KR102668568B1 - Apparatus for producing polyester and method for producing polyester - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르 제조 장치 및 폴리에스테르를 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 원료를 에스테르화 반응시키는 에스테르 반응기; 상기 에스테르 반응기에서 생성된 반응물을 축중합 반응시켜 폴리에스테르 화합물 및 기체상태와 액체상태 중 하나 이상의 상태의 부산물을 생성하는 축중합 반응기; 유입되는 상기 부산물 중 어느 일부를 포집하는 리시버탱크를 포함하는 리시버유닛; 및 상기 부산물을 상기 리시버탱크로 안내하는 제1 유동파이프 및 상기 리시버탱크에 유입되는 상기 부산물 중 다른 일부가 상기 리시버탱크로부터 배출되도록 상기 부산물의 유동을 상방으로 안내하는 제2 유동파이프를 포함하는 리시버 파이프를 포함하는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다.The present invention relates to polyester production equipment and methods for producing polyester. Specifically, according to one embodiment of the present invention, an ester reactor for esterifying a given raw material; a condensation polymerization reactor that performs a condensation polymerization reaction on the reactants produced in the ester reactor to produce a polyester compound and by-products in at least one of gaseous state and liquid state; A receiver unit including a receiver tank that collects some of the incoming by-products; And a receiver including a first flow pipe that guides the by-product to the receiver tank and a second flow pipe that guides the flow of the by-product upward so that another part of the by-product flowing into the receiver tank is discharged from the receiver tank. A polyester manufacturing apparatus comprising a pipe may be provided.
Description
본 발명은 폴리에스테르 제조 장치 및 폴리에스테르를 제조하는 방법에 대한 발명이다. The present invention relates to an apparatus for producing polyester and a method for producing polyester.
폴리에스테르(polyester)는 기계적 강도, 내열성, 내구성, 내약품성 등이 우수한 물질로, 생활용품, 생분해성 제품, 다양한 기계들의 부품에 사용된다. 이러한 폴리에스테르는 소정의 원료를 에스테르화 반응시키고, 에스테르화 반응에 의해 생성된 반응물을 축중합 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, Polyester is a material with excellent mechanical strength, heat resistance, durability, and chemical resistance, and is used in household goods, biodegradable products, and parts for various machines. Such polyester can be produced by subjecting certain raw materials to an esterification reaction and subjecting the reactant produced by the esterification reaction to a condensation polymerization reaction. for example,
폴리에스테르 제조 장치는 이러한 폴리에스테르의 제조에 필요한 에스테르화 반응기와, 에스테르화 반응기에서 생성된 반응물을 전달 받아 축중합 반응시키는 축중합 반응기를 구비할 수 있다. 예를 들어, 에스테르화 반응기에서는 방향족 디카르복실산과 지방족 디히드록시 화합물의 에스테르화 반응과, 지방족 디카르복실산과 지방족 디히드록시 화합물의 에스테르화 반응이 진행될 수 있다. The polyester production apparatus may be equipped with an esterification reactor necessary for the production of polyester and a condensation polymerization reactor that receives the reactant generated in the esterification reactor and performs a condensation polymerization reaction. For example, in the esterification reactor, an esterification reaction between an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic dihydroxy compound and an esterification reaction between an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic dihydroxy compound may proceed.
축중합 반응기에서는 에스테르화 반응된 반응물의 축중합 반응이 진행될 수 있다. 이러한 축중합 반응기에서의 축중합 반응의 중합도를 높이기 위해서는, 축중합 반응기에서 생성된 미반응물 및 반응 부산물 등이 제거되어야 하며, 축중합 반응기 내부는 진공상태로 유지되어야 한다. 이러한 부산물 등을 제거하고 축중합 반응기 내부를 진공상태로 유지시키기 위해, 폴리에스테르 제조 장치에는 진공펌프 및 축중합 반응기와 진공펌프 사이에 제공되는 하나 이상의 파이프가 더 구비된다. In the condensation polymerization reactor, the condensation polymerization reaction of the esterified reactant may proceed. In order to increase the degree of polymerization of the condensation polymerization reaction in such a condensation polymerization reactor, unreacted products and reaction by-products generated in the condensation polymerization reactor must be removed, and the interior of the condensation polymerization reactor must be maintained in a vacuum state. In order to remove these by-products and maintain the interior of the polycondensation reactor in a vacuum state, the polyester manufacturing apparatus is further equipped with a vacuum pump and one or more pipes provided between the polycondensation reactor and the vacuum pump.
종래의 폴리에스테르 제조 장치는 부산물이 기체상태와 액체상태 중 어느 하나의 상태로 진공파이프를 따라 유동하는 동안, 파이프 내부에서 고화되는 문제점이 있었다. 예를 들어, 진공파이프 내에 부산물이 고화되어 축적되면, 축중합 반응기 내부를 목표하는 진공도로 유지시키기 어려워 진다는 문제점이 있다. 또한, 고화된 부산물이 진공펌프 내부로 유입되면, 진공펌프가 손상된다는 문제점도 있다. Conventional polyester manufacturing equipment had a problem in that by-products solidified inside the pipe while flowing along the vacuum pipe in either a gaseous state or a liquid state. For example, if by-products solidify and accumulate in the vacuum pipe, there is a problem in that it becomes difficult to maintain the target vacuum level inside the condensation polymerization reactor. Additionally, there is a problem that if solidified by-products flow into the vacuum pump, the vacuum pump may be damaged.
따라서, 하나 이상의 파이프 내에 부산물이 고화되어 축적되는 것과, 진공펌프 내부에 부산물이 유입되는 것을 방지하는 폴리에스테르 제조 장치에 대한 필요성이 증가하고 있다. Accordingly, the need for polyester manufacturing equipment that prevents by-products from solidifying and accumulating in one or more pipes and from entering the vacuum pump is increasing.
본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 하나 이상의 파이프 내에 부산물이 고화되어 축적되는 것을 방지하는 폴리에스테르 제조 장치를 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention was invented with the above background in mind, and aims to provide a polyester manufacturing apparatus that prevents by-products from solidifying and accumulating in one or more pipes.
또한, 진공펌프 내부에 부산물이 유입되는 것을 방지하여 진공펌프가 손상되는 것을 예방하는 폴리에스테르 제조 장치를 제공하고자 한다. In addition, it is intended to provide a polyester manufacturing device that prevents damage to the vacuum pump by preventing by-products from entering the vacuum pump.
본 발명의 일 실시예 따르면, 폴리에스테르 축중합 반응기로부터 유입되는 부산물 중 일부를 포집하는 리시버탱크를 포함하는 리시버유닛; 및 상기 부산물을 상기 리시버탱크로 안내하는 제1 유동파이프 및 상기 리시버탱크에 유입되는 상기 부산물 중 일부가 상기 리시버탱크로부터 배출되도록 상기 부산물을 안내하는 제2 유동파이프를 포함하는 리시버 파이프를 포함하고, 상기 리시버유닛은, 상기 리시버탱크 내에서 상기 제1 유동파이프를 통하여 유동하는 상기 부산물이 고화되는 것이 방지되도록 상기 제1 유동파이프를 가열하기 위한 히팅자켓; 및 상기 제1 유동파이프를 통과하여 상기 리시버탱크로부터 배출되는 상기 부산물을 냉각시키는 냉각부를 포함하는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a receiver unit including a receiver tank that collects some of the by-products flowing from the polyester condensation polymerization reactor; And a receiver pipe including a first flow pipe that guides the by-products to the receiver tank and a second flow pipe that guides the by-products so that some of the by-products flowing into the receiver tank are discharged from the receiver tank, The receiver unit includes a heating jacket for heating the first flow pipe to prevent the by-product flowing through the first flow pipe in the receiver tank from solidifying; And a polyester manufacturing apparatus including a cooling unit that cools the by-product discharged from the receiver tank through the first flow pipe.
