JP2010248312A - Production apparatus of polyester - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production apparatus of polyester, the apparatus having no structural brittleness and producing polyester having average viscosity of not less than 1,000 Pa s. <P>SOLUTION: The apparatus for continuously producing polyester from dicarboxylic acid or its derivative and glycol includes: a first reactor for producing an oligomer by reacting a liquid to be processed containing the source materials; a second reactor for producing a prepolymer by polycondensation of the oligomer; and a third reactor for producing a polymer by further polycondensation of the prepolymer. The third reactor is equipped with a stirring device including: a framework which includes concentric circle assemblies composed of a plurality of hollow concentric circles and ribs connecting the circles in radial directions, and supports connecting the concentric circle assemblies in a direction along the rotation axis; and stirring blades composed of plates, punched plates, meshes or wires disposed on faces 501a to 501d defined by the ribs and supports, faces defined by the outermost circumference of the concentric circles and the supports, and/or faces defined by the ribs and the outermost circumference of the concentric circles. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンサクシネート、およびポリエチレンサクシネート等のポリエステルの連続製造方法およびその装置に関する。   The present invention relates to a continuous process for producing polyester such as polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene succinate, and polyethylene succinate, and an apparatus therefor.

ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンサクシネート、およびポリエチレンサクシネート等のポリエステルは、ジカルボン酸とグリコールを原料とし、これらの混合物に触媒を添加した後、エステル化工程、縮重合工程を経て、ポリエステルになる。縮重合工程では、ジカルボン酸のカルボキシル基2つがそれぞれグリコールとエステル化反応して生成したモノマー同士が、縮重合反応することにより、平均重合度3以上のポリエステルを生成する。ポリエステルの製造装置は、例えば、特開平11−92555号公報(特許文献1)において知られている。   Polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene succinate, polyethylene succinate, and other polyesters are made from dicarboxylic acid and glycol as raw materials. Through the process, it becomes polyester. In the polycondensation step, monomers produced by esterification reaction of two carboxyl groups of dicarboxylic acid with each glycol undergo a polycondensation reaction to produce a polyester having an average degree of polymerization of 3 or more. An apparatus for producing polyester is known, for example, in JP-A-11-92555 (Patent Document 1).

特許文献1では、平均重合度90以上のポリエステルを重合する最終重合器の構造について言及されている。本方式によれば、最終重合器は低粘度攪拌ブロック、中粘度攪拌ブロック、高粘度攪拌ブロックの3ブロックより構成されており、低粘度攪拌ブロックではバケットによる被処理液の落下により、中粘度攪拌ブロックおよび高粘度攪拌ブロックでは車輪型円板による被処理液の薄膜形成により、蒸発面積および表面更新速度を確保している。   Patent Document 1 mentions the structure of a final polymerization vessel for polymerizing a polyester having an average degree of polymerization of 90 or more. According to this method, the final polymerization apparatus is composed of three blocks, a low viscosity stirring block, a medium viscosity stirring block, and a high viscosity stirring block. In the low viscosity stirring block, the medium viscosity stirring is performed by dropping the liquid to be treated by the bucket. In the block and the high-viscosity stirring block, the evaporation area and the surface renewal speed are ensured by forming a thin film of the liquid to be processed by the wheel-type disk.

特開平11−92555号公報JP-A-11-92555

特許文献1に記載された最終重合器は、低粘度攪拌ブロック、中粘度攪拌ブロック、高粘度攪拌ブロックと、全く異なる複数の構造のブロックにより1つの反応器を構成しているため、構造が変化するブロック境界面で構造強度が脆弱になる可能性があるという課題を有していた。   The final polymerization apparatus described in Patent Document 1 is composed of a single reactor composed of a plurality of completely different blocks, such as a low viscosity stirring block, a medium viscosity stirring block, and a high viscosity stirring block, so that the structure changes. There is a problem that the structural strength may become weak at the block boundary surface.

また、特許文献1に記載された最終重合器の高粘度攪拌ブロックで用いられている車輪型円板では、粘度1000Pa・sを越える粘度においては被処理液が円盤に固着し、薄膜形成がなされないため、これより高い粘度を持つ高分子ポリエステルの重合は困難である。   Further, in the wheel type disk used in the high viscosity stirring block of the final polymerization apparatus described in Patent Document 1, the liquid to be treated adheres to the disk at a viscosity exceeding 1000 Pa · s, and a thin film is not formed. Therefore, it is difficult to polymerize a high molecular polyester having a higher viscosity.

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、平均粘度1000Pa・s以上のポリエステルを生成する反応器においてポリエステルの重合を可能にし、構造脆弱性のないポリエステルの製造装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyester production apparatus that enables polymerization of polyester in a reactor that produces polyester having an average viscosity of 1000 Pa · s or more and has no structural brittleness.

本発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、プレポリマーを更に縮重合させて平均重合度90以上のポリエステルを製造する最終重合器に、複数の中空同心円とこれらを径方向に接続するリブでなる同心円集合体、および同心円集合体を回転軸方向に接続するサポートからなる骨格を有し、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、および/またはリブと同心円最外周で規定される面に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置された攪拌翼を有する攪拌装置を設置することにより、粘度1000Pa・sを越える高分子量ポリエステルの重合を可能し、構造脆弱性のないポリエステル製造装置が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of investigations to solve the above problems, the inventors of the present invention connected a plurality of hollow concentric circles and these in the radial direction to a final polymerization vessel that further prepolymerizes the prepolymer to produce a polyester having an average degree of polymerization of 90 or more. A concentric circle assembly comprising ribs and a skeleton comprising a support connecting the concentric circle assemblies in the direction of the rotation axis, a surface defined by the rib and support, a surface defined by the concentric outermost circumference and the support, and / or Polymerization of high-molecular-weight polyester having a viscosity exceeding 1000 Pa · s can be achieved by installing a stirrer having a stirring blade with a flat plate, perforated flat plate, mesh, or wire group installed on the surface defined by the outermost circumference of the concentric circle with the rib. The present inventors have found that a polyester production apparatus that can be made and does not have structural fragility is obtained, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
(1)ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールからポリエステルを連続的に製造する装置であって、
ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールとを含む被処理液を反応させてオリゴマーを製造する第1反応器、オリゴマーを縮重合させてプレポリマーを製造する第2反応器、ならびにプレポリマーを更に縮重合させてポリマーを製造する第3反応器を備え、
第3反応器が、複数の中空同心円とこれらを径方向に接続するリブでなる同心円集合体、および同心円集合体を回転軸方向に接続するサポートからなる骨格を有し、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、および/またはリブと同心円最外周で規定される面に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置された攪拌翼を有する攪拌装置を備えることを特徴とする、前記装置。
(2)第3反応器の攪拌装置が、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、およびリブと同心円最外周で規定される面のうち、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置されている面が異なっている3種以上の攪拌翼を有することを特徴とする、(1)記載の装置。
(3)第3反応器の攪拌装置が、第2反応器からプレポリマーが導入される領域において、少なくとも同心円最外周とリブで規定される面に、平板または穿孔平板が設置された攪拌翼を有し、それより後段の領域において、少なくとも同心円最外周とサポートで規定される面に穿孔平板またはメッシュが設置されているが、同心円最外周とリブで規定される面は開口している攪拌翼を有し、それより後段の領域において、少なくともリブとサポートで規定される面に、メッシュまたはワイヤー群が設置された攪拌翼を有することを特徴とする、(2)記載の装置。
(4)第3反応器の攪拌装置が、第2反応器からプレポリマーが導入される領域において、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、およびリブと同心円最外周で規定される面すべてに穿孔平板が設置された攪拌翼を有し、それより後段の領域において、同心円最外周とサポートで規定される面およびリブとサポートで規定される面にのみメッシュが設置された攪拌翼を有し、それより後段の領域において、リブとサポートで規定される面にのみワイヤー群が設置された攪拌翼を有することを特徴とする、(3)記載の装置。
(5)ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールからポリエステルを連続的に製造する方法であって、
第1反応器においてジカルボン酸またはその誘導体とグリコールとを含む被処理液を反応させてオリゴマーを製造する工程、第2反応器においてオリゴマーを縮重合させてプレポリマーを製造する工程、および第3反応器においてプレポリマーを更に縮重合させてポリマーを製造する工程を含み、
第3反応器が、複数の中空同心円とこれらを径方向に接続するリブでなる同心円集合体、および同心円集合体を回転軸方向に接続するサポートからなる骨格を有し、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、および/またはリブと同心円最外周で規定される面に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置された攪拌翼を有する攪拌装置を備えることを特徴とする、前記方法。
That is, the present invention includes the following inventions.
(1) An apparatus for continuously producing polyester from dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol,
A first reactor for producing an oligomer by reacting a liquid to be treated containing dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol, a second reactor for producing a prepolymer by condensation polymerization of the oligomer, and further condensation polymerization of the prepolymer A third reactor for producing the polymer
The third reactor has a skeleton composed of a plurality of concentric hollow concentric circles and a concentric circular assembly composed of ribs that connect these in the radial direction, and a support that connects the concentric circular assemblies in the rotational axis direction, and is defined by the rib and the support. A stirring device having a stirring blade in which a flat plate, a perforated flat plate, a mesh, or a group of wires is installed on a surface defined by a concentric outermost surface and a support, and / or a surface defined by a concentric outermost circle and a rib. Said apparatus comprising:
(2) The stirring device of the third reactor is a flat plate or a perforated flat plate among the surface defined by the rib and the support, the surface defined by the concentric outermost circumference and the support, and the surface defined by the rib and the concentric outermost circumference. The apparatus according to (1), comprising three or more kinds of stirring blades having different surfaces on which a mesh or a wire group is installed.
(3) The stirrer of the third reactor has a stirring blade in which a flat plate or a perforated flat plate is installed on at least the surface defined by the outermost concentric circle and the rib in the region where the prepolymer is introduced from the second reactor. A perforated flat plate or mesh is provided at least on the surface defined by the outermost concentric circle and the support, and the surface defined by the outermost concentric circle and the rib is open The apparatus according to (2), further comprising a stirring blade in which a mesh or a group of wires is installed on at least a surface defined by the rib and the support in a region subsequent thereto.
(4) In the region where the prepolymer is introduced from the second reactor, the stirring device of the third reactor has a surface defined by the rib and the support, a surface defined by the concentric outermost circumference and the support, and a concentric circle with the rib It has a stirring blade in which perforated flat plates are installed on all the surfaces defined by the outermost circumference, and in the area after it, only the surface defined by the concentric outermost circumference and the support and the surface defined by the rib and the support are meshed. The apparatus according to (3), further comprising a stirring blade in which a wire group is installed only on a surface defined by a rib and a support in a region subsequent to the stirring blade.
(5) A method for continuously producing polyester from dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol,
A step of producing an oligomer by reacting a liquid to be treated containing dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol in the first reactor, a step of producing a prepolymer by polycondensing the oligomer in a second reactor, and a third reaction. A step of further polymerizing the prepolymer in a vessel to produce a polymer,
The third reactor has a skeleton composed of a plurality of concentric hollow concentric circles and a concentric circular assembly composed of ribs that connect these in the radial direction, and a support that connects the concentric circular assemblies in the rotational axis direction, and is defined by the rib and the support. A stirring device having a stirring blade in which a flat plate, a perforated flat plate, a mesh, or a wire group is installed on a surface, a surface defined by a concentric outermost circumference and a support, and / or a surface defined by a concentric outermost circumference with a rib. Said method, comprising:

本発明によれば、粘度1000Pa・sを越える高分子量のポリエステルの重合を可能にし、構造脆弱性のないポリエステル製造装置を実現できる。   According to the present invention, it is possible to polymerize a high molecular weight polyester having a viscosity exceeding 1000 Pa · s, and to realize a polyester manufacturing apparatus having no structural weakness.

