JP3489554B2 - ポリブチレンテレフタレートの連続製造装置 - Google Patents
ポリブチレンテレフタレートの連続製造装置Info
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- JP3489554B2 JP3489554B2 JP2000283783A JP2000283783A JP3489554B2 JP 3489554 B2 JP3489554 B2 JP 3489554B2 JP 2000283783 A JP2000283783 A JP 2000283783A JP 2000283783 A JP2000283783 A JP 2000283783A JP 3489554 B2 JP3489554 B2 JP 3489554B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル系高
分子、特にポリブチレンテレフタレートの連続製造に好
適なポリブチレンテレフタレートの連続製造装置に関す
るものである。
分子、特にポリブチレンテレフタレートの連続製造に好
適なポリブチレンテレフタレートの連続製造装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢ
Ｔと記す）樹脂は結晶化特性に優れ、機械的性質，電気
特性，耐熱性などが優れているため近年、電機，電子部
品，機械部品，自動車用途等に適用され、着実に需要を
伸ばしている。
Ｔと記す）樹脂は結晶化特性に優れ、機械的性質，電気
特性，耐熱性などが優れているため近年、電機，電子部
品，機械部品，自動車用途等に適用され、着実に需要を
伸ばしている。
【０００３】従来、一般的なＰＢＴの製造方法としては
原料としてジメチルテレフタレートを主成分とするテレ
フタル酸ジアルキルエステルと１，４−ブタンジオール
（以下、ＢＤと記す）を主成分とするグリコールを適当
な割合で混合槽に入れ、エステル交換触媒を添加，調整
した後、ポンプにより所定の反応温度に設定されたエス
テル交換反応槽へ送る。このエステル交換反応は撹拌翼
付きの撹拌槽を２から３個直列に配置し、副反応物とし
てでるメタノールとＢＤの分解により生成されるテトラ
ヒドロフラン（以下、ＴＨＦと記す）と水とを蒸留塔で
分離する。次に重合触媒を添加し重合反応工程へ行く。
まず、前重合工程として立形撹拌槽や横形の撹拌槽が複
数台設置され、さらに最終重合工程として横形の撹拌槽
が設置されている。これらの重合工程の槽には副反応物
として出るＢＤ，ＴＨＦ，水を除去するためにコンデン
サーが設置され、高温度の減圧雰囲気で運転される。従
来のＰＢＴの連続製造工程では反応槽の数が４から６缶
あり、それぞれの反応槽には撹拌翼とその動力源が装備
され、また副反応物を分離除去するための蒸留塔やコン
デンサーが設置されている。これらの製造工程では高温
度の反応状態に長時間さらされるので、重合反応した樹
脂の一部は熱分解反応により結合部が断裂して重合度が
低下し、樹脂の酸価（ポリマー末端基のカルボキシル基
濃度）が上昇し、品質が悪化する。さらに重合工程は減
圧雰囲気で運転されるために真空手段は別の装置によっ
て操作する必要があり、製造装置の運転には高額の維持
費と装置経費を必要としている。この種の従来技術とし
て特開昭５２−５１４９５号公報が挙げられる。
原料としてジメチルテレフタレートを主成分とするテレ
フタル酸ジアルキルエステルと１，４−ブタンジオール
（以下、ＢＤと記す）を主成分とするグリコールを適当
な割合で混合槽に入れ、エステル交換触媒を添加，調整
した後、ポンプにより所定の反応温度に設定されたエス
テル交換反応槽へ送る。このエステル交換反応は撹拌翼
付きの撹拌槽を２から３個直列に配置し、副反応物とし
てでるメタノールとＢＤの分解により生成されるテトラ
ヒドロフラン（以下、ＴＨＦと記す）と水とを蒸留塔で
分離する。次に重合触媒を添加し重合反応工程へ行く。
まず、前重合工程として立形撹拌槽や横形の撹拌槽が複
数台設置され、さらに最終重合工程として横形の撹拌槽
が設置されている。これらの重合工程の槽には副反応物
として出るＢＤ，ＴＨＦ，水を除去するためにコンデン
サーが設置され、高温度の減圧雰囲気で運転される。従
来のＰＢＴの連続製造工程では反応槽の数が４から６缶
あり、それぞれの反応槽には撹拌翼とその動力源が装備
され、また副反応物を分離除去するための蒸留塔やコン
デンサーが設置されている。これらの製造工程では高温
度の反応状態に長時間さらされるので、重合反応した樹
脂の一部は熱分解反応により結合部が断裂して重合度が
低下し、樹脂の酸価（ポリマー末端基のカルボキシル基
濃度）が上昇し、品質が悪化する。さらに重合工程は減
圧雰囲気で運転されるために真空手段は別の装置によっ
て操作する必要があり、製造装置の運転には高額の維持
費と装置経費を必要としている。この種の従来技術とし
て特開昭５２−５１４９５号公報が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の問題は高分子
量ポリブチレンテレフタレートの生産のための公知の方
法を改善するものであり、装置全体の効率を向上し、工
場設備のエネルギー節約により経済的に操作するもので
ある。
量ポリブチレンテレフタレートの生産のための公知の方
法を改善するものであり、装置全体の効率を向上し、工
場設備のエネルギー節約により経済的に操作するもので
ある。
【０００５】 本発明の目的は、上記従来技術を改善
し、必要最小限の反応器構成により、樹脂が製造中に受
ける熱分解を押さえ、最少のエネルギーで熱安定性に優
れた成形性の良い重合物や耐加水分解性に優れた樹脂を
効率良く反応させるポリブチレンテレフタレートの連続
製造装置を提供することにある。
し、必要最小限の反応器構成により、樹脂が製造中に受
ける熱分解を押さえ、最少のエネルギーで熱安定性に優
れた成形性の良い重合物や耐加水分解性に優れた樹脂を
効率良く反応させるポリブチレンテレフタレートの連続
製造装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ＰＢＴ製造
の原料をテレフタル酸（以下、ＴＰＡと記す）とＢＤと
し、直接エステル化反応工程，重合反応工程を３つある
いは４つの反応槽で構成し、撹拌動力を必要とする槽を
最少とし、滞留時間を短縮することにより樹脂の製造中
にうける高温の熱履歴を最少とし、樹脂中に未反応の末
端カルボキシル基を減少させることによって達成され
る。
の原料をテレフタル酸（以下、ＴＰＡと記す）とＢＤと
し、直接エステル化反応工程，重合反応工程を３つある
いは４つの反応槽で構成し、撹拌動力を必要とする槽を
最少とし、滞留時間を短縮することにより樹脂の製造中
にうける高温の熱履歴を最少とし、樹脂中に未反応の末
端カルボキシル基を減少させることによって達成され
る。
【０００７】本発明の典型的な態様を下記する、すなわ
ち （１）テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカルボン酸
またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主成分と
するグリコール類とを反応させて、平均重合度２.２ か
ら５以下のオリゴマーを製造する第１反応器、第１反応
器からのオリゴマーを重縮合させて、平均重合度２５か
ら４０の低重合物を製造する第２反応器、第２反応器か
らの低重合ポリマーをさらに重縮合させ、平均重合度７
０から１３０まで重縮合させ、熱安定性が良く耐加水分
解性の優れた高分子量ポリエステルを製造する第３反応
器とから成るポリブチレンテレフタレートの連続製造装
置、またはテレフタル酸を主成分とする芳香族ジカルボ
ン酸またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主成
分とするグリコール類とを反応させて、平均重合度２.
