JP2007112995A - Apparatus for heat treatment of polyester particle and method for multistage solid-phase polycondensation of polyester particle - Google Patents

Apparatus for heat treatment of polyester particle and method for multistage solid-phase polycondensation of polyester particle Download PDF

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寿 木村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for heat treatment of polyester particles suitable for practicing crystallization and solid-phase polycondensation by stepwise raising temperature, particularly an apparatus for heat treatment of polyester particles suitable for obtaining a high-molecular weight polyester by carrying out heat treatment of low-molecular weight polyester prepolymer. <P>SOLUTION: The apparatus for the heat treatment of polyester particles is characterized by comprising (1) a first fluidized bed, (2) a first moving bed, (3) a second fluidized bed, and (4) a second moving bed which are disposed in this order along the flow of the particles, the second moving bed having a capacity at least two times the capacity of the first moving bed. The present invention enables relative simplification of melt polycondensation process and leads to reduction of cost of whole polyester production apparatus. The resultant high-molecular weight polyester is applicable to wide fields such as fibers, clothes, molding resins and bottles for beverages. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はポリエステル粒子の熱処理装置に関する。詳しくはポリエステル樹脂からなる粒子を多段階の熱処理工程を経て固相重縮合するのに適した熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus for polyester particles. Specifically, the present invention relates to a heat treatment apparatus suitable for solid-phase polycondensation of particles made of polyester resin through a multi-stage heat treatment process.

ポリエチレンテレフタレート(以下PETと略すことがある)は数多くの材料および製品、例えば繊維、生地、成形用樹脂および飲料用ボトルなどで幅広く用いられている。   Polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET) is widely used in many materials and products such as fibers, fabrics, molding resins and beverage bottles.

上記用途に必要な成形加工性、機械的特性を引き出すためには分子量(固有粘度)を所定のレベルまで上げる必要があり、その方法として溶融重縮合に引き続き固相重縮合を行う方法が工業的に広く用いられている。固相重縮合は通常溶融重縮合によって得られたポリエステルプレポリマーを不活性ガス雰囲気下または減圧下で熱処理することにより行うが、比較的長時間を要するために、より生産性に優れた製造方法が望まれている。かかる方法として、溶融重縮合で比較的低重合度のポリエステルプレポリマーを得、このプレポリマーを高温で固相重縮合する方法が提案されている。   In order to extract the moldability and mechanical properties necessary for the above applications, it is necessary to increase the molecular weight (intrinsic viscosity) to a predetermined level. Widely used in Solid phase polycondensation is usually carried out by heat-treating the polyester prepolymer obtained by melt polycondensation under an inert gas atmosphere or under reduced pressure. However, since it takes a relatively long time, the production method is more productive. Is desired. As such a method, a method has been proposed in which a polyester prepolymer having a relatively low degree of polymerization is obtained by melt polycondensation, and this prepolymer is subjected to solid phase polycondensation at a high temperature.

例えば、特許文献1には、溶融重縮合で得られた平均重合度約5から約35(固有粘度約0.10から0.36dL/gのポリエステルプレポリマーを、見掛け結晶子サイズが9nm以上となるように結晶化させてから固相重縮合する方法が開示されている。しかしながら、我々の検討によれば、固相重縮合スタート時の重合度が低すぎるためかあるいは結晶が成長して分子の移動を抑制するためか、必ずしも満足な固相重縮合反応速度は得られない。   For example, Patent Document 1 discloses that a polyester prepolymer having an average degree of polymerization of about 5 to about 35 (inherent viscosity of about 0.10 to 0.36 dL / g) obtained by melt polycondensation has an apparent crystallite size of 9 nm or more. However, according to our study, the degree of polymerization at the start of solid phase polycondensation is too low, or the crystal grows to form molecules. A satisfactory solid phase polycondensation reaction rate is not always obtained for the purpose of suppressing the movement of the polymer.

また、特許文献2には固有粘度0.08〜0.5dL/gのポリエステルプレポリマーの粒子をそのガラス転移温度より140℃以上の高温で固相重縮合することが記載されているが、平均粒子径が1mm程度以上で、粒子同士が融着しない程度の温度範囲では必ずしも十分な固相重縮合反応速度が得られない。   Patent Document 2 describes solid-phase polycondensation of polyester prepolymer particles having an intrinsic viscosity of 0.08 to 0.5 dL / g at a temperature higher than 140 ° C. from the glass transition temperature. In the temperature range where the particle diameter is about 1 mm or more and the particles are not fused together, a sufficient solid phase polycondensation reaction rate cannot always be obtained.

更に特許文献3には、重合の進行が結晶化の進行より優先される固相重縮合方法、即ち、低分子量ポリエステルプレポリマー粒子を熱伝導媒体と接触させて約205〜240℃の範囲の温度まで10分未満で昇温した後、不活性ガスの気流中で固相重縮合する方法が開示されている。開示されている方法では熱衝撃を与えて約205〜240℃の範囲の温度まで極めて短時間で昇温するため、粒子同士が融着しやすく、これを防止するためには、ポリエステルプレポリマー粒子同士を接触させないように設備的工夫を要すること、また、この方法では固相重縮合時間の短縮効果が得られないことなど、必ずしも満足できる方法ではなかった。   Further, Patent Document 3 discloses a solid-phase polycondensation method in which the progress of polymerization takes precedence over the progress of crystallization, that is, a temperature in the range of about 205 to 240 ° C. when low molecular weight polyester prepolymer particles are brought into contact with a heat transfer medium. A method of solid-phase polycondensation in an inert gas stream after raising the temperature to less than 10 minutes is disclosed. In the disclosed method, a thermal shock is applied and the temperature is raised in a very short time to a temperature in the range of about 205 to 240 ° C., so that the particles are easily fused together. It is not always a satisfactory method, for example, it is necessary to devise equipment so as not to bring them into contact with each other, and the effect of shortening the solid phase polycondensation time cannot be obtained by this method.

一方、特許文献4には固相重縮合工程において2段以上の移動床を用いることが開示されているが、開示された技術は中程度の分子量(固有粘度として、概ね0.5〜0.65dL/g)のポリエステルプレポリマー粒子を固相重縮合するにあたり粒子同士が融着しないように段階的に昇温するものであり、重縮合反応速度は必ずしも改良されるものではない。また、中程度の分子量のプレポリマーを得るための溶融重縮合設備は低分子量のプレポリマーを得る設備より高価になり必ずしも満足できる方法ではなかった。   On the other hand, Patent Document 4 discloses that two or more moving beds are used in the solid-phase polycondensation step. However, the disclosed technique has a medium molecular weight (in terms of intrinsic viscosity, generally 0.5 to 0.00). In the solid phase polycondensation of the 65 dL / g) polyester prepolymer particles, the temperature is raised stepwise so that the particles do not fuse with each other, and the polycondensation reaction rate is not necessarily improved. Also, melt polycondensation equipment for obtaining a medium molecular weight prepolymer is more expensive than equipment for obtaining low molecular weight prepolymers and is not always a satisfactory method.

また、特許文献5には、混合特性を有する噴出渦床とピストンフロー性を有する流動床を接続配置したポリエステル材料の連続結晶化装置が開示されている。主として共重合ポリエステルのように結晶化速度が小さいポリエステルを、結晶度が均一で集塊のない顆粒とすることを目的としており、後続工程としての固相重合装置については記載されていない。   Patent Document 5 discloses a continuous crystallization apparatus for a polyester material in which an ejection vortex bed having mixing characteristics and a fluidized bed having piston flow properties are connected to each other. The purpose is mainly to form a polyester having a low crystallization rate, such as a copolyester, into granules having uniform crystallinity and no agglomeration, and no solid-state polymerization apparatus as a subsequent process is described.

また、特許文献6には、複数の流動化領域間の分離壁に流体の通路を有し、第一の領域が全容積の大部分を占めることを特徴とする連続多段熱処理装置が開示されている。しかしながら、特許文献5と同様に後続工程としての固相重合装置については記載されていない。
特許第3626758号公報 特開2004−67997号公報 特表2004-537622号公報 米国特許第5408035号明細書 特許第3073498号公報 特表2005-500928号公報
Patent Document 6 discloses a continuous multistage heat treatment apparatus characterized in that a fluid passage is formed in a separation wall between a plurality of fluidization regions, and the first region occupies most of the entire volume. Yes. However, as in Patent Document 5, there is no description of a solid phase polymerization apparatus as a subsequent process.
Japanese Patent No. 3626758 JP 2004-67997 A JP-T-2004-537622 US Pat. No. 5,408,035 Japanese Patent No. 3073498 Special Table 2005-500928

本発明の課題は、段階的に昇温することにより結晶化及び固相重縮合を実施するのに適したポリエステル粒子の熱処理装置、特に、低分子量のポリエステルプレポリマーを熱処理することにより、高分子量のポリエステルを得るのに適したポリエステル粒子の熱処理装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus for polyester particles suitable for carrying out crystallization and solid-phase polycondensation by raising the temperature stepwise, in particular, a high molecular weight by heat treating a low molecular weight polyester prepolymer. It is an object of the present invention to provide a heat treatment apparatus for polyester particles suitable for obtaining a polyester.

本発明者は上記課題に対して検討した結果、ポリエステル粒子の結晶化装置として流動床が有効であり、固相重縮合は移動床が有効であることを知得した。並びに、結晶化したポリエステル粒子を高温で固相重縮合を行う前に、その固相重縮合温度より低い温度で予備的に短時間固相重縮合を行うことにより高温での固相重縮合反応速度が大きくなり、全体としての反応時間を短縮できることを見出した。更に検討を重ねた結果、上記の予備的な固相重縮合後に、流動床を用いて短時間で昇温することが有効であることを知得し、本発明に到達した。   As a result of studying the above problems, the present inventor has found that a fluidized bed is effective as a crystallization apparatus for polyester particles, and that a moving bed is effective for solid phase polycondensation. In addition, before the solid-phase polycondensation of the crystallized polyester particles at a high temperature, a solid-phase polycondensation reaction at a high temperature is performed by preliminarily performing a short-term solid-phase polycondensation at a temperature lower than the solid-phase polycondensation temperature. It has been found that the speed increases and the overall reaction time can be shortened. As a result of further studies, it has been found that it is effective to raise the temperature in a short time using a fluidized bed after the preliminary solid-phase polycondensation described above, and the present invention has been achieved.