本発明のポリエステル製造装置の一実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the polyester manufacturing apparatus of this invention. 本発明に係る第1反応器(エステル化反応器)の一実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows one Embodiment of the 1st reactor (esterification reactor) which concerns on this invention. 本発明に係る第2反応器(初期重合器)の一実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows one Embodiment of the 2nd reactor (initial polymerization device) which concerns on this invention. 本発明に係る第3反応器(最終重合器)の一実施形態を示す平面一部断面図(a)および正面一部断面図(b)である。It is the plane partial sectional view (a) and front partial sectional view (b) which show one embodiment of the 3rd reactor (final polymerization device) concerning the present invention. 図4に示す第3反応器(最終重合器)の一実施形態を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows one Embodiment of the 3rd reactor (final polymerization device) shown in FIG. 本発明に係る第3反応器(最終重合器)に設置される攪拌装置の攪拌翼の一実施形態である。It is one Embodiment of the stirring blade of the stirring apparatus installed in the 3rd reactor (final polymerization device) which concerns on this invention. 本発明に係る第3反応器(最終重合器)に設置される攪拌装置の攪拌翼の一実施形態である。It is one Embodiment of the stirring blade of the stirring apparatus installed in the 3rd reactor (final polymerization device) which concerns on this invention. 本発明に係る第3反応器(最終重合器)に設置される攪拌装置の攪拌翼の一実施形態である。It is one Embodiment of the stirring blade of the stirring apparatus installed in the 3rd reactor (final polymerization device) which concerns on this invention.

本発明のポリエステル製造装置は、ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールとを含む被処理液を反応させてオリゴマーを製造する第1反応器、オリゴマーを縮重合させてプレポリマーを製造する第2反応器、ならびにプレポリマーを更に縮重合させてポリマーを製造する第3反応器を備える。第1反応器の前段、第1反応器と第2反応器の間、または第3反応器の後段に、更なる反応器を有する場合も、本発明に包含される。また、第1反応器、第2反応器、および第3反応器として、それぞれ複数の反応器を備える場合も、本発明に包含される。   The polyester production apparatus of the present invention includes a first reactor for producing an oligomer by reacting a liquid to be treated containing dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol, a second reactor for producing a prepolymer by condensation polymerization of the oligomer, And a third reactor for further polymerizing the prepolymer to produce a polymer. A case where an additional reactor is provided before the first reactor, between the first reactor and the second reactor, or after the third reactor is also included in the present invention. In addition, the present invention includes a case where a plurality of reactors are provided as the first reactor, the second reactor, and the third reactor, respectively.

本発明で製造しうるポリエステルは、ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールとから製造しうるものであれば特に制限されない。例えば、テレフタル酸またはその誘導体とブタンジオール(例えば、1,4−ブタンジオール)から製造されるポリブチレンテレフタレート、テレフタル酸またはその誘導体とエチレングリコールから製造されるポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸またはその誘導体とトリメチレングリコールから製造されるポリトリメチレンテレフタレート、コハク酸またはその誘導体とブタンジオール(例えば、1,4−ブタンジオール)から製造されるポリブチレンサクシネート、およびコハク酸またはその誘導体とエチレングリコールから製造されるポリエチレンサクシネートが挙げられる。ジカルボン酸の誘導体としては、例えば、ジカルボン酸のモノアルキルエステル(例えば、メチルエステル、エチルエステル)、ジアルキルエステル(例えば、ジメチルエステル、ジエチルエステル)が挙げられる。   The polyester that can be produced in the present invention is not particularly limited as long as it can be produced from dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol. For example, polybutylene terephthalate produced from terephthalic acid or a derivative thereof and butanediol (for example, 1,4-butanediol), polyethylene terephthalate produced from terephthalic acid or a derivative thereof and ethylene glycol, terephthalic acid or a derivative thereof and Manufactured from polytrimethylene terephthalate made from methylene glycol, polybutylene succinate made from butanediol (eg, 1,4-butanediol) and succinic acid or derivatives thereof and ethylene glycol. Polyethylene succinate. Examples of the dicarboxylic acid derivatives include monoalkyl esters (for example, methyl esters and ethyl esters) of dicarboxylic acids and dialkyl esters (for example, dimethyl esters and diethyl esters).

第1反応器では、所定の温度および圧力で、ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールのエステル化反応を行いオリゴマーを製造する。従って、第1反応器をエステル化反応器と称する場合もある。本発明において、第1反応器で製造されるオリゴマーは、通常、平均重合度3〜7程度、好ましくは2〜5程度である。第1反応器における反応温度は通常220℃〜260℃、好ましくは240℃〜250℃で、圧力は100Torr〜
600Torr、好ましくは200Torr〜400Torrである。反応器における加熱方法としては、当技術分野において通常用いられる方法を使用することができ、例えば、反応器外周部に熱媒のジャケットを設置し、反応器壁面を通して伝熱により反応液を加熱する方法、または反応器内部の伝熱管(コイル)を通して伝熱により加熱する方法等があり、これらを単独で使用しても組み合わせて使用してもよい。第1反応器としては、エステル化によりポリエステルを製造する際に通常使用する反応器を利用できる。このような反応器として、縦型反応器、横型反応器またはタンク型反応器を用いることができる。反応器の攪拌装置における攪拌翼としてはパドル翼、タービン翼、アンカー翼、ダブルモーション翼、ヘリカルリボン翼などを使用することができる。また、エステル化反応を実施する第1反応器として、複数の反応器を設置してもよい。
In the first reactor, an oligomer is produced by an esterification reaction of dicarboxylic acid or a derivative thereof with glycol at a predetermined temperature and pressure. Therefore, the first reactor may be referred to as an esterification reactor. In the present invention, the oligomer produced in the first reactor usually has an average degree of polymerization of about 3 to 7, preferably about 2 to 5. The reaction temperature in the first reactor is usually 220 ° C. to 260 ° C., preferably 240 ° C. to 250 ° C., and the pressure is 100 Torr to
600 Torr, preferably 200 Torr to 400 Torr. As a heating method in the reactor, a method generally used in this technical field can be used. For example, a heating medium jacket is installed on the outer periphery of the reactor, and the reaction liquid is heated by heat transfer through the reactor wall surface. There are a method and a method of heating by heat transfer through a heat transfer tube (coil) inside the reactor, and these may be used alone or in combination. As a 1st reactor, the reactor normally used when manufacturing polyester by esterification can be utilized. As such a reactor, a vertical reactor, a horizontal reactor, or a tank reactor can be used. Paddle blades, turbine blades, anchor blades, double motion blades, helical ribbon blades and the like can be used as the stirring blades in the stirring device of the reactor. Moreover, you may install a some reactor as a 1st reactor which implements esterification reaction.

重合反応触媒は、第1反応器、第1反応器と第2反応器の間、または第2反応器のいずれにおいて添加してもよいが、好ましくは、第1反応器へ添加される。触媒は単独でまたは2種以上組み合わせて使用できる。触媒としては、エステル交換反応に用いられる広範な触媒を使用できる。例えば、Li、Mg、Ca、Ba、La、Ce、Ti、Zr、Hf、V、Mn、Fe、Co、Ir、Ni、Zn、Ge、Snなどの金属を含む金属化合物、例えば、有機酸塩、金属アルコキシドおよび金属錯体(アセチルアセトナートなど)等の有機金属化合物、ならびに金属酸化物、金属水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩および塩化物などの無機金属化合物が例示される。これらの金属化合物触媒の中でも、チタン化合物、特に、チタンテトラエトキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシドなどのチタンアルコキシド等の有機チタン化合物が好ましい。オクチル酸スズ等のスズ系化合物または三酸化アンチモン等のアンチモン系化合物を使用するのが好ましい場合もある。   The polymerization reaction catalyst may be added either in the first reactor, between the first reactor and the second reactor, or in the second reactor, but is preferably added to the first reactor. A catalyst can be used individually or in combination of 2 or more types. As the catalyst, a wide variety of catalysts used for transesterification can be used. For example, a metal compound containing a metal such as Li, Mg, Ca, Ba, La, Ce, Ti, Zr, Hf, V, Mn, Fe, Co, Ir, Ni, Zn, Ge, Sn, for example, an organic acid salt Organic metal compounds such as metal alkoxides and metal complexes (such as acetylacetonate), and inorganic metal compounds such as metal oxides, metal hydroxides, carbonates, phosphates, sulfates, nitrates and chlorides. The Among these metal compound catalysts, titanium compounds, particularly organic titanium compounds such as titanium alkoxides such as titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, and titanium tetrabutoxide are preferable. It may be preferred to use a tin compound such as tin octylate or an antimony compound such as antimony trioxide.