２ から５以下のオリゴマーを製造する第１反応器、該
成生物を重縮合させて、平均重合度２５から４０の低重
合物を製造する第２反応器、該低重合物をさらに平均重
合度７０から１３０まで重縮合させ高分子量ポリエステ
ルを製造する第３反応器、該ポリエステルを平均重合度
１５０から２００まで重縮合させ、熱安定性が良く耐加
水分解性の優れた高分子量ポリエステルを製造する第４
反応器から成る、ポリブチレンテレフタレートの連続製
造装置において、（ｉ）第１反応器と第２反応器は外部
動力源による撹拌機能を持たない反応器を使用しないこ
と。（ii）第１反応器は概略円筒状容器形の反応器で、
容器本体の下部にそれぞれ被処理液の入口及び出口を有
し、本体の上部に揮発物及び反応副生物が流通する開口
部を持ち、容器本体内の長手方向に本体の内壁に近接し
て形成するカランドリヤ式の熱交換器を処理液中に浸漬
するように設けた装置とし、容器本体下部より供給され
た処理液は熱交換器により所定の反応温度に加熱され、
その際に生成する揮発性の副生成物ガスと処理液の温度
差により生じる密度差によって容器内を自然対流して撹
拌，混合すること。(iii）第２反応器は概略円筒状容器
形の流通式反応器であり、容器内に内筒開口部を持つ二
重円筒構造を有し、該二重円筒構造の下部に被処理液の
入口を有し、処理液はその上部に設けられた二重円筒状
構造の内筒の外側の多管式熱交換器の管側を通って所定
の反応温度に加熱され容器本体上方に流動して内管開口
レベルに到達し、内筒を流下し、本体の上部には揮発物
及び反応副生物が流通する開口部を設けてあること。
（iv）第８反応器は横形の円筒状容器形の反応器で、そ
の容器本体長手方向の一端下部及び他端下部にそれぞれ
被処理液の入口及び出口を有し、本体の上部に揮発物の
出口を持ち、本体内部の長手方向に本体の内側に近接し
て回転する撹拌ロータを設けてあり、本体内部の撹拌ロ
ータが処理液の粘度に応じて複数個の撹拌翼ブロックで
構成され、撹拌翼は撹拌ロータの中心部に回転シャフト
を持たないこと。（ｖ）第４反応器は横形の概略円筒状
容器形の反応器でその容器本体長手方向の一端下部及び
他端下部にそれぞれ被処理液の入口及び出口を有し、本
体の上部に揮発物の出口を持ち、本体内部の長手方向に
本体の内側に近接して回転する撹拌ロータより構成さ
れ、ロータはそれぞれ撹拌翼をもっていることを特徴と
する。 （２）テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカルボン酸
またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主成分と
するグリコール類とを第１反応器で反応させて、平均重
合度２.２ から５以下のオリゴマーを製造する第１工
程、該成生物を第２反応器で重縮合させて、平均重合度
２５から４０の低重合物を製造する第２工程、該低重合
物をさらに第３反応器で平均重合度７０から１３０まで
重縮合させ、熱安定性が良く耐加水分解性の優れた高分
子量ポリエステルを製造する第３工程から成るポリブチ
レンテレフタレートの連続製造法に於いて、またはテレ
フタル酸を主成分とする芳香族ジカルボン酸またはその
誘導体と１，−４ブタンジオールを主成分とするグリコ
ール類とを第１反応器で反応させて、平均重合度２.２
から５以下のオリゴマーを製造する第１工程、該成生物
を第２反応器で重縮合させて、平均重合度２５から４０
の低重合物を製造する第２工程、該低重合物をさらに第
３反応器で平均重合度７０から１３０まで重縮合させ高
分子量ポリエステルを製造する第３工程、該重合物をさ
らに第４反応器で平均重合度１５０から２００まで重縮
合させ、熱安定性が良く耐加水分解性の優れた高分子量
ポリエステルを製造する第４工程から成るポリブチレン
テレフタレートの連続製造法において前記（１）に記載
の（ｉ），（ii），(iii），（iv），（ｖ）の特徴を有
する反応器を使用すること、原料であるテレフタル酸を
主成分とする芳香族ジカルボン酸またはその誘導体と
１，−４ブタンジオールを主成分とするグリコール類と
のモル比が１：１.７〜１：３.０の範囲で供給し、第１
工程の温度は２２０℃〜２５０℃、圧力は３３ｋＰａ〜
１５０ｋＰａ、第２工程の温度は２３０℃〜２５５℃、
圧力は１００ｋＰａ〜０.１３３ｋＰａ 、第３工程及び
第４工程の温度は２３０℃〜２５５℃、圧力は０.６６
５ｋＰａ〜０.０６７ｋＰａの範囲で実施すること、第
３及び４反応器の撹袢翼の回転数範囲を０.５rpmから１
０rpm とすること、第１工程，第２工程，第３工程の合
計反応時間が４から７.５ 時間の間で運転すること、ま
たは第１工程，第２工程，第３工程，第４工程の合計反
応時間が６から８.５ 時間の間で運転すること、テレフ
タル酸を主成分とする芳香族ジカルボン酸と１，−４ブ
タンジオールを主成分とするグリコール類は前者と後者
のモル比１：１.７〜１：３.０に調整したスラリーはエ
ステル化反応触媒あるいは重合反応触媒と添加して第１
工程に供給すること、第３工程の第３反応器に並列して
複数台の第３反応器を設け、第３，第４工程の第３，第
４反応器の主たる系列で製造する品種の異なる重合度の
品種のポリブチレンテレフタレートを製造したり、第３
反応器毎に操作条件を調整することにより、製造する品
種の増加，詳細な品質調整管理，生産量の制御を行うこ
とを特徴とする。
ち （１）テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカルボン酸
またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主成分と
するグリコール類とを反応させて、平均重合度２.２ か
ら５以下のオリゴマーを製造する第１反応器、第１反応
器からのオリゴマーを重縮合させて、平均重合度２５か
ら４０の低重合物を製造する第２反応器、第２反応器か
らの低重合ポリマーをさらに重縮合させ、平均重合度７
０から１３０まで重縮合させ、熱安定性が良く耐加水分
解性の優れた高分子量ポリエステルを製造する第３反応
器とから成るポリブチレンテレフタレートの連続製造装
置、またはテレフタル酸を主成分とする芳香族ジカルボ
ン酸またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主成
分とするグリコール類とを反応させて、平均重合度２.