即ち本発明の要旨は、ポリエステル粒子の熱処理装置であって、該粒子の流れに沿って、1)第1流動床、2)第1移動床、3)第2流動床、4)第2移動床が、この順に配置されており、第2移動床の内容積が第1移動床の内容積の2倍以上であることを特徴とするポリエステル粒子を連続的に固相重縮合するための熱処理装置に存する。   That is, the gist of the present invention is an apparatus for heat treatment of polyester particles, and 1) a first fluidized bed, 2) a first moving bed, 3) a second fluidized bed, 4) a second moving along the flow of the particles. Heat treatment for continuous solid-phase polycondensation of polyester particles characterized in that the beds are arranged in this order, and the internal volume of the second moving bed is twice or more the internal volume of the first moving bed Exists in the device.

更に、本発明の好ましい実施態様として次のような装置例が挙げられる。   Furthermore, the following apparatus examples are given as preferred embodiments of the present invention.

第1流動床が、上流側に配置された完全混合性を有する流動床領域と、下流側に配置されたプラグフロー性を有する流動床領域とを有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The first fluidized bed has a fluidized bed region having complete mixing properties arranged on the upstream side and a fluidized bed region having plug flow properties arranged on the downstream side, and the heat treatment apparatus for the polyester particles .

第2流動床が、プラグフロー性を有する流動床であることを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The heat treatment apparatus for polyester particles, wherein the second fluidized bed is a fluidized bed having plug flow properties.

第1移動床及び/又は第2移動床が、不活性ガスを流通させる機構を有し、該移動床の下部にガスの入口を、上部にガスの出口を、それぞれ有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The first moving bed and / or the second moving bed has a mechanism for circulating an inert gas, and has a gas inlet at the lower part of the moving bed and a gas outlet at the upper part, respectively. Heat treatment equipment for polyester particles.

第1移動床及び/又は第2移動床が、上下方向に区分された複数個の領域を有し、各領域の下部にガスの入口を、上部にガスの出口を有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The first moving bed and / or the second moving bed has a plurality of regions divided in the vertical direction, and has a gas inlet at a lower portion of each region and a gas outlet at an upper portion thereof. Heat treatment equipment for polyester particles.

第1移動床及び/又は第2移動床が、上下方向に区分された複数個の領域を有し、各領域の横断方向にガスの入口とガスの出口とを有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The polyester characterized in that the first moving bed and / or the second moving bed has a plurality of regions divided in the vertical direction, and has a gas inlet and a gas outlet in the transverse direction of each region. Particle heat treatment equipment.

不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物及び/又は水を除去する機構を有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The polyester particle heat treatment apparatus has a mechanism for removing organic substances and / or water in the gas in the flow path of the inert gas.

不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物及び/又は水を凝縮させて回収する機構を有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The polyester particle heat treatment apparatus has a mechanism for condensing and recovering organic substances and / or water in the gas in a flow path of the inert gas.

不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物を燃焼させる機構、及び、当該ガス中の水を吸収する機構を、この順に有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The polyester particle heat treatment apparatus, which has a mechanism for burning organic substances in the gas and a mechanism for absorbing water in the gas in this order in the flow path of the inert gas.

不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物及び/又は水を凝縮させて回収する機構、当該ガス中の有機物を燃焼させる機構、並びに、当該ガス中の水を吸収する機構を、この順に有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   A mechanism for condensing and recovering organic substances and / or water in the gas, a mechanism for burning the organic substances in the gas, and a mechanism for absorbing water in the gas in this order in the distribution path of the inert gas. A heat treatment apparatus for the polyester particles, comprising:

第1移動床及び/又は第2移動床が、不活性ガスを流通させる機構、及び、上下方向に区分された複数個の領域を有し,少なくとも最上部の領域を流通する不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物及び/又は水を凝縮させて回収する機構を有し、少なくとも最下部の領域を流通する不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物を燃焼させる機構、及び、当該ガス中の水を吸収する機構を、この順に有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の熱処理装置。   The first moving bed and / or the second moving bed has a mechanism for flowing the inert gas, and a flow of the inert gas flowing through at least the uppermost region, having a plurality of regions divided in the vertical direction. A mechanism for condensing and collecting organic matter and / or water in the gas in the path, and a mechanism for combusting the organic matter in the gas in a flow path of an inert gas flowing through at least the lowermost region; and The polyester particle heat treatment apparatus has a mechanism for absorbing water in the gas in this order.

不活性ガス中の有機物を凝縮させて回収し、当該有機物の少なくとも一部をポリエステル粒子を製造するための原料として使用するための機構を有することを特徴とする前記ポリエステル粒子の処理装置。   An apparatus for treating polyester particles, comprising a mechanism for condensing and recovering an organic substance in an inert gas and using at least a part of the organic substance as a raw material for producing polyester particles.

また、本発明の他の要旨は、上記に記載の熱処理装置を使用して、固有粘度が0.18〜0.40dL/gのポリエステル粒子を第1移動床で固有粘度が0.03〜0.10dL/g上昇するまで固相重縮合し、更に第2移動床で固有粘度0.70dL/g以上まで固相重縮合することを特徴とするポリエステル粒子の多段固相重縮合方法に存する。   Another gist of the present invention is that the intrinsic viscosity is 0.03 to 0 on the first moving bed by using the heat treatment apparatus described above, and polyester particles having an intrinsic viscosity of 0.18 to 0.40 dL / g. The present invention resides in a multistage solid phase polycondensation method for polyester particles, characterized in that solid phase polycondensation is carried out until it increases by 10 dL / g, and further, solid phase polycondensation is carried out in a second moving bed to an intrinsic viscosity of 0.70 dL / g or more.

また、本発明の要旨は上記に記載の熱処理装置を用いた固相重縮合に伴い、副生する有機物の少なくとも一部を凝縮させて回収し、ポリエステル粒子を製造するための原料として使用することを特徴とするポリエステル粒子の多段固相重縮合方法にも存する。   In addition, the gist of the present invention is to condense and recover at least a part of the organic matter produced as a by-product with the solid phase polycondensation using the heat treatment apparatus described above, and use it as a raw material for producing polyester particles. It exists also in the multistage solid-phase polycondensation method of the polyester particle characterized by these.

本発明の装置により段階的な昇温が可能となり、低分子量のポリエステルプレポリマー粒子を融着させることなく、高速で固相重縮合することができる。結果として、溶融重縮合工程を相対的に簡略化することが可能となり、ポリエステル製造装置全体の低コスト化につながる。得られる高分子量ポリエステルは、繊維、生地、成形用樹脂及び飲料用ボトルなど幅広い分野で用途がある。   The apparatus of the present invention makes it possible to raise the temperature stepwise, and solid phase polycondensation can be performed at high speed without fusing the low molecular weight polyester prepolymer particles. As a result, the melt polycondensation process can be relatively simplified, leading to cost reduction of the entire polyester production apparatus. The resulting high molecular weight polyester has applications in a wide range of fields such as fibers, fabrics, molding resins and beverage bottles.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明は、ポリエステル粒子の熱処理装置であって、該粒子の流れに沿って、1)第1流動床、2)第1移動床、3)第2流動床、4)第2移動床が、この順に配置されており、第2移動床の内容積が第1移動床の内容積の2倍以上であることを特徴とするポリエステル粒子を連続的に固相重縮合するための熱処理装置である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention is a heat treatment apparatus for polyester particles, wherein 1) a first fluidized bed, 2) a first moving bed, 3) a second fluidized bed, 4) a second moving bed, A heat treatment apparatus for continuously solid-phase polycondensation of polyester particles arranged in this order and characterized in that the internal volume of the second moving bed is at least twice the internal volume of the first moving bed .

図1は、本発明の熱処理装置の一例を示す。図中、Aは第1流動床、Bは第1移動床、Cは第2流動床、Dは第2移動床、Eは冷却機をそれぞれ示す。G−G’は不活性ガス流路を示す。太線ライン1,2,3,4,5,6はポリエステル粒子の流れを示す。   FIG. 1 shows an example of a heat treatment apparatus of the present invention. In the figure, A is the first fluidized bed, B is the first moving bed, C is the second fluidized bed, D is the second moving bed, and E is the cooler. G-G ′ indicates an inert gas flow path. Thick line lines 1, 2, 3, 4, 5, 6 indicate the flow of polyester particles.

図1においては、溶融重縮合により得られたポリエステル粒子が、上流工程よりライン1を経て、完全混合性を有する第1流動床Aに定量的かつ連続的に導入される。第1流動床Aは、100〜200℃、好ましくは150〜190℃に保持され、ポリエステル粒子は2〜30分、熱処理され結晶化が行われる。第1流動床Aは多孔板と必要に応じて撹拌機構を有し、図示しない外部から導入される不活性ガスにより加熱流動化が行われる。不活性ガスとしては通常窒素が用いられ、流動化のためのガスの線速度は、ポリエステル粒子の大きさにも左右されるが、通常0.3〜2m/秒、好ましくは0.5〜1.5m/秒程度が選択される。第1流動床Aは、オーバーフローゲートやロータリーバルブ等の定量的かつ連続的に粒子を排出できる機構を有する。   In FIG. 1, the polyester particles obtained by melt polycondensation are quantitatively and continuously introduced into the first fluidized bed A having complete mixing properties via the line 1 from the upstream process. The first fluidized bed A is maintained at 100 to 200 ° C., preferably 150 to 190 ° C., and the polyester particles are heat-treated for 2 to 30 minutes for crystallization. The first fluidized bed A has a perforated plate and, if necessary, a stirring mechanism, and is heated and fluidized by an inert gas introduced from outside (not shown). Nitrogen is usually used as the inert gas, and the linear velocity of the gas for fluidization depends on the size of the polyester particles, but is usually 0.3 to 2 m / second, preferably 0.5 to 1. About 5m / sec is selected. The first fluidized bed A has a mechanism capable of discharging particles quantitatively and continuously, such as an overflow gate and a rotary valve.

図1のAは、完全混合性を有する1つの流動床(1個の反応器)を示すが、他の例として、外見上、1個の反応器に見えるが、2つの流動床領域を有する反応器が挙げられる。図6は、上流側に配置された完全混合性を有する流動床領域と下流側に配置されたプラグフロー性を有する流動床領域とを有する反応器の一例である。   FIG. 1A shows one fluidized bed (one reactor) with complete mixing, but as another example, it looks like one reactor but has two fluidized bed regions A reactor is mentioned. FIG. 6 is an example of a reactor having a fluidized bed region having complete mixing properties arranged on the upstream side and a fluidized bed region having plug flow properties arranged on the downstream side.