触媒は、その種類や組み合わせにより、反応速度が異なるだけでなく、生成するポリエステルの色相および熱安定性等の品質に大きな影響を及ぼすことがよく知られている。触媒としては現在最も多く工業的に使用されている有機チタン化合物が価格や性能面で優れている。しかし、この触媒を用いても生成したポリエステル重合物の着色は避けられない。このため、安定剤として燐系安定剤(例えば、リン酸、トリメチルホスフェート、トリフェニルホスフェート等)を併用して改善することが好ましい。また、触媒や安定剤の投入位置を工夫して品質を安定させることもできる。触媒として有機チタン化合物を用いる場合、触媒の量は、通常、チタン金属換算濃度で20〜100ppmとすることが好ましく、また安定剤の量はリン金属濃度で0〜600ppmとすることが好ましい。   It is well known that the catalyst not only has a different reaction rate depending on its type and combination, but also has a great influence on the quality, such as hue and thermal stability, of the produced polyester. As the catalyst, the most commonly used industrial titanium compound is excellent in price and performance. However, coloring of the produced polyester polymer is inevitable even when this catalyst is used. For this reason, it is preferable to improve by using a phosphorus stabilizer (for example, phosphoric acid, a trimethyl phosphate, a triphenyl phosphate etc.) together as a stabilizer. In addition, the quality can be stabilized by devising the input position of the catalyst and stabilizer. When an organic titanium compound is used as the catalyst, the amount of the catalyst is usually preferably 20 to 100 ppm in terms of titanium metal, and the amount of the stabilizer is preferably 0 to 600 ppm in terms of phosphorus metal.

第2反応器では、第1反応器から供給されたエステルを所定の温度および圧力でエステル交換反応に基づく縮重合反応に付し、末端にヒドロキシル基を有するプレポリマーを生成させる。ここでプレポリマーは、エステル化反応後、最終縮重合反応前(第3反応器に入る前)のポリエステルをさし、通常、平均重合度20〜70程度のポリエステルをさす。   In the second reactor, the ester supplied from the first reactor is subjected to a polycondensation reaction based on the transesterification reaction at a predetermined temperature and pressure to produce a prepolymer having a hydroxyl group at the terminal. Here, the prepolymer refers to the polyester before the final condensation polymerization reaction (before entering the third reactor) after the esterification reaction, and usually refers to a polyester having an average degree of polymerization of about 20 to 70.

第2反応器における反応温度は、通常200〜260℃、好ましくは230〜255℃程度である。圧力は、通常、低圧(例えば、0.5〜20kPa程度)で行う。プレポリマー反応器における加熱方法としては、当技術分野において通常用いられる方法を使用することができ、例えば、反応器外周部に熱媒のジャケットを設置し、反応器壁面を通して伝熱により反応液を加熱する方法、または反応器内部の伝熱管(コイル)を通して伝熱により加熱する方法等があり、これらを単独で使用しても組み合わせて使用してもよい。   The reaction temperature in the second reactor is usually 200 to 260 ° C, preferably about 230 to 255 ° C. The pressure is usually low (for example, about 0.5 to 20 kPa). As a heating method in the prepolymer reactor, a method usually used in the art can be used. For example, a jacket of a heat medium is installed on the outer periphery of the reactor, and the reaction liquid is transferred by heat transfer through the reactor wall surface. There are a method of heating, a method of heating by heat transfer through a heat transfer tube (coil) inside the reactor, and these may be used alone or in combination.

第2反応器としては、ポリエステルを製造する際に通常使用する反応器を利用できる。このような反応器として、縦型反応器、横型反応器またはタンク型反応器を用いることができる。反応器の攪拌装置における攪拌翼としてはパドル翼、タービン翼、アンカー翼、ダブルモーション翼、ヘリカルリボン翼などを使用することができる。第2反応器から排出される留出液は、熱交換器により冷却・凝縮させた後、第2反応器上部に設置した蒸留塔に流入させ、高沸点留分に含まれるグリコールを回収し、第1反応器またはその前段に還流させて再使用してもよい。また、縮重合反応を実施する第2反応器として、複数の反応器を設置してもよい。   As the second reactor, a reactor usually used when producing polyester can be used. As such a reactor, a vertical reactor, a horizontal reactor, or a tank reactor can be used. Paddle blades, turbine blades, anchor blades, double motion blades, helical ribbon blades and the like can be used as the stirring blades in the stirring device of the reactor. The distillate discharged from the second reactor is cooled and condensed by a heat exchanger, and then flows into a distillation column installed at the upper part of the second reactor to recover glycol contained in the high-boiling fraction, The first reactor or the preceding stage may be refluxed and reused. Moreover, you may install a some reactor as a 2nd reactor which implements a polycondensation reaction.

第3反応器では、第2反応器から供給されるプレポリマーを所定の温度および圧力で更に縮重合反応させることで、高重合度のポリエステルを生成させる。第3反応器における反応温度は、通常200〜260℃、好ましくは230〜255℃程度である。圧力は、通常、低圧(例えば、0.05kPa〜1.0kPa程度)で行う。第3反応器で最終的に製造されるポリエステルは、通常、平均重合度90以上または平均粘度100Pa・s以上である。   In the third reactor, the prepolymer supplied from the second reactor is further subjected to a condensation polymerization reaction at a predetermined temperature and pressure to produce a polyester having a high polymerization degree. The reaction temperature in the third reactor is usually about 200 to 260 ° C, preferably about 230 to 255 ° C. The pressure is usually low (for example, about 0.05 kPa to 1.0 kPa). The polyester finally produced in the third reactor usually has an average degree of polymerization of 90 or higher or an average viscosity of 100 Pa · s or higher.

第3反応器における加熱方法としては、当技術分野において通常用いられる方法を使用することができ、例えば、反応器外周部に熱媒のジャケットを設置し、反応器壁面を通して伝熱により反応液を加熱する方法、または反応器内部の伝熱管(コイル)を通して伝熱により加熱する方法等があり、これらを単独で使用しても組み合わせて使用してもよい。第3反応器から排出される留出液は、湿式コンデンサにより冷却・凝縮させた後、第3反応器上部に設置した蒸留塔に流入させ、高沸点留分に含まれるグリコールを回収し、第1反応器またはその前段に還流させて再使用してもよい。   As a heating method in the third reactor, a method generally used in the art can be used. For example, a jacket of a heat medium is installed on the outer periphery of the reactor, and the reaction liquid is transferred by heat transfer through the reactor wall surface. There are a method of heating, a method of heating by heat transfer through a heat transfer tube (coil) inside the reactor, and these may be used alone or in combination. The distillate discharged from the third reactor is cooled and condensed by a wet condenser, and then flowed into a distillation tower installed at the top of the third reactor to recover glycol contained in the high boiling point fraction. One reactor or the preceding stage may be refluxed and reused.

本発明は、第3反応器において、複数(好ましくは2つ)の中空同心円とこれらを径方向に接続するリブでなる同心円集合体、および同心円集合体を回転軸方向に接続するサポートからなる骨格を有し、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、および/またはリブと同心円最外周で規定される面に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置された攪拌翼を有する攪拌装置を用いることを特徴とする。複数の中空同心円を径方向に接続するリブは、通常2〜8本、好ましくは3〜5本である。同心円集合体を回転軸方向に接続するサポートは、同心円ごとに、通常2〜8本、好ましくは3〜5本である。好ましくは、リブの本数と同心円ごとサポートの本数は同じであり、リブとサポートは同心円上で連結されている。   The present invention provides a skeleton comprising a plurality of (preferably two) concentric circular concentric circles and ribs connecting them radially in the third reactor, and a support connecting the concentric circular assemblies in the rotational axis direction. A flat plate, a perforated flat plate, a mesh, or a group of wires on the surface defined by the rib and the support, the surface defined by the concentric outermost circumference and the support, and / or the surface defined by the outermost circumference of the concentric circle and the rib. It is characterized by using a stirring device having a stirring blade installed. The number of ribs that connect a plurality of hollow concentric circles in the radial direction is usually 2 to 8, preferably 3 to 5. The number of supports connecting concentric circle assemblies in the direction of the rotation axis is usually 2 to 8, and preferably 3 to 5 for each concentric circle. Preferably, the number of ribs and the number of supports per concentric circle are the same, and the rib and the support are connected on a concentric circle.

複数の中空同心円とは、例えば、図5〜8における401aおよび402aで表される構造をさし、これらを径方向に接続するリブとは、例えば、図5〜8における411a〜dで表される構造をさし、同心円集合体を回転軸方向に接続するサポートとは、例えば、図6〜8における421a〜dおよび422a〜dで表される構造をさす。   The hollow concentric circles refer to, for example, the structures represented by 401a and 402a in FIGS. 5 to 8, and the ribs connecting these in the radial direction are represented by 411a to d in FIGS. The support that connects the concentric circular assemblies in the direction of the rotation axis refers to, for example, the structures represented by 421a to d and 422a to d in FIGS.

また、図5における攪拌翼の回転方向を反時計周りと仮定すると、中空同心円最外周402aとリブ411a〜dの接点における、中空同心円最外周の接線とリブとのなす角度であって、回転方向側の角度θ600は、0°〜90°、望ましくは30°〜60°である。角度θを鋭角とすることにより、リブとサポートで規定される面に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群を設置した場合、角度θ600を成す箇所において、被処理液の掻き揚げ効果を期待できる。   Further, assuming that the rotation direction of the stirring blade in FIG. 5 is counterclockwise, it is the angle formed by the tangent line of the outermost hollow concentric circle and the rib at the contact point between the outermost hollow concentric circle 402a and the ribs 411a to 411d. The side angle θ600 is 0 ° to 90 °, preferably 30 ° to 60 °. By setting the angle θ to an acute angle, when a flat plate, perforated flat plate, mesh, or wire group is installed on the surface defined by the rib and support, the effect of scraping the liquid to be treated is expected at the position where the angle θ 600 is formed. it can.

リブとサポートで規定される面とは、例えば、図6においてメッシュが設置されている面(501a〜d)をさす。同心円最外周とサポートで規定される面とは、例えば、図7においてメッシュが設置されている面(511a〜d)をさし、リブと同心円最外周で規定される面とは、例えば、図8においてメッシュが設置されている面(521a〜d、522a〜d)をさす。これらのすべての面に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置されていることが好ましい場合もある。   The surface defined by the rib and the support indicates, for example, surfaces (501a to 501d) on which meshes are installed in FIG. The concentric outermost circumference and the surface defined by the support refer to, for example, the surfaces (511a to d) on which the mesh is installed in FIG. 8, the surface (521a-d, 522a-d) where the mesh is installed is indicated. It may be preferred that a flat plate, perforated flat plate, mesh, or group of wires is installed on all these surfaces.