또한, 상기 냉각부는 상기 리시버탱크 내부에 배치되는 냉각코일을 포함하고, 상하방향에 있어서, 상기 냉각코일은 상기 제1 유동파이프의 하단과 상기 제2 유동파이프의 하단 사이에 배치되는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. In addition, the cooling unit includes a cooling coil disposed inside the receiver tank, and in the vertical direction, the cooling coil is disposed between the lower end of the first flow pipe and the lower end of the second flow pipe. A device may be provided.
또한, 상기 냉각코일은 5℃ 내지 10℃ 온도의 냉매를 공급받는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. In addition, a polyester manufacturing apparatus may be provided in which the cooling coil is supplied with a refrigerant at a temperature of 5°C to 10°C.
또한, 상기 냉각부는, 상기 리시버탱크의 외주면을 둘러싸고, 상기 리시버탱크의 상부를 냉각시키도록 상기 리시버탱크의 상부에 배치되는 냉각자켓을 더 포함하는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. In addition, the cooling unit may surround an outer peripheral surface of the receiver tank and further includes a cooling jacket disposed on the upper portion of the receiver tank to cool the upper portion of the receiver tank.
또한, 상기 냉각자켓의 내부에는 5℃ 내지 10℃ 온도의 냉매가 유동하는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. Additionally, a polyester manufacturing device may be provided in which a refrigerant with a temperature of 5°C to 10°C flows inside the cooling jacket.
또한, 상기 리시버탱크가 진공상태에 놓이도록 상기 리시버탱크 내의 공기를 제거하는 진공펌프; 및 상기 제2 유동파이프 및 상기 진공펌프와 연통하고, 상기 제2 유동파이프를 통과한 상기 부산물을 냉각시키는 트랩을 더 포함하는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. Additionally, a vacuum pump for removing air from the receiver tank so that the receiver tank is placed in a vacuum state; And a trap communicating with the second flow pipe and the vacuum pump, and further comprising a trap for cooling the by-product passing through the second flow pipe, may be provided.
또한, 상기 트랩의 온도는 -70℃ 내지 -30℃인, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. Additionally, a polyester manufacturing apparatus may be provided in which the temperature of the trap is -70°C to -30°C.
또한, 상기 히팅자켓은 상기 제1 유동파이프의 어느 일부의 외주면을 둘러싸도록 배치되고, 상기 제1 유동파이프의 어느 일부는 상기 리시버탱크 내에 배치되고, 상기 히팅자켓의 내부에는 220℃ 내지 250℃ 온도의 열매가 유동하는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. In addition, the heating jacket is disposed to surround the outer peripheral surface of a portion of the first flow pipe, a portion of the first fluid pipe is disposed within the receiver tank, and the inside of the heating jacket has a temperature of 220°C to 250°C. A polyester manufacturing apparatus in which the fruit flows may be provided.
또한, 상기 제1 유동파이프의 다른 일부의 온도는 100℃ 내지 170℃인, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. Additionally, a polyester manufacturing apparatus may be provided in which the temperature of another part of the first flow pipe is 100°C to 170°C.
또한, 상기 제1 유동파이프의 다른 일부는, 상기 제1 유동파이프의 어느 일부보다 상측에 배치되며, 상기 축중합 반응기와 상기 제1 유동파이프의 어느 일부 사이에서 연장되는, 폴리에스테르 제조 장치가 제공될 수 있다. In addition, the other part of the first flow pipe is disposed above any part of the first flow pipe, and extends between the condensation polymerization reactor and any part of the first flow pipe. A polyester manufacturing apparatus is provided. It can be.
또한, 에스테르화 반응 단계에서 생성된 반응물이 축중합 반응되는 과정에서 생성된 부산물이 제1 유동파이프를 통하여 리시버탱크에 유입되는 부산물 유입 단계, 상기 리시버탱크에 유입된 상기 부산물이 상기 리시버탱크 내에 포집되는 부산물 포집 단계, 및 상기 부산물 포집 단계에서 포집되고 남은 잔여 부산물이 제2 유동파이프를 통하여 상기 리시버탱크로부터 유출되는 부산물 유출 단계를 포함하고, 상기 부산물 포집 단계는, 상기 리시버탱크에 유입되는 상기 부산물이 고화되는 것이 방지되도록 상기 제1 유동파이프의 일부를 가열하는 가열단계, 및 상기 제1 유동파이프를 통과하여 유동하는 상기 부산물을 냉각부를 통해 냉각시키는 냉각단계를 포함하는, 폴리에스테르를 제조하는 방법이 제공될 수 있다. In addition, a by-product introduction step in which by-products generated during the condensation polymerization reaction of the reactants generated in the esterification reaction step are introduced into the receiver tank through the first flow pipe, and the by-products flowing into the receiver tank are collected in the receiver tank. A by-product collection step, and a by-product discharge step in which the remaining by-products collected in the by-product collection step are discharged from the receiver tank through a second flow pipe, and the by-product collection step is to collect the by-products flowing into the receiver tank. A method of producing polyester, comprising a heating step of heating a portion of the first flow pipe to prevent solidification, and a cooling step of cooling the by-product flowing through the first flow pipe through a cooling unit. This can be provided.
또한, 상기 냉각단계는, 상기 리시버탱크의 내부에 배치되는 냉각코일을 통하여 상기 부산물을 냉각시키는 코일 냉각단계를 포함하고, 상하방향에 있어서, 상기 냉각코일은 상기 제1 유동파이프의 하단과 상기 제2 유동파이프의 하단 사이에 배치되는, 폴리에스테르를 제조하는 방법이 제공될 수 있다. In addition, the cooling step includes a coil cooling step of cooling the by-product through a cooling coil disposed inside the receiver tank, and in the vertical direction, the cooling coil is connected to the lower end of the first flow pipe and the first flow pipe. A method of manufacturing polyester disposed between the lower ends of two flow pipes may be provided.
또한, 상기 냉각단계는, 상기 리시버탱크의 상부를 냉각시키도록 상기 리시버탱크의 상부에 배치되는 냉각자켓을 통하여 상기 부산물을 냉각시키는 자켓 냉각단계를 더 포함하고, 상기 냉각자켓은 상기 리시버탱크의 외주면을 둘러싸는, 폴리에스테르를 제조하는 방법이 제공될 수 있다. In addition, the cooling step further includes a jacket cooling step of cooling the by-product through a cooling jacket disposed on the upper part of the receiver tank to cool the upper part of the receiver tank, and the cooling jacket is located on the outer peripheral surface of the receiver tank. Surrounding, a method for producing polyester can be provided.
또한, 상기 리시버탱크가 진공상태에 놓이도록 상기 리시버탱크 내의 공기를 제거하는 공기 제거 단계, 및 상기 제2 유동파이프를 통과한 상기 부산물을 냉각시켜 제거하는 트랩 단계를 더 포함하는, 폴리에스테르를 제조하는 방법이 제공될 수 있다.In addition, manufacturing polyester further includes an air removal step of removing air in the receiver tank so that the receiver tank is placed in a vacuum state, and a trap step of cooling and removing the by-product that has passed through the second flow pipe. A method may be provided.
