聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法及其連續製造裝置的製作方法
2023-10-09 19:05:59 2
專利名稱：聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法及其連續製造裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯類高分子的連續製造方法及其裝置。
背景技術：
聚對苯二甲酸丁二醇酯(下面記為PBT)樹脂由於具有優良的結晶特性、並且具有優良的機械特性、電氣特性、耐熱性等，所以，近年來被廣泛應用於電氣設備、電子元件、機械元件、汽車等，其需求正在穩步增長。
迄今為止，一般的PBT的製造方法是將適當的比例的作為原料的以對苯二甲酸二甲酯為主成分的對苯二甲酸二烷基酯和以1，4-丁二醇(下面稱作BD)為主成分的二元醇加入混合槽中，添加、調整酯交換催化劑，之後利用泵送入設定了預定反應溫度的酯交換反應槽中。在該酯交換反應中，將2至3個帶攪拌葉的攪拌槽串聯配置，由蒸餾塔將產生的副反應產物甲醇和由BD的分解生成的四氫呋喃(下面稱作THF)和水分離。然後添加聚合催化劑、轉入聚合反應工序。首先，前聚合工序多臺設置豎形攪拌槽或橫形攪拌槽，而且作為最終聚合工序設置橫形攪拌槽。在這些聚合工序的槽中，設置著用於除去副反應產物BD、THF、水的冷凝器，在高溫減壓氣氛下進行。現有的PBT連續製造工序設有4到6個反應槽，在每個反應槽中設有攪拌葉和其動力源，並且設有用於分離除去副反應物的蒸餾塔或冷凝器。
在如上所述的製造工序中，由於長時間處於高溫反應狀態，所以，聚合反應的部分樹脂通過熱分解反應而使鍵斷裂，從而降低聚合度，升高樹脂的酸值(聚合物末端基的羧酸基濃度)，質量變差。而且聚合工序由於是在減壓氣氛下進行的，所以，必須利用其他的裝置實現真空條件，為了製造裝置的運轉需要高額的維持費和裝置費。
本發明的課題在於改善用於生產高分子量聚對苯二甲酸丁二酯的公知的方法，通過提高整個裝置的效率、節約工廠設備的能量而實現。
發明內容
本發明的目的在於改善所述現有技術，提供一種連續縮聚裝置及連續縮聚方法，即，利用必要的最小數量的反應器構成、供應最小的能量以抑制樹脂製造中的受熱分解，從而高效地得到熱穩定性優良的成型性好的聚合物及耐水解性優良的樹脂。
所述目的通過如下實現，即以對苯二甲酸(下面稱作TPA)和BD為製造PBT的原料，在3或4個槽中進行直接酯化反應工序、聚合反應工序、從而設置了最少量的需要攪拌動力的槽，通過縮短滯留時間控制樹脂製造中所受的高溫滯後為最小，減少樹脂中未反應的末端羧基。
本發明典型的實施形態如下(1)由第1反應器、第2反應器、第3反應器組成的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造裝置，其中第1反應器為使以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇類反應，製造平均聚合度為2.2到5的齊聚物；第2反應器為將第1反應器得到的齊聚物再縮聚，製造平均聚合度為25到40的低聚物；第3反應器為將第2反應器得到的聚合物再縮聚，製造平均聚合度為70到130的熱穩定性好、耐水解的優良的高分子量聚酯；或者是由第1反應器、第2反應器、第3反應器、第4反應器組成的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造裝置，其中，第1反應器為將以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4-丁二醇類為主成分的二元醇類反應，製造平均聚合物2.2到5的齊聚物；第2反應器為再縮聚第1反應器得到的生成物，製造平均聚合物25到40的低聚物；第3反應器為將第2反應器得到的聚合物再縮聚平均聚合物為70到130，製造高分子量的聚酯；第4反應器為將該聚酯再縮聚到平均聚合度150到200，得到熱穩定好、耐水解性好的高分子量聚酯；在該裝置中，其特徵在於，(i)第1反應器和第2反應器為不使用依靠外部動力源的攪拌器的反應器；(ii)第1反應器為外型為近似圓筒形的容器的反應器，容器主體的下部分別具有處理液的入口及出口，在主體的上部具有揮發物及反應副產物流通的開口部，在容器主體的縱向方向設置有排管式熱交換器，裝置為接近主體的內壁，浸於處理液中，由容器主體下部供給的處理液通過熱交換器加熱到預定的反應溫度，利用這時生成的揮發性副反應產物氣體和處理液的溫度差產生的密度差而在容器內自然對流，進行攪拌、混合。