穿孔平板とは、穿孔を有する平板をさし、その穿孔率は、通常50〜30%であり、穿孔が円形である場合、1つの穿孔の直径は、通常1〜10cm、好ましくは2〜5cmである。穿孔が楕円形である場合、長径と短径の平均が上記直径の範囲となる。ワイヤー群が設置されている場合は、メッシュとは異なり、一方向にのみワイヤーが張り巡らされている場合をさす。その場合ワイヤーは、攪拌装置の攪拌軸(回転軸)と平衡に設置されることが好ましい。   The perforated flat plate refers to a flat plate having perforations, and the perforation rate is usually 50 to 30%. When the perforations are circular, the diameter of one perforation is usually 1 to 10 cm, preferably 2 to 5 cm. It is. When the perforations are elliptical, the average of the major axis and the minor axis is within the above range of diameters. When the wire group is installed, it means the case where the wire is stretched only in one direction unlike the mesh. In that case, the wire is preferably installed in equilibrium with the stirring shaft (rotating shaft) of the stirring device.

平均重合度90以上または平均粘度100Pa・s以上の高重合度のポリマーを製造する最終重合器(第3反応器)において、特開平11−92555号公報に示されるような被処理液の攪拌翼として回転中心に対して垂直に設置した円盤を用いた場合、被処理液の落下方向と同一平面上に攪拌翼の構成部材である円盤が存在するため、被処理液の粘度が1000Pa・s以下であれば円盤の表面で薄膜を形成し蒸発面を形成できるが、1000Pa・s以上の超高粘度の場合は円盤の表面で被処理液が固着し被処理液の自由落下を妨げ、十分な蒸発面を形成できない。しかし、第3反応器において上記のような攪拌装置を設置することにより、被処理液の落下方向と同一平面上に存在する構造物を最小限に抑え、1000Pa・s以上の超高粘度においても蒸発面形成性能を確保することができる。   In a final polymerizer (third reactor) for producing a polymer with a high degree of polymerization having an average degree of polymerization of 90 or more or an average viscosity of 100 Pa · s or more, a stirring blade for the liquid to be treated as disclosed in JP-A-11-92555 When a disk installed perpendicularly to the center of rotation is used, the viscosity of the liquid to be treated is 1000 Pa · s or less because there is a disk that is a constituent member of the stirring blade on the same plane as the liquid dropping direction. Then, a thin film can be formed on the surface of the disk to form an evaporation surface. However, in the case of an ultrahigh viscosity of 1000 Pa · s or more, the liquid to be treated adheres on the surface of the disk and prevents free fall of the liquid to be treated. The evaporation surface cannot be formed. However, by installing the stirring device as described above in the third reactor, the structure existing on the same plane as the dropping direction of the liquid to be treated is minimized, and even at an ultrahigh viscosity of 1000 Pa · s or more. The evaporation surface forming performance can be ensured.

第3反応器は、好ましくは、攪拌軸(回転軸)が実質的に水平な攪拌装置を有する横型反応器である。横型反応器は、第2反応器から供給されるプレポリマーを導入するためのプレポリマー入口と生成したポリエステルを排出するポリマー出口を有し、反応器内の反応物は、プレポリマー入口からポリマー出口に進むに従って重合度が増し、粘度が増大することになる。従って、反応器内において粘度の異なる反応物が存在する領域ごとに、異なる種類の攪拌翼を有する攪拌装置を設置することが好ましい。第3反応器の攪拌装置が、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、およびリブと同心円最外周で規定される面のうち、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置されている面が異なっている3種以上の攪拌翼を有することが好ましい。   The third reactor is preferably a horizontal reactor having a stirrer whose stirring shaft (rotating shaft) is substantially horizontal. The horizontal reactor has a prepolymer inlet for introducing the prepolymer supplied from the second reactor and a polymer outlet for discharging the produced polyester, and the reactant in the reactor is discharged from the prepolymer inlet to the polymer outlet. As the process proceeds, the degree of polymerization increases and the viscosity increases. Therefore, it is preferable to install a stirrer having different types of stirring blades for each region where reactants having different viscosities exist in the reactor. Of the surface defined by the rib and the support, the surface defined by the concentric outermost circumference and the support, and the surface defined by the rib and the concentric outermost circumference, the stirring device of the third reactor is a flat plate, perforated flat plate, mesh, Or it is preferable to have 3 or more types of stirring blades in which the surface where the wire group is installed differs.

例えば、第3反応器の内部を、平均粘度0.1Pa・s〜30Pa・sのポリエステルが生成する第1反応領域と、その後段の平均粘度30Pa・s〜100Pa・sのポリエステルが生成する第2反応領域と、その後段の平均粘度100Pa・s〜1000Pa・s以上のポリエステルを製造する第3反応領域にわけ、第1〜第3領域において、それぞれ異なる攪拌翼を有する攪拌装置を設置する。   For example, in the third reactor, a first reaction region in which a polyester having an average viscosity of 0.1 Pa · s to 30 Pa · s is produced, and a polyester in which a polyester having an average viscosity of 30 Pa · s to 100 Pa · s in the subsequent stage is produced. The reaction system is divided into two reaction regions and a third reaction region for producing a polyester having an average viscosity of 100 Pa · s to 1000 Pa · s or higher in the subsequent stage. In the first to third regions, stirrers having different stirring blades are installed.

好ましくは、第2反応器からプレポリマーが導入される領域、例えば、平均粘度0.1Pa・s〜30Pa・sのポリエステルが生成する第1反応領域においては、少なくとも同心円最外周とリブで規定される面に、平板または穿孔平板が設置された攪拌翼が好ましい。当該領域においては、同心円最外周とサポートで規定される面、およびリブとサポートで規定される面にも、平板または穿孔平板が設置されていることがさらに好ましい。同心円最外周とリブで規定される面は、通常、図8に示されるように複数に区画されているが、これらの面すべて(521a〜d、522a〜d)に平板または穿孔平板が設置されていなくてもよいが、すべての面に設置されていることが好ましい。同心円最外周とサポートで規定される面、およびリブとサポートで規定される面についても同様である。   Preferably, in the region where the prepolymer is introduced from the second reactor, for example, in the first reaction region where polyester having an average viscosity of 0.1 Pa · s to 30 Pa · s is formed, it is defined by at least a concentric outermost circumference and ribs. A stirring blade in which a flat plate or a perforated flat plate is installed on the surface is preferable. In the region, it is more preferable that a flat plate or a perforated flat plate is provided on the surface defined by the outermost circumference of the concentric circle and the support and the surface defined by the rib and the support. The surface defined by the outermost circumference of the concentric circle and the rib is normally divided into a plurality of sections as shown in FIG. 8, but flat plates or perforated flat plates are installed on all of these surfaces (521a-d, 522a-d). However, it is preferable that they are installed on all surfaces. The same applies to the surface defined by the outermost circumference of the concentric circle and the support and the surface defined by the rib and the support.

それより後段の領域、例えば、平均粘度30Pa・s〜100Pa・sのポリエステルが生成する第2反応領域においては、少なくとも同心円最外周とサポートで規定される面に穿孔平板またはメッシュが設置されているが、同心円最外周とリブで規定される面は開口している攪拌翼が好ましい。当該領域においては、リブとサポートで規定される面にも、穿孔平板またはメッシュが設置されていることがさらに好ましい。同心円最外周とサポートで規定される面は、通常、図7に示されるように複数に区画されているが、これらの面すべて(511a〜d)に穿孔平板またはメッシュが設置されていなくてもよいが、すべての面に設置されていることが好ましい。リブとサポートで規定される面についても同様である。穿孔平板の孔径およびメッシュの粗さは、入口に近い側で細かく、出口に向かうほど荒くするのが望ましい。   In the subsequent region, for example, in the second reaction region where polyester having an average viscosity of 30 Pa · s to 100 Pa · s is produced, perforated flat plates or meshes are installed on at least the surface defined by the concentric outermost circumference and the support. However, a stirring blade having an open surface defined by the outermost circumference of the concentric circle and the rib is preferable. In the region, it is more preferable that a perforated flat plate or a mesh is installed on the surface defined by the rib and the support. The surface defined by the outermost circumference of the concentric circle and the support is usually divided into a plurality of sections as shown in FIG. 7, but even if all of these surfaces (511a to 511d) are not provided with perforated flat plates or meshes. Although it is good, it is preferable that it is installed on all surfaces. The same applies to the surface defined by the rib and support. The hole diameter of the perforated flat plate and the roughness of the mesh are preferably finer on the side closer to the inlet and rougher toward the outlet.

さらに後段の領域、例えば、平均粘度100Pa・s〜1000Pa・s以上のポリエステルを製造する第3反応領域においては、少なくともリブとサポートで規定される面に、メッシュまたはワイヤー群が設置された攪拌翼が好ましい。当該領域においては、その他の面には、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群はいずれも存在せず、開口していることが好ましい。リブとサポートで規定される面は、通常、図6に示されるように複数に区画されているが、これらの面すべて(501a〜d)にメッシュまたはワイヤー群が設置されていなくてもよいが、すべての面に設置されていることが好ましい。メッシュの粗さ、ワイヤー群の間隔は、入口に近い側で細かく、出口に向かうほど荒くするのが望ましい。ワイヤー群は回転軸に平行に設置することが望ましい。   Further, in a third reaction region for producing a polyester having an average viscosity of 100 Pa · s to 1000 Pa · s or more, for example, in a subsequent region, a stirring blade in which a mesh or a wire group is installed on at least a surface defined by a rib and a support Is preferred. In the said area | region, in any other surface, neither a flat plate, a perforated flat plate, a mesh, or a wire group exists, but it is preferable that it is opening. The surface defined by the rib and the support is usually divided into a plurality of sections as shown in FIG. 6, but the mesh or the wire group may not be installed on all of these surfaces (501a to 501d). It is preferable to be installed on all surfaces. It is desirable that the roughness of the mesh and the interval between the wire groups are finer on the side closer to the entrance and become rougher toward the exit. It is desirable to install the wire group parallel to the rotation axis.