또한, 상기 냉각부에는 5℃ 내지 10℃ 온도의 냉매가 유동하는, 폴리에스테르를 제조하는 방법이 제공될 수 있다.Additionally, a method for producing polyester may be provided in which a refrigerant with a temperature of 5°C to 10°C flows in the cooling unit.
본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 제조 장치는 파이프 내에 부산물이 고화되어 축적되는 것을 방지하여, 진공펌프가 축중합 반응기에 요구되는 진공도를 유지시킴으로써 축중합 반응의 효율을 높여준다는 효과가 있다. The polyester manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention has the effect of preventing by-products from solidifying and accumulating in the pipe and increasing the efficiency of the condensation polymerization reaction by maintaining the vacuum level required for the condensation polymerization reactor by the vacuum pump.
또한, 폴리에스테르 제조 장치는 진공펌프 내부에 부산물이 유입되는 것을 방지하여, 진공펌프가 손상되는 것을 예방한다는 효과가 있다. In addition, the polyester manufacturing device has the effect of preventing damage to the vacuum pump by preventing by-products from entering the vacuum pump.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 제조 장치의 개념도이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 따라 절단한 리시버유닛의 종단면도이다.
도 3은 리시버유닛과 리시버 파이프에서 유동하는 부산물의 흐름을 나타낸 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 제조 장치를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르를 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부산물 제거 단계를 개략적으로 나타낸 순서도이다.1 is a conceptual diagram of a polyester manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view of the receiver unit taken along line A-A' of Figure 1.
Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view showing the flow of by-products flowing in the receiver unit and receiver pipe.
Figure 4 is a block diagram conceptually showing a polyester manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flow chart schematically showing a method for producing polyester according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flow chart schematically showing the by-product removal steps according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments for implementing the technical idea of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, when describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '유동', '공급'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 유동, 공급될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, when a component is mentioned as being 'connected', 'flowing', or 'supplied' to another component, it is understood that it may be directly connected, flowing, or supplied to the other component, but that other components may exist in between. It should be.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terms used in this specification are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Additionally, terms including ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.As used in the specification, the meaning of "comprising" is to specify a specific characteristic, area, integer, step, operation, element, and/or component, and to specify another specific property, area, integer, step, operation, element, component, and/or group. It does not exclude the existence or addition of .
또한, 본 명세서에서 상부, 하부, 상면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. In addition, it should be noted in advance that in this specification, expressions such as upper part, lower part, upper surface, etc. are explained based on the illustrations in the drawings, and may be expressed differently if the direction of the object in question is changed.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 제조 장치(1)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the specific configuration of the
도 1를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 제조 장치(1)는, 소정의 원료를 에스테르화 반응시키고, 에스테르화 반응에 의해 생성된 반응물을 축중합 반응시켜 폴리에스테르를 생성할 수 있다. 소정의 원료는 방향족 디카르복실산, 지방족 디카르복실산, 지방족 디히드록시 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 폴리에스테르 제조 장치(1)는 슬러리탱크(100), 반응기(200), 리시버유닛(300), 트랩(400), 진공펌프(500), 파이프모듈(600), 냉매공급부(700), 열매공급부(800) 및 제어기(900)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
슬러리탱크(100)는 방향족 디카르복실산과 지방족 디히드록시 화합물이 포함된 제1 슬러리 및 지방족 디카르복실산과 지방족 디히드록시 화합물이 포함된 제2 슬러리를 제조할 수 있다. 이러한 슬러리탱크(100)에서 제1 슬러리가 제조되는 온도는 일 예로, 30℃ 내지 100℃일 수 있다. 또한, 슬러리탱크(100)에서 제2 슬러리가 제조되는 온도는 일 예로, 30℃ 내지 70℃일 수 있다. 이러한 슬러리탱크(100)에서 제조된 제1 슬러리 및 제2 슬러리는 반응기(200)로 공급될 수 있다. The
반응기(200)는 에스테르 반응기(210) 및 축중합 반응기(220)를 포함할 수 있다. 에스테르 반응기(210)는 슬러리탱크(100)로부터 제1 슬러리 및 제2 슬러리를 공급 받을 수 있다. 이러한 에스테르 반응기(210)는 제1 슬러리 및 제2 슬러리를 에스테르화 반응시킬 수 있다. 예를 들어, 에스테르 반응기(210)는 제1 슬러리를 200℃ 내지 230℃의 온도에서 에스테르화 반응시킬 수 있다. 또한, 에스테르 반응기(210)는 일 예로, 제2 슬러리를 200℃ 내지 220℃의 온도에서 에스테르화 반응시킬 수 있다. The
이러한 에스테르 반응기(210)는 제1 슬러리를 에스테르화 반응시킨 후에 제2 슬러리를 에스테르화 반응시킬 수 있다. 다만, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 에스테르 반응기(210)는 제2 슬러리를 에스테르화 반응시킨 후에 제1 슬러리를 에스테르화 반응시키거나, 제1 슬러리 및 제2 슬러리를 동시에 에스테르화 반응시킬 수도 있다. This