本明細書において、「完全混合性を有する」とは、所謂「理想的完全混合」状態にあるばかりではなく、反応器に入った粒子が速やかに当該反応器内部の全体に略均一に分散される状態であることをも含み、反応器内の全粒子の移動速度のベクトル和が略0(ゼロ)である(粒子の移動方向が略ランダムである)ことをいう。通常、後述の「プラグフロー性を有する」流動床以外の流動床において、流動化ガスの線速度を充分大きくすれば、完全混合性を有する流動床を形成することができる。当該流動床の構造や条件は、使用する反応器の大きさやポリエステル粒子の物性等に応じて、本発明の効果が得られる範囲で適宜選択することができる。   In this specification, “having complete mixing” means not only in the so-called “ideal complete mixing” state, but also the particles that have entered the reactor are rapidly and substantially uniformly dispersed throughout the reactor. The vector sum of the moving speeds of all the particles in the reactor is substantially 0 (zero) (the moving direction of the particles is substantially random). Usually, in a fluidized bed other than a fluidized bed having “plug flow property” described later, a fluidized bed having complete mixing property can be formed by sufficiently increasing the linear velocity of the fluidized gas. The structure and conditions of the fluidized bed can be appropriately selected within the range in which the effects of the present invention can be obtained according to the size of the reactor used, the physical properties of the polyester particles, and the like.

また、本明細書において、「プラグフロー性を有する」とは、所謂「理想的押し出し流れ(「ピストンフロー」ともいう)状態にあるばかりではなく、粒子の反応器内における滞留時間が略一定となる状態であることや、滞留時間が略0秒である粒子が実質的に存在しない状態であることをも含み、反応器内の全粒子の移動速度のベクトル和が、粒子の入口から出口に向かうベクトルと略平行であることをいう。通常、流動床において、流れ方向に仕切り板を設ける、流れ方向を下方に傾斜させる、及び/又は、流動化ガスの噴出方向や流れ方向を粒子の入口から出口に向かう方向とする等の方法により、プラグフロー性を有する流動床を形成することができる。当該流動床の構造や条件は、使用する反応器の大きさやポリエステル粒子の物性等に応じて、本発明の効果が得られる範囲で適宜選択することができる。   Further, in the present specification, “having plug flow property” means not only the state of so-called “ideal extrusion flow (also referred to as“ piston flow ”) but also that the residence time of particles in the reactor is substantially constant. And a vector sum of the moving speeds of all particles in the reactor from the inlet to the outlet of the particles. It is said to be substantially parallel to the vector that heads. Usually, in a fluidized bed, a partition plate is provided in the flow direction, the flow direction is inclined downward, and / or the flow direction of the fluidized gas is changed from the inlet to the outlet of the particles. A fluidized bed having plug flow properties can be formed. The structure and conditions of the fluidized bed can be appropriately selected within the range in which the effects of the present invention can be obtained according to the size of the reactor used, the physical properties of the polyester particles, and the like.

図6中、a1は水平多孔板、a2は傾斜多孔板、bは撹拌機構、c及びdは仕切板を示す。前段(仕切板cで区分された左側反応室)は完全混合性を有する流動床領域を形成し、後段(右側反応室)はプラグフロー性を有する流動床領域を形成している。このような流動床反応器はポリエステル粒子の融着を回避するうえで有効である。   In FIG. 6, a1 is a horizontal perforated plate, a2 is an inclined perforated plate, b is a stirring mechanism, and c and d are partition plates. The former stage (left reaction chamber divided by the partition plate c) forms a fluidized bed region having complete mixing properties, and the latter stage (right reaction chamber) forms a fluidized bed region having plug flow properties. Such a fluidized bed reactor is effective in avoiding the fusion of the polyester particles.

第1流動床Aから排出されたポリエステル粒子は、ライン2を経て第1移動床Bに定量的かつ連続的に導入される。第1移動床Bは190〜230℃、好ましくは200〜215℃に保持され、ポリエステル粒子は1.5〜5時間熱処理され、第1段固相重縮合が行われる。第1移動床Bに供されるポリエステル粒子の固有粘度は0.18〜0.40dL/gであるのが好ましく、固相重縮合によりポリエステル粒子の固有粘度は、少なくとも0.03dL/g、好ましくは0.05〜0.10dL/g程度上昇するように処理される。第1移動床Bは下部にロータリーバルブ等の、粒子を定量的かつ連続的に排出する機構を有し、ポリエステル粒子は上方から下方に移動する。一方、不活性ガスは下方から上方に(向流)、上方から下方に(並流)、又は左右横断方向に(水平方向)移動するが、下部にガスの入口を、上部にガスの出口を有するのが好ましい。固相重縮合により副生するグリコール類を主体とする有機物や水は、外部Gから導入される不活性ガスに同伴して、第1移動床Bの外部(G’)に排出される。   The polyester particles discharged from the first fluidized bed A are quantitatively and continuously introduced into the first moving bed B via the line 2. The first moving bed B is maintained at 190 to 230 ° C., preferably 200 to 215 ° C., the polyester particles are heat-treated for 1.5 to 5 hours, and the first stage solid phase polycondensation is performed. The intrinsic viscosity of the polyester particles provided to the first moving bed B is preferably 0.18 to 0.40 dL / g, and the intrinsic viscosity of the polyester particles by solid phase polycondensation is at least 0.03 dL / g, preferably Is processed so as to increase by about 0.05 to 0.10 dL / g. The first moving bed B has a mechanism for discharging the particles quantitatively and continuously, such as a rotary valve, in the lower part, and the polyester particles move downward from above. On the other hand, the inert gas moves from the bottom to the top (countercurrent), from the top to the bottom (cocurrent flow), or from side to side (horizontal direction), with the gas inlet at the bottom and the gas outlet at the top. It is preferable to have. Organic substances and water mainly composed of glycols by-produced by solid phase polycondensation are discharged to the outside (G ′) of the first moving bed B along with the inert gas introduced from the outside G.

第1移動床Bから排出されたポリエステル粒子はライン3を経て第2流動床Cに定量的かつ連続的に導入される。第2流動床Cは第1段固相重縮合により得られたポリエステル粒子の温度を急速に昇温させる機能を有し、プラグフロー性を有する流動床であるのが好ましい。第2流動床Cは多孔板と必要に応じて撹拌機構を有し、ポリエステル粒子は図示しない外部から導入される不活性ガスにより流動状態に保持される。その間にポリエステル粒子は230〜245℃に昇温される。この温度は第1段固相重縮合の温度よりも15℃以上高い温度であり、後続する第2段固相重縮合の温度と同一、又は1〜8℃、好ましくは3〜6℃高い温度に制御される。その理由は第2移動床においてポリエステル粒子同士の融着を起こり難くすることができるからである。第2流動床Cの滞留時間は通常30分以内、好ましくは25分以内、更に好ましくは20分以内となるように制御される。このような滞留時間で急速昇温することにより本発明の多段固相重縮合の効果が一層大きくなる。第2流動床Cは、第1流動床Aと同様に、オーバーフローゲートやロータリーバルブ等の定量的かつ連続的に粒子を排出できる機構を有する。   The polyester particles discharged from the first moving bed B are quantitatively and continuously introduced into the second fluidized bed C via the line 3. The second fluidized bed C has a function of rapidly raising the temperature of the polyester particles obtained by the first stage solid phase polycondensation, and is preferably a fluidized bed having plug flow properties. The second fluidized bed C has a perforated plate and, if necessary, a stirring mechanism, and the polyester particles are kept in a fluidized state by an inert gas introduced from the outside (not shown). Meanwhile, the polyester particles are heated to 230-245 ° C. This temperature is 15 ° C. or more higher than the temperature of the first stage solid phase polycondensation, and is the same as the temperature of the subsequent second stage solid phase polycondensation, or 1 to 8 ° C., preferably 3 to 6 ° C. higher. Controlled. This is because it is possible to make it difficult for the polyester particles to fuse with each other in the second moving bed. The residence time of the second fluidized bed C is usually controlled to be within 30 minutes, preferably within 25 minutes, and more preferably within 20 minutes. The effect of the multistage solid phase polycondensation of the present invention is further increased by rapidly raising the temperature with such a residence time. Similar to the first fluidized bed A, the second fluidized bed C has a mechanism capable of discharging particles quantitatively and continuously, such as an overflow gate and a rotary valve.

第2流動床Cから排出されたポリエステル粒子は、ライン4を経て第2移動床Dに定量的かつ連続的に導入され、そこで第2段固相重縮合が行われる。第2段固相重縮合の温度は第1段固相重縮合の温度よりも15℃以上高く、250℃以下の温度で行われるのが好ましい。第2移動床Dの内容積は、第1移動床Bの2倍以上、好ましくは3〜8倍の範囲で設定される。ポリエステル粒子に充分な滞留時間を与えるために必要な反応空間である。滞留時間は温度にも左右されるが、通常5〜50時間、好ましくは8〜20時間の範囲から選択される。第2移動床Dは、第1移動床Bと同様の機構を有しており、ポリエステル粒子は上方から下方に移動する。ポリエステル粒子は所定の滞留時間熱処理を受けて固相重縮合して、その固有粘度は、0.70dL/g以上、好ましくは0.80dL/g以上となる。また、固相重縮合により副生するグリコール類を主体とする有機物や水は、Gから導入される不活性ガスに同伴して、G’より第2移動床Dの外部に排出される(向流接触)。場合によっては、不活性ガスをG’から導入して、ポリマー粒子と並流接触させ、Gから排出することもできるが、下部にガスの入口を、上部にガスの出口を有するのが好ましい。第1移動床B及び第2移動床Dから排出される不活性ガスは、それぞれ独立して、又は合体して別途、ガス処理工程に導かれ、含有する有機物及び/又は水を凝縮させて回収するのが好ましい。有機物及び/又は水を凝縮させて回収した後の不活性ガスは、系内を循環させ、再利用することも可能である。第2移動床Dは、第1移動床Bと同様に、下部にロータリーバルブ等の、粒子を定量的かつ連続的に排出する機構を有し、ポリエステル粒子は上方から下方に移動する。   The polyester particles discharged from the second fluidized bed C are quantitatively and continuously introduced into the second moving bed D via the line 4, where the second stage solid phase polycondensation is performed. The temperature of the second stage solid phase polycondensation is preferably 15 ° C. or higher and 250 ° C. or lower than the temperature of the first stage solid phase polycondensation. The internal volume of the second moving bed D is set in the range of 2 times or more, preferably 3 to 8 times that of the first moving bed B. It is a reaction space necessary for giving sufficient residence time to the polyester particles. The residence time depends on the temperature, but is usually selected from the range of 5 to 50 hours, preferably 8 to 20 hours. The second moving bed D has the same mechanism as the first moving bed B, and the polyester particles move downward from above. The polyester particles undergo a heat treatment for a predetermined residence time and undergo solid phase polycondensation, and the intrinsic viscosity becomes 0.70 dL / g or more, preferably 0.80 dL / g or more. In addition, organic substances and water mainly composed of glycols by-produced by solid-phase polycondensation are discharged from G ′ to the outside of the second moving bed D along with the inert gas introduced from G. Flow contact). In some cases, an inert gas can be introduced from G ', brought into co-current contact with the polymer particles and discharged from G, but preferably has a gas inlet at the bottom and a gas outlet at the top. The inert gas discharged from the first moving bed B and the second moving bed D is independently or combined and separately led to a gas treatment process, and the contained organic matter and / or water is condensed and recovered. It is preferable to do this. The inert gas after the organic substance and / or water is condensed and recovered can be circulated in the system and reused. Similar to the first moving bed B, the second moving bed D has a mechanism for discharging particles quantitatively and continuously, such as a rotary valve, in the lower part, and the polyester particles move downward from above.