このように、低粘度から高粘度に向かうに従って、攪拌翼における構造物が占める面積を漸減させる構造を持たせることにより、被処理液の粘度変化に合わせた効率的な蒸発面の形成が可能になる。一方、各領域ごとに攪拌翼の構造は異なっていても、骨格構造は同一であることから、第1反応領域と第2反応領域、ならびに第2反応領域と第3反応領域の境界において、構造上の不連続性が少なく、構造強度上の脆弱性が少ない。   In this way, by having a structure that gradually reduces the area occupied by the structure in the stirring blade as it goes from low viscosity to high viscosity, it is possible to form an efficient evaporation surface according to the change in viscosity of the liquid to be treated. Become. On the other hand, even if the structure of the stirring blade is different for each region, the skeletal structure is the same. Therefore, at the boundary between the first reaction region and the second reaction region and the boundary between the second reaction region and the third reaction region, There are few discontinuities on the top and less fragility on structural strength.

以下、本発明に係るポリエステルの連続製造プロセスの一実施形態を図面を参照することにより説明する。本実施形態では、ポリエステルとしてPBT(ポリブチレンテレフタレート)を製造する場合について説明する。図1において、1は、PBTの原料であるTPA(テレフタル酸)とBD(1,4−ブタンジオール)を所定の割合で混合、攪拌する原料調製槽である。原料調製槽1から得られる原料は、原料供給ライン2から原料入口105を介してエステル化反応器(第1反応器)10へ供給される。この段階で重合反応触媒(CAT)や安定剤、品質調整剤などの添加物(ADD)を加える場合があるが、本実施例では重合反応触媒や添加剤はエステル化反応器10へ触媒投入ライン14から触媒供給口108を通して投入される。本実施形態では、触媒として有機チタン化合物を用い、チタン金属換算濃度で20〜100ppmとなるように添加する。   Hereinafter, an embodiment of a continuous production process of polyester according to the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment demonstrates the case where PBT (polybutylene terephthalate) is manufactured as polyester. In FIG. 1, 1 is a raw material preparation tank in which TPA (terephthalic acid) and BD (1,4-butanediol), which are PBT raw materials, are mixed and stirred at a predetermined ratio. The raw material obtained from the raw material preparation tank 1 is supplied from the raw material supply line 2 to the esterification reactor (first reactor) 10 through the raw material inlet 105. At this stage, an additive (ADD) such as a polymerization reaction catalyst (CAT), a stabilizer, and a quality adjusting agent may be added. In this embodiment, the polymerization reaction catalyst and the additive are added to the esterification reactor 10 as a catalyst input line. 14 through the catalyst supply port 108. In this embodiment, an organotitanium compound is used as a catalyst, and is added so that the titanium metal equivalent concentration is 20 to 100 ppm.

本実施形態において、エステル化反応器10の外周部は、図2に示すように被処理液を反応温度に保つために熱媒ジャケット101を用いた構造になっている。熱媒ジャケット101には、ジャケット液相熱媒出口または気相熱媒入口102とジャケット液相熱媒入口または気相熱媒出口103が接続される。105は原料入口、106はオリゴマー出口である。107はBD供給口、108は触媒供給口である。130は蒸気出口である。   In the present embodiment, the outer periphery of the esterification reactor 10 has a structure using a heat medium jacket 101 in order to keep the liquid to be treated at the reaction temperature as shown in FIG. A jacket liquid phase heat medium outlet or gas phase heat medium inlet 102 and a jacket liquid phase heat medium inlet or gas phase heat medium outlet 103 are connected to the heat medium jacket 101. Reference numeral 105 denotes a raw material inlet, and 106 denotes an oligomer outlet. Reference numeral 107 denotes a BD supply port, and reference numeral 108 denotes a catalyst supply port. 130 is a steam outlet.

さらに、図2に示すようにエステル化反応器10内で被処理液104に浸漬される部分には、多重のリング状の伝熱管下部ヘッダ111と多重のリング状の伝熱管上部ヘッダ113との間を数千本のマルチ伝熱管(直径が20mm程度で、長さが100〜150cm程度の伝熱管)112を接続して構成される加熱手段11が設置される。245〜260℃程度の温度の熱媒が、液相熱媒の場合には、液相熱媒が外部から伝熱管液相熱媒入口110より上記伝熱管下部ヘッダ111に供給され、該供給された液相熱媒がマルチ伝熱管112内を下部から上部へ流動し、上記伝熱管上部ヘッダ113から伝熱管液相熱媒出口114を介して外部に流出される。熱媒が油等の気相熱媒(スチームガス)の場合には、気相熱媒が外部から伝熱管気相熱媒入口114より上記伝熱管上部ヘッダ113に供給され、該供給された液相熱媒がマルチ伝熱管112内を上部から下部へ流動し、上記伝熱管下部ヘッダ111から伝熱管液相熱媒出口110を介して外部に流出される。   Furthermore, as shown in FIG. 2, a portion immersed in the liquid 104 to be treated in the esterification reactor 10 includes a plurality of ring-shaped heat transfer tube lower headers 111 and a plurality of ring-shaped heat transfer tube upper headers 113. A heating means 11 configured by connecting several thousand heat transfer tubes (heat transfer tubes having a diameter of about 20 mm and a length of about 100 to 150 cm) 112 between them is installed. When the heat medium having a temperature of about 245 to 260 ° C. is a liquid phase heat medium, the liquid phase heat medium is supplied from the outside to the heat transfer tube lower header 111 through the heat transfer tube liquid phase heat medium inlet 110. The liquid phase heat medium flows in the multi-heat transfer tube 112 from the lower part to the upper part, and flows out from the heat transfer pipe upper header 113 through the heat transfer pipe liquid phase heat medium outlet 114 to the outside. When the heat medium is a gas phase heat medium (steam gas) such as oil, the gas phase heat medium is supplied from the outside to the heat transfer tube upper header 113 through the heat transfer tube gas phase heat medium inlet 114, and the supplied liquid The phase heat medium flows from the upper part to the lower part in the multi-heat transfer tube 112 and flows out from the heat transfer tube lower header 111 to the outside through the heat transfer tube liquid phase heat medium outlet 110.

第1反応器(エステル化反応器)10において、反応により生成する水は水蒸気の形をとり、気化したBD蒸気および副生するTHF蒸気と共に気相部12を形成する。本実施形態においては、第1反応器において、反応温度240〜250℃、圧力200〜400Torrで反応を行う。減圧により反応副生成物を迅速に除去できるため、2時間以下の滞留時間で目標のエステル化率に到達可能となる。このようにエステル化反応速度が向上することによりエステル化反応時間が短縮され、副反応生成物であるTHF生成量を大幅に低減できる。この時のTHF生成量は、原料TPAのモル分率で15〜25mol%/h程度である。被処理液中から出た揮発分である気相部12のガスは、その第1反応器であるエステル化反応器10の上方に設けられた蒸留塔(図示せず)により水とTHFおよびBDとに分離され、水とTHFは系外に除去され、BDは精製工程等を経て再び系内あるいは原料用として蒸留塔下部よりBD循環ライン42によりBDタンク40に戻される。循環BDはBDタンク40からBD供給ライン41により原料調製槽1に供給されるが、BDタンク40内の循環BDは必要に応じてBD精製処理(図示せず)を行い原料BDの純度を調整する。さらに必要に応じて、初期重合器(第2反応器)20および最終重合器(第3反応器)30に設置される減圧装置の湿式コンデンサ(図示せず)から排出された循環BDをBD循環ライン43よりBDタンク40に戻し、BD原単位をさらに向上させる。この場合、新BDは、最終重合器30の湿式コンデンサへ新BD供給ライン45より供給し、BD循環ライン44から第2反応器20の湿式コンデンサへ供給し、BD循環ライン43よりBDタンク40に供給する。   In the first reactor (esterification reactor) 10, water generated by the reaction takes the form of water vapor, and forms a gas phase portion 12 together with vaporized BD vapor and by-product THF vapor. In the present embodiment, the reaction is performed at a reaction temperature of 240 to 250 ° C. and a pressure of 200 to 400 Torr in the first reactor. Since the reaction by-product can be quickly removed by reducing the pressure, the target esterification rate can be reached in a residence time of 2 hours or less. Thus, the esterification reaction rate is improved, the esterification reaction time is shortened, and the amount of THF produced as a side reaction product can be greatly reduced. The amount of THF produced at this time is about 15 to 25 mol% / h in terms of the molar fraction of the raw material TPA. The gas in the gas phase section 12 which is a volatile component out of the liquid to be treated is separated from water, THF and BD by a distillation column (not shown) provided above the esterification reactor 10 which is the first reactor. Water and THF are removed to the outside of the system, and BD is returned to the BD tank 40 by the BD circulation line 42 from the lower part of the distillation column again in the system or as a raw material through a purification process or the like. The circulating BD is supplied from the BD tank 40 to the raw material preparation tank 1 through the BD supply line 41. The circulating BD in the BD tank 40 is subjected to BD purification processing (not shown) to adjust the purity of the raw material BD as necessary. To do. Further, if necessary, the circulation BD discharged from the wet condenser (not shown) of the decompression device installed in the initial polymerization vessel (second reactor) 20 and the final polymerization vessel (third reaction vessel) 30 is BD-circulated. The line 43 is returned to the BD tank 40 to further improve the BD basic unit. In this case, the new BD is supplied from the new BD supply line 45 to the wet condenser of the final polymerization reactor 30, supplied from the BD circulation line 44 to the wet condenser of the second reactor 20, and supplied from the BD circulation line 43 to the BD tank 40. Supply.

エステル化反応器10で所定のエステル化率に到達した被処理液は、連絡管13を経由して初期重合器(第2反応器)20に供給される。即ち、被処理液は、エステル化反応器10で所定のエステル化率に到達したとき、連絡管13の途中に設けたオリゴマーポンプ15により初期重合器(第2反応器)20に供給される。   The liquid to be treated that has reached a predetermined esterification rate in the esterification reactor 10 is supplied to the initial polymerization reactor (second reactor) 20 via the communication pipe 13. That is, the liquid to be treated is supplied to the initial polymerization reactor (second reactor) 20 by the oligomer pump 15 provided in the middle of the connecting pipe 13 when the esterification reactor 10 reaches a predetermined esterification rate.