２ から５以下のオリゴマーを製造する第１反応器、該
成生物を重縮合させて、平均重合度２５から４０の低重
合物を製造する第２反応器、該低重合物をさらに平均重
合度７０から１３０まで重縮合させ高分子量ポリエステ
ルを製造する第３反応器、該ポリエステルを平均重合度
１５０から２００まで重縮合させ、熱安定性が良く耐加
水分解性の優れた高分子量ポリエステルを製造する第４
反応器から成る、ポリブチレンテレフタレートの連続製
造装置において、（ｉ）第１反応器と第２反応器は外部
動力源による撹拌機能を持たない反応器を使用しないこ
と。（ii）第１反応器は概略円筒状容器形の反応器で、
容器本体の下部にそれぞれ被処理液の入口及び出口を有
し、本体の上部に揮発物及び反応副生物が流通する開口
部を持ち、容器本体内の長手方向に本体の内壁に近接し
て形成するカランドリヤ式の熱交換器を処理液中に浸漬
するように設けた装置とし、容器本体下部より供給され
た処理液は熱交換器により所定の反応温度に加熱され、
その際に生成する揮発性の副生成物ガスと処理液の温度
差により生じる密度差によって容器内を自然対流して撹
拌，混合すること。(iii）第２反応器は概略円筒状容器
形の流通式反応器であり、容器内に内筒開口部を持つ二
重円筒構造を有し、該二重円筒構造の下部に被処理液の
入口を有し、処理液はその上部に設けられた二重円筒状
構造の内筒の外側の多管式熱交換器の管側を通って所定
の反応温度に加熱され容器本体上方に流動して内管開口
レベルに到達し、内筒を流下し、本体の上部には揮発物
及び反応副生物が流通する開口部を設けてあること。
（iv）第８反応器は横形の円筒状容器形の反応器で、そ
の容器本体長手方向の一端下部及び他端下部にそれぞれ
被処理液の入口及び出口を有し、本体の上部に揮発物の
出口を持ち、本体内部の長手方向に本体の内側に近接し
て回転する撹拌ロータを設けてあり、本体内部の撹拌ロ
ータが処理液の粘度に応じて複数個の撹拌翼ブロックで
構成され、撹拌翼は撹拌ロータの中心部に回転シャフト
を持たないこと。（ｖ）第４反応器は横形の概略円筒状
容器形の反応器でその容器本体長手方向の一端下部及び
他端下部にそれぞれ被処理液の入口及び出口を有し、本
体の上部に揮発物の出口を持ち、本体内部の長手方向に
本体の内側に近接して回転する撹拌ロータより構成さ
れ、ロータはそれぞれ撹拌翼をもっていることを特徴と
する。 （２）テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカルボン酸
またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主成分と
するグリコール類とを第１反応器で反応させて、平均重
合度２.２ から５以下のオリゴマーを製造する第１工
程、該成生物を第２反応器で重縮合させて、平均重合度
２５から４０の低重合物を製造する第２工程、該低重合
物をさらに第３反応器で平均重合度７０から１３０まで
重縮合させ、熱安定性が良く耐加水分解性の優れた高分
子量ポリエステルを製造する第３工程から成るポリブチ
レンテレフタレートの連続製造法に於いて、またはテレ
フタル酸を主成分とする芳香族ジカルボン酸またはその
誘導体と１，−４ブタンジオールを主成分とするグリコ
ール類とを第１反応器で反応させて、平均重合度２.２
から５以下のオリゴマーを製造する第１工程、該成生物
を第２反応器で重縮合させて、平均重合度２５から４０
の低重合物を製造する第２工程、該低重合物をさらに第
３反応器で平均重合度７０から１３０まで重縮合させ高
分子量ポリエステルを製造する第３工程、該重合物をさ
らに第４反応器で平均重合度１５０から２００まで重縮
合させ、熱安定性が良く耐加水分解性の優れた高分子量
ポリエステルを製造する第４工程から成るポリブチレン
テレフタレートの連続製造法において前記（１）に記載
の（ｉ），（ii），(iii），（iv），（ｖ）の特徴を有
する反応器を使用すること、原料であるテレフタル酸を
主成分とする芳香族ジカルボン酸またはその誘導体と
１，−４ブタンジオールを主成分とするグリコール類と
のモル比が１：１.７〜１：３.０の範囲で供給し、第１
工程の温度は２２０℃〜２５０℃、圧力は３３ｋＰａ〜
１５０ｋＰａ、第２工程の温度は２３０℃〜２５５℃、
圧力は１００ｋＰａ〜０.１３３ｋＰａ 、第３工程及び
第４工程の温度は２３０℃〜２５５℃、圧力は０.６６
５ｋＰａ〜０.０６７ｋＰａの範囲で実施すること、第
３及び４反応器の撹袢翼の回転数範囲を０.５rpmから１
０rpm とすること、第１工程，第２工程，第３工程の合
計反応時間が４から７.５ 時間の間で運転すること、ま
たは第１工程，第２工程，第３工程，第４工程の合計反
応時間が６から８.５ 時間の間で運転すること、テレフ
タル酸を主成分とする芳香族ジカルボン酸と１，−４ブ
タンジオールを主成分とするグリコール類は前者と後者
のモル比１：１.７〜１：３.０に調整したスラリーはエ
ステル化反応触媒あるいは重合反応触媒と添加して第１
工程に供給すること、第３工程の第３反応器に並列して
複数台の第３反応器を設け、第３，第４工程の第３，第
４反応器の主たる系列で製造する品種の異なる重合度の
品種のポリブチレンテレフタレートを製造したり、第３
反応器毎に操作条件を調整することにより、製造する品
種の増加，詳細な品質調整管理，生産量の制御を行うこ
とを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。
図１は本発明のＰＢＴの連続製造プロセスの装置講成図
である。工業的なポリエステルの製造方法として、直接
エステル化法が、経済的に非常に有利であるので、最近
ではポリエステルの製造には直接エステル化方法が多く
採用されている。図において１はＰＢＴの原料であるＴ
ＰＡとＢＤを所定の割合で混合，撹拌する原料調整槽で
ある。製造プロセスの中にはこの段階で重合反応触媒や
安定剤，品質調整剤などの添加物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
応槽の入口直前の原料供給ライン２へ触媒投入ライン１
０から投入し、エステル化反応槽へ供給する。重合反応
触媒としては有機チタン，有機錫，有機ジルコニア等の
公知の金属化合物があげられ、使用する触媒の種類や組
み合わせにより、反応速度が異なるだけでなく、生成す
るＰＢＴの色相及び熱安定性等の品質に大きな影響を及
ぼすことが良く知られている。特に有機チタン化合物の
触媒は周囲に存在する水分の影響を受け、触媒作用が減
少することが知られている。この影響を最小限にするた
めに本実施例ではエステル化反応槽入り口の直前で触媒
を添加している。このことにより添加した触媒は失活割
合を最少化出来るので触媒の投入量を減少させ、色相の
良い樹脂を製造することが出来る。さらにこれらの反応
は触媒の存在化で高温で長時間行われるために種々の副
反応が伴い、重合物が着色したり、ＴＨＦの含有量や末
端カルボキシル基濃度が適正値以上に増加して、ＰＢＴ
の品質劣化及び強度の低下などの物理的性質が低下した
りする。このような問題点を改良するために新しい触媒
の開発が試みられているが、現在最も多く工業的に使用
されている有機チタン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。このために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）を併用して改善している。ま
た、別の製造プロセスにおいては重合触媒や安定剤の投
入位置を工夫して品質を安定させている。通常のプロセ
スでは触媒の量はチタン金属換算濃度で２０から１００
ppm を安定剤の量は必要に応じてＰ金属濃度で０から６
００ppm を用いるのが好ましい。以上のように調整され
た原料と触媒は第１エステル化反応槽３へ原料を供給す
る供給ライン２と別の所で調整されて該供給ライン２に
合流する触媒添加ライン１０を経由して供給される。エ
ステル化反応槽（第１反応器）３の外周部には処理液を
反応温度に保つためにジャケット構造（図示せず）にな
っており液の内部には液の加熱手段としてカランドリア
式熱交換器４が設置され外部からの熱源により多管内を
流動する処理液を加熱し、エステル化反応工程で生成す
る揮発性のガスによる密度変化と温度差による相乗効果
によって自然循環のみにより内部の液を循環しながら反
応を進行させる。ここで最も望ましい反応器の型はエス
テル化反応により生成した副反応物の自然蒸発作用を利
用して反応器内の処理液を自然循環させるカランドリア
型が望ましい。この形の反応器は外部の撹拌動力源を必
要としないため装置構成が単純でしかも撹拌軸の軸封装
置も不要となり反応器の制作コストが安価となるという
利点がある。このような反応器の一例としてＪＰ−Ａ−
１０−８５５０１に示す様な装置が望ましい。しかし、
本発明はこの装置に限定されるものではなくプロセス上
の理由から撹拌翼を持った反応器を使用しても差し支え
ない。第１反応器３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蒸気及び副生するＴＨ
Ｆ蒸気と共に気相部５を形成する。このときの推奨すべ
き反応条件としては温度は２２０℃から２５０℃で減圧
あるいは微加圧条件が望ましい。特に圧力条件は原料の
ＢＤとＴＰＡのモル比（以後Ｂ／Ｔという）によって最
適圧力条件が決定される。Ｂ／Ｔ＝２.０以上（２.０を
含む）では大気圧以上の場合でも処理液中のＢＤ濃度が
確保されるために所定の滞留時間で目標のエステル化率
に到達可能であるが、Ｂ／Ｔ＝２.０以下（２.０を含ま
ぬ）になるとエステル化率が低下して、後の重合工程の
反応負荷が増大し、真空系及びそれに関係する補器類に
不都合が生じる問題が起きる。このためにＢ／Ｔ＝２.