第2移動床Dから排出されたポリエステル粒子は、ライン5を経て冷却機Eに導入される。冷却は固相重縮合したポリエステル粒子(製品)の品質安定化等のため必要である。冷却機Eの構造は限定されるものではないが、例えば、プラグフロー性を有する流動床等が用いられ、滞留時間10〜30分程度で常温付近まで冷却することが好ましい。冷却されたポリエステル粒子はライン6を経て図示しない製品化工程に搬送される。   The polyester particles discharged from the second moving bed D are introduced into the cooler E via the line 5. Cooling is necessary for stabilizing the quality of the polyester particles (product) subjected to solid phase polycondensation. Although the structure of the cooler E is not limited, for example, a fluidized bed having a plug flow property is used, and it is preferable to cool to near room temperature with a residence time of about 10 to 30 minutes. The cooled polyester particles are conveyed through a line 6 to a commercialization process (not shown).

図2は、本発明の熱処理装置の他の一例を示す。図中、A1は完全混合性を有する流動床領域、A2はプラグフロー性を有する流動床領域、Bは第1移動床、Cは第2流動床、Dは第2移動床、Eは冷却機をそれぞれ示す。   FIG. 2 shows another example of the heat treatment apparatus of the present invention. In the figure, A1 is a fluidized bed region having complete mixing properties, A2 is a fluidized bed region having plug flow properties, B is a first moving bed, C is a second fluidized bed, D is a second moving bed, and E is a cooler. Respectively.

図2において、A1はポリエステル粒子の流れに沿って上流側に配置された流動床であり、A2は下流側に配置された流動床であり、そのようにA1及びA2を結合することにより、第1流動床Aが形成される。A1の構造としては、多孔板、撹拌機構、仕切板等からなり、図示しない外部から導入される不活性ガスにより加熱流動化が行われる。A2の構造としてはプラグフロー性を有するものが好ましい。A2には通常、不活性ガスを導入する。ガスの流れ方向を適宜に選択することにより、ポリエステル粒子の移動を補助することができる。また、流れ方向を下方に傾斜させることによってもポリマー粒子の移動を補助することができる。   In FIG. 2, A1 is a fluidized bed arranged on the upstream side along the flow of the polyester particles, A2 is a fluidized bed arranged on the downstream side, and by joining A1 and A2 in this way, One fluidized bed A is formed. The structure of A1 includes a perforated plate, a stirring mechanism, a partition plate, and the like, and is heated and fluidized by an inert gas introduced from outside (not shown). As the structure of A2, one having plug flow property is preferable. Usually, an inert gas is introduced into A2. The movement of the polyester particles can be assisted by appropriately selecting the gas flow direction. The movement of the polymer particles can also be assisted by inclining the flow direction downward.

溶融重縮合したポリエステル粒子をこのような2段階工程(A1+A2)で結晶化を行う利点としては、A1における滞留時間が短く、結晶化が不充分な粒子を、A2で充分に結晶化させることができる点が挙げられる。ポリエステル粒子の結晶化に当り、移動床やプラグフロー性を有する流動床を最初の段階に設置すると、当該装置において、非晶粒子が偏在することとなり、結果としてポリエステル粒子同士の融着が起こり易くなるので不利である。最初の段階に完全混合型の流動床を設ける態様が好ましい。   As an advantage of crystallizing the melt-polycondensed polyester particles in such a two-step process (A1 + A2), it is possible to sufficiently crystallize particles having a short residence time in A1 and insufficient crystallization with A2. What can be done. In the crystallization of polyester particles, when a moving bed or a fluidized bed having plug flow properties is installed in the first stage, amorphous particles are unevenly distributed in the apparatus, and as a result, fusion of polyester particles is likely to occur. So it is disadvantageous. An embodiment in which a fully mixed fluidized bed is provided in the first stage is preferable.

図3は、本発明の第2移動床Dの内部構造を示す一例である。図中、D1は第2移動床の第1領域、D2は第2移動床の第2領域、D3は第2移動床の第3領域を示す。また、G1−G1’、G2−G2’、G3−G3’は、それぞれ領域D1、D2、D3への不活性ガスの流通経路を示す。図3中、(1)はポリエステル粒子と不活性ガスが向流接触する態様を、(2)はポリエステル粒子と不活性ガスが直角方向に接触する態様を示す。(2)において、各領域D1、D2、D3の横断方向にガスの入口とガスの出口が設置されている。   FIG. 3 is an example showing the internal structure of the second moving bed D of the present invention. In the figure, D1 represents the first region of the second moving bed, D2 represents the second region of the second moving bed, and D3 represents the third region of the second moving bed. G1-G1 ', G2-G2', and G3-G3 'indicate inert gas flow paths to the regions D1, D2, and D3, respectively. In FIG. 3, (1) shows an aspect in which the polyester particles and the inert gas are in countercurrent contact, and (2) shows an aspect in which the polyester particles and the inert gas are in contact with each other in a perpendicular direction. In (2), a gas inlet and a gas outlet are installed in the transverse direction of each region D1, D2, D3.

図3において、第2移動床Dは上下方向に3個の領域に区分され、各区分に独立して不活性ガスを導入及び排出するための流通経路が設けられた構造を有する。ポリマー粒子は第2移動床Dに長時間滞留し、多量にグリコール類や水が副生する。その副生量は第2移動床Dの上下方向に均一ではなく、通常、上方ほど副生グリコール量が多い。したがって、第2移動床Dを図3の構造とすることにより、不活性ガスの導入量を各領域において、独立して制御することが可能であり、同時に副生グリコール濃度の異なる不活性ガスをそれぞれ独立して回収できる利点がある。場合によっては、各区分毎に、当該領域の温度を独立して制御することもできる。   In FIG. 3, the second moving bed D is divided into three regions in the vertical direction, and has a structure in which a flow path for introducing and discharging an inert gas is provided independently for each division. The polymer particles stay in the second moving bed D for a long time, and a large amount of glycols and water are by-produced. The amount of by-product is not uniform in the vertical direction of the second moving bed D, and usually the amount of by-product glycol is higher toward the upper side. Therefore, by setting the second moving bed D to the structure shown in FIG. 3, the amount of inert gas introduced can be controlled independently in each region, and at the same time, inert gases having different by-product glycol concentrations can be used. There is an advantage that each can be collected independently. In some cases, the temperature of the region can be controlled independently for each section.

図3は、移動床を上下方向に3個の領域に区分したものであるが、区分数は限定的ではなく、必要に応じて2〜6個に区分することができる。各領域の大きさは同一でも異なっていてもよい。不活性ガスの流路は各領域毎に独立していてもよいが、その幾つかを合体することもできる。尚、第1移動床Bも第2移動床Dと同様に複数の領域に区分することができる。   Although FIG. 3 divides the moving floor into three regions in the vertical direction, the number of divisions is not limited and can be divided into 2 to 6 as necessary. The size of each region may be the same or different. The inert gas flow paths may be independent for each region, but some of them may be combined. The first moving bed B can be divided into a plurality of regions in the same manner as the second moving bed D.

図4は、本発明のポリエステルの熱処理装置において不活性ガスが循環する場合の流路を示すブロック図の一例である。図中、A、B、C、D、E及びライン1、2、3、4、5、6は図1のそれらと同一である。第1流動床A、第1移動床B、第2流動床C及び第2移動床Dから排出された不活性ガスは、それらを合体して、ライン8を経て有機物及び/又は水を除去する機構、中でも好ましい態様である凝縮させて回収する機構である凝縮装置Fに導かれる。グリコール及び水を主とする凝縮成分はライン10よりグリコール回収工程に導かれ、未凝縮の不活性ガスはライン9を経て、各装置へ再度供給する循環流路を形成する。ライン7からは新規に不活性ガスが供給され、循環ガスの一部は図示しない外部に排出される。尚、図4は不活性ガスが循環する流路の全体を示すもので、流路の開閉を行うバルブは省略されている。従って、必ずしも前記流路の全てに不活性ガスが流通していることを意味しない。   FIG. 4 is an example of a block diagram showing a flow path when an inert gas circulates in the polyester heat treatment apparatus of the present invention. In the figure, A, B, C, D, E and lines 1, 2, 3, 4, 5, 6 are the same as those in FIG. The inert gas discharged from the first fluidized bed A, the first fluidized bed B, the second fluidized bed C, and the second fluidized bed D combines them and removes organic substances and / or water via the line 8. It is led to a condensing device F which is a mechanism, particularly a condensing and collecting mechanism which is a preferred embodiment. Condensed components mainly composed of glycol and water are led to a glycol recovery step from the line 10, and the uncondensed inert gas forms a circulation flow path that is supplied again to each device via the line 9. An inert gas is newly supplied from the line 7 and a part of the circulating gas is discharged outside (not shown). FIG. 4 shows the entire flow path through which the inert gas circulates, and a valve for opening and closing the flow path is omitted. Therefore, it does not necessarily mean that an inert gas is circulating in all of the flow paths.

図5は、本発明のポリエステルの熱処理装置において不活性ガスが循環する流路を示すブロック図の他の例である。図中、Hは熱交換器を示す。各工程から排出される不活性ガスの温度及び熱容量を考慮した、熱収支の最適化設計の一例である。   FIG. 5 is another example of a block diagram showing a flow path through which an inert gas circulates in the polyester heat treatment apparatus of the present invention. In the figure, H indicates a heat exchanger. It is an example of the optimization design of a heat balance in consideration of the temperature and heat capacity of the inert gas discharged | emitted from each process.