또한, 에스테르 반응기(210)에는 다가알콜 및 다가산의 분지제 중 하나 이상이 투입될 수 있다. 이러한 다가알콜 및 다가산의 분지제 중 하나 이상이 투입됨에 따라, 제1 슬러리 및 제2 슬러리의 에스테르화 반응의 반응속도가 향상된다는 효과가 있다.Additionally, one or more of a polyhydric alcohol and a polyhydric acid branching agent may be added to the
축중합 반응기(220)는 에스테르 반응기(210)에서 생성된 에스테르 반응물을 공급 받아 축중합 반응시킬 수 있다. 이러한 축중합 반응기(220)는 에스테르 반응물을 축중합 반응시켜 폴리에스테르 화합물 및 부산물을 생성할 수 있다. 부산물은 축중합 반응에 의해 생성된 반응 부산물을 의미하며, 이러한 부산물을 기체상태 및 액체상태 중 하나 이상의 상태에 놓일 수 있다. The
이러한 축중합 반응기(220)의 내부는 축중합 반응이 수행되는 동안 진공펌프(500)에 의해 진공상태에 놓일 수 있다. 진공상태는 공기가 완전히 존재하지 않는 극저압의 상태뿐만 아니라, 대기압보다 낮은 음압상태를 포함하는 포괄적인 의미로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서의 진공상태는 760torr 미만의 압력인 상태를 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. The interior of the
이러한 축중합 반응기(220)는 제1 진공상태에서 에스테르 반응물을 제1 축중합 반응시킬 수 있다. 제1 진공상태는 일 예로, 축중합 반응기(220) 내부의 압력이 760torr 내지 1torr인 상태로 정의될 수 있다. 이러한 제1 축중합 반응은 일 예로, 30분 내지 40분 동안 수행될 수 있다. 또한, 제1 축중합 반응이 수행되는 온도는 일 예로, 220℃ 내지 240℃일 수 있다. This
또한, 축중합 반응기(220)는 제1 축중합 반응된 반응물을 제2 진공상태에서 제2 축중합 반응시킬 수 있다. 제2 진공상태는 일 예로, 축중합 반응기(220) 내부의 압력이 0 내지 1torr인 상태로 정의될 수 있다. 이러한 제2 축중합 반응은 일 예로, 120분 내지 240분 동안 수행될 수 있다. 또한, 제2 축중합 반응이 수행되는 온도는 일 예로, 230℃ 내지 250℃일 수 있다. Additionally, the
도 2 및 도 3을 더 참조하면, 리시버유닛(300)은 축중합 반응기(220)에서 생성된 부산물을 포집할 수 있다. 이러한 리시버유닛(300)은 리시버탱크(310), 냉각부(320) 및 히팅자켓(330)을 포함할 수 있다. 리시버탱크(310)는 부산물이 포집될 수 있다. 이러한 리시버탱크(310)에는 리시버챔버(310a)가 형성될 수 있다. 이러한 리시버챔버(310a)는 기체상태 및 액체상태의 부산물이 유동하기 위한 유동공간 및 고화된 부산물이 적층되는 적층공간을 포함할 수 있다. 또한, 적층공간은 유동공간보다 하측에 배치될 수 있다. Referring further to FIGS. 2 and 3, the
리시버탱크(310)는 유입부(311), 유출부(312), 드레인부(313) 및 부산물 적층부(314)를 포함할 수 있다. 유입부(311)는 후술할 제1 유동파이프(640)와 연결될 수 있다. 유출부(312)는 후술할 제2 유동파이프(650)와 연결될 수 있다. 이러한 유입부(311) 및 유출부(312)는 리시버챔버(310a)보다 상측에 배치될 수 있다. The
드레인부(313)는 포집공간에 포집된 부산물을 리시버유닛(300)의 외부로 선택적으로 배출시킬 수 있다. 예를 들어, 드레인부(313)에는 개폐밸브가 구비되고, 이러한 개폐밸브의 개폐를 통하여 포집된 부산물을 리시버유닛(300)의 외부로 선택적으로 배출시킬 수 있다. 이러한 드레인부(313)는 부산물 적층부(314)보다 하측에 배치될 수 있다. The
부산물 적층부(314)는 고화된 부산물을 적층시킬 수 있다. 이러한 부산물 적층부(314)는 적층공간을 형성할 수 있다. 이러한 부산물 적층부(314)는 제1 유동파이프(640)보다 하측에 배치될 수 있다. 이러한 부산물 적층부(314)는 일 예로, 하방으로 갈수록 수평방향으로의 폭이 좁아지는 호퍼(hopper) 형상을 가질 수 있다. The by-
냉각부(320)는 기체상태 및 액체상태 중 하나 이상의 상태의 부산물을 고화시킬 수 있다. 예를 들어, 냉각부(320)는 제1 유동파이프(640)를 통과하여 상방으로 유동하는 부산물을 냉각시킬 수 있다. 이러한 냉각부(320)의 내부에는 냉매가 유동할 수 있다. 이러한 냉각부(320)는 냉매공급부(700)로부터 냉매를 공급받을 수 있다. 또한, 냉각부(320)는 제2 유동파이프(650)보다 하측에 배치될 수 있다. 이러한 냉각부(320)는 냉각자켓(321) 및 냉각코일(322)을 포함할 수 있다. The
냉각자켓(321)은 리시버탱크(310)의 외부에 배치될 수 있다. 이러한 냉각자켓(321)은 리시버탱크(310)의 상부 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 냉각자켓(321)의 내부에는 냉매(C)가 유동할 수 있다. 예를 들어, 냉각자켓(321)의 내부에 유동하는 냉매의 온도는 5℃ 내지 10℃일 수 있다. 이러한 냉각자켓(321)의 상단은 냉각코일(322)의 상단보다 상측에 배치될 수 있다. 또한, 상하방향에 있어서, 냉각자켓(321)의 하단은 냉각코일(322)의 상하단 사이에 배치될 수 있다. The cooling
냉각코일(322)은 냉각자켓(321)로부터 공급되는 냉매(C)가 유동하는 코일 형상의 열교환용 파이프일 수 있다. 이러한 냉각코일(322)은 리시버탱크(310)에서 배출되는 부산물을 냉각시킬 수 있다. 또한, 냉각코일(322)은 상하방향에 있어서, 히팅자켓(330)의 하단과 리시버탱크(310)의 상단 사이에 배치될 수 있다. 이러한 냉각코일(322)은 리시버탱크(310)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 냉각코일(322)은 상하방향을 따라 연장될 수 있다. The cooling
히팅자켓(330)은 제1 유동파이프(631)에 유동하는 부산물을 가열할 수 있다. 예를 들어, 히팅자켓(330)은 부산물을 가열하여 부산물이 고화되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 히팅자켓(330)은 제1 유동파이프(631)의 하부를 가열할 수 있다. 예를 들어, 히팅자켓(330)은 제1 유동파이프(631)의 하부 외주면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제1 유동파이프(631)의 하부는 본 명세서에서 '보온 파이프'로 명명될 수 있다. The
이러한 히팅자켓(330)은 상하방향을 따라 연장될 수 있다. 이러한 히팅자켓(330)은 리시버탱크(310) 내부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 사상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 히팅자켓(330)의 상단부는 리시버탱크(310)의 외부에 배치되고, 히팅자켓(330)의 중앙부 및 하부는 리시버탱크(310)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 히팅자켓(330)의 내부에는 열매(H)가 유동할 수 있다. 이러한 열매(H)의 온도는 일 예로, 220℃ 내지 250℃일 수 있다. 이러한 히팅자켓(330)은 열매공급부(800)로부터 열매(H)를 공급받을 수 있다. 이러한 히팅자켓(330)의 하단은 냉각코일(322)보다 하측에 배치될 수 있다. This
트랩(400)은 리시버유닛(300)에서 포집되지 않은 잔여 부산물을 포집할 수 있다. 예를 들어, 트랩(400)은 잔여 부산물을 냉각시켜 포집할 수 있다. 이러한 트랩(400)의 온도는 일 예로, -70℃ 내지 -30℃일 수 있다. 이러한 트랩(400)은 진공펌프(500)와 리시버유닛(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 트랩(400)은 진공펌프(500)와 리시버유닛(300)을 연결시켜줄 수 있다. 이러한 트랩(400)은 진공펌프(500)에 의해 진공상태에 놓일 수 있다. The
진공펌프(500)는 축중합 반응기(220), 리시버탱크(310) 및 트랩(400)을 진공상태로 유지시켜줄 수 있다. 예를 들어, 진공펌프(500)는 축중합 반응기(220), 리시버탱크(310) 및 트랩(400)으로부터 공기를 흡입하여 외부로 배출시킬 수 있다. The
파이프모듈(600)은 복수 개의 파이프를 포함할 수 있다. 이러한 복수 개의 파이프는 서로 연통할 수 있다. 또한, 복수 개의 파이프 각각은 소정의 가열장치(미도시)에 의해 독립적으로 가열될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 파이프가 가열되는 온도는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 이러한 복수 개의 파이프는 유입파이프(610), 제1 연결파이프(620), 제2 연결파이프(630), 제1 유동파이프(640), 제2 유동파이프(650) 및 배출파이프(660)를 포함할 수 있다. The pipe module 600 may include a plurality of pipes. These plural pipes may communicate with each other. Additionally, each of the plurality of pipes may be independently heated by a predetermined heating device (not shown). For example, the temperatures at which a plurality of pipes are heated may be the same or different. These plural pipes include an