０以下(２.０を含まぬ)では反応圧力条件を大気圧以下
の減圧条件とすることが有効である。減圧することによ
り、ＢＤの沸点が低下し、反応温度を低くすることが出
来る。通常は反応温度を低下した場合反応速度は低下す
るが、本実施例の構造の様な自然循環式の反応器では減
圧したことにより反応副生物のガス容積が増加して、反
応器内の循環性能が増して反応条件の改善に効果があ
る。また減圧することによりエステル化反応の副生物で
ある水分の離脱速度も向上し、正反応速度定数が大きく
なる。さら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Ｔ
ＨＦの量が減少する効果が反応温度の低下の効果に相乗
されて効いてくるのでＴＨＦ生成量を大幅に低減でき
る。このときの推奨すべき反応温度は２２０℃〜２５０
℃であるが、特に圧力が５０〜８０ｋＰａの大気圧以下
の時は滞留時間が１.５〜２.４時間、反応温度２２５℃
〜２３０℃がエステル化反応速度の向上、ＴＨＦ生成量
の低減に大幅な効果がある。この時のＴＨＦ成生量は原
料ＴＰＡのモル分率で１５〜２５mol％／ｈ 程度であ
る。処理液中から出た揮発分である気相部５のガスはそ
の第１エステル化反応槽３の上方に設けられた蒸留塔
(図示せず)により水とＴＨＦ及び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３５によりＢＤタンク３３に戻される。循環ＢＤは
ＢＤタンク３３からＢＤ供給ライン３４により原料調整
槽１に供給されるが、ＢＤタンク３３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、初期重合機１
４，最終重合機１８に設置される減圧装置の湿式コンデ
ンサー（図示せず）から排出された循環ＢＤをＢＤ循環
ライン３６よりＢＤタンク３３に戻し、ＢＤ原単位をさ
らに向上させる。この場合、新ＢＤは第３反応器１８の
湿式コンデンサーへ新ＢＤ供給ライン３９より供給し、
ＢＤ循環ライン３７から第２反応器１４の湿式コンデン
サーへ供給し、ＢＤ循環ライン３６よりＢＤタンク３３
に供給する。
図１は本発明のＰＢＴの連続製造プロセスの装置講成図
である。工業的なポリエステルの製造方法として、直接
エステル化法が、経済的に非常に有利であるので、最近
ではポリエステルの製造には直接エステル化方法が多く
採用されている。図において１はＰＢＴの原料であるＴ
ＰＡとＢＤを所定の割合で混合，撹拌する原料調整槽で
ある。製造プロセスの中にはこの段階で重合反応触媒や
安定剤，品質調整剤などの添加物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
応槽の入口直前の原料供給ライン２へ触媒投入ライン１
０から投入し、エステル化反応槽へ供給する。重合反応
触媒としては有機チタン，有機錫，有機ジルコニア等の
公知の金属化合物があげられ、使用する触媒の種類や組
み合わせにより、反応速度が異なるだけでなく、生成す
るＰＢＴの色相及び熱安定性等の品質に大きな影響を及
ぼすことが良く知られている。特に有機チタン化合物の
触媒は周囲に存在する水分の影響を受け、触媒作用が減
少することが知られている。この影響を最小限にするた
めに本実施例ではエステル化反応槽入り口の直前で触媒
を添加している。このことにより添加した触媒は失活割
合を最少化出来るので触媒の投入量を減少させ、色相の
良い樹脂を製造することが出来る。さらにこれらの反応
は触媒の存在化で高温で長時間行われるために種々の副
反応が伴い、重合物が着色したり、ＴＨＦの含有量や末
端カルボキシル基濃度が適正値以上に増加して、ＰＢＴ
の品質劣化及び強度の低下などの物理的性質が低下した
りする。このような問題点を改良するために新しい触媒
の開発が試みられているが、現在最も多く工業的に使用
されている有機チタン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。このために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）を併用して改善している。ま
た、別の製造プロセスにおいては重合触媒や安定剤の投
入位置を工夫して品質を安定させている。通常のプロセ
スでは触媒の量はチタン金属換算濃度で２０から１００
ppm を安定剤の量は必要に応じてＰ金属濃度で０から６
００ppm を用いるのが好ましい。以上のように調整され
た原料と触媒は第１エステル化反応槽３へ原料を供給す
る供給ライン２と別の所で調整されて該供給ライン２に
合流する触媒添加ライン１０を経由して供給される。エ
ステル化反応槽（第１反応器）３の外周部には処理液を
反応温度に保つためにジャケット構造（図示せず）にな
っており液の内部には液の加熱手段としてカランドリア
式熱交換器４が設置され外部からの熱源により多管内を
流動する処理液を加熱し、エステル化反応工程で生成す
る揮発性のガスによる密度変化と温度差による相乗効果
によって自然循環のみにより内部の液を循環しながら反
応を進行させる。ここで最も望ましい反応器の型はエス
テル化反応により生成した副反応物の自然蒸発作用を利
用して反応器内の処理液を自然循環させるカランドリア
型が望ましい。この形の反応器は外部の撹拌動力源を必
要としないため装置構成が単純でしかも撹拌軸の軸封装
置も不要となり反応器の制作コストが安価となるという
利点がある。このような反応器の一例としてＪＰ−Ａ−
１０−８５５０１に示す様な装置が望ましい。しかし、
本発明はこの装置に限定されるものではなくプロセス上
の理由から撹拌翼を持った反応器を使用しても差し支え
ない。第１反応器３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蒸気及び副生するＴＨ
Ｆ蒸気と共に気相部５を形成する。このときの推奨すべ
き反応条件としては温度は２２０℃から２５０℃で減圧
あるいは微加圧条件が望ましい。特に圧力条件は原料の
ＢＤとＴＰＡのモル比（以後Ｂ／Ｔという）によって最
適圧力条件が決定される。Ｂ／Ｔ＝２.０以上（２.０を
含む）では大気圧以上の場合でも処理液中のＢＤ濃度が
確保されるために所定の滞留時間で目標のエステル化率
に到達可能であるが、Ｂ／Ｔ＝２.０以下（２.０を含ま
ぬ）になるとエステル化率が低下して、後の重合工程の
反応負荷が増大し、真空系及びそれに関係する補器類に
不都合が生じる問題が起きる。このためにＢ／Ｔ＝２.