図6は、上流側に配置された完全混合性を有する流動床領域と下流側に配置されたプラグフロー性を有する流動床領域とを有する反応器の一例である。   FIG. 6 is an example of a reactor having a fluidized bed region having complete mixing properties arranged on the upstream side and a fluidized bed region having plug flow properties arranged on the downstream side.

図7は、第1移動床及び/又は第2移動床から排出される不活性ガスを処理する装置図の他の一例である。図中、Jはエチレングリコールスクラバー、Kは触媒層、Lは乾燥剤層を示す。ガス排出流路G’から排出された不活性ガスはスクラバーJの上部から滴下する冷エチレングリコールと向流接触して、ガス中に含まれる有機物及び/又は水は凝縮する。凝縮物を含むエチレングリコールはライン11を経てスクラバーJから抜き出され、その一部はライン14を経て精製工程に導かれ、残余は循環される。   FIG. 7 is another example of an apparatus diagram for treating the inert gas discharged from the first moving bed and / or the second moving bed. In the figure, J is an ethylene glycol scrubber, K is a catalyst layer, and L is a desiccant layer. The inert gas discharged from the gas discharge channel G ′ comes into counter-current contact with the cold ethylene glycol dripping from the top of the scrubber J, and the organic matter and / or water contained in the gas is condensed. Ethylene glycol containing condensate is withdrawn from the scrubber J via line 11, part of which is led to the purification process via line 14, and the remainder is circulated.

精製工程で得られたエチレングリコールはタンク(図示せず)に貯蔵され、ポリエステル粒子を製造するための原料として循環使用することができる。ライン12から新規にエチレングリコールが供給され、循環エチレングリコールと共に熱交換器Hで冷却され、ライン13を経て、スクラバーJの上部に供給される。凝縮成分を除去された不活性ガスはライン15を経て触媒層Kに導入され、ライン16から供給される空気によって燃焼処理される。燃焼処理後の不活性ガスは乾燥剤層Lを通過して水分が除去され、ライン18を経て精製された不活性ガスが得られる。精製された不活性ガスは、不活性ガスの導入流路Gに循環利用される。図7の装置によれば、図4及び図5の装置と比較して凝縮成分(有機物及び/又は水)の除去が効率的に行われ、より純度の高い不活性ガスとして循環利用することができる。   The ethylene glycol obtained in the purification step is stored in a tank (not shown) and can be recycled as a raw material for producing polyester particles. Ethylene glycol is newly supplied from the line 12, is cooled by the heat exchanger H together with the circulating ethylene glycol, and is supplied to the upper portion of the scrubber J through the line 13. The inert gas from which the condensed components have been removed is introduced into the catalyst layer K via the line 15 and is combusted by the air supplied from the line 16. The inert gas after the combustion treatment passes through the desiccant layer L to remove moisture, and a purified inert gas is obtained via the line 18. The purified inert gas is circulated and used in the inert gas introduction channel G. According to the apparatus of FIG. 7, compared with the apparatus of FIG.4 and FIG.5, the removal of a condensing component (organic substance and / or water) is performed efficiently, and it can circulate and utilize as inert gas with higher purity. it can.

図8は、第2移動床から排出される不活性ガスを上下方向に区分して処理する装置図の一例である。図8に示されるように、第2移動床Dが上下2つの領域に区分され、その上部領域D1から排出される不活性ガスは、エチレングリコールスクラバーJで処理される。副生するエチレングリコール量が多いため、その回収に重点を置くべきであり、その目的に沿うものである。一方、第2移動床Dのその下部領域D2から排出される不活性ガスは、触媒層Kと乾燥剤層Lで処理される。純度の高い不活性ガスを循環使用するのに適した装置配置である。一方、なお、図示してないが、第1移動床Bも上下2つの領域B1、B2に区分できる。この場合は、いずれの領域においても副生するエチレングリコール量が多いため、エチレングリコールスクラバーJによる処理が好ましい。   FIG. 8 is an example of an apparatus diagram for processing the inert gas discharged from the second moving bed in the vertical direction. As shown in FIG. 8, the second moving bed D is divided into two upper and lower regions, and the inert gas discharged from the upper region D1 is treated with the ethylene glycol scrubber J. Because the amount of by-produced ethylene glycol is large, emphasis should be placed on its recovery and in line with its purpose. On the other hand, the inert gas discharged from the lower region D2 of the second moving bed D is processed by the catalyst layer K and the desiccant layer L. This is an apparatus arrangement suitable for circulating an inert gas having a high purity. On the other hand, although not shown, the first moving bed B can also be divided into two upper and lower regions B1 and B2. In this case, since the amount of by-produced ethylene glycol is large in any region, treatment with ethylene glycol scrubber J is preferable.

また、前記のようにして不活性ガスから凝縮、回収された有機物は、ポリエステル粒子を製造する際に用いたジオールを主成分として含有しているため、ポリエステル粒子を製造するための原料の一部として利用することができる。その際には、本発明の熱処理装置は、不活性ガスから凝縮、回収された有機物を、ポリエステル粒子を製造するための原料の一部として使用するための機構を有することが好ましい。回収された有機物を原料の一部として使用するための方法は特に限定されないが、例えば、後述するポリエステルプレポリマーの製造方法において、原料スラリーを調製するための原料の一部として使用すればよい。回収された有機物を、ポリエステル粒子を製造するための原料の一部として使用することで、本発明の固相重縮合方法により得られるポリエステルを製造する際の原単位が向上するため、一層好ましい。   Moreover, since the organic substance condensed and recovered from the inert gas as described above contains the diol used in producing the polyester particles as a main component, a part of the raw material for producing the polyester particles. Can be used as In that case, it is preferable that the heat processing apparatus of this invention has a mechanism for using the organic substance condensed and collect | recovered from inert gas as a part of raw material for manufacturing a polyester particle. The method for using the recovered organic substance as a part of the raw material is not particularly limited. For example, in the method for producing a polyester prepolymer described later, it may be used as a part of the raw material for preparing the raw material slurry. By using the recovered organic substance as a part of the raw material for producing the polyester particles, the basic unit for producing the polyester obtained by the solid phase polycondensation method of the present invention is improved, which is more preferable.

以上、本発明のポリエステル粒子の熱処理装置における、1)第1流動床、2)第1移動床、3)第2流動床、4)第2移動床並びに、流動床の分割機構、冷却機、凝縮装置、不活性ガスの循環流路、熱収支の最適化設計などの付属設備について説明したが、次に当該装置に適用されるポリエステル粒子、該ポリエステル粒子の固相重縮合を含む熱処理工程等について説明するが、以下、溶融重縮合によって得られたポリエステル粒子を特に「ポリエステルプレポリマー粒子」と称する。   As described above, in the heat treatment apparatus for polyester particles of the present invention, 1) a first fluidized bed, 2) a first moving bed, 3) a second fluidized bed, 4) a second moving bed, a fluidized bed dividing mechanism, a cooler, The auxiliary equipment such as the condensing device, the inert gas circulation channel, and the heat balance optimization design has been described. Next, the polyester particles applied to the device, the heat treatment step including solid phase polycondensation of the polyester particles, etc. Hereinafter, the polyester particles obtained by melt polycondensation are particularly referred to as “polyester prepolymer particles”.

本発明は、溶融重縮合によって得られたポリエステルプレポリマー粒子を不活性ガス雰囲気下または減圧下で熱処理し、固体状態で重縮合(固相重縮合)を進めて成形に適したポリエステルを効率よく製造するのに際し、プレポリマーとして低分子量のものを使用し、比較的低温での固相重縮合を行いその後15℃以上昇温して比較的高温で所定の分子量のポリエステルを得るまで固相重縮合を行うことを特徴とする。こうすることにより、はじめから比較的高温で固相重縮合する場合よりも、高分子量領域において大きな重縮合反応速度が得られる。その理由は明らかではないが、以下のように推定している。   In the present invention, polyester prepolymer particles obtained by melt polycondensation are heat-treated in an inert gas atmosphere or under reduced pressure to proceed with polycondensation (solid phase polycondensation) in a solid state to efficiently produce a polyester suitable for molding. When producing, use a low molecular weight prepolymer as a prepolymer, perform solid phase polycondensation at a relatively low temperature, then raise the temperature by 15 ° C. or higher until a polyester having a predetermined molecular weight is obtained at a relatively high temperature. It is characterized by performing condensation. By doing so, a higher polycondensation reaction rate can be obtained in the high molecular weight region than when solid-phase polycondensation is performed at a relatively high temperature from the beginning. The reason is not clear, but is estimated as follows.

即ち、低分子量で結晶化させた場合、結晶構造が形成されることでポリエステル分子鎖の運動性が低下し、一部の末端基が不活性化するが、特に低分子量で結晶化させた場合、不活性化する末端基数の絶対値が大きくなるため、固相重縮合後半に重縮合反応速度が小さくなる。これに対し、途中で温度差15℃以上という加熱処理を与えることにより、固体状態は保つものの、結晶の溶融と再結晶化が起こり、再度、多数の末端基が存在する非晶領域が形成されるため、不活性化していた末端基の一部が活性を取り戻し、重縮合反応速度が増大すると推定している。   That is, when crystallized at a low molecular weight, the mobility of the polyester molecular chain decreases due to the formation of a crystal structure, and some terminal groups are inactivated, but especially when crystallized at a low molecular weight. Since the absolute value of the number of terminal groups to be inactivated increases, the polycondensation reaction rate decreases in the latter half of the solid phase polycondensation. On the other hand, by giving a heat treatment of a temperature difference of 15 ° C. or more in the middle, the solid state is maintained, but the crystal is melted and recrystallized, and an amorphous region having a large number of end groups is formed again. Therefore, it is presumed that some of the inactivated end groups regain activity and the polycondensation reaction rate increases.

本発明で熱処理工程とは、結晶化工程、第1段固相重縮合工程、昇温工程、第2段固相重縮合工程などを含むものであり、これらは、常温を超える雰囲気下で固体状のポリエステルプレポリマー粒子を処理する工程である。本発明では、分子量の指標として固有粘度を用いる。   In the present invention, the heat treatment step includes a crystallization step, a first stage solid phase polycondensation step, a temperature raising step, a second stage solid phase polycondensation step, etc., and these are solid in an atmosphere exceeding normal temperature. It is the process of processing a shaped polyester prepolymer particle. In the present invention, intrinsic viscosity is used as an index of molecular weight.