유입파이프(610)는 슬러리탱크(100)로 유입되는 소정의 원료의 유동을 안내할 수 있다. 유입파이프(610)는 제1 슬러리 및 제2 슬러리 중 하나 이상의 유동을 안내할 수 있다. 이러한 유입파이프(610)의 일단부는 슬러리탱크(100)와 연결될 수 있다. The
제1 연결파이프(620)는 슬러리탱크(100)로부터 배출되는 슬러리를 에스테르 반응기(210)로 안내할 수 있다. 이러한 제1 연결파이프(620)의 일단부는 슬러리탱크(100)와 연결되고, 타단부는 에스테르 반응기(210)와 연결될 수 있다. 이러한 제1 연결파이프(620)의 온도는 일 예로, 30℃ 내지 100℃일 수 있다. The
제2 연결파이프(630)는 에스테르 반응기(210)로부터 배출된 에스테르 반응물의 유동을 축중합 반응기(220)로 안내할 수 있다. 이러한 제2 연결파이프(630)의 일단부는 에스테르 반응기(210)와 연결되고, 타단부는 축중합 반응기(220)에 연결될 수 있다. 이러한 제2 연결파이프(630)의 온도는 일 예로, 210℃ 내지 240℃일 수 있다. The
제1 유동파이프(640)는 축중합 반응기(220)에서 배출되는 부산물을 리시버탱크(310)로 안내할 수 있다. 이러한 제1 유동파이프(640)의 일단부는 축중합 반응기(220)에 연결되고, 타단부는 리시버탱크(310)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 제1 유동파이프(640)는 유입부(311)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 유동파이프(640)의 어느 일부는 리시버탱크(310)의 내부에 배치되고, 다른 일부는 유입부(311)와 연결될 수 있다. 이러한 제1 유동파이프(640)의 어느 일부는 '제1 유동파이프(640)의 하부'로 명명될 수 있고, 제1 유동파이프(640)의 다른 일부는 '제1 유동파이프(640)의 상부'로 명명될 수 있다. 제1 유동파이프(640)의 하부는 히팅자켓(330)에 의해 가열될 수 있다. The
이러한 제1 유동파이프(640)의 하부는 상하방향을 따라 연장될 수 있다. 또한, 제1 유동파이프(640)의 하부의 적어도 일부는 리시버탱크(310) 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 유동파이프(640)의 하부의 상단의 높이는 유입부(311)의 상단의 높이보다 낮거나 같을 수 있다. 다른 예로, 제1 유동파이프(640)의 하부의 상단의 높이는 유입부(311)의 상단의 높이보다 높을 수 있다. 또한 제1 유동파이프(640)의 상부는 축중합 반응기(220)에 연결될 수 있다. 이러한 제1 유동파이프(640)의 상부는 일 예로, 제1 유동파이프(640)의 하부와 일체로 형성될 수 있다. 또한, 제1 유동파이프(640)의 온도는 일 예로, 100℃ 내지 170℃일 수 있다. 또한, 상하방향에 있어서, 제1 유동파이프(640)의 하단은 냉각코일(322)과 부산물 적층부(314) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 제1 유동파이프(640)를 통과한 부산물은 상방으로 유동할 수 있다. The lower part of the
제2 유동파이프(650)는 냉각부(320)에서 냉각된 부산물의 유동을 상방으로 안내할 수 있다. 이러한 제2 유동파이프(650)의 일단부는 유출부(312)와 연결되고, 타단부는 트랩(400)에 연결될 수 있다. 제2 유동파이프(650)는 리시버탱크(310)에서 배출된 잔여 부산물을 트랩(400)으로 안내할 수 있다. 이러한 The
배출파이프(660)는 트랩(400)에서 배출된 공기를 진공펌프(500)로 안내할 수 있다. 이러한 배출파이프(660)의 일단부는 트랩(400)에 연결되고, 타단부는 진공펌프(500)에 연결될 수 있다. The
냉매공급부(700)는 냉각부(320)에 냉매(C)를 공급할 수 있다. 이러한 냉매공급부(700)는 일 예로, 반응기(200)에서 응축된 냉매(C)를 냉각부(320)에 공급할 수 있다. 이러한 냉매공급부(700)는 반응기(200)에서 응축되어 온도가 낮아진 냉매(C)를 냉각자켓(321) 및 냉각코일(322)에 공급할 수 있다. The
열매공급부(800)는 축중합 반응기(220) 및 히팅자켓(330)에 열매(H)를 공급할 수 있다. 예를 들어, 열매공급부(800)는 축중합 반응기(220)에 공급되는 열매(H)를 히팅자켓(330)에 공유할 수 있다. The
이처럼, 냉매공급부(700)는 반응기(200)에 사용되는 냉매(C)를 냉각부(320)와 공유하고, 열매공급부(800)는 축중합 반응기(200)에 사용되는 열매(H)를 히팅자켓(330)과 공유함으로써, 설비의 구조를 단순화하고, 부산물의 가열 및 냉각에 사용되는 에너지를 최소화시킬 수 있다. In this way, the
도 4를 더 참조하면, 제어기(900)는 슬러리탱크(100), 반응기(200), 리시버유닛(300), 트랩(400), 진공펌프(500), 냉매공급부(700) 및 열매공급부(800)를 제어할 수 있다. 이러한 제어기(900)는 슬러리탱크(100), 반응기(200), 트랩(400), 냉각부(320), 히팅자켓(330) 및 파이프모듈(600)의 온도를 제어할 수 있다. Referring further to FIG. 4, the
제어기(900)는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.The
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 제조 장치(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명한다. Hereinafter, the operation and effects of the
폴리에스테르 제조 장치(1)의 슬러리탱크(100)에는 유입파이프(610)를 통하여 소정의 원료가 유입될 수 있다. 이러한 슬러리탱크(100)에서는 제1 슬러리 및 제2 슬러리가 생성될 수 있다. 이러한 제1 슬러리 및 제2 슬러리는 제1 연결파이프(620)를 통과하여 에스테르 반응기(210)로 유입될 수 있다. 에스테르 반응기(210)는 제1 슬러리 및 제2 슬러리를 에스테르 반응시켜 에스테르 반응물을 생성할 수 있다. 이러한 에스테르 반응물은 제2 연결파이프(630)를 통과하여 축중합 반응기(210)로 유입될 수 있다. A certain raw material may be introduced into the
이러한 축중합 반응기(210)는 에스테르 반응물을 축중합 반응시켜, 폴리에스테르 및 부산물을 생성할 수 있다. 기체상태 및 액체상태 중 하나 이상의 상태의 부산물은 제1 유동파이프(640)를 통과하여 리시버탱크(310)로 유입될 수 있다. 이러한 부산물이 제1 유동파이프(640)의 하부를 따라 유동하는 동안, 부산물은 히팅자켓(330)에 의해 가열될 수 있다. This
이러한 히팅자켓(330)에 의해 가열되는 부산물은 제1 유동파이프(640)의 하부 내에서 고화되는 것이 방지될 수 있다. 이러한 히팅자켓(330)은 제1 유동파이프(640)의 하부가 부산물의 고화로 인하여 막히는 것을 예방하여, 축중합 반응기(220)의 내부가 목표된 진공상태에 놓인다는 효과가 있다. By-products heated by the
또한, 제1 유동파이프(640)의 하부는 상하방향으로 연장되어 적어도 일부가 리시버탱크(310)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 제1 유동파이프(640)를 통과한 부산물은 공기와 함께 리시버챔버(310a)의 하부로부터 상방으로 유동할 수 있다. 이러한 부산물과 공기는 상방으로 유동하는 동안, 냉각코일(322)이 둘러싸는 냉각공간을 통과할 수 있다. 또한, 부산물과 공기는 냉각공간을 통과하는 동안 냉각자켓(321)에 의해 냉각될 수 있다. 다시 말해, 부산물과 공기는 냉각자켓(321) 및 냉각코일(322)에 의해 이중으로 냉각될 수 있다. Additionally, the lower portion of the
이러한 냉각된 부산물은 고화되어 하방으로 낙하될 수 있다. 하방으로 낙하된 부산물은 부산물 적층부(314)에 적층될 수 있다. 부산물 적층부(314)에 적층된 부산물은 드레인부(313)에 의해 리시버유닛(300)의 외부로 배출될 수 있다. These cooled by-products may solidify and fall downward. By-products that fall downward may be stacked on the by-
이처럼 폴리에스테르 제조 장치(1)는 냉각자켓(321)과 냉각코일(322)을 통하여 부산물의 냉각을 극대화시켜, 부산물 제거율을 증가시킨다는 효과가 있다. In this way, the