０以下(２.０を含まぬ)では反応圧力条件を大気圧以下
の減圧条件とすることが有効である。減圧することによ
り、ＢＤの沸点が低下し、反応温度を低くすることが出
来る。通常は反応温度を低下した場合反応速度は低下す
るが、本実施例の構造の様な自然循環式の反応器では減
圧したことにより反応副生物のガス容積が増加して、反
応器内の循環性能が増して反応条件の改善に効果があ
る。また減圧することによりエステル化反応の副生物で
ある水分の離脱速度も向上し、正反応速度定数が大きく
なる。さら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Ｔ
ＨＦの量が減少する効果が反応温度の低下の効果に相乗
されて効いてくるのでＴＨＦ生成量を大幅に低減でき
る。このときの推奨すべき反応温度は２２０℃〜２５０
℃であるが、特に圧力が５０〜８０ｋＰａの大気圧以下
の時は滞留時間が１.５〜２.４時間、反応温度２２５℃
〜２３０℃がエステル化反応速度の向上、ＴＨＦ生成量
の低減に大幅な効果がある。この時のＴＨＦ成生量は原
料ＴＰＡのモル分率で１５〜２５mol％／ｈ 程度であ
る。処理液中から出た揮発分である気相部５のガスはそ
の第１エステル化反応槽３の上方に設けられた蒸留塔
(図示せず)により水とＴＨＦ及び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３５によりＢＤタンク３３に戻される。循環ＢＤは
ＢＤタンク３３からＢＤ供給ライン３４により原料調整
槽１に供給されるが、ＢＤタンク３３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、初期重合機１
４，最終重合機１８に設置される減圧装置の湿式コンデ
ンサー（図示せず）から排出された循環ＢＤをＢＤ循環
ライン３６よりＢＤタンク３３に戻し、ＢＤ原単位をさ
らに向上させる。この場合、新ＢＤは第３反応器１８の
湿式コンデンサーへ新ＢＤ供給ライン３９より供給し、
ＢＤ循環ライン３７から第２反応器１４の湿式コンデン
サーへ供給し、ＢＤ循環ライン３６よりＢＤタンク３３
に供給する。
【０００９】エステル化反応槽３で所定のエステル化率
に到達した処理液は連絡管６を経由して初期重合反応槽
（第２反応器）１６に供給される。連絡管６の途中には
処理液流量を調整する制御バルブ７が設けられている。
本バルブにより第１反応器の液面を一定に制御し反応時
間を一定に保つ。処理液はエステル化反応槽３で所定の
エステル化率に到達したとき、連絡管１１の途中に設け
たオリゴマーポンプ１２により初期重合槽（第２反応
器）１４に供給される。初期重合槽に供給された処理液
は多管式熱交換器１５により所定の反応温度に加熱され
重縮合反応を行い重合度を上昇させる。このときの反応
条件としては２３０℃から２５５℃で圧力は１００ｋＰ
ａから０.１３３ｋＰａ 、滞留時間は１.０〜１.５時間
で重合度２５から４０程度まで反応させる。本実施例で
示した初期重合槽１４は撹拌翼を持たない反応器を用い
て説明しているがこの反応器を限定するものではない。
しかし、初期重合段階においては反応は重合反応速度が
律束段階であり反応に必要な熱量を十分に供給すれば反
応は順調に進行していく。この観点から処理液は撹拌翼
で不必要な撹拌作用を受ける必要はなく重縮合反応によ
って生成するＢＤが系外に離脱するだけでよい。さらに
製造する樹脂の品質を良好に保ち、副生するＴＨＦの量
を抑制するために反応温度は出来るだけ低めで運転する
ほうが良く、推奨すべき反応温度は２５０℃以下（２５
０℃を含む）が望ましい。このような操作に最適な反応
器としてはＪＰ−Ａ−１０−７６１０２に示す様な装置
が最適である。反応により発生するＢＤ及び水とＴＨＦ
は減圧雰囲気に保たれた気相部１６に集まり、その下流
側に設けられたコンデンサーで凝縮した後に系外へ排出
される。初期重合槽（第２反応器）１４で所定の反応時
間を経過した処理液は連絡管１７により最終重合機（第
３反応器）１８に供給される。最終重合機では外部動力
源２１により駆動される中心部に撹拌軸の無い撹拌翼１
９により良好な表面更新作用を受けながらさらに重縮合
反応を進め重合度を上昇させ目的の重合度のポリマーを
製造する。最終重合機（第３反応器）として最適な装置
としては特開平１６−７７３４８号に記載の装置が表面
更新性能，消費動力特性が最も優れている。このときの
反応条件としては２３０℃から２５５℃で圧力は０.６
６５ｋＰａから０.０６７ｋＰａ で重合度７０から１３
０程度まで反応させる。処理液の粘度範囲が広いので従
来、２槽で縮重合を行っていたが、本最終重合機一台の
装置で縮重合が可能となり大幅な装置コストの低減が得
られる。第１反応器３から第３反応器１８における全滞
留時間は４〜７.５ 時間であるのがよいが、品質面か
ら、重合工程全体の滞留時間は２から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。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（２５０℃を含む）
にすることが望ましい。
に到達した処理液は連絡管６を経由して初期重合反応槽
（第２反応器）１６に供給される。連絡管６の途中には
処理液流量を調整する制御バルブ７が設けられている。
本バルブにより第１反応器の液面を一定に制御し反応時
間を一定に保つ。処理液はエステル化反応槽３で所定の
エステル化率に到達したとき、連絡管１１の途中に設け
たオリゴマーポンプ１２により初期重合槽（第２反応
器）１４に供給される。初期重合槽に供給された処理液
は多管式熱交換器１５により所定の反応温度に加熱され
重縮合反応を行い重合度を上昇させる。このときの反応
条件としては２３０℃から２５５℃で圧力は１００ｋＰ
ａから０.１３３ｋＰａ 、滞留時間は１.０〜１.５時間
で重合度２５から４０程度まで反応させる。本実施例で
示した初期重合槽１４は撹拌翼を持たない反応器を用い
て説明しているがこの反応器を限定するものではない。
しかし、初期重合段階においては反応は重合反応速度が
律束段階であり反応に必要な熱量を十分に供給すれば反
応は順調に進行していく。この観点から処理液は撹拌翼
で不必要な撹拌作用を受ける必要はなく重縮合反応によ
って生成するＢＤが系外に離脱するだけでよい。さらに
製造する樹脂の品質を良好に保ち、副生するＴＨＦの量
を抑制するために反応温度は出来るだけ低めで運転する
ほうが良く、推奨すべき反応温度は２５０℃以下（２５
０℃を含む）が望ましい。このような操作に最適な反応
器としてはＪＰ−Ａ−１０−７６１０２に示す様な装置
が最適である。反応により発生するＢＤ及び水とＴＨＦ
は減圧雰囲気に保たれた気相部１６に集まり、その下流
側に設けられたコンデンサーで凝縮した後に系外へ排出
される。初期重合槽（第２反応器）１４で所定の反応時
間を経過した処理液は連絡管１７により最終重合機（第
３反応器）１８に供給される。最終重合機では外部動力
源２１により駆動される中心部に撹拌軸の無い撹拌翼１
９により良好な表面更新作用を受けながらさらに重縮合
反応を進め重合度を上昇させ目的の重合度のポリマーを
製造する。最終重合機（第３反応器）として最適な装置
としては特開平１６−７７３４８号に記載の装置が表面
更新性能，消費動力特性が最も優れている。このときの
反応条件としては２３０℃から２５５℃で圧力は０.６
６５ｋＰａから０.０６７ｋＰａ で重合度７０から１３
０程度まで反応させる。処理液の粘度範囲が広いので従
来、２槽で縮重合を行っていたが、本最終重合機一台の
装置で縮重合が可能となり大幅な装置コストの低減が得
られる。第１反応器３から第３反応器１８における全滞
留時間は４〜７.５ 時間であるのがよいが、品質面か
ら、重合工程全体の滞留時間は２から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。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（２５０℃を含む）
にすることが望ましい。
【００１０】以上の装置構成においてＰＢＴを連続製造
すると従来の装置構成と比較して、反応器の数が減少し
ているために装置の製作経費が節約出来るのと装置数の
減少に伴い装置に付随する蒸留塔やコンデンサーを減少