<ポリエステルプレポリマー>
本発明に用いるポリエステルプレポリマーの製造方法は特に限定されず、通常はポリエステルの慣用の製造方法によればよい。具体的には、通常、ジカルボン酸及び/又はそのエステル形成性誘導体とジオールとを、エステル化反応及び/又はエステル交換反応を経て、重縮合触媒を使用して溶融重縮合させることにより製造される。詳しくは、例えば、ジカルボン酸とジオールとを、スラリー調製槽に投入して攪拌・混合して原料スラリーとし、エステル化反応槽で常圧〜加圧下、加熱下で、反応によって生ずる水などを留去しつつエステル化反応させた後、得られたエステル化反応物としてのポリエステル低分子量体(オリゴマー)を重縮合槽に移送し、減圧下、加熱下で、重縮合触媒を使用して溶融重縮合させポリエステルプレポリマーを得る。
<Polyester prepolymer>
The manufacturing method of the polyester prepolymer used for this invention is not specifically limited, Usually, what is necessary is just to follow the conventional manufacturing method of polyester. Specifically, it is usually produced by subjecting a dicarboxylic acid and / or its ester-forming derivative and a diol to melt polycondensation using a polycondensation catalyst through an esterification reaction and / or a transesterification reaction. . Specifically, for example, dicarboxylic acid and diol are charged into a slurry preparation tank, stirred and mixed to obtain a raw slurry, and water generated by the reaction is distilled under normal pressure to pressure and heating in an esterification reaction tank. After the esterification reaction while leaving, the polyester low molecular weight product (oligomer) as the resulting esterification reaction product is transferred to a polycondensation tank and melted by using a polycondensation catalyst under reduced pressure and heating. A polyester prepolymer is obtained by condensation.

ポリエステルプレポリマーの重縮合反応触媒としては特に制限されず、公知の触媒を用いることができる。例えば、二酸化ゲルマニウム、四酸化ゲルマニウム、水酸化ゲルマニウム、蓚酸ゲルマニウム、ゲルマニウムテトラエトキシド、ゲルマニウムテトラ−n−ブトキシド等のゲルマニウム化合物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酢酸アンチモン、メトキシアンチモン等のアンチモン化合物、テトラ−n−プロピルチタネート、テトラ−i−プロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、蓚酸チタン、蓚酸チタンカリウム等のチタン化合物等が、単独で或いは併用して用いられる。中でもチタン化合物は重縮合反応活性が高いため好ましく用いられる。触媒使用量は、得られるポリエステルプレポリマーに対して通常1〜400質量ppmである。   It does not restrict | limit especially as a polycondensation reaction catalyst of a polyester prepolymer, A well-known catalyst can be used. For example, germanium compounds such as germanium dioxide, germanium tetroxide, germanium hydroxide, germanium oxalate, germanium tetraethoxide, germanium tetra-n-butoxide, antimony compounds such as antimony trioxide, antimony pentoxide, antimony acetate, methoxyantimony, Titanium compounds such as tetra-n-propyl titanate, tetra-i-propyl titanate, tetra-n-butyl titanate, titanium oxalate, and titanium potassium oxalate are used alone or in combination. Of these, titanium compounds are preferably used because of their high polycondensation reaction activity. The usage-amount of a catalyst is 1-400 mass ppm normally with respect to the polyester prepolymer obtained.

また、正リン酸、正リン酸アルキルエステル、エチルアシッドホスフェート、トリエチレングリコールアシッドホスフェート、亜リン酸、亜リン酸アルキルエステル等のリン化合物を安定剤として用いることができる。その使用量は、得られるポリエステルプレポリマーに対して1〜1000質量ppmとなる量とするのが好ましく、2〜200質量ppmとなる量とするのが特に好ましい。   In addition, phosphorus compounds such as normal phosphoric acid, normal phosphoric acid alkyl ester, ethyl acid phosphate, triethylene glycol acid phosphate, phosphorous acid, and phosphorous acid alkyl ester can be used as stabilizers. The amount used is preferably 1 to 1000 ppm by mass, particularly preferably 2 to 200 ppm by mass, based on the polyester prepolymer obtained.

更に、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、マグネシウムアルコキシド、炭酸マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の化合物も前記重縮合触媒と共に使用することもできる。   Furthermore, compounds of alkali metals and alkaline earth metals such as lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, magnesium acetate, magnesium hydroxide, magnesium alkoxide, magnesium carbonate, potassium hydroxide, calcium hydroxide, calcium acetate, calcium carbonate are also mentioned. It can also be used with a polycondensation catalyst.

なお、ジカルボン酸成分がジカルボン酸のエステル形成性誘導体、例えばテレフタル酸ジメチルなど適度な融点のものである場合、ジオールとのスラリーとせずに溶融してからジオールとのエステル交換反応に供することもできる。   When the dicarboxylic acid component is an ester-forming derivative of dicarboxylic acid, such as dimethyl terephthalate, having an appropriate melting point, it can be melted without being slurry with diol and then subjected to transesterification with diol. .

なお、これらは連続式、回分式、半回分式の何れか1以上の方法でなされ、また、エステル化反応槽(又はエステル交換反応槽)、溶融重縮合反応槽は、それぞれ一段としても多段としてもよい。   In addition, these are made by any one or more methods of a continuous type, a batch type, and a semi-batch type, and the esterification reaction tank (or transesterification reaction tank) and the melt polycondensation reaction tank are each made up of a single stage or multiple stages. Also good.

本発明を特に好ましく適用できるポリエステルプレポリマーの製造工程としては、ポリエチレンテレフタレート、及び/又は、ポリブチレンテレフタレートを製造する工程を挙げることができる。即ち、ジカルボン酸の主成分がテレフタル酸及び/又はテレフタル酸ジメチルであり、ジオールの主成分がエチレングリコール及び/又は1,4−ブタンジオールである製造工程である。ここで、「主成分」とは、テレフタル酸が全ジカルボン酸成分の85モル%以上、好ましくは90モル%以上より好ましくは95モル%以上を占め、エチレングリコール、又は1,4−ブタンジオールが全ジオール成分の85モル%以上好ましくは90モル%以上を占めることを意味する。   Examples of the process for producing a polyester prepolymer to which the present invention can be particularly preferably applied include a process for producing polyethylene terephthalate and / or polybutylene terephthalate. That is, in the production process, the main component of dicarboxylic acid is terephthalic acid and / or dimethyl terephthalate, and the main component of diol is ethylene glycol and / or 1,4-butanediol. Here, the “main component” means that terephthalic acid accounts for 85 mol% or more, preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more of the total dicarboxylic acid component, and ethylene glycol or 1,4-butanediol is It means to occupy 85 mol% or more, preferably 90 mol% or more of the total diol component.

テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、ジブロモイソフタル酸、スルホイソフタル酸ナトリウム、フェニレンジオキシジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルケトンジカルボン酸、4,4’−ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸等の脂環式ジカルボン酸、及び、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカジカルボン酸、ドデカジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、等及びこれらのエステル形成性誘導体が挙げられる。   Examples of dicarboxylic acid components other than terephthalic acid include phthalic acid, isophthalic acid, dibromoisophthalic acid, sodium sulfoisophthalic acid, phenylenedioxydicarboxylic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, and 4,4′-diphenyletherdicarboxylic acid. 4,4'-diphenyl ketone dicarboxylic acid, 4,4'-diphenoxyethane dicarboxylic acid, 4,4'-diphenylsulfone dicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and other aromatic dicarboxylic acids, hexahydroterephthalic acid , Alicyclic dicarboxylic acids such as hexahydroisophthalic acid, and aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecadicarboxylic acid, dodecadicarboxylic acid , Etc. and their ester forms Sex derivatives.

又、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール以外のジオール成分としてはジエチレングリコールの他、例えば、トリメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等の脂肪族ジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール、2,5−ノルボルナンジメチ ロール等の脂環式ジオール、及び、キシリレングリコール、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4’−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン酸等の芳香族ジオール、並びに、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレンオキサイド付加物又はプロピレンオキサイド付加物、等が挙げられる。   In addition to diethylene glycol, diol components other than ethylene glycol and 1,4-butanediol include, for example, trimethylene glycol, pentamethylene glycol, hexamethylene glycol, octamethylene glycol, decamethylene glycol, neopentyl glycol, 2-ethyl. Aliphatic diols such as 2-butyl-1,3-propanediol, polyethylene glycol, polytetramethylene ether glycol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,1-cyclohexanedimethylol, Cycloaliphatic diols such as 4-cyclohexanedimethylol, 2,5-norbornane dimethylol, and xylylene glycol, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 2,2-bis (4′-hydroxy) Phenyl) propane, 2,2-bis (4′-β-hydroxyethoxyphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-β-hydroxyethoxyphenyl) sulfonic acid, and the like, and An ethylene oxide adduct or a propylene oxide adduct of 2,2-bis (4′-hydroxyphenyl) propane may be mentioned.

溶融重縮合反応で得られたポリエステルプレポリマーは、溶融重縮合反応槽に配管及び/又はギヤポンプ及び/又はフィルターを介して接続されたダイヘッドに供給し、ダイの先端に設けられた複数のダイホールから、ストランド状又は滴状に吐出される。吐出されたポリエステルプレポリマーは、例えばストランドカッターなどで粒子化される。   The polyester prepolymer obtained by the melt polycondensation reaction is supplied to a die head connected to the melt polycondensation reaction tank via a pipe and / or a gear pump and / or a filter, and from a plurality of die holes provided at the tip of the die. , Discharged in the form of strands or drops. The discharged polyester prepolymer is granulated by, for example, a strand cutter.

本発明に用いるポリエステルプレポリマー粒子は、通常、平均粒径が0.5〜3.0mmが好ましく、0.6mm以上が更に好ましく、特に好ましくは0.65mm以上であり、一方、2.0mm以下が更に好ましく、より好ましくは1.8mm以下、特に好ましくは1.6mm以下である。平均粒径が0.5mm未満であると粒子化する時に微粉が多くなりその後の工程で移送中のトラブルが起き易い。平均粒径が3mmを越えると本発明の効果の有無に関わらず、必要な固相重縮合時間が非常に長くなる傾向となる。   The polyester prepolymer particles used in the present invention usually have an average particle size of preferably 0.5 to 3.0 mm, more preferably 0.6 mm or more, and particularly preferably 0.65 mm or more, while 2.0 mm or less. Is more preferably 1.8 mm or less, and particularly preferably 1.6 mm or less. If the average particle size is less than 0.5 mm, the amount of fine powder increases when the particles are formed, and trouble during transfer is likely to occur in the subsequent steps. When the average particle diameter exceeds 3 mm, the required solid phase polycondensation time tends to be very long regardless of the effect of the present invention.