次に、第2反応器(初期重合器)20について図1および図3を用いて説明する。図1において、初期重合器20は堅長円筒状の容器本体の外周を熱媒ジャケット202で覆われており、容器本体中央上部に回転軸203および駆動装置204が取り付けられている。容器本体内は円筒状の仕切板205により2室に分けられており、ドーナツ状の第1室206と円筒状の第2室207を形成し、それぞれの攪拌室206、207内を回転して攪拌する攪拌翼208および209が1本の共通の半長の回転軸203に取り付けられている。さらに、それぞれの攪拌室206、207内の攪拌翼208、209の外側には伝熱管210、211が取り付けられ、この伝熱管210、211への熱媒入口ノズル214、213、出口ノズル212、215が容器本体を貫通して取り付けられている。また、容器本体の第1室206の下部には、被処理液の入口ノズル216が取り付けられ、容器本体の第2室207の下部中央には、被処理液の出口ノズル217が取り付けられている。さらに、容器本体の上部に揮発物の出口ノズル218が設けられ、配管で凝縮器および真空引き装置(図示せず)に接続される。   Next, the second reactor (initial polymerization reactor) 20 will be described with reference to FIGS. 1 and 3. In FIG. 1, in the initial polymerization vessel 20, the outer periphery of a rigid cylindrical container body is covered with a heat medium jacket 202, and a rotating shaft 203 and a driving device 204 are attached to the upper center of the container body. The inside of the container body is divided into two chambers by a cylindrical partition plate 205, forming a doughnut-shaped first chamber 206 and a cylindrical second chamber 207, and rotating in the respective stirring chambers 206, 207 Agitation blades 208 and 209 for agitation are attached to one common half-length rotating shaft 203. Furthermore, heat transfer tubes 210 and 211 are attached to the outside of the stirring blades 208 and 209 in the respective stirring chambers 206 and 207, and heat medium inlet nozzles 214 and 213 and outlet nozzles 212 and 215 to the heat transfer tubes 210 and 211 are attached. Is attached through the container body. Further, an inlet nozzle 216 for the liquid to be processed is attached to the lower part of the first chamber 206 of the container body, and an outlet nozzle 217 for the liquid to be processed is attached to the lower center of the second chamber 207 of the container body. . Further, an outlet nozzle 218 for volatile substances is provided in the upper part of the container main body, and is connected to a condenser and a vacuum evacuation device (not shown) by piping.

ここで第1室206内の攪拌翼208は、第2室207内の攪拌翼209に比べて周速が高いため、攪拌抵抗の小さいスリムな形状となっており、第2室207内の攪拌翼209は、周速が低いため、攪拌抵抗の大きい幅の広い形状となっている。これにより、同一の回転数でまわる両攪拌翼208および209が両攪拌室206および207で同程度の攪拌効果を得ることができる。   Here, since the peripheral speed of the stirring blade 208 in the first chamber 206 is higher than that of the stirring blade 209 in the second chamber 207, the stirring blade 208 has a slim shape with low stirring resistance. Since the peripheral speed is low, the blade 209 has a wide shape with a large stirring resistance. Thereby, both stirring blades 208 and 209 rotating at the same rotational speed can obtain the same stirring effect in both stirring chambers 206 and 207.

このような装置において、入口ノズル216より連続して供給された被処理液は、まず第1室206内に入り、伝熱管210で加熱され、攪拌翼208で攪拌される間に縮重合反応が進み、生成した1,4−ブタンジオール等の揮発物は蒸発して揮発物の出口ノズル218より凝縮器に捕集される。このようにして反応が進んだ被処理液は第1室206の上部より仕切板205の上端を乗り越えて第2室207に入る。被処理液は第2室207においても第1室と同様に、伝熱管211で加熱され、攪拌翼209で攪拌される間にさらに縮重合反応が進み、生成した1,4−ブタンジオール等の揮発物は蒸発して揮発物の出口ノズル218より凝縮器に捕集される。   In such an apparatus, the liquid to be treated continuously supplied from the inlet nozzle 216 first enters the first chamber 206, is heated by the heat transfer tube 210, and undergoes a condensation polymerization reaction while being stirred by the stirring blade 208. The volatiles such as 1,4-butanediol produced are evaporated and collected in the condenser from the volatile outlet nozzle 218. The liquid to be treated that has progressed in this way passes over the upper end of the partition plate 205 from the upper part of the first chamber 206 and enters the second chamber 207. The liquid to be treated is heated in the heat transfer tube 211 in the second chamber 207 as in the first chamber and further undergoes the condensation polymerization reaction while being stirred by the stirring blade 209, and the produced 1,4-butanediol, etc. Volatiles are evaporated and collected in the condenser from the volatile outlet nozzle 218.

このようにして反応が進んだ被処理液は、第2室207の下部より被処理液の出口ノズル217を通って次の最終重合器(第3反応器)30へ送られる。このとき、被処理液は初期重合器20内の2つの攪拌室206、207でそれぞれ完全混合状態で効率良く反応が進み、ショートパスすることなく、また第1、2室間では密閉配管内での熱分解もなく、品質の良い重合物を連続して生産することができる。   The liquid to be treated that has undergone the reaction in this way is sent to the next final polymerization reactor (third reactor) 30 from the lower portion of the second chamber 207 through the outlet nozzle 217 of the liquid to be treated. At this time, the liquid to be treated efficiently reacts in the completely mixed state in the two stirring chambers 206 and 207 in the initial polymerization vessel 20, respectively, without a short pass, and in the sealed pipe between the first and second chambers. Therefore, it is possible to continuously produce a high-quality polymer.

このような装置でPBTを重合する場合には、平均重合度3〜7のビスヒドロキシブチルテレフタレートを入口ノズル216より連続供給して縮重合反応を進め、生成した1,4−ブタンジオールおよび水の蒸気を初期重合器20内で分離し、初期重合器20中央部の出口ノズル217より平均重合度20〜70のPBTの重合物を得ることができる。本実施形態においては、第2反応器において、反応温度230〜255℃、圧力0.5〜20kPa、攪拌翼の回転数5〜100回/分の範囲で反応を行う。   In the case of polymerizing PBT with such an apparatus, bishydroxybutyl terephthalate having an average degree of polymerization of 3 to 7 is continuously supplied from the inlet nozzle 216 to advance the condensation polymerization reaction, and the produced 1,4-butanediol and water are The vapor is separated in the initial polymerization vessel 20, and a PBT polymer having an average polymerization degree of 20 to 70 can be obtained from the outlet nozzle 217 at the center of the initial polymerization vessel 20. In this embodiment, in the second reactor, the reaction is carried out at a reaction temperature of 230 to 255 ° C., a pressure of 0.5 to 20 kPa, and a stirring blade speed of 5 to 100 times / minute.

本実施形態では、図3に示すように、初期重合器20内が円筒状の仕切板205Aおよび205Bにより3室に分けられており、ドーナツ状の第1室206Aおよび第2室206Bと円筒状の第3室207が形成され、それぞれの攪拌室206A、206Bおよび207内を回転して攪拌する攪拌翼208A、208Bおよび209が回転軸203に取り付けられ、さらにそれぞれの攪拌室206A、206Bおよび207内に伝熱管210A、210B、211が取り付けられている。このように、初期重合器20内を完全混合槽3槽を構成することにより、さらに短時間で重合反応を進めることができ、熱劣化が少ない品質の良い重合物を連続して生産することができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 3, the inside of the initial polymerization vessel 20 is divided into three chambers by cylindrical partition plates 205A and 205B, and the first chamber 206A and the second chamber 206B having a donut shape are cylindrical. The third chamber 207 is formed, and stirring blades 208A, 208B and 209 for rotating and stirring the respective stirring chambers 206A, 206B and 207 are attached to the rotary shaft 203, and further, the respective stirring chambers 206A, 206B and 207 are rotated. Heat transfer tubes 210A, 210B, and 211 are attached inside. In this way, by configuring three initial mixing tanks in the initial polymerization vessel 20, the polymerization reaction can be advanced in a shorter time, and a high-quality polymer with little thermal deterioration can be continuously produced. it can.

初期重合器(第2反応器)20で所定の反応時間を経過した処理液は、連絡管21を経てプレポリマーポンプ22により最終重合器(第3反応器)30に供給される。   The processing liquid that has passed a predetermined reaction time in the initial polymerization vessel (second reactor) 20 is supplied to the final polymerization vessel (third reactor) 30 by the prepolymer pump 22 through the communication pipe 21.

次に、本発明の特徴である最終重合器30について具体的に図1、図4〜8を用いて説明する。最終重合器(第3反応器)30では、初期重合器(第2反応器)20から得られる平均重合度が20〜70のプレポリマーである粘度0.1〜45Pa・s程度のPBTから、一度に平均重合度90以上、好ましくは150〜200で、粘度100〜1000Pa・s、好ましくは500〜2500Pa・sのPBT50を製造できる。従って、第3反応器としては、このように0.1〜45Pa・sの低粘度から500〜2500Pa・sの高粘度の範囲に亘って使用できる高粘度液処理用の攪拌装置をもった反応器を用いなければならない。   Next, the final polymerizer 30 that is a feature of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 4 to 8. In the final polymerization vessel (third reactor) 30, from a PBT having a viscosity of about 0.1 to 45 Pa · s, which is a prepolymer having an average polymerization degree of 20 to 70 obtained from the initial polymerization vessel (second reactor) 20, A PBT 50 having an average degree of polymerization of 90 or more at a time, preferably 150 to 200, and a viscosity of 100 to 1000 Pa · s, preferably 500 to 2500 Pa · s can be produced. Therefore, as the third reactor, a reaction having a stirrer for treating a high-viscosity liquid that can be used in a range from a low viscosity of 0.1 to 45 Pa · s to a high viscosity of 500 to 2500 Pa · s as described above. You must use a vessel.