させ、それらを連結する配管，計装部品，バルブ類を大
幅に節約できると共に真空源や熱媒装置等のユーティリ
ティ関係費が大幅に低下するのでランニングコストを安
く出来る利点がある。
すると従来の装置構成と比較して、反応器の数が減少し
ているために装置の製作経費が節約出来るのと装置数の
減少に伴い装置に付随する蒸留塔やコンデンサーを減少
させ、それらを連結する配管，計装部品，バルブ類を大
幅に節約できると共に真空源や熱媒装置等のユーティリ
ティ関係費が大幅に低下するのでランニングコストを安
く出来る利点がある。
【００１１】また、さらに高いＩＶ値のＰＢＴを得るに
は最終重合機（第３反応器）１８の後にもう１つの最終
重合器（第４反応器）を設置することにより製造するこ
とが可能である。この実施例を図２に示す。第１反応
器，第２反応器，第３反応器までの構成及び作用は図１
の実施例の説明と同様であるので省略する。新ＢＤの供
給は第４反応器２８の湿式コンデンサーへ供給し、第３
反応器２３の湿式コンデンサーへのＢＤ循環ライン３８
により供給し、図１の実施例と同様の作用を行う。第３
反応器で重合度７０から１３０程度まで反応した処理液
２０は第３反応器１８と第４反応器２３を連結する連絡
管の間に設けたポリマーポンプ２２により第４反応器２
３に送られる。第４反応器２３での処理液の粘度は数百
ｋＰａ・ｓと高粘度になっているので第３反応器１８で
使用した方式の撹拌装置はもはや使えない即ち、回転す
る撹拌翼に処理液が付着滞留する供回り現象が起きる。
このために高粘度液処理用の撹拌装置を持った反応器を
用いなければならない。この反応器として最適な装置と
しては特公平６−２１１５９号，特開昭４８−102894号
（日本特許第１０２４７４５号）に記載の装置のような
２軸式の装置が高粘度液処理として優れている。特に本
実施例では特開昭４８−１０２８９４号（日本特許第１
０２４７４５号）に記載のメガネ翼式重合器を用いて説
明するが、本発明においてこの重合器を限定するもので
はない。第４反応器２３はメガネ形状の撹拌翼２４を９
０度の位相差をつけて、所定の間隔で外部動力源２５に
駆動される撹拌軸に取りつけ、この撹拌軸を２本９０度
の位相差をつけて構成した二軸式の重合装置である。入
口より供給された処理液はお互いの撹拌翼が中央から外
側へ回転する構成のために外側に引き伸ばされる。この
時に処理液は良好な表面更新作用を受け処理液の内部か
ら揮発成分を蒸発させて反応が促進され、さらに粘度が
上昇し高重合度のポリマー２４として排出される。この
ときの反応条件として、温度は２３０℃から２５５℃で
圧力は０.６６５ｋＰａから０.０６７ｋＰａで滞留時間
は０.７から１.５時間で重合度１５０から２００程度ま
で反応させる。さらに品種の異なるポリブチレンテレフ
タレートを同時に生産する場合の実施例を図３により説
明する。図３の実施例は図２に示した高重合度のポリブ
チレンテレフタレートを製造する設備にもう１つの第３
反応器２６を並列に設置したものである。新ＢＤは供給
ライン３９より第４反応器と第３反応器のそれぞれの湿
式コンデンサーに供給され、実施例の図１及び図２で説
明したと同様にＢＤ循環ライン３８，３９，３６を経由
してＢＤタンク３３へ集められる。また第３反応器１
８，２６は図１の実施例で説明した反応器を用いて説明
するが、本発明においてこの重合器を限定するものでは
ない。第２反応器１４より出た処理液は連絡管１７の途
中で分岐し、その１部は流量調整バルブ３１を経由し
て、第３反応器１８に導かれ、一方他の分岐した１部は
分岐連絡管３０，流量調節バルブ３２を経て第３反応器
２６に導かれる。ここで、本発明の実施例は２つに分岐
する例について説明するが、２分割に限定するものでは
ない。分岐した一方の処理液は第３反応器１８，第４反
応器２３を通過することにより高重合度のポリブチレン
テレフタレートを製造する。他方の処理液は第３反応器
２６により上記の重合度より低いポリブチレンテレフタ
レートを製造する。この系列のポリブチレンテレフタレ
ート製品は流量調整バルブ３１，３２を調節することに
より任意の割合で製造することができる。また、図３の
実施例には示さないが、さらに第３反応器を追加するこ
とにより、第３反応器２６と異なる反応条件を設定し、
例えば同一重合度でも酸価の異なる品種のポリブチレン
テレフタレート製造や、僅かに重合度を変えたポリブチ
レンテレフタレートの製造と生産量の調整が可能とな
る。尚、第３，第４反応器の撹拌翼の回転数範囲は０.
５〜１０rpmとする。
は最終重合機（第３反応器）１８の後にもう１つの最終
重合器（第４反応器）を設置することにより製造するこ
とが可能である。この実施例を図２に示す。第１反応
器，第２反応器，第３反応器までの構成及び作用は図１
の実施例の説明と同様であるので省略する。新ＢＤの供
給は第４反応器２８の湿式コンデンサーへ供給し、第３
反応器２３の湿式コンデンサーへのＢＤ循環ライン３８
により供給し、図１の実施例と同様の作用を行う。第３
反応器で重合度７０から１３０程度まで反応した処理液
２０は第３反応器１８と第４反応器２３を連結する連絡
管の間に設けたポリマーポンプ２２により第４反応器２
３に送られる。第４反応器２３での処理液の粘度は数百
ｋＰａ・ｓと高粘度になっているので第３反応器１８で
使用した方式の撹拌装置はもはや使えない即ち、回転す
る撹拌翼に処理液が付着滞留する供回り現象が起きる。
このために高粘度液処理用の撹拌装置を持った反応器を
用いなければならない。この反応器として最適な装置と
しては特公平６−２１１５９号，特開昭４８−102894号
（日本特許第１０２４７４５号）に記載の装置のような
２軸式の装置が高粘度液処理として優れている。特に本
実施例では特開昭４８−１０２８９４号（日本特許第１
０２４７４５号）に記載のメガネ翼式重合器を用いて説
明するが、本発明においてこの重合器を限定するもので
はない。第４反応器２３はメガネ形状の撹拌翼２４を９
０度の位相差をつけて、所定の間隔で外部動力源２５に
駆動される撹拌軸に取りつけ、この撹拌軸を２本９０度
の位相差をつけて構成した二軸式の重合装置である。入
口より供給された処理液はお互いの撹拌翼が中央から外
側へ回転する構成のために外側に引き伸ばされる。この
時に処理液は良好な表面更新作用を受け処理液の内部か
ら揮発成分を蒸発させて反応が促進され、さらに粘度が
上昇し高重合度のポリマー２４として排出される。この
ときの反応条件として、温度は２３０℃から２５５℃で
圧力は０.６６５ｋＰａから０.０６７ｋＰａで滞留時間
は０.７から１.５時間で重合度１５０から２００程度ま
で反応させる。さらに品種の異なるポリブチレンテレフ
タレートを同時に生産する場合の実施例を図３により説
明する。図３の実施例は図２に示した高重合度のポリブ
チレンテレフタレートを製造する設備にもう１つの第３
反応器２６を並列に設置したものである。新ＢＤは供給
ライン３９より第４反応器と第３反応器のそれぞれの湿
式コンデンサーに供給され、実施例の図１及び図２で説
明したと同様にＢＤ循環ライン３８，３９，３６を経由
してＢＤタンク３３へ集められる。また第３反応器１
８，２６は図１の実施例で説明した反応器を用いて説明
するが、本発明においてこの重合器を限定するものでは
ない。第２反応器１４より出た処理液は連絡管１７の途
中で分岐し、その１部は流量調整バルブ３１を経由し
て、第３反応器１８に導かれ、一方他の分岐した１部は
分岐連絡管３０，流量調節バルブ３２を経て第３反応器
２６に導かれる。ここで、本発明の実施例は２つに分岐
する例について説明するが、２分割に限定するものでは
ない。分岐した一方の処理液は第３反応器１８，第４反
応器２３を通過することにより高重合度のポリブチレン
テレフタレートを製造する。他方の処理液は第３反応器
２６により上記の重合度より低いポリブチレンテレフタ
レートを製造する。この系列のポリブチレンテレフタレ
ート製品は流量調整バルブ３１，３２を調節することに
より任意の割合で製造することができる。また、図３の
実施例には示さないが、さらに第３反応器を追加するこ
とにより、第３反応器２６と異なる反応条件を設定し、
例えば同一重合度でも酸価の異なる品種のポリブチレン
テレフタレート製造や、僅かに重合度を変えたポリブチ
レンテレフタレートの製造と生産量の調整が可能とな
る。尚、第３，第４反応器の撹拌翼の回転数範囲は０.