ここで粒子の平均粒径は、JISK0069に記載の乾式ふるい分け試験法により、積算分布曲線を作成し、積算百分率が50%になるときの値を平均粒径とする。   Here, the average particle size of the particles is determined by preparing an integrated distribution curve by the dry screening test method described in JISK0069 and taking the value when the integrated percentage is 50% as the average particle size.

本発明に用いるポリエステルプレポリマーの固有粘度は0.18〜0.40dL/gである。下限は好ましくは0.20dL/gであり、上限は好ましくは0.38dL/g、特に好ましくは0.35dL/gである。下限未満の場合、粒子化する時に微粉が発生しやすく、また、本発明の効果を加味しても、必要な固相重縮合時間が非常に長くなるので好ましくない。上限超過の場合、溶融重縮合工程における高粘度液体撹拌、高真空反応を行う高価な設備が必要となり、本発明の効果が減殺される。   The intrinsic viscosity of the polyester prepolymer used in the present invention is 0.18 to 0.40 dL / g. The lower limit is preferably 0.20 dL / g, and the upper limit is preferably 0.38 dL / g, particularly preferably 0.35 dL / g. If it is less than the lower limit, fine powder is likely to be generated when it is formed into particles, and even if the effects of the present invention are taken into account, the necessary solid phase polycondensation time becomes very long, which is not preferable. When the upper limit is exceeded, expensive equipment for performing high-viscosity liquid stirring and high-vacuum reaction in the melt polycondensation step is required, and the effects of the present invention are diminished.

本発明のポリエステルプレポリマーの末端カルボキシル基濃度は100当量/トン以下であることが好ましい。より好ましくは70当量/トン以下、更に好ましくは40当量/トン以下、特に好ましくは20当量/トン以下である。100当量/トンを超えるとその後工程である固相重縮合工程において重縮合反応速度が小さくなる傾向がある。   The terminal carboxyl group concentration of the polyester prepolymer of the present invention is preferably 100 equivalents / ton or less. More preferably, it is 70 equivalent / ton or less, More preferably, it is 40 equivalent / ton or less, Most preferably, it is 20 equivalent / ton or less. If it exceeds 100 equivalents / ton, the polycondensation reaction rate tends to decrease in the subsequent solid-phase polycondensation step.

<熱処理工程>
上記のようにして得られたポリエステルプレポリマー粒子は、本発明の方法により、固体状態で熱処理をされ所定の固有粘度まで固相重縮合される。本発明における熱処理工程は、結晶化、第1段固相重縮合、昇温、第2段固相重縮合などの複数段の工程に分割される。本発明は、上記の熱処理工程を連続方法で行うのに適した装置である。本発明で得られるポリエステルの固有粘度は0.70dL/g以上が好ましく、0.80dL/g以上が特に好ましい。0.70dL/g未満の場合、本発明の固相重縮合反応速度を大きくできるという効果が生産性向上に結びつかない。
<Heat treatment process>
The polyester prepolymer particles obtained as described above are heat-treated in a solid state and subjected to solid phase polycondensation to a predetermined intrinsic viscosity by the method of the present invention. The heat treatment step in the present invention is divided into a plurality of steps such as crystallization, first stage solid phase polycondensation, temperature increase, and second stage solid phase polycondensation. The present invention is an apparatus suitable for performing the above heat treatment step in a continuous manner. The intrinsic viscosity of the polyester obtained in the present invention is preferably 0.70 dL / g or more, particularly preferably 0.80 dL / g or more. When it is less than 0.70 dL / g, the effect of increasing the solid phase polycondensation reaction rate of the present invention does not lead to an improvement in productivity.

本発明の熱処理工程の固相重縮合工程は少なくとも2段にわたる移動床で行われる。第1段の固相重縮合温度は190〜230℃であり、下限は好ましくは195℃、更に好ましくは205℃である。上限は好ましくは220℃、更に好ましくは215℃である。190℃未満であると、第1段での固相重縮合速度が小さくなり、後工程である第2段固相重縮合の負荷が大きくなる。230℃超過であると第2段の温度250℃を超え、ポリエステル粒子同士の融着が起き易いなど不都合である。また、前述の通り、第2段固相重縮合の温度は第1段の固相重縮合温度より15℃以上高く、250℃以下の温度に設定される。15℃未満であると本発明の固相重縮合反応速度の向上効果が得られない。   The solid phase polycondensation step of the heat treatment step of the present invention is carried out in a moving bed over at least two stages. The first stage solid phase polycondensation temperature is 190 to 230 ° C, and the lower limit is preferably 195 ° C, more preferably 205 ° C. The upper limit is preferably 220 ° C, more preferably 215 ° C. When it is lower than 190 ° C., the solid phase polycondensation rate in the first stage is reduced, and the load of the second stage solid phase polycondensation, which is a subsequent process, is increased. If it exceeds 230 ° C., the temperature of the second stage exceeds 250 ° C., and the polyester particles are likely to be fused with each other. Further, as described above, the temperature of the second stage solid phase polycondensation is set to a temperature that is 15 ° C. or more higher than the first stage solid phase polycondensation temperature and 250 ° C. or less. If it is less than 15 ° C., the effect of improving the solid phase polycondensation reaction rate of the present invention cannot be obtained.

第1段における固有粘度の上昇は0.03dL/g以上であり、好ましくは0.05dL/g以上である。0.03dL/g未満であると第2段での固相重縮合反応速度の向上効果が十分得られない。第1段における固有粘度の上昇幅の上限は、本熱処理工程全体の時間が最短になる、及び/又は、投入熱量が最小になるように設定すればよく、通常0.30dL/g、好ましくは0.10dL/g程度である。   The increase in intrinsic viscosity in the first stage is 0.03 dL / g or more, preferably 0.05 dL / g or more. If it is less than 0.03 dL / g, the effect of improving the solid phase polycondensation reaction rate in the second stage cannot be sufficiently obtained. The upper limit of the increase in intrinsic viscosity in the first stage may be set so that the entire heat treatment step takes the shortest time and / or the input heat amount is minimized, and is usually 0.30 dL / g, preferably It is about 0.10 dL / g.

また、第1段固相重縮合(第1移動床B)出口のポリエステルの固有粘度と第2段固相重縮合(第2移動床D)入口のポリエステルの固有粘度の差は、通常、0.10dL/g以下、より好ましくは0.05dL/g以下であることが好ましい。固有粘度の差がこの範囲である場合、第1段固相重縮合から第2段固相重縮合に短時間で昇温することにより得られる本発明の効果が充分に発揮されるため、一層好ましい。   Further, the difference between the intrinsic viscosity of the polyester at the outlet of the first stage solid phase polycondensation (first moving bed B) and the intrinsic viscosity of the polyester at the inlet of the second stage solid phase polycondensation (second moving bed D) is usually 0. It is preferably .10 dL / g or less, more preferably 0.05 dL / g or less. When the difference in intrinsic viscosity is within this range, the effect of the present invention obtained by raising the temperature from the first stage solid phase polycondensation to the second stage solid phase polycondensation in a short time is sufficiently exhibited. preferable.

第1段固相重縮合から第2段固相重縮合への移行をスムースに行うため、第1段と第2段との間に第2流動床Cからなる昇温工程を設ける。その温度は250℃以下とするのが好ましい。第2段固相重縮合でのポリマー粒子同士の融着が起こりにくくなるためである。   In order to smoothly perform the transition from the first stage solid phase polycondensation to the second stage solid phase polycondensation, a temperature raising step including the second fluidized bed C is provided between the first stage and the second stage. The temperature is preferably 250 ° C. or lower. This is because fusion of polymer particles in the second stage solid phase polycondensation hardly occurs.

本発明の方法において、第1段固相重縮合工程より前に実質的に非晶状態のポリエステルプレポリマーを結晶化する工程が第1流動床で行われる。結晶化することでその後の固相重縮合工程でポリエステル粒子同士が融着するのを軽減することができる。第1流動床の温度は100〜200℃、好ましくは150〜190℃で行われる。100℃未満ではプレポリマー粒子同士が融着しない程度に結晶化させるのに長時間を要し本発明の効果を減ずる。200℃を超えるとプレポリマー粒子同士の融着が生じ易い傾向となる。   In the method of the present invention, the step of crystallizing the substantially amorphous polyester prepolymer is performed in the first fluidized bed before the first stage solid phase polycondensation step. Crystallization can reduce the fusion of the polyester particles in the subsequent solid phase polycondensation step. The temperature of the first fluidized bed is 100 to 200 ° C, preferably 150 to 190 ° C. If it is less than 100 ° C., it takes a long time to crystallize the prepolymer particles to such an extent that the prepolymer particles do not fuse with each other, thereby reducing the effect of the present invention. When it exceeds 200 ° C., the prepolymer particles tend to be fused with each other.

本発明の方法により得られるポリエステルは繊維、フィルム、ボトルなどの成形原料に好適に使用できる。特に射出成形や押出成形によりプリフォームを成形後、延伸ブロー成形により、飲料包装等に用いられるボトルにすることができる。また、ダイレクトブロー成形により、ボトルにすることができる。   The polyester obtained by the method of the present invention can be suitably used for forming raw materials such as fibers, films and bottles. In particular, after forming a preform by injection molding or extrusion molding, it can be made into a bottle used for beverage packaging or the like by stretch blow molding. Moreover, it can be made into a bottle by direct blow molding.

また、押出成形や延伸成形によりフィルム、シートにして包装材料など各種用途に供することができる。また、押出・延伸成形により、繊維とすることができる。   Moreover, it can be used for various uses, such as a packaging material, by making into a film and a sheet | seat by extrusion molding and extending | stretching molding. Moreover, it can be set as a fiber by extrusion and drawing.

本発明の熱処理装置の一例を示す。An example of the heat processing apparatus of this invention is shown. 本発明の熱処理装置の他の一例を示す。The other example of the heat processing apparatus of this invention is shown. 本発明の第2移動床Dの内部構造を示す一例である。It is an example which shows the internal structure of the 2nd moving bed D of this invention. 本発明のポリエステルの熱処理装置において不活性ガスの循環流路を示すブロック図の一例である。It is an example of the block diagram which shows the circulation path of an inert gas in the heat processing apparatus of the polyester of this invention. 本発明のポリエステルの熱処理装置において不活性ガスの循環流路を示すブロック図の他の例である。It is another example of the block diagram which shows the circulation path of an inert gas in the heat processing apparatus of the polyester of this invention. 完全混合性を有する流動床とプラグフロー性を有する流動床を結合した反応器の一例である。It is an example of the reactor which combined the fluidized bed which has complete mixing property, and the fluidized bed which has plug flow property. 第1移動床及び/又は第2移動床から排出される不活性ガスを処理する装置図の他の一例である。It is another example of the apparatus figure which processes the inert gas discharged | emitted from a 1st moving bed and / or a 2nd moving bed. 第2移動床から排出される不活性ガスを上下方向に区分して処理する装置図の一例である。It is an example of the apparatus figure which divides and processes the inert gas discharged | emitted from a 2nd moving bed to an up-down direction.