この第3反応器に好適な攪拌装置として、複数の中空同心円(401a〜b、402a〜b)とこれらを径方向に接続するリブ(411a〜d、412a〜d)でなる同心円集合体、および同心円集合体を回転軸方向に接続するサポート(421a〜d、422a〜d)からなる骨格を有し、リブとサポートで規定される面(501a〜d)、同心円最外周とサポートで規定される面(511a〜d)、および/またはリブと同心円最外周で規定される面(521a〜d、522a〜d)に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置された攪拌翼を有する攪拌装置を用いる。中空同心円401a〜b、402a〜bは反応器の両端で外部動力源35に駆動される攪拌軸32と接続する。なお、図5〜8ではリブ411a〜d、412a〜dの回転面上における本数が4本となっているが、これに限定されるものではない。また、本実施形態において、図5における角度θ600は、45°である。   As a suitable stirring apparatus for this third reactor, a concentric circle assembly comprising a plurality of hollow concentric circles (401a-b, 402a-b) and ribs (411a-d, 412a-d) connecting them in the radial direction, and It has a skeleton consisting of supports (421a-d, 422a-d) that connect concentric circle assemblies in the direction of the rotation axis, and is defined by surfaces (501a-d) defined by ribs and supports, outermost circumferences of concentric circles and supports Stirring having a stirring blade in which a flat plate, a perforated flat plate, a mesh, or a wire group is installed on the surface (511a-d) and / or the surface (521a-d, 522a-d) defined by the outermost circumference concentric with the rib Use the device. The hollow concentric circles 401a-b and 402a-b are connected to the stirring shaft 32 driven by the external power source 35 at both ends of the reactor. 5-8, the number of ribs 411a-d, 412a-d on the rotating surface is four, but is not limited to this. In the present embodiment, the angle θ600 in FIG. 5 is 45 °.

本実施形態においては、第3反応器において、反応温度230℃〜255℃、圧力0.665kPa〜0.067kPaで反応させる。特にPBTの品質の評価項目の1つであるポリマー酸価の値を出来るだけ低くするには、反応温度を250℃以下にすることが望ましい。最終重合器30の外周も、図4および図5に示すように、ポリマーを上記反応温度に保つために、熱媒ジャケット構造301になっている。3011は熱媒ジャケット301に対する熱媒入口、3012は該熱媒出口である。302はプレポリマー入口、303はポリマー出口である。304は蒸気出口である。321は攪拌軸32の各々の軸受である。   In this embodiment, in the third reactor, the reaction is performed at a reaction temperature of 230 ° C. to 255 ° C. and a pressure of 0.665 kPa to 0.067 kPa. In particular, in order to make the polymer acid value, which is one of the evaluation items of PBT quality, as low as possible, it is desirable to set the reaction temperature to 250 ° C. or lower. As shown in FIGS. 4 and 5, the outer periphery of the final polymerization vessel 30 also has a heat medium jacket structure 301 in order to keep the polymer at the above reaction temperature. Reference numeral 3011 denotes a heat medium inlet for the heat medium jacket 301, and 3012 denotes the heat medium outlet. 302 is a prepolymer inlet and 303 is a polymer outlet. 304 is a steam outlet. Reference numeral 321 denotes a bearing of each of the stirring shafts 32.

第3反応器では、低粘度から高粘度の広い範囲に亘って縮重合させるため、反応器の内部を、平均粘度0.1Pa・s〜30Pa・sのポリエステルを製造する第1反応領域と、平均粘度30Pa・s〜100Pa・sのポリエステルを製造する第2反応領域と、平均粘度100Pa・s〜1000Pa・sのポリエステルを製造する第3反応領域とにわけ、プレポリマーの入口301に近い第1反応領域では、リブとサポートで規定される面(501a〜d)、同心円最外周とサポートで規定される面(511a〜d)、およびリブと同心円最外周で規定される面(521a〜d、522a〜d)のいずれにも穿孔平板を設置する。これにより、攪拌翼が回転することによって生じる、被処理液を掻き揚げた後に落下させるという一連の動作により、蒸発面積と表面更新速度の確保が可能となる。また、被処理液の粘度が低い場合、被処理液が軸方向に流れてしまうことで、重合反応を進行させるための滞留時間が確保できない問題が生じるが、リブと同心円最外周で規定される面(521a〜d、522a〜d)にも穿孔平板を設置することで、これを防止することができる。   In the third reactor, in order to perform condensation polymerization over a wide range from low viscosity to high viscosity, the inside of the reactor is a first reaction region for producing a polyester having an average viscosity of 0.1 Pa · s to 30 Pa · s, It is divided into a second reaction region for producing a polyester having an average viscosity of 30 Pa · s to 100 Pa · s and a third reaction region for producing a polyester having an average viscosity of 100 Pa · s to 1000 Pa · s. In one reaction region, surfaces (501a to d) defined by ribs and supports, surfaces (511a to d) defined by concentric outermost circumferences and supports, and surfaces (521a to d) defined by ribs and concentric outermost circles. 522a-d) is provided with a perforated flat plate. As a result, the evaporation area and the surface renewal speed can be ensured by a series of operations that are caused by rotating the stirring blades and then dropping the liquid to be treated after it is swirled. In addition, when the viscosity of the liquid to be treated is low, the liquid to be treated flows in the axial direction, which causes a problem that the residence time for advancing the polymerization reaction cannot be ensured. This can be prevented by installing a perforated flat plate on the surfaces (521a-d, 522a-d).

第1反応領域に続く第2反応領域においては、粘度の上昇に伴う攪拌翼へのポリマーの固着を防止するため、リブとサポートで規定される面(501a〜d)、および同心円最外周とサポートで規定される面(511a〜d)のいずれにもメッシュを設置する。これらメッシュの回転により被反応液が掻き揚げられた後、メッシュの隙間より糸状に落下することで、単位体積あたりの表面積を確保し、蒸発面積および表面更新速度を確保できる。メッシュの粗さは、プレポリマー入口302に近い側で細かく、ポリマー出口303に向かうほど荒くする。リブと同心円最外周で規定される面(521a〜d、522a〜d)は開口とする。   In the second reaction region following the first reaction region, the surfaces (501a to d) defined by the ribs and the support, and the outermost concentric circle and the support are provided in order to prevent the polymer from adhering to the stirring blade as the viscosity increases. The mesh is placed on any of the surfaces (511a to 511d) defined in (1). After the reaction liquid is swept up by the rotation of the mesh, the reaction liquid is dropped into a thread shape from the gap between the meshes, so that the surface area per unit volume can be secured, and the evaporation area and the surface renewal speed can be secured. The roughness of the mesh is fine on the side close to the prepolymer inlet 302 and becomes rougher toward the polymer outlet 303. The surfaces (521a to d, 522a to d) defined by the outermost circumference of the concentric circles with the ribs are openings.

第3反応領域では、リブとサポートで規定される面(501a〜d)にのみ、ワイヤー群を設置する。ワイヤー群の回転により被反応液が掻き揚げられた後、ワイヤー群の隙間より糸状もしくは帯状に落下することで、単位体積あたりの表面積を確保し、蒸発面積および表面更新速度を確保できる。ワイヤー群の間隔は、プレポリマー入口302に近い側で細かく、ポリマー出口303に向かうほど荒くする。ワイヤー群は回転軸に平行に設置する。   In the third reaction region, the wire group is installed only on the surfaces (501a to 501d) defined by the rib and the support. After the liquid to be reacted is swept up by the rotation of the wire group, the reaction liquid is dropped into a thread or band from the gap between the wire groups, so that the surface area per unit volume can be secured, and the evaporation area and the surface renewal rate can be secured. The distance between the wire groups is fine on the side close to the prepolymer inlet 302 and becomes rougher toward the polymer outlet 303. The wire group is installed parallel to the rotation axis.

入口302より供給された低粘度のプレポリマーは、第1反応領域、第2反応領域、第3反応領域、のそれぞれの粘度に適した被反応液の持ち上げ、自由落下機構を通して、良好な表面更新作用を受け、プレポリマーの内部から揮発成分が蒸発して反応が促進されて粘度が徐々に上昇する。この結果、500〜2500Pa・s程度の高粘度を有する高重合度のポリマー50が出口303から排出される。   The low-viscosity prepolymer supplied from the inlet 302 is able to lift the reaction liquid suitable for the respective viscosities of the first reaction region, the second reaction region, and the third reaction region, and to improve the surface through a free fall mechanism. Under the action, volatile components evaporate from the inside of the prepolymer, the reaction is promoted, and the viscosity gradually increases. As a result, the polymer 50 having a high degree of polymerization having a high viscosity of about 500 to 2500 Pa · s is discharged from the outlet 303.

第1〜第3反応器の滞留時間は4〜7.5時間であるが、品質面から、重合工程全体の滞留時間は2〜4時間が最適な範囲である。また、滞留時間は必要に応じて、温度と圧力を調整することにより長くすることが可能であり、例えば生産量を減少させる場合に、品質の変動を最小限に保つために実施されることがある。   Although the residence time of the first to third reactors is 4 to 7.5 hours, from the viewpoint of quality, the residence time of the entire polymerization process is in an optimal range of 2 to 4 hours. In addition, the residence time can be lengthened by adjusting the temperature and pressure as necessary, and is carried out, for example, to keep quality fluctuations to a minimum when reducing production. is there.

本発明によれば、第3反応器(最終重合器)は一台の装置で縮重合が可能となり大幅な装置コストの低減、ならびにポリエステルの製造原価の低減を図ることができる。   According to the present invention, the third reactor (final polymerization reactor) can be subjected to polycondensation by a single device, so that the device cost can be greatly reduced and the production cost of the polyester can be reduced.

(実施例)
図1〜5に示されるポリエステル製造装置において、PBT(ポリブチレンテレフタレート)を製造した。その結果、第3反応器(最終重合器)30出口において、粘度2500Pa・s、平均重合度200程度のPBTが得られた。得られたPBTのIV値は0.7〜1.2であり、b値は0〜4であった。
(Example)
PBT (polybutylene terephthalate) was manufactured in the polyester manufacturing apparatus shown in FIGS. As a result, PBT having a viscosity of 2500 Pa · s and an average degree of polymerization of about 200 was obtained at the outlet of the third reactor (final polymerization vessel) 30. The obtained PBT had an IV value of 0.7 to 1.2 and a b value of 0 to 4.

(比較例)
図1〜5に示されるポリエステル製造装置において、第3反応器の攪拌装置として特許文献1に記載された車輪型円板を適用し、PBT(ポリブチレンテレフタレート)を製造した。その結果、第3反応器(最終重合器)30出口において、粘度500Pa・s、平均重合度150程度のPBTが得られた。
(Comparative example)
In the polyester production apparatus shown in FIGS. 1 to 5, a wheel-type disk described in Patent Document 1 was applied as a stirring apparatus for the third reactor, and PBT (polybutylene terephthalate) was produced. As a result, PBT having a viscosity of 500 Pa · s and an average degree of polymerization of about 150 was obtained at the outlet of the third reactor (final polymerization vessel) 30.

