro del intervalo de 5 a 75 grados por debajo de la horizontal, en el que dicho divisor de flujo divide dicho medio de reacción en una parte inferior (62c) que fluye sobre la parte inferior (38) de dicho miembro tubular y una parte superior (62a) que fluye sobre dicha primera bandeja (16a).
Description
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incluir, por ejemplo, comonómeros que comprenden ácido tereftálico, tereftalato de dimetilo, ácido isoftálico, isoftalato de dimetilo, dimetil-2,6-naftalendicarboxilato, ácido 2,6-naftalendicarboxílico, etilen glicol, dietilen glicol, 1,4ciclohexano-dimetanol (CHDM), 1,4-butanodiol, politetrametilenglicol, trans-DMCD, anhídrido trimelítico, dimetil ciclohexano-1,4-dicarboxilato, decalin-2,6 dicarboxilato de metilo, decalin dimetanol, 2,6-dicarboxilato de decahidronaftalano, 2,6-dihidroximetil-decahidronaftaleno, hidroquinona, ácido hidroxibenzoico y sus mezclas.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la esterificación en la etapa de esterificación se puede llevar a cabo a una temperatura del medio de reacción dentro del intervalo de aproximadamente 180 a aproximadamente 350 ºC, o de aproximadamente 215 a aproximadamente 305 ºC, o de 260 a 290 ºC y una presión de espacio de vapor de menos de aproximadamente 483 kPa (70 psig), dentro del intervalo de aproximadamente -6,9 kPa (-1 Psig) a aproximadamente 69 kPa (10 psig), o de 13,8 kPa a 34 kPa (de 2 a 5 psig). La longitud media de cadena del monómero y/o oligómero que abandona la etapa de esterificación puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 20, de aproximadamente 2 a aproximadamente 15, o de 5 a 12.
Los reactores configurados de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente invención se pueden emplear en un sistema de producción de poliéster en fase fundida como un reactor de prepolímero para llevar a cabo una etapa de prepolimerización y/o como reactor de terminación para llevar a cabo una etapa de terminación. Una descripción detallada de las condiciones del proceso para la presente invención empleadas como reactor de prepolímero y/o reactor de terminación se proporcionan a continuación con referencia a la Figura 1. Se comprende que los reactores configurados de acuerdo con las realizaciones de la presente invención se pueden emplear generalmente como reactores de prepolímero y/o reactores de terminación y estas condiciones de proceso no se limitan a la realización descrita en la Figura 1.
Haciendo de nuevo referencia a la Figura 1, cuando se emplea el reactor 10 como reactor de prepolímero en un proceso de producción de poliéster en fase fundida (por ejemplo, un proceso para preparar PET), se puede llevar a cabo más de una reacción química en el reactor 10. Por ejemplo, aunque la policondensación puede ser la reacción química predominante llevada a cabo en el reactor 10, también puede tener lugar cierta cantidad de esterificación en el reactor 10. Cuando se emplea el reactor 10 como reactor de prepolímero, la longitud de cadena media de la alimentación introducida en la entrada de alimentación 24 puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 20, de aproximadamente 2 a aproximadamente 15, o de 5 a 12, mientras que la longitud de cadena media del producto predominantemente líquido extraído de la salida 26 de producto líquido puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 50, de aproximadamente 8 a aproximadamente 40, o de 10 a 30. Cuando se emplea el reactor 10 como reactor de prepolimerización, la reacción química llevada a cabo en el reactor 10 puede provocar que la longitud media de cadena del medio de reacción 60 aumente en al menos aproximadamente 2, dentro del intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 30, o dentro del intervalo de 8 a 20 entre la entrada de alimentación 22 y la salida 26 de producto líquido.
Cuando se emplea un reactor 10 como reactor de prepolímero, la alimentación puede penetrar en la entrada de alimentación 24 a una temperatura dentro del intervalo de aproximadamente 220 a aproximadamente 350 ºC, de aproximadamente 265 a aproximadamente 305 ºC, o de 270 a 290 ºC. El producto predominantemente líquido que abandona la salida 26 de producto líquido puede tener una temperatura dentro de aproximadamente 50 ºC, 25 ºC o 10 ºC de la temperatura de la alimentación que entra en la entrada de alimentación 24. En una realización, la temperatura del producto líquido que abandona la salida 26 de producto líquido está dentro del intervalo de aproximadamente 220 a aproximadamente 350 ºC, de aproximadamente 265 a aproximadamente 305 ºC, o de 270 a 290 ºC. Cuando se emplea un reactor 10 como reactor de prepolímero, la presión de espacio de vapor en el reactor 10 (medido en la salida de vapor 28) se puede mantener en el intervalo de aproximadamente 0 a aproximadamente 40 kPa (300 torr), dentro del intervalo de 133 Pa a 6,7 kPa (de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 torr) o dentro del intervalo de 2,67 kPa a 4 kPa (de 20 a 30 torr).
Cuando se emplea un reactor 10 como reactor de prepolímero, puede resultar deseable calentar la alimentación antes de la introducción en el reactor 10 y/o puede resultar deseable calentar el medio de reacción 60 a medida que fluye a través del reactor 10. Generalmente, la cantidad acumulada de calor añadido a la alimentación inmediatamente aguas arriba del reactor 10 más el calor añadido al medio de reacción 60 en el reactor 10 puede estar dentro del intervalo de 232 kJ/mol a 11600 kJ/mol (de aproximadamente 100 a aproximadamente 5.000 BTU/libra), dentro del intervalo de 928 J/g a 4600 J/g (de aproximadamente 400 a aproximadamente 2000 BTU/libra)
o dentro del intervalo de 1400 J/g a 3480 J/g (de 600 a 1.500 BTU/libra).