또한, 냉각자켓(321) 및 냉각코일(322)을 통과하고 남은 잔여 부산물은 공기와 함께 제2 유동파이프(650)를 통과하여 트랩(400)에 유입될 수 있다. 트랩(400)은 공기와 함께 유입된 잔여 부산물을 냉각시켜, 냉각부(320)에서 고화되지 않은 잔여 부산물을 고화시킬 수 있다. 이러한 트랩(400)을 통하여 부산물은 완전히 제거되어 트랩(400)의 내부에는 공기만 존재할 수 있다. 이러한 공기는 배출파이프(660)를 통과하여 진공펌프(500)로 유입될 수 있다. 진공펌프(500)로 유입된 공기는 외부로 배출될 수 있다. 이러한 진공펌프(500)가 공기를 외부로 배출시킴에 따라, 축중합 반응기(220), 제1 유동파이프(640), 리시버탱크(310), 제2 유동파이프(650), 트랩(400) 및 배출파이프(660)는 진공상태에 놓일 수 있다. Additionally, the remaining by-products remaining after passing through the cooling
이처럼 폴리에스테르 제조 장치(1)는 냉각자켓(321) 및 냉각코일(322)을 통하여 대부분의 부산물을 제거하고, 트랩(400)을 통하여 잔여 부산물까지 완전히 제거함으로써, 파이프모듈(600)이 막히는 것과 진공펌프(500)가 손상되는 것을 모두 방지한다는 효과가 있다. In this way, the
이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르를 제조하는 방법(S10)에 대해서 설명한다. 폴리에스테르를 제조하는 방법(S10)을 설명함에 있어서, 상술한 폴리에스테르 제조 장치(1)와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6, a method (S10) for producing polyester according to an embodiment of the present invention will be described. In explaining the method (S10) for producing polyester, the differences compared to the polyester production apparatus (1) described above are mainly explained, and the same description and reference numerals refer to the above-described embodiments.
폴리에스테르를 제조하는 방법(S10)은 슬러리 제조 단계(S100), 에스테르화 반응 단계(S200), 축중합 반응 단계(S300), 부산물 제거 단계(S400) 및 공기 제거 단계(S500)를 포함할 수 있다. The method for producing polyester (S10) may include a slurry preparation step (S100), an esterification reaction step (S200), a condensation polymerization reaction step (S300), a by-product removal step (S400), and an air removal step (S500). there is.
슬러리 제조 단계(S100)에서는 제1 슬러리 및 제2 슬러리 중 하나 이상이 제조될 수 있다. 이러한 슬러리 제조 단계(S100)는 제1 슬러리 제조 단계 및 제2 슬러리 제조 단계를 포함할 수 있다. 제1 슬러리 제조 단계에서는 방향족 디카르복실산과 지방족 디히드록시 화합물이 슬러리화되어 제1 슬러리가 제조될 수 있다. 이러한 제1 슬러리 제조 단계는 일 예로, 30℃ 내지 100℃의 온도에서 수행될 수 있다. 제2 슬러리 제조 단계에서는 지방족 디카르복실산과 지방족 디히드록시 화합물이 슬러리화되어 제2 슬러리가 제조될 수 있다. 이러한 제2 슬러리 제조 단계는 일 예로, 30℃ 내지 70℃의 온도에서 수행될 수 있다. In the slurry production step (S100), one or more of the first slurry and the second slurry may be produced. This slurry preparation step (S100) may include a first slurry preparation step and a second slurry preparation step. In the first slurry production step, an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic dihydroxy compound may be slurried to produce a first slurry. For example, this first slurry preparation step may be performed at a temperature of 30°C to 100°C. In the second slurry production step, an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic dihydroxy compound may be slurried to produce a second slurry. For example, this second slurry preparation step may be performed at a temperature of 30°C to 70°C.
에스테르화 반응 단계(S200)에서는 제1 슬러리 및 제2 슬러리가 에스테르화되어 에스테르 반응물이 생성될 수 있다. 이러한 에스테르 반응 단계(S200)는 제1 에스테르 반응 단계 및 제2 에스테르 반응 단계를 포함할 수 있다. 제1 에스테르 반응 단계에서는 일 예로, 제1 슬러리가 에스테르화될 수 있다. 다른 예로, 제1 에스테르 반응 단계에서는 방향족 디카르복실산과 지방족 디히드록시 화합물이 동시 투입되어 에스테르화될 수 있다. 이러한 제1 에스테르 반응 단계는 일 예로, 200℃ 내지 230℃의 온도에서 수행될 수 있다. In the esterification reaction step (S200), the first slurry and the second slurry may be esterified to produce an ester reaction product. This ester reaction step (S200) may include a first ester reaction step and a second ester reaction step. In the first ester reaction step, for example, the first slurry may be esterified. As another example, in the first ester reaction step, an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic dihydroxy compound may be added simultaneously to esterify. For example, this first ester reaction step may be performed at a temperature of 200°C to 230°C.
제2 에스테르 반응 단계에서는 일 예로, 제2 슬러리가 에스테르화될 수 있다. 다른 예로, 제2 에스테르 반응 단계에서는 지방족 디카르복실산과 지방족 디히드록시 화합물이 동시 투입되어 에스테르화될 수 있다. 이러한 제2 에스테르 반응 단계는 일 예로, 200℃ 내지 220℃의 온도에서 수행될 수 있다. In the second ester reaction step, for example, the second slurry may be esterified. As another example, in the second ester reaction step, an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic dihydroxy compound may be added simultaneously to esterify. For example, this second ester reaction step may be performed at a temperature of 200°C to 220°C.
이러한 제1 에스테르 반응 단계와 제2 에스테르 반응 단계는 각각 순차적으로 수행되거나, 역순으로 수행될 수도 있다. 더 나아가, 제1 에스테르 반응 단계와 제2 에스테르 반응 단계는 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 에스테르 반응 단계(S200)가 수행되는 온도는, 일 예로, 1℃/분 내지 3℃/분의 비율로 승온될 수 있다. 다시 말해, 에스테르 반응 단계(S200)가 수행되는 온도에 도달할 때까지 점진적으로 승온될 수 있다. These first and second ester reaction steps may be performed sequentially or in reverse order, respectively. Furthermore, the first ester reaction step and the second ester reaction step may be performed simultaneously. Additionally, the temperature at which the ester reaction step (S200) is performed may be, for example, increased at a rate of 1°C/min to 3°C/min. In other words, the temperature may be gradually increased until it reaches the temperature at which the ester reaction step (S200) is performed.
