[发明专利]酯化区使用热糊的聚酯生产系统

说明书

发明背景 

1.发明领域

本发明涉及一种用于生产熔融相聚酯的系统。在另一个方面，本发明涉及使用需要很少或不需要冷却的含反应物的糊的酯化系统。 

2.现有技术的描述 

熔融相聚合可被用来生产多种聚酯，例如，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。PET被广泛用在饮料容器、食品容器和其他容器中，以及用在合成纤维或树脂中。工艺技术的进步加上增加的需求量已导致产生PET生产和销售的越来越具竞争性的市场。因此，需要一种生产PET的低成本、高效率的方法。 

通常，熔融相聚酯生产设备(包括用来制造PET的生产设备)采用酯化阶段和缩聚阶段。在酯化阶段中，聚合物原材料(即，反应物)被转化成聚酯单体和/或低聚物。在缩聚阶段中，离开酯化阶段的聚酯单体被转化成具有所需的最终链长的聚合物产物。 

在大多数常规的熔融相聚酯生产设备中，酯化在一个或多个机械搅拌的反应器中进行，例如连续搅拌槽式反应器(CSTR)。但是，CSTR和其他机械搅拌的反应器具有许多缺陷，这些缺陷可导致整个聚酯生产设备的增加的资本成本、操作成本和/或维护成本。例如，通常与CSTR联用的机械搅拌器和各种控制设备是复杂、昂贵的，且可能需要大量的维护。而且，常规的CSTR常常使用内部热交换管，这占据了一部分反应器的内体积。为了补偿有效反应器体积的损失，具有内部热交换管的CSTR需要较大的总体积，这增加了资本成本。而且，通常与CSTR联用的内部热交换盘管可不合需要地干扰容器内反应介质的流型，从而导致转化率的降低。为了增加产物转化率，许多常规的聚酯生产设备已采用以连续方式操作的多个CSTR，这进一步增加了资本成本和操作成本。

因此，需要一种高效率聚酯生产方法，该方法使资本成本、操作成本和维护成本最小化，而使产物转化率最大化。 

发明概述 

在本发明的一个实施方式中，本发明提供一种方法，该方法包括：(a)产生来自于蒸馏区的含醇液体；(b)将至少一部分含醇液体与酸的固体颗粒混合，从而得到糊；(c)使糊与循环液体结合，从而得到酯化进料；和(d)在酯化区使至少一部分酯化进料经受酯化，其中糊与循环液体结合时的温度低于含醇液体离开所述蒸馏区时的温度不超过150℃。 

在本发明的另一个实施方式中，本发明提供一种方法，该方法包括：(a)在壳管式热交换器的管内界定的第一个酯化区，使包含对苯二甲酸和乙二醇的酯化进料经受酯化，从而产生具有至少约50％转化率的第一种产物；(b)在分离容器内界定的分离区，使至少一部分第一种产物经受汽/液分离，从而产生第二种液体产物和第二种蒸汽产物，其中第二种液体产物的转化率高于第一种产物；(c)在蒸馏区使至少一部分第二种蒸汽产物经受蒸馏分离，从而产生第三种蒸汽产物和第三种液体产物，其中第三种蒸汽产物包含至少约50％摩尔的水，且第三种液体产物包含至少约50％摩尔的乙二醇；(d)将至少一部分第三种液体产物与对苯二甲酸的固体颗粒混合，从而得到糊；和(e)将至少一部分糊与循环液体结合，从而得到结合的流体，其中糊与所述循环液体结合时的温度低于第三种液体离开所述蒸馏区时的温度不超过150℃，其中循环液体包含至少一部分第二种液体产物，其中酯化进料包含至少一部分结合的流体。 

附图简述 

以下将参考附图详细描述本发明的某些实施方式，其中： 

图1是根据本发明的一个实施方式配置的、适用于熔融相聚酯生产设备的酯化系统的示意图。 

详细描述 

本发明可被用在能够由多种原料生产多种聚酯的熔融相聚酯生产设备中。如本文所使用的，术语“聚酯”也包括聚酯衍生物，例如聚醚酯、聚酯酰胺和聚醚酯酰胺。可根据本发明而被生产的熔融相聚酯的例子包括，但不限于，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的均聚物和共聚物、PETG(用1，4-环己烷-二甲醇(CHDM)共聚单体改性的PET)、完全芳香族的或液晶聚酯、生物可降解的聚酯(例如包含丁二醇残基、对苯二甲酸残基和己二酸残基的聚酯)、聚(对苯二甲酸环己烷-二亚甲酯)均聚物和共聚物，和CHDM与环己烷二羧酸或环己烷二羧酸二甲酯的均聚物和共聚物。