符号の説明Explanation of symbols

A:第1流動床
A1:完全混合性を有する流動床
A2:プラグフロー性を有する流動床
B:第1移動床
C:第2流動床
D:第2移動床
D1:第2移動床の第1領域
D2:第2移動床の第2領域
D3:第2移動床の第3領域
E:冷却機
F:凝縮装置
G−G’、G1−G1’、G2−G2’、G3−G3’:不活性ガスの流路
H:熱交換器
A: First fluidized bed A1: Fluidized bed with complete mixing A2: Fluidized bed with plug flowability B: First moving bed C: Second fluidized bed D: Second moving bed D1: Second of the second moving bed 1 area | region D2: 2nd area | region D3 of a 2nd moving bed: 3rd area | region E of a 2nd moving bed E: Cooling machine F: Condensing apparatus GG ', G1-G1', G2-G2 ', G3-G3': Inert gas flow path H: heat exchanger

ライン1:ポリエステルプレポリマー粒子の流路
ライン2:結晶化したポリエステルプレポリマー粒子の流路
ライン3:第1段固相重縮合後のポリエステル粒子の流路
ライン4:急速昇温した第1段固相重縮合後のポリエステル粒子の流路
ライン5:第2段固相重縮合後のポリエステル粒子の流路
ライン6:製品の流路
ライン7:不活性ガスの新規供給流路
ライン8:固相重縮合の排出ガスの流路
ライン9:不活性ガスの循環流路
ライン10:凝縮成分の排出流路
Line 1: Flow path of polyester prepolymer particles 2: Flow path of crystallized polyester prepolymer particles 3: Flow path of polyester particles after first stage solid phase polycondensation 4: Rapidly heated first stage Polyester particle flow line 5 after the solid phase polycondensation: Polyester particle flow line 6 after the second stage solid phase polycondensation 6: Product flow line 7: New inert gas supply flow line 8: Solid Phase polycondensation exhaust gas flow line 9: Inert gas circulation flow line 10: Condensed component discharge flow path

a1:水平多孔板
a2:傾斜多孔板
b :撹拌機構
c、d:仕切板
a1: Horizontal perforated plate a2: Inclined perforated plate b: Stirring mechanism c, d: Partition plate

J:エチレングリコールスクラバー
K:触媒層
L:乾燥剤層
ライン11:エチレングリコールスクラバー抜出流路
ライン12:エチレングリコール新規供給流路
ライン13:エチレングリコール循環流路
ライン14:エチレングリコール精製流路
ライン15:エチレングリコールスクラバー不活性ガス回収流路
ライン16:空気供給流路
ライン17:燃焼処理後の不活性ガス流路
ライン18:精製不活性ガス流路
J: ethylene glycol scrubber K: catalyst layer L: desiccant layer line 11: ethylene glycol scrubber extraction passage line 12: ethylene glycol new supply passage line 13: ethylene glycol circulation passage line 14: ethylene glycol purification passage line 15: Ethylene glycol scrubber inert gas recovery flow path line 16: Air supply flow path line 17: Inert gas flow path line 18 after combustion treatment 18: Purified inert gas flow path

Claims (16)

ポリエステル粒子の熱処理装置であって、該粒子の流れに沿って、1)第1流動床、2)第1移動床、3)第2流動床、4)第2移動床が、この順に配置されており、第2移動床の内容積が第1移動床の内容積の2倍以上であることを特徴とするポリエステル粒子を連続的に固相重縮合するための熱処理装置。   A heat treatment apparatus for polyester particles, wherein 1) a first fluidized bed, 2) a first moving bed, 3) a second fluidized bed, and 4) a second moving bed are arranged in this order along the flow of the particles. A heat treatment apparatus for continuously solid-phase polycondensing polyester particles, characterized in that the internal volume of the second moving bed is twice or more the internal volume of the first moving bed. 第1流動床が、上流側に配置された完全混合性を有する流動床領域と、下流側に配置されたプラグフロー性を有する流動床領域とを有することを特徴とする請求項1に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The first fluidized bed has a fluidized bed region having perfect mixing properties arranged on the upstream side and a fluidized bed region having plug flow properties arranged on the downstream side. Heat treatment equipment for polyester particles. 第2流動床が、プラグフロー性を有する流動床であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The heat treatment apparatus for polyester particles according to claim 1 or 2, wherein the second fluidized bed is a fluidized bed having plug flow properties. 第1移動床及び/又は第2移動床が、不活性ガスを流通させる機構を有し、該移動床の下部にガスの入口を、上部にガスの出口を、それぞれ有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The first moving bed and / or the second moving bed has a mechanism for circulating an inert gas, and has a gas inlet at a lower portion of the moving bed and a gas outlet at an upper portion, respectively. Item 4. The heat treatment apparatus for polyester particles according to any one of Items 1 to 3. 第1移動床及び/又は第2移動床が、上下方向に区分された複数個の領域を有し、各領域の下部にガスの入口を、上部にガスの出口を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The first moving bed and / or the second moving bed has a plurality of regions divided in the vertical direction, and has a gas inlet at a lower portion of each region and a gas outlet at an upper portion thereof. Item 5. The heat treatment apparatus for polyester particles according to any one of Items 1 to 4. 第1移動床及び/又は第2移動床が、上下方向に区分された複数個の領域を有し、各領域の横断方向にガスの入口とガスの出口とを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The first moving bed and / or the second moving bed has a plurality of regions divided in the vertical direction, and has a gas inlet and a gas outlet in a transverse direction of each region. The heat processing apparatus of the polyester particle of any one of 1-4. 不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物及び/又は水を除去する機構を有することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The heat treatment apparatus for polyester particles according to any one of claims 4 to 6, wherein the inert gas flow path has a mechanism for removing organic substances and / or water in the gas. 不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物及び/又は水を凝縮させて回収する機構を有することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The polyester particle heat treatment apparatus according to any one of claims 4 to 6, further comprising a mechanism for condensing and collecting organic substances and / or water in the gas in a flow path of the inert gas. 不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物を燃焼させる機構、及び、当該ガス中の水を吸収する機構を、この順に有することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The flow path of the inert gas has a mechanism for burning organic substances in the gas and a mechanism for absorbing water in the gas in this order, according to any one of claims 4 to 6. The heat processing apparatus of the polyester particle of description. 不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物及び/又は水を凝縮させて回収する機構、当該ガス中の有機物を燃焼させる機構、並びに、当該ガス中の水を吸収する機構を、この順に有することを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   A mechanism for condensing and recovering organic substances and / or water in the gas, a mechanism for burning the organic substances in the gas, and a mechanism for absorbing water in the gas in this order in the distribution path of the inert gas. It has, The heat processing apparatus of the polyester particle of any one of Claims 4-6 characterized by the above-mentioned. 第1移動床及び/又は第2移動床が、不活性ガスを流通させる機構、及び、上下方向に区分された複数個の領域を有し,少なくとも最上部の領域を流通する不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物及び/又は水を凝縮させて回収する機構を有し、少なくとも最下部の領域を流通する不活性ガスの流通経路に、当該ガス中の有機物を燃焼させる機構、及び、当該ガス中の水を吸収する機構を、この順に有することを特徴とする請求項4〜10のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The first moving bed and / or the second moving bed has a mechanism for flowing the inert gas, and a flow of the inert gas flowing through at least the uppermost region, having a plurality of regions divided in the vertical direction. A mechanism for condensing and collecting organic matter and / or water in the gas in the path, and a mechanism for combusting the organic matter in the gas in a flow path of an inert gas flowing through at least the lowermost region; and The heat treatment apparatus for polyester particles according to any one of claims 4 to 10, further comprising a mechanism for absorbing water in the gas in this order. 不活性ガス中の有機物を凝縮させて回収し、当該有機物の少なくとも一部をポリエステル粒子を製造するための原料として使用するための機構を有することを特徴とする請求項8、10及び11のいずれか1項に記載のポリエステル粒子の処理装置。   The organic substance in the inert gas is condensed and recovered, and at least a part of the organic substance is used as a raw material for producing polyester particles, and has a mechanism for using any one of claims 8, 10 and 11 The processing apparatus of the polyester particle of Claim 1. 第1流動床を結晶化工程、第1移動床及び第2移動床を固相重縮合工程、並びに、第2流動床を急速加熱工程として利用することを特徴とする請求項1に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The polyester according to claim 1, wherein the first fluidized bed is used as a crystallization step, the first moving bed and the second moving bed are used as a solid phase polycondensation step, and the second fluidized bed is used as a rapid heating step. Particle heat treatment equipment. 第2移動床の温度が第1移動床の温度より15℃以上高く、250℃以下であることを特徴とする請求項13に記載のポリエステル粒子の熱処理装置。   The temperature of the 2nd moving bed is 15 degreeC or more higher than the temperature of a 1st moving bed, and is 250 degrees C or less, The heat processing apparatus of the polyester particle of Claim 13 characterized by the above-mentioned. 請求項1に記載の熱処理装置を使用して、固有粘度が0.18〜0.40dL/gのポリエステル粒子を第1移動床で固有粘度が0.03〜0.10dL/g上昇するまで固相重縮合し、更に第2移動床で固有粘度0.70dL/g以上まで固相重縮合することを特徴とするポリエステル粒子の多段固相重縮合方法。   Using the heat treatment apparatus according to claim 1, polyester particles having an intrinsic viscosity of 0.18 to 0.40 dL / g are solidified on the first moving bed until the intrinsic viscosity increases by 0.03 to 0.10 dL / g. A method for multistage solid phase polycondensation of polyester particles, characterized in that phase polycondensation and solid phase polycondensation to an intrinsic viscosity of 0.70 dL / g or more in a second moving bed. 固相重縮合に伴い副生する有機物の少なくとも一部を凝縮させて回収し、ポリエステル粒子を製造するための原料として使用することを特徴とする請求項15に記載のポリエステル粒子の多段固相重縮合方法。
16. The multistage solid phase weight of polyester particles according to claim 15, wherein at least a part of organic substances by-produced by solid phase polycondensation is condensed and recovered, and used as a raw material for producing polyester particles. Condensation method.
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