축중합 반응 단계(S300)에서는 에스테르 반응물이 축중합될 수 있다. 이러한 축중합 반응 단계(S300)에서는 폴리에스테르와 부산물이 생성될 수 있다. 이러한 축중합 반응 단계(S300)는 예비축합 반응 단계 및 중축합 반응 단계를 포함할 수 있다. 예비축합 반응 단계에서는 축중합 반응기에 유입된 에스테르 반응물이 일 예로, 10분 내지 20분 동안 안정화될 수 있다. 이러한 예비축합 반응 단계에서는 안정화된 에스테르 반응물이 소정시간 동안 예비축합될 수 있다. 예를 들어, 예비축합 반응 단계에서는 에스테르 반응물이 30분 내지 40분동안 예비축합될 수 있다. 이러한 예비축합이 진행되는 동안 축중합 반응기(210) 내부는 760torr에서 1torr의 진공상태가 될 때까지 진공도가 점진적으로 증가될 수 있다. 이러한 예비축합 반응 단계는 일 예로, 220℃ 내지 240℃의 온도에서 수행될 수 있다. In the condensation polymerization reaction step (S300), the ester reaction product may be condensation polymerized. In this condensation polymerization reaction step (S300), polyester and by-products may be produced. This condensation polymerization reaction step (S300) may include a pre-condensation reaction step and a polycondensation reaction step. In the precondensation reaction step, the ester reactant introduced into the condensation polymerization reactor may be stabilized for, for example, 10 to 20 minutes. In this precondensation reaction step, the stabilized ester reactant may be precondensed for a predetermined time. For example, in the precondensation reaction step, the ester reactant may be precondensed for 30 to 40 minutes. While this precondensation is in progress, the degree of vacuum inside the
중축합 반응 단계에서는 예비축합된 축중합물이 일 예로, 120분 내지 240분 동안 중축합될 수 있다. 중축합이 진행되는 동안 축중합 반응기(220) 내부는 1torr 미만의 진공상태가 될 때까지 진공도가 점진적으로 증가될 수 있다. 이러한 중축합 반응 단계는 일 예로, 230℃ 내지 250℃의 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 중축합 반응 단계의 수행이 완료되면 사용자가 목표하는 분자량의 폴리에스테르가 생성될 수 있다. In the polycondensation reaction step, the pre-condensed condensation polymer may be polycondensed for, for example, 120 to 240 minutes. While polycondensation is in progress, the degree of vacuum inside the
도 6을 다시 참조하면, 부산물 제거 단계(S400)에서는 축중합 반응 단계(S300)에서 생성된 부산물이 제거될 수 있다. 이러한 부산물 제거 단계(S400)는 부산물 유입 단계(S410), 부산물 포집 단계(S420), 부산물 유출 단계(S430) 및 트랩 단계(S440)를 포함할 수 있다. Referring again to FIG. 6, in the by-product removal step (S400), the by-products generated in the condensation polymerization reaction step (S300) may be removed. This by-product removal step (S400) may include a by-product inflow step (S410), a by-product collection step (S420), a by-product outflow step (S430), and a trap step (S440).
부산물 유입 단계(S410)에서는 리시버챔버(310a)에 기체상태 및 액체상태 중 어느 하나의 상태의 부산물과, 공기가 유입될 수 있다. 부산물 포집 단계(S420)에서는 리시버챔버(310a)에 유입된 부산물이 부산물 적층부(314)에 포집되어 적층될 수 있다. 이러한 부산물 포집 단계(S420)는 가열단계(S421) 및 냉각단계(S422)를 포함할 수 있다. 가열단계(S421)에서는 리시버 유입파이프(630)에서 유동하는 부산물이 고화되지 않도록 히팅자켓(330)에 의해 가열될 수 있다. In the by-product introduction step (S410), by-products in either a gaseous state or a liquid state and air may be introduced into the receiver chamber (310a). In the by-product collection step (S420), the by-products flowing into the
냉각단계(S422)에서는 제1 유동파이프(640)를 통과하여 상방으로 유동하는 부산물이 냉각되어 고화될 수 있다. 이러한 냉각단계(S422)에서 고화된 부산물은 하중에 의해 낙하하여 부산물 적층부(314)에 적층될 수 있다. 이러한 냉각단계(S422)는 코일 냉각단계(S422a) 및 자켓 냉각단계(S422b)를 포함할 수 있다. In the cooling step (S422), the by-product flowing upward through the
코일 냉각단계(S422a)에서는 리시버탱크(310)의 내부에 배치된 냉각코일(322)에 의해 상방으로 유동하는 부산물이 냉각될 수 있다. 자켓 냉각단계(S422b)에서는 리시버탱크(310)의 외부에 배치된 냉각자켓(321)에 의해 상방으로 유동하는 부산물이 냉각될 수 있다. 부산물 유출 단계(S430)에서는 부산물 포집 단계(S420)에서 포집되고 남은 잔여 부산물이 제2 유동파이프(650)로 유동될 수 있다. In the coil cooling step (S422a), the by-product flowing upward may be cooled by the cooling
트랩 단계(S440)에서는 제2 유동파이프(650)를 통과한 잔여 부산물이 트랩(400)에서 냉각되어 포집될 수 있다. 이러한 트랩 단계(S440)가 수행된 이후에는, 트랩(400)의 내부의 기체는 공기만 남을 수 있다. In the trap step (S440), the remaining by-products that have passed through the
공기 제거 단계(S500)에서는 진공펌프(500)가 구동되어, 트랩(400)의 내부에 남은 공기가 외부로 배출될 수 있다. 이러한 공기 제거 단계(S500)는 폴리에스테르가 제조되는 동안 지속적으로 수행될 수 있다. In the air removal step (S500), the
이상 본 발명의 실시예를 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.Although embodiments of the present invention have been described above as specific embodiments, this is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and should be construed as having the widest scope following the technical idea disclosed in this specification. A person skilled in the art may implement a pattern of a shape not specified by combining/substituting the disclosed embodiments, but this also does not depart from the scope of the present invention. In addition, a person skilled in the art can easily change or modify the embodiments disclosed based on the present specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.
1: 폴리에스테르 제조 장치
100: 슬러리탱크 200: 반응기
210: 에스테르 반응기 220: 축중합 반응기
300: 리시버유닛 310: 리시버탱크
310a: 리시버챔버 311: 유입부
312: 유출부 313: 드레인부
314: 부산물 적층부 320: 냉각부
321: 냉각자켓 322: 냉각코일
330: 히팅자켓 400: 트랩
500: 진공펌프 600: 파이프모듈
610: 유입파이프 620: 제1 연결파이프
630: 제2 연결파이프 640: 제1 유동파이프
650: 제2 유동파이프 660: 배출파이프
700: 냉매공급부 800: 열매공급부
900: 제어기 C: 냉매
H: 열매1: Polyester manufacturing equipment
100: slurry tank 200: reactor
210: Ester reactor 220: Condensation polymerization reactor
300: Receiver unit 310: Receiver tank
310a: Receiver chamber 311: Inlet
312: outlet 313: drain part
314: By-product layering section 320: Cooling section
321: cooling jacket 322: cooling coil
330: Heating jacket 400: Trap
500: Vacuum pump 600: Pipe module
610: Inlet pipe 620: First connection pipe
630: second connection pipe 640: first flow pipe
650: second flow pipe 660: discharge pipe
700: Refrigerant supply unit 800: Fruit supply unit
900: Controller C: Refrigerant
H: fruit
Claims (15)
상기 부산물을 상기 리시버탱크로 안내하는 제1 유동파이프 및 상기 리시버탱크에 유입되는 상기 부산물 중 일부가 상기 리시버탱크로부터 배출되도록 상기 부산물을 안내하는 제2 유동파이프를 포함하는 리시버 파이프를 포함하고,
상기 리시버유닛은,
상기 리시버탱크 내에서 상기 제1 유동파이프를 통하여 유동하는 상기 부산물이 고화되는 것이 방지되도록 상기 제1 유동파이프를 가열하기 위한 히팅자켓; 및
상기 제1 유동파이프를 통과하여 상기 리시버탱크로부터 배출되는 상기 부산물을 냉각시키는 냉각부를 포함하는,
폴리에스테르 제조 장치.A receiver unit including a receiver tank that collects some of the by-products flowing from the polyester condensation reactor; and
It includes a receiver pipe including a first flow pipe that guides the by-products to the receiver tank and a second flow pipe that guides the by-products so that some of the by-products flowing into the receiver tank are discharged from the receiver tank,
The receiver unit is,
a heating jacket for heating the first flow pipe to prevent the by-product flowing through the first flow pipe in the receiver tank from solidifying; and
Comprising a cooling unit that cools the by-product discharged from the receiver tank through the first flow pipe,
Polyester manufacturing equipment.
