[发明专利]间断缩聚方法及其搅拌反应器

说明书

本发明涉及了一种在相关缩聚温度下从具有范围约100到1600Pa·s动态粘度的缩聚物间断地生产颗粒的方法，在任何热压罐中压力5到400毫巴(绝对值)下预缩聚一种低分子的低聚物，接着在一个搅拌反应器中缩聚预缩聚物，搅拌反应器具有水平轴线和垂直的产物输送表面，以及一个排放口、一个蒸气口、至少一个充填口和至少一个再循环口，接着使缩聚物粒化。

本发明还涉及了一种搅拌反应器，它具有水平轴线和垂直的产物输送表面，以及至少一个充填口、至少一个再循环口、一个蒸气口、一个排放口和加热反应器的装置，用于间断地缩聚预缩聚物来得到一种缩聚物，在相关缩聚温度下具有范围约100到1600Pa·s的动态粘度。

已经知道在熔化状态下分批(间断)生产缩聚物，特别是聚酯的方法和反应器，以及在缩聚之后完成熔化产物的粒化。分批方法的特别重要意义在于其对产物配方变化的灵活性和产物配方的低损耗改变。现有的分批设备大多数用于合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和在PET基础上的共聚多醚。在生产预聚物(作为在对苯二酸过程中的酯化产物或作为在对苯二甲酸二甲酯过程中的酯基转移产物)的第一过程阶段之后，一个搅拌热压罐在真空下用于缩聚预聚物。常规设备的搅拌热压罐是直立反应器，具有垂直的搅拌器轴和适于箱底(半球形或锥形)的螺旋搅拌器。

例如，在PET批生产方法中，这些已知搅拌热压罐的缺点是：

a)每批大小最多为4到6t；

b)在反应器中约1.3m²/t的几何上受限制的规定表面面积；

c)限于沿垂直方向输送产物(搅拌器运动主要沿着水平的周向)；

d)由较长反应时间实际造成的有限物质交换强度，受限制的设备容量和粘度(IV≤0.66dl/g)，强制的最终工作真空度(不大于0.4毫巴绝对值)，一个仅依靠增加机械能输入和升高最终聚合物温度(≥290℃)的经济工作模式，在降低温度或工作真空度下容量的损失和粘度的限制，最终聚合物的温度随批次或设备大小的增加而增加；

e)增加了粘度波动，例如，由于在粒化期间熔化物的粘度因温度而降低，以及在批次顺序中附加的偏差ΔIV_R≤0.01dl/g，在颗粒中对IV＝0.65dl/g为ΔIV≤0.03dl/g，。

f)在粒化之前排放系统的常规漂洗期间，聚合物损失约0.65重量％；

g)增加了乙醛含量和降低了PET聚合物的色彩质量。

为了加速在常规热压罐中的反应，已经提出倾斜容器轴线到离垂线48°来增加表面积到1.5倍(EP 0 753 344 A2)。但是，由于搅拌器的复杂、费钱机构和控制横向力和不平衡质量的不确定性，妨碍了这种措施的实现。

在一种横卧的环形盘反应器中可以实现较好的可能性来增加规定的产物面积(约15到30倍)和增加产物的粘度，此时搅拌器的输送表面基本上沿垂直路径转动以及自由下落的薄膜(雾)在环形盘内(美国专利3,499,873和3,617,225)。在分批工作中测试的圆柱环形盘反应器的主要问题是设备的不充分排放现象。对于具有截锥形和产物排放口在反应器最小直径部分中的环形盘反应器更是如此。人不能进入的反应器在安装挡板时还具有装配问题。包括了支承在一个笼子上的环形盘的反应器仅设计用于连续工作，如在美国专利4,540,774中所描述。

在D.D.专利52942中描述的两端为锥形的缩聚容器具有较好的排放性能。但是，杓子状的搅拌器构件限制了自由产物表面的形成和不适于较高的粘度。

如果拘泥于一种搅拌盘热压罐方案，它具有被刮板件分开的单个搅拌盘构件(美国专利3,346,242和3,880,407)以有利于得到高的最终聚合物粘度(例如，在PET情形中IV≤0.82dl/g)，则存在另外的问题，在低粘度情形下降低了容器壁上的质量交换强度以及限制了热传导。在相对充填高度h/D＝0.4和常规转动速度≤8rpm的技术生产条件下，PET具有以下缺点：

-需要预热缩聚物到约280℃，

-限制了缩聚效率，最多每天7批，以及

-降低了聚合物色彩和增加了粘度的波动。

本发明的目的是尽量减少上述缺点，特别是基本上改进了现有分批设备的潜力，用更有效的缩聚技术和更均匀的颗粒质量来形成多用途的设备。

按照本发明，采用在权利要求中规定的方法和搅拌反应器来达到这个目的。

本发明的主要特性为：