Haciendo de nuevo referencia a la Figura 1, cuando se emplea un reactor 10 como reactor de terminación en un proceso de producción de poliéster en fase fundida (por ejemplo, un proceso para la preparación de PET), la longitud de cadena media de la alimentación introducida en la entrada de alimentación 24 puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 50, de aproximadamente 8 a aproximadamente 40, o de 10 a 30, mientras que la longitud media de cadena del producto predominantemente líquido extraído de la salida 26 del producto líquido puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 30 a aproximadamente 210, de aproximadamente 40 a aproximadamente 80, o de 50 a 70. Generalmente, la policondensación llevada a cabo en el reactor 10 puede provocar que la longitud media de cadena del medio de reacción 60 aumente en al menos aproximadamente 10, al menos aproximadamente 25, o al menos 50 entre la entrada de alimentación 24 y la salida
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Intervalos numéricos
La presente descripción usa intervalos numéricos para cuantificar determinados parámetros que se refieren a la invención. Debería entenderse que cuando se proporcionan intervalos numéricos, debe interpretarse que dichos intervalos proporcionan un soporte literal para las limitaciones de las reivindicaciones que únicamente citan el valor inferior del intervalo, así como también las limitaciones de las reivindicaciones que únicamente citan el valor superior del intervalo. Por ejemplo, un intervalo numérico divulgado de 10 a 100 proporciona el soporte literal de una reivindicación que cita “mayor que 10” (sin límites superiores) y una reivindicación que cita “menor que 100” (sin límites inferiores).
Definiciones
Según se usa en la presente memoria, “un”, “una”, “el”, “la” y “dicho”, “dicha” significan uno o más.
Según se usa en la presente memoria, el término “agitación” se refiere al trabajo disipado en un medio de reacción que provoca el flujo de fluido y/o la mezcla.
Según se usa en la presente memoria, el término “y/o” cuando se usa en un listado de dos o más objetos, significa que se puede emplear uno cualquiera de los objetos listados por sí mismo, o se puede emplear cualquier combinación de dos o más de los objetos listados. Por ejemplo, si se describen que una composición contiene componentes A, B y/o C, la composición puede contener A solo; B solo; C solo; A y B en combinación; A y C en combinación; B y C en combinación; o A, B y C en combinación.
Según se usa en la presente memoria, la expresión “longitud media de cadena” significa el número medio de unidades de repetición del polímero. Para un poliéster, la longitud media de cadena significa el número de unidades de repetición de alcohol y ácido. La longitud media de cadena es sinónimo del grado medio de polimerización en número (DP). La longitud media de cadena se puede determinar por diversos métodos conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, RMN-1H se puede usar para determinar directamente la longitud de cadena basándose en el análisis de grupos terminales, y se puede usar dispersión de luz para medir el peso molecular medio expresado en peso con correlaciones usadas para determinar la longitud de cadena. La longitud de cadena, con frecuencia, se calcula en base a las correlaciones con las mediciones de cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) y/o mediciones de viscosidad.
Según se usa en la presente memoria, los términos “comprender”, “comprende” y “comprenden” son términos de transición de extremo abierto usados para la transición de un sujeto citado anteriormente antes del término hasta uno o más elementos citados después del término, en los que el elemento o elementos listados después del término de transición no necesariamente son los únicos elementos que constituyen el sujeto.
Según se usa en la presente memoria, los términos “contener”, “contiene” y “contienen” tienen el mismo significado de extremo abierto que “comprender”, “comprende” y “comprenden”, proporcionados con anterioridad.
Según se usa en la presente memoria, el término “conversión” se usa para describir una propiedad de la fase líquida de una corriente que se ha sometido a esterificación, en la que la conversión de la corriente esterificada indica el porcentaje del ácido original y los grupos que se han convertido (es decir, esterificado) hasta grupos éster. La conversión se puede cuantificar como el número de grupos terminales convertidos (es decir, grupos terminales de alcohol) dividido entre el número total de grupos terminales (es decir, alcohol más grupos terminales de ácido), expresado como porcentaje.
Según se usa en la presente memoria, la expresión “directamente acoplado” se refiere a una forma de acoplamiento de dos recipientes en comunicación fluida uno con el otro sin el uso de un conector intermedio que tenga un diámetro sustancialmente más estrecho que los dos recipientes.
Según se usa en la presente memoria, el término “esterificación” se refiere tanto a esterificación como a reacciones de intercambio de éster.
Según se usa en la presente memoria, los términos “tener”, “tiene” y “tienen” poseen el mismo significado de extremo abierto que “comprender”, “comprende” y “comprenden” proporcionados con anterioridad.
Según se usa en la presente memoria, la expresión “horizontalmente alargado” significa que la dimensión máxima horizontal es mayor que la dimensión máxima vertical.
Según se usa en la presente memoria, los términos “incluir”, “incluye” e “incluyen” tienen el mismo significado de extremo abierto que “comprender”, “comprende” y “comprenden” proporcionados con anterioridad.
Según se usa en la presente memoria, la expresión “agitación mecánica” se refiere a agitación de un medio de reacción provocada por el movimiento físico de un(unos) elemento(s) flexible(s) contra o dentro del medio de reacción.
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