상기 냉각부는 상기 리시버탱크 내부에 배치되는 냉각코일을 포함하고,
상하방향에 있어서, 상기 냉각코일은 상기 제1 유동파이프의 하단과 상기 제2 유동파이프의 하단 사이에 배치되는,
폴리에스테르 제조 장치.According to claim 1,
The cooling unit includes a cooling coil disposed inside the receiver tank,
In the vertical direction, the cooling coil is disposed between the lower end of the first flow pipe and the lower end of the second flow pipe,
Polyester manufacturing equipment.
상기 냉각코일은 5℃ 내지 10℃ 온도의 냉매를 공급받는,
폴리에스테르 제조 장치.According to claim 2,
The cooling coil is supplied with refrigerant at a temperature of 5℃ to 10℃,
Polyester manufacturing equipment.
상기 냉각부는,
상기 리시버탱크의 외주면을 둘러싸고, 상기 리시버탱크의 상부를 냉각시키도록 상기 리시버탱크의 상부에 배치되는 냉각자켓을 더 포함하는,
폴리에스테르 제조 장치.According to claim 2,
The cooling unit,
Surrounding the outer peripheral surface of the receiver tank, further comprising a cooling jacket disposed on the upper part of the receiver tank to cool the upper portion of the receiver tank,
Polyester manufacturing equipment.
상기 냉각자켓의 내부에는 5℃ 내지 10℃ 온도의 냉매가 유동하는,
폴리에스테르 제조 장치.According to claim 4,
A refrigerant with a temperature of 5°C to 10°C flows inside the cooling jacket.
Polyester manufacturing equipment.
상기 리시버탱크가 진공상태에 놓이도록 상기 리시버탱크 내의 공기를 제거하는 진공펌프; 및
상기 제2 유동파이프 및 상기 진공펌프와 연통하고, 상기 제2 유동파이프를 통과한 상기 부산물을 냉각시키는 트랩을 더 포함하는,
폴리에스테르 제조 장치.According to claim 1,
A vacuum pump that removes air from the receiver tank so that the receiver tank is placed in a vacuum state; and
Further comprising a trap that communicates with the second flow pipe and the vacuum pump and cools the by-product that has passed through the second flow pipe,
Polyester manufacturing equipment.
상기 트랩의 온도는 -70℃ 내지 -30℃인,
폴리에스테르 제조 장치.According to claim 6,
The temperature of the trap is -70°C to -30°C,
Polyester manufacturing equipment.
상기 히팅자켓은 상기 제1 유동파이프의 어느 일부의 외주면을 둘러싸도록 배치되고,
상기 제1 유동파이프의 어느 일부는 상기 리시버탱크 내에 배치되고,
상기 히팅자켓의 내부에는 220℃ 내지 250℃ 온도의 열매가 유동하는,
폴리에스테르 제조 장치.According to claim 1,
The heating jacket is arranged to surround an outer peripheral surface of a portion of the first flow pipe,
A portion of the first flow pipe is disposed in the receiver tank,
Inside the heating jacket, fruit with a temperature of 220 ℃ to 250 ℃ flows,
Polyester manufacturing equipment.
상기 제1 유동파이프의 다른 일부의 온도는 100℃ 내지 170℃인,
폴리에스테르 제조 장치.According to claim 1,
The temperature of the other part of the first flow pipe is 100°C to 170°C,
Polyester manufacturing equipment.
상기 제1 유동파이프의 다른 일부는,
상기 제1 유동파이프의 어느 일부보다 상측에 배치되며, 상기 축중합 반응기와 상기 제1 유동파이프의 어느 일부 사이에서 연장되는,
폴리에스테르 제조 장치.According to clause 9,
Another part of the first flow pipe,
It is disposed above any part of the first flow pipe and extends between the condensation polymerization reactor and any part of the first flow pipe,
Polyester manufacturing equipment.
상기 부산물 포집 단계는,
상기 리시버탱크에 유입되는 상기 부산물이 고화되는 것이 방지되도록 상기 제1 유동파이프의 일부를 가열하는 가열단계, 및 상기 제1 유동파이프를 통과하여 유동하는 상기 부산물을 냉각부를 통해 냉각시키는 냉각단계를 포함하는,
폴리에스테르를 제조하는 방법.A by-product inflow step in which by-products generated during the condensation polymerization reaction of the reactants generated in the esterification reaction step are introduced into the receiver tank through the first flow pipe, and the by-products that have flowed into the receiver tank are collected in the receiver tank. A collection step, and a by-product discharge step in which the remaining by-products collected in the by-product collection step are discharged from the receiver tank through a second flow pipe,
The by-product collection step is,
A heating step of heating a portion of the first flow pipe to prevent the by-product flowing into the receiver tank from solidifying, and a cooling step of cooling the by-product flowing through the first flow pipe through a cooling unit. doing,
How to make polyester.
상기 냉각단계는, 상기 리시버탱크의 내부에 배치되는 냉각코일을 통하여 상기 부산물을 냉각시키는 코일 냉각단계를 포함하고,
상하방향에 있어서, 상기 냉각코일은 상기 제1 유동파이프의 하단과 상기 제2 유동파이프의 하단 사이에 배치되는,
폴리에스테르를 제조하는 방법.According to claim 11,
The cooling step includes a coil cooling step of cooling the by-product through a cooling coil disposed inside the receiver tank,
In the vertical direction, the cooling coil is disposed between the lower end of the first flow pipe and the lower end of the second flow pipe,
How to make polyester.
상기 냉각단계는, 상기 리시버탱크의 상부를 냉각시키도록 상기 리시버탱크의 상부에 배치되는 냉각자켓을 통하여 상기 부산물을 냉각시키는 자켓 냉각단계를 더 포함하고,
상기 냉각자켓은 상기 리시버탱크의 외주면을 둘러싸는,
폴리에스테르를 제조하는 방법.According to claim 12,
The cooling step further includes a jacket cooling step of cooling the by-product through a cooling jacket disposed on the top of the receiver tank to cool the top of the receiver tank,
The cooling jacket surrounds the outer peripheral surface of the receiver tank,
How to make polyester.
상기 리시버탱크가 진공상태에 놓이도록 상기 리시버탱크 내의 공기를 제거하는 공기 제거 단계, 및 상기 제2 유동파이프를 통과한 상기 부산물을 냉각시켜 제거하는 트랩 단계를 더 포함하는,
폴리에스테르를 제조하는 방법.According to claim 11,
Further comprising an air removal step of removing air in the receiver tank so that the receiver tank is placed in a vacuum state, and a trap step of cooling and removing the by-product that has passed through the second flow pipe,
How to make polyester.
상기 냉각부에는 5℃ 내지 10℃ 온도의 냉매가 유동하는,
폴리에스테르를 제조하는 방법.According to claim 11,
A refrigerant with a temperature of 5°C to 10°C flows in the cooling unit,
How to make polyester.
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GRNT | Written decision to grant |