５〜１０rpmとする。
【００１２】本発明によれば、ＰＢＴの連続製造設備を
直接エステル化工程を１つ、初期重合工程，最終重合工
程の合計３つの反応器とすることにより、装置全体の効
率を向上し、製造設備のエネルギー節約により経済的に
操作するものである。
直接エステル化工程を１つ、初期重合工程，最終重合工
程の合計３つの反応器とすることにより、装置全体の効
率を向上し、製造設備のエネルギー節約により経済的に
操作するものである。
【００１３】本発明によれば、ＰＢＴの連続製造設備を
直接エステル化工程を１つ、初期重合工程，最終重合工
程の合計３つの反応器に高粘度処理用の反応器を追加す
ることにより、塊状重合処理で高重合度のＰＢＴを製造
でき、製造設備のエネルギー節約となる。
直接エステル化工程を１つ、初期重合工程，最終重合工
程の合計３つの反応器に高粘度処理用の反応器を追加す
ることにより、塊状重合処理で高重合度のＰＢＴを製造
でき、製造設備のエネルギー節約となる。
【００１４】さらに、本発明によれば、ＰＢＴの連続製
造設備の第２反応器以降を高重合度の製造ラインとそれ
より低い重合度の製造ラインに分岐することにより、多
品種のＰＢＴを製造可能となる。また、これらの品種の
生産量の調整も可能となり、経済的にＰＢＴの連続製造
設備を運転可能となる。
造設備の第２反応器以降を高重合度の製造ラインとそれ
より低い重合度の製造ラインに分岐することにより、多
品種のＰＢＴを製造可能となる。また、これらの品種の
生産量の調整も可能となり、経済的にＰＢＴの連続製造
設備を運転可能となる。
【００１５】（具体例）以下具体例を上げて本発明を具
体的を説明するが、本発明はこれらの具体例に限定され
るものではない。具体例の極限粘度はフェノール５０ｗ
ｔ％，テトラクロロエタン５０ｗｔ％の溶媒を用い３０
℃でオストワルド粘度計で測定して求めた値である。酸
価はベンジルアルコールを溶媒とし、ＰＢＴを２３０
℃，５分間加熱溶解し、中和滴定して測定した値であ
る。表１に示した如く、ＰＢＴはTPAとＢＤの直接エス
テル化法の連続運転により製造したものである。具体例
１〜３は減圧エステル化反応条件でＰＢＴを製造したも
ので溶融重合のみで極限粘度０.８５dl／ｇ を達成し
た。実施例１に示す様に減圧エステル化反応の場合、反
応温度が低く、滞留時間が短い条件で酸価が１０eq／to
n と高品質のＰＢＴが得られた。この時の全反応時間は
５.２ 時間であり、本発明の装置構成と反応条件により
効率良くポリブチレンテレフタレートが連続製造できる
ことを確認した。また、ＰＢＴの酸価を低くするには最
終重合反応工程の温度を低くすることと滞留時間を短く
することが有効である。
体的を説明するが、本発明はこれらの具体例に限定され
るものではない。具体例の極限粘度はフェノール５０ｗ
ｔ％，テトラクロロエタン５０ｗｔ％の溶媒を用い３０
℃でオストワルド粘度計で測定して求めた値である。酸
価はベンジルアルコールを溶媒とし、ＰＢＴを２３０
℃，５分間加熱溶解し、中和滴定して測定した値であ
る。表１に示した如く、ＰＢＴはTPAとＢＤの直接エス
テル化法の連続運転により製造したものである。具体例
１〜３は減圧エステル化反応条件でＰＢＴを製造したも
ので溶融重合のみで極限粘度０.８５dl／ｇ を達成し
た。実施例１に示す様に減圧エステル化反応の場合、反
応温度が低く、滞留時間が短い条件で酸価が１０eq／to
n と高品質のＰＢＴが得られた。この時の全反応時間は
５.２ 時間であり、本発明の装置構成と反応条件により
効率良くポリブチレンテレフタレートが連続製造できる
ことを確認した。また、ＰＢＴの酸価を低くするには最
終重合反応工程の温度を低くすることと滞留時間を短く
することが有効である。
【００１６】むろん、具体例１〜３の減圧条件にかぎら
ず、加圧条件であってもエステル化反応を行うことは可
能である。
ず、加圧条件であってもエステル化反応を行うことは可
能である。
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示すＰＢＴの連続製造プロ
セスの装置構成図である。
セスの装置構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示すＰＢＴの連続製造プ
ロセスの装置構成図である。
ロセスの装置構成図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すＰＢＴの連続製造プ
ロセスの装置構成図である。
ロセスの装置構成図である。
１…原料調整槽、２…原料供給ライン、３…第１エステ
ル化反応槽、４…熱交換器、５…気相部、６…連絡管、
７…制御バルブ、１０…触媒供給ライン、１１…連絡
管、１２…オリゴマーポンプ、１４…初期重合槽、１５
…熱交換器、１６…気相部、１７…連絡管、１８，２
３，２６…最終重合機、１９，２３，２７…撹拌翼、２
０，２４，２８…ポリマー、２１，２５，２９…撹拌動
力源、２２…ポリマーポンプ、３１，３２…流量調整バ
ルブ。
ル化反応槽、４…熱交換器、５…気相部、６…連絡管、
７…制御バルブ、１０…触媒供給ライン、１１…連絡
管、１２…オリゴマーポンプ、１４…初期重合槽、１５
…熱交換器、１６…気相部、１７…連絡管、１８，２
３，２６…最終重合機、１９，２３，２７…撹拌翼、２
０，２４，２８…ポリマー、２１，２５，２９…撹拌動
力源、２２…ポリマーポンプ、３１，３２…流量調整バ
ルブ。
フロントページの続き
(72)発明者 山口 修司
山口県下松市大字東豊井794番地 株式
会社 日立製作所 笠戸事業所内
(56)参考文献 特開2000−327762（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−3200（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08G 63/00 - 63/91
Claims (7)
- 【請求項１】テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカル
ボン酸またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主
成分とするグリコール類とのモル比が１：１.７〜１：
３.０の範囲で供給され、温度を２２０℃〜２５０℃に
保持し、圧力を３３ｋＰａ〜１５０ｋＰａに保持して、
平均重合度２.２ から５以下のオリゴマーを製造する第
１反応器と、 該第１反応器からの生成物が供給され、温度を２３０℃
〜２５５℃に保持し、圧力を１００ｋＰａ〜０.１３３
ｋＰａ に保持して、平均重合度２５から４０の低重合
物を製造する第２反応器と、 該第２反応器からの低重合物が供給され、温度を２３０
℃〜２５５℃に保持し、圧力を０.６６５ｋＰａ〜０.０
６７ｋＰａに保持して、平均重合度７０から１３０まで
重縮合させ高分子量ポリエステルを製造する第３反応器
とを具備したことを特徴とするポリブチレンテレフタレ
ートの連続製造装置。 - 【請求項２】テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカル
ボン酸またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主
成分とするグリコール類とのモル比が１：１.７〜１：
３.０の範囲で供給され、温度を２２０℃〜２５０℃に
保持し、圧力を３３ｋＰａ〜１５０ｋＰａに保持して、
平均重合度２.２ から５以下のオリゴマーを製造する第
１反応器と、 該第１反応器からの生成物が供給され、温度を２３０℃
〜２５５℃に保持し、圧力を１００ｋＰａ〜０.１３３
ｋＰａ に保持して、平均重合度２５から４０の低重合
物を製造する第２反応器と、 該第２反応器からの低重合物が供給され、温度を２３０
℃〜２５５℃に保持し、圧力を０.６６５ｋＰａ〜０.０
６７ｋＰａに保持して、平均重合度７０から１３０まで
重縮合させ高分子量ポリエステルを製造する第３反応器
と、 該第３反応器からの重合物が供給され、温度を２３０℃
〜２５５℃に保持し、圧力を０.６６５ｋＰａ〜０.０６
７ｋＰａに保持して、平均重合度１５０から２００まで
重縮合させ高分子量ポリエステルを製造する第４反応器
とを具備したことを特徴とするポリブチレンテレフタレ
ートの連続製造装置。 - 【請求項３】請求項２記載のポリブチレンテレフタレー
トの連続製造装置において、前記第３反応器に並列して
複数台の第３反応器を設けたポリブチレンテレフタレー
トの連続製造装置。 - 【請求項４】円筒状容器形の反応器であって、該容器本
体の下部にそれぞれ被処理液の入口及び出口を有し、容
器本体の上部に揮発物及び反応副生物が流通する開口部
を持ち、容器本体の長手方向に容器本体の内壁に近接し
て形成したカランドリヤ式の熱交換器を処理液中に浸漬
して設け、テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカルボ
ン酸またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主成
分とするグリコール類とのモル比が１：１.７〜１：３.