1…原料調製槽、2…原料供給ライン、10…エステル化反応器(第1反応器)、101…熱媒ジャケット、102…ジャケット液相熱媒出口またはジャケット気相熱媒入口、103…ジャケット液相熱媒入口またはジャケット気相熱媒出口、104…被処理液、105…原料入口、106…オリゴマー出口、107…BD供給口、108…触媒供給口、110…伝熱管液相熱媒入口または伝熱管気相熱媒出口、111…伝熱管下部ヘッダ、112…マルチ伝熱管、113…伝熱管上部ヘッダ、114…伝熱管液相熱媒出口または伝熱管気相熱媒入口、115…間隙もしくは間隙挿入物質、120…攪拌翼、121…攪拌軸、122…攪拌駆動軸、130…蒸気出口、11…加熱手段、12…気相部、13…連絡管、14…触媒投入ライン、15…オリゴマーポンプ、20…初期重合器(第2反応器)、21…連絡管、22…プレポリマーポンプ、202…熱媒ジャケット、203…回転軸、204…駆動装置M、205…円筒状の仕切板、206…攪拌室(第1室)、207…攪拌室(第2室)、208…攪拌翼、209…攪拌翼、210、211…伝熱管、213,214…熱媒入口ノズル、212,215…熱媒出口ノズル、216…被処理液の入口ノズル、217…被処理液の出口ノズル、218…揮発物の出口ノズル、30…最終重合器(第3反応器)、301…熱媒ジャケット、302…プレポリマー入口、303…ポリマー出口、304…蒸気出口、321…軸受、32…攪拌軸、335…熱媒入口、336…熱媒出口、40…BDタンク、41…BD供給ライン、42、43、44…BD循環ライン、45…新BD供給ライン、401,402…中空同心円、411,412…中空同心円を径方向に接続するリブ群、421,422…同心円集合体を回転軸方向に接続するサポート、501…リブとサポートで規定される面、511…同心円最外周とサポートで規定される面、521、522…リブと同心円最外周で規定される面、50…ポリマー、600…中空同心円とリブが成す角度θ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Raw material preparation tank, 2 ... Raw material supply line, 10 ... Esterification reactor (first reactor), 101 ... Heat medium jacket, 102 ... Jacket liquid phase heat medium outlet or jacket gas phase heat medium inlet, 103 ... Jacket Liquid phase heat medium inlet or jacket gas phase heat medium outlet, 104 ... Liquid to be treated, 105 ... Raw material inlet, 106 ... Oligomer outlet, 107 ... BD supply port, 108 ... Catalyst supply port, 110 ... Heat transfer tube liquid phase heat medium inlet Or heat transfer tube gas phase heat medium outlet, 111 ... heat transfer tube lower header, 112 ... multi heat transfer tube, 113 ... heat transfer tube upper header, 114 ... heat transfer tube liquid phase heat medium outlet or heat transfer tube gas phase heat medium inlet, 115 ... gap Or a gap insertion material, 120 ... stirring blade, 121 ... stirring shaft, 122 ... stirring drive shaft, 130 ... steam outlet, 11 ... heating means, 12 ... gas phase section, 13 ... communication pipe, 14 ... catalyst input line, DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Oligomer pump, 20 ... Initial polymerization reactor (2nd reactor), 21 ... Communication pipe, 22 ... Prepolymer pump, 202 ... Heat-medium jacket, 203 ... Rotating shaft, 204 ... Drive apparatus M, 205 ... Cylindrical shape Partition plate 206 ... stirring chamber (first chamber), 207 ... stirring chamber (second chamber), 208 ... stirring blade, 209 ... stirring blade, 210, 211 ... heat transfer tube, 213,214 ... heating medium inlet nozzle, 212 , 215 ... Heat medium outlet nozzle, 216 ... Process liquid inlet nozzle, 217 ... Process liquid outlet nozzle, 218 ... Volatile outlet nozzle, 30 ... Final polymerizer (third reactor), 301 ... Heat medium Jacket, 302 ... Prepolymer inlet, 303 ... Polymer outlet, 304 ... Steam outlet, 321 ... Bearing, 32 ... Stirring shaft, 335 ... Heat medium inlet, 336 ... Heat medium outlet, 40 ... BD tank, 41 ... BD supply line, 2, 43, 44 ... BD circulation line, 45 ... New BD supply line, 401, 402 ... hollow concentric circles, 411, 412 ... ribs connecting the hollow concentric circles in the radial direction, 421, 422 ... concentric circular assemblies in the rotational axis direction 501 ... surface defined by rib and support, 511 ... surface defined by concentric outermost circumference and support, 521, 522 ... surface defined by rib and concentric outermost circumference, 50 ... polymer, 600 ... The angle θ between the hollow concentric circle and the rib.

Claims (5)

ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールからポリエステルを連続的に製造する装置であって、
ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールとを含む被処理液を反応させてオリゴマーを製造する第1反応器、オリゴマーを縮重合させてプレポリマーを製造する第2反応器、ならびにプレポリマーを更に縮重合させてポリマーを製造する第3反応器を備え、
第3反応器が、複数の中空同心円とこれらを径方向に接続するリブでなる同心円集合体、および同心円集合体を回転軸方向に接続するサポートからなる骨格を有し、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、および/またはリブと同心円最外周で規定される面に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置された攪拌翼を有する攪拌装置を備えることを特徴とする、前記装置。
An apparatus for continuously producing a polyester from dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol,
A first reactor for producing an oligomer by reacting a liquid to be treated containing dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol, a second reactor for producing a prepolymer by condensation polymerization of the oligomer, and further condensation polymerization of the prepolymer A third reactor for producing the polymer
The third reactor has a skeleton composed of a plurality of concentric hollow concentric circles and a concentric circular assembly composed of ribs that connect these in the radial direction, and a support that connects the concentric circular assemblies in the rotational axis direction, and is defined by the rib and the support. A stirring device having a stirring blade in which a flat plate, a perforated flat plate, a mesh, or a group of wires is installed on a surface defined by a concentric outermost surface and a support, and / or a surface defined by a concentric outermost circle and a rib. Said apparatus comprising:
第3反応器の攪拌装置が、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、およびリブと同心円最外周で規定される面のうち、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置されている面が異なっている3種以上の攪拌翼を有することを特徴とする、請求項1記載の装置。   Of the surface defined by the rib and the support, the surface defined by the concentric outermost circumference and the support, and the surface defined by the rib and the concentric outermost circumference, the stirring device of the third reactor is a flat plate, perforated flat plate, mesh, The apparatus according to claim 1, further comprising three or more kinds of stirring blades having different surfaces on which the wire group is installed. 第3反応器の攪拌装置が、第2反応器からプレポリマーが導入される領域において、少なくとも同心円最外周とリブで規定される面に、平板または穿孔平板が設置された攪拌翼を有し、それより後段の領域において、少なくとも同心円最外周とサポートで規定される面に穿孔平板またはメッシュが設置されているが、同心円最外周とリブで規定される面は開口している攪拌翼を有し、それより後段の領域において、少なくともリブとサポートで規定される面に、メッシュまたはワイヤー群が設置された攪拌翼を有することを特徴とする、請求項2記載の装置。   The stirring device of the third reactor has a stirring blade in which a flat plate or a perforated flat plate is installed on a surface defined by at least the outermost concentric circle and the rib in the region where the prepolymer is introduced from the second reactor, In the subsequent stage, a perforated flat plate or mesh is installed at least on the surface defined by the outermost circumference of the concentric circle and the support, but the surface defined by the outermost circumference of the concentric circle and the rib has an agitating blade that is open. 3. The apparatus according to claim 2, further comprising a stirring blade having a mesh or a wire group installed on at least a surface defined by the rib and the support in a region subsequent thereto. 第3反応器の攪拌装置が、第2反応器からプレポリマーが導入される領域において、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、およびリブと同心円最外周で規定される面すべてに穿孔平板が設置された攪拌翼を有し、それより後段の領域において、同心円最外周とサポートで規定される面およびリブとサポートで規定される面にのみメッシュが設置された攪拌翼を有し、それより後段の領域において、リブとサポートで規定される面にのみワイヤー群が設置された攪拌翼を有することを特徴とする、請求項3記載の装置。   In the region where the prepolymer is introduced from the second reactor, the stirring device of the third reactor has a surface defined by a rib and a support, a surface defined by a concentric outermost circumference and a support, and a rib and a concentric outermost circumference. It has a stirring blade with a perforated flat plate installed on all the specified surfaces, and meshes are installed only on the surface defined by the outermost concentric circle and the support and on the surface defined by the rib and the support in the subsequent stage. 4. The apparatus according to claim 3, further comprising a stirring blade having a stirring blade in which a wire group is installed only on a surface defined by the rib and the support in a region subsequent to the stirring blade. ジカルボン酸またはその誘導体とグリコールからポリエステルを連続的に製造する方法であって、
第1反応器においてジカルボン酸またはその誘導体とグリコールとを含む被処理液を反応させてオリゴマーを製造する工程、第2反応器においてオリゴマーを縮重合させてプレポリマーを製造する工程、および第3反応器においてプレポリマーを更に縮重合させてポリマーを製造する工程を含み、
第3反応器が、複数の中空同心円とこれらを径方向に接続するリブでなる同心円集合体、および同心円集合体を回転軸方向に接続するサポートからなる骨格を有し、リブとサポートで規定される面、同心円最外周とサポートで規定される面、および/またはリブと同心円最外周で規定される面に、平板、穿孔平板、メッシュ、またはワイヤー群が設置された攪拌翼を有する攪拌装置を備えることを特徴とする、前記方法。
A method for continuously producing a polyester from a dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol,
A step of producing an oligomer by reacting a liquid to be treated containing dicarboxylic acid or a derivative thereof and glycol in the first reactor, a step of producing a prepolymer by polycondensing the oligomer in a second reactor, and a third reaction. A step of further polymerizing the prepolymer in a vessel to produce a polymer,
The third reactor has a skeleton composed of a plurality of concentric hollow concentric circles and a concentric circular assembly composed of ribs that connect these in the radial direction, and a support that connects the concentric circular assemblies in the rotational axis direction, and is defined by the rib and the support. A stirring device having a stirring blade in which a flat plate, a perforated flat plate, a mesh, or a group of wires is installed on a surface defined by a concentric outermost surface and a support, and / or a surface defined by a concentric outermost circle and a rib. Said method, comprising:
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