[发明专利]气体洗涤器及相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年6月29日提交的美国临时申请号61/666415的优先权的权益。

发明领域

本发明涉及用于净化被污染的工艺气体的方法。其还涉及实施此类方法的系统，及由此类方法和系统制备的PET。

发明背景

诸如聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)树脂的聚酯树脂被广泛生产和使用，例如用于在饮料和食品容器、热成型应用、纺织品和工程树脂中。一般，PET的生产基于对苯二酸和/或对苯二酸二甲酯与乙二醇之间的反应(分别经由酯化和/或酯交换)。然后通过缩聚反应的方式，使所得的双-羟乙基对苯二酸酯预聚物连结，得到聚合产物。

熔融缩聚单独一般不能产生具有所需性质的聚酯诸如瓶级PET树脂。因此，一般采用两阶段过程，其中使所述预聚物进行熔融缩聚以获得特定本征粘度；随后，使所述树脂进行被称为“固态缩聚”(“SSP”)的工艺。所述SSP工艺是专门为开发本征粘度增加的较高分子量聚合产物而设计的。SSP工艺通过使得聚合物链彼此缩聚而导致熔融聚合PET的分子量进一步增加。

可在生产PET的过程中，产生各种副产物，包括但不限于缩聚裂解产物。可在缩聚反应的过程中发生的一个共同副反应是通过PET的乙烯基酯端基的酯交换生产乙醛(AA)。AA的存在在PET产生中往往具有重要意义，并且为了某些用途其含量得以严格控制。举例而言，当PET用于生产瓶作为饮料容器时，瓶中的AA可移入到饮料，从而引起饮料口味不良(这在水中尤其明显)。因此，希望将最终的PET产品中的AA含量最小化。

通常，在SSP工艺期间，经由通过该系统至少部分再循环的工艺气体去除反应副产物诸如AA。所述工艺气体从该系统吸收杂质(如，反应副产物)，并且随后将该富含杂质的气体净化以去除那些杂质并使得所述气体可用的以再用于系统中。已知各种方法可用于净化工艺气体。一种常见的气体净化系统利用含有水性或有机流体的气体洗涤器，所述水性或有机流体被带到与富含杂质的气体接触，并经由液气交换过程净化所述气体。

发明概述

有利地，乙二醇可在此类洗涤器中用作洗涤流体。因为乙二醇是用于PET生产的原料，所以“脏”乙二醇可在一些情况下回收用于PET熔融缩聚生产系统中。提供净化工艺气体以用于SSP工艺中和控制所得PET树脂的乙醛水平的另外方法将是有利的。

本发明人已经发现乙醛(AA)(如可存在于在生产聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的固态缩聚(SSP)系统内循环的工艺气体中)和乙二醇(EG)(如可存在于工艺气体的气体洗涤器中作为洗涤流体)可逆反应以形成2-甲基-1,3-二噁茂烷(“MDO”)和水。有利地，根据本发明，可将催化剂掺入至气体洗涤器中以促进该反应，形成MDO。AA至MDO的转化是有益的，因为其有效地导致AA从所述系统中去除。尽管不旨在限制，某些潜在益处可以在某些实施方案中获得：1)“脏”乙二醇可用于进一步的PET制备过程中，并且随着AA含量降低减少了AA对随后产生的PET的污染；2)对树脂引入至SSP工艺中的AA含量的限制可增加(即，对入口材料的规范可能放宽)；和3)可采用较小、更有效涉及的洗涤器。

在本发明的一方面提供了用于从工艺气体去除杂质的方法，其包括：将包含第一浓度的乙醛的工艺气体入口流引入至气体洗涤装置中；将液体乙二醇入口流引入至气体洗涤装置中；使工艺气体入口流与液体乙二醇入口流在一种或多种酸性催化剂的存在下在气体洗涤装置中接触，其中在所述接触步骤中所述乙醛与乙二醇反应以形成2-甲基-1,3-二噁茂烷，所述接触步骤产生经净化的工艺气体流，所述经净化的工艺气体流包含低于第一浓度的第二浓度的乙醛和含2-甲基-1,3-二噁茂烷的液体乙二醇出口流；和从气体洗涤装置去除经净化的工艺气体流和乙二醇出口流。

在本发明的另一方面提供制备高分子量聚合物的方法，包括：使具有第一本征粘度的聚合物通过一个或多个反应器以提供具有高于第一本征粘度的二本征粘度的聚合物；使工艺气体通过一个或多个反应器，其中所述工艺气体吸附乙醛并根据以上描述的方法使工艺气体开始与气体洗涤装置流体连通。

在本发明的又一方面，根据以上描述的方法提供制造的聚酯。