０の範囲で供給され、温度を２２０℃〜２５０℃に保持
し、圧力を３３ｋＰａ〜１５０ｋＰａに保持して、その
際に生成される揮発性の副生成物ガスと被処理液の温度
差により生じる密度差によって容器内に自然対流を生じ
させて撹拌，混合し、平均重合度２.２ から５以下のオ
リゴマーを製造する第１反応器と、 該第１反応器からの生成物が供給され、温度を２３０℃
〜２５５℃に保持し、圧力を１００ｋＰａ〜０.１３３
ｋＰａ に保持して、平均重合度２５から４０の低重合
物を製造する第２反応器と、 該第２反応器からの低重合物が供給され、温度を２３０
℃〜２５５℃に保持し、圧力を０.６６５ｋＰａ〜０.０
６７ｋＰａに保持して、平均重合度７０から１３０まで
重縮合させ高分子量ポリエステルを製造する第３反応器
とを具備したことを特徴とするポリブチレンテレフタレ
ートの連続製造装置。 - 【請求項５】テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカル
ボン酸またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主
成分とするグリコール類とのモル比が１：１.７〜１：
３.０の範囲で供給され、温度を２２０℃〜２５０℃に
保持し、圧力を３３ｋＰａ〜１５０ｋＰａに保持して、
平均重合度２.２ から５以下のオリゴマーを製造する第
１反応器と、 円筒状容器形の流通式反応器であって、該容器内に内筒
開口部を持つ二重円筒構造を有し、二重円筒構造の外側
の下部に被処理液の入口を設け、該入口上部の二重円筒
状構造の内筒の外側に多管式熱交換器を設け、容器本体
の上部に揮発物及び反応副生物が流通する開口部を設
け、前記第１反応器からの生成物が供給され、温度を２
３０℃〜２５５℃に保持し、圧力を１００ｋＰａ〜０.
１３３ｋＰａ に保持して、容器本体上方に流動させて
前記内筒開口部の開口レベルに到達した前記生成物を内
筒内を流下させて、平均重合度２５から４０の低重合物
を製造する第２反応器と、 該第２反応器からの低重合物が供給され、温度を２３０
℃〜２５５℃に保持し、圧力を０.６６５ｋＰａ〜０.０
６７ｋＰａに保持して、平均重合度７０から１３０まで
重縮合させ高分子量ポリエステルを製造する第３反応器
とを具備したことを特徴とするポリブチレンテレフタレ
ートの連続製造装置。 - 【請求項６】テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカル
ボン酸またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主
成分とするグリコール類とのモル比が１：１.７〜１：
３.０の範囲で供給され、温度を２２０℃〜２５０℃に
保持し、圧力を３３ｋＰａ〜１５０ｋＰａに保持して、
平均重合度２.２ から５以下のオリゴマーを製造する第
１反応器と、 該第１反応器からの生成物が供給され、温度を２３０℃
〜２５５℃に保持し、圧力を１００ｋＰａ〜０.１３３
ｋＰａ に保持して、平均重合度２５から４０の低重合
物を製造する第２反応器と、 横形の円筒状容器形の反応器であって、その容器本体長
手方向の一端下部及び他端下部にそれぞれ被処理液の入
口及び出口を有し、本体の上部に揮発物の出口を持ち、
本体内部の長手方向に本体の内側に近接して回転する撹
拌ロータを設けてあり、本体内部の撹拌ロータが処理液
の粘度に応じて複数個の撹拌翼ブロックで構成され、攪
拌翼ブロックの撹拌翼が撹拌ロータの中心部に回転シャ
フトを持たず、前記第２反応器からの低重合物が供給さ
れ、温度を２３０℃〜２５５℃に保持し、圧力を０.６
６５ｋＰａ〜０.０６７ｋＰａに保持して、平均重合度
７０から１３０まで重縮合させ高分子量ポリエステルを
製造する第３反応器とを具備したことを特徴とするポリ
ブチレンテレフタレートの連続製造装置。 - 【請求項７】テレフタル酸を主成分とする芳香族ジカル
ボン酸またはその誘導体と１，−４ブタンジオールを主
成分とするグリコール類とのモル比が１：１.７〜１：
３.０の範囲で供給され、温度を２２０℃〜２５０℃に
保持し、圧力を３３ｋＰａ〜１５０ｋＰａに保持して、
平均重合度２.２ から５以下のオリゴマーを製造する第
１反応器と、 該第１反応器からの生成物が供給され、温度を２３０℃
〜２５５℃に保持し、圧力を１００ｋＰａ〜０.１３３
ｋＰａ に保持して、平均重合度２５から４０の低重合
物を製造する第２反応器と、 該第２反応器からの低重合物が供給され、温度を２３０
℃〜２５５℃に保持し、圧力を０.６６５ｋＰａ〜０.０
６７ｋＰａに保持して、平均重合度７０から１３０まで
重縮合させ高分子量ポリエステルを製造する第３反応器
と、 横形の概略円筒状容器形の反応器でその容器本体長手方
向の一端下部及び他端下部にそれぞれ被処理液の入口及
び出口を有し、本体の上部に揮発物の出口を持ち、本体
内部の長手方向に本体の内側に近接して回転する２つの
撹拌ロータより構成される撹拌翼を持ち、前記第３反応
器からの重合物が供給され、温度を２３０℃〜２５５℃
に保持し、圧力を０.６６５ｋＰａ〜０.０６７ｋＰａに
保持して、平均重合度１５０から２００まで重縮合させ
高分子量ポリエステルを製造する第４反応器とを具備し
たことを特徴とするポリブチレンテレフタレートの連続
製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000283783A JP3489554B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-09-13 | ポリブチレンテレフタレートの連続製造装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000070986 | 2000-03-09 | ||
| JP2000-70986 | 2000-03-09 | ||
| JP2000283783A JP3489554B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-09-13 | ポリブチレンテレフタレートの連続製造装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003322376A Division JP2004002902A (ja) | 2000-03-09 | 2003-09-16 | ポリブチレンテレフタレートの製造方法及び製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001323053A JP2001323053A (ja) | 2001-11-20 |
| JP3489554B2 true JP3489554B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=26587469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000283783A Expired - Lifetime JP3489554B2 (ja) | 2000-03-09 | 2000-09-13 | ポリブチレンテレフタレートの連続製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3489554B2 (ja) |
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| JP4209847B2 (ja) * | 2002-12-26 | 2009-01-14 | 三菱樹脂株式会社 | 樹脂被覆金属板、樹脂被覆金属板用の積層シート及び樹脂被覆金属板の製造方法 |
| ES2290926T3 (es) * | 2006-01-24 | 2008-02-16 | Lurgi Zimmer Gmbh | Procedimiento para la esterificacion de acido tereftalico con butanodiol, procedimiento para la preparacion de poli(tereftalato de butileno)y dispositivo para ello. |
| KR101992392B1 (ko) * | 2012-12-12 | 2019-09-30 | (주)새한폴리머 | 생분해성 지방족/방향족 폴리에스테르 공중합체의 연속 제조방법 |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000283783A patent/JP3489554B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP2001323053A (ja) | 2001-11-20 |
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