(iii)第2反應器為外形為近似圓筒形容器的流通式反應器，在容器內設有內筒開口部的雙重圓筒結構，在該雙重圓筒結構的下部設有處理液的入口，處理液通過設在該雙重圓筒形結構的外殼上和內筒的外側的多管式熱交換器的管側，加熱到預定的溫度，流通到容器主體上方從而到達內管開口水平，流過內筒，在主體的上部設有揮發物及反應生成物流通的開口部。(iv)第3反應器為橫向圓筒形容器的反應器，該容器在主體縱向方向的一端下部及另一端下部分別設有處理液的入口和出口，在主體的上部具有揮發物的出口，在主體內部的縱向方向設有接近主體的內側而旋轉的攪拌葉輪，主體內部的攪拌葉輪根據處理液的粘度通過多個攪拌葉件構成，攪拌葉在攪拌葉輪的中心部沒有旋轉軸。(v)第4反應器為橫形的外型為近似圓筒形容器，在該容器主體縱向方向的一端下部及另一端下部分別具有被處理液的入口和出口，在主體的上部具有揮發物的出口，在主體內部的縱向方向具有接近主體內側而旋轉的2個攪拌葉輪，所述攪拌葉輪均具有攪拌葉。
(2)由第1工序、第2工序、第3工序構成的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，其中第1工序為使以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇類在第1反應器中反應，製造平均聚合度為2.2到5以下的齊聚物；第2工序為將第1工序得到的齊聚物在第2反應器中再縮聚，製造平均聚合度25到40的低聚物；第3工序為將第2工序得到的低聚物在第3反應器中再縮聚，製造平均聚合度為70到130的熱穩定性好、耐水解的優良的高分子量聚酯；或者由第1工序、第2工序、第3工序、第4工序構成的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，其中，第1工序為將以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和1，4-丁二醇類在第1反應器中反應，製造平均聚合度2.2到5以下的齊聚物；第2工序為將第1反應器得到的產物在第2反應器中在縮聚，製造平均聚合物25到40的低聚物；第3反應工序為在第3反應器中再縮聚第2反應器得到的聚合物，得到平均聚合物為70到130的高分子量的聚酯；第4反應工序為在第4反應器中再縮聚第3反應器得到的聚合物，得到平均聚合物為150到200的熱穩定好、耐水解性好的高分子量聚酯；在該連續製造方法中，其特徵在於，使用具有所述(1)記載的具有(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)特徵的反應器；以摩爾比為1∶1.7-1∶3.0的範圍供給以原料對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇類並使其反應，實施條件如下，第1工序溫度為220℃-250℃、壓力為33kPa-150kPa，第2工序溫度為230℃-255℃、壓力為100kPa-0.133kPa，第3工序及第4工序溫度為230℃-255℃、壓力為0.665kPa-0.067kPa；將第3及4反應器攪拌葉的旋轉數設定為0.5rpm-10rpm；第1工序到第3工序的合計反應時間為4-7.5小時；或者第1工序到第4工序的合計反應時間為6-8.5小時；以調整的摩爾比為1∶1.7-1∶3.0的以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇類的漿料和酯化反應催化劑或聚合反應催化劑一起添加，供給到第1工序；第3工序的第3反應器並列另設置1臺或多臺第3反應器，由此可製造與第3、第4反應器主線不同品種的有不同聚合度的聚對苯二甲酸丁二醇酯；或通過調整多臺第3反應器中操作條件，可進行精細的質量管理、生產量的控制。
附圖的簡單說明
圖1為顯示本發明的一個實施例的PBT的連續製造過程的裝置構成圖；圖2為顯示本發明的另一實施例的PBT的連續製造過程的裝置構成圖；
圖3為顯示本發明的另一實施例的PBT的連續製造過程的裝置構成圖。
具體實施例方式
圖1顯示本發明的一個實施例。圖1為本發明的PBT的連續製造過程的裝置構成圖；作為工業化的聚酯的製造方法，由於直接酯化法在經濟上有利，所以最近多採用直接酯化法製造聚酯。在圖中，標號1為混合攪拌預定比例的PBT的原料的TPA和BD的原料調整槽。在製造過程中有時通過該階段加入聚合反應催化劑或穩定劑、品質調整劑等添加物，但是，在本實施例中聚合反應催化劑及添加劑由催化劑加入線10向酯化反應的入口緊前的原料供給線2加入，供給酯化反應槽。聚合反應催化劑例如有有機鈦、有機錫、有機鋯等公知的金屬化合物，眾所周知，使用的催化劑的種類及組合不同，不僅反應速度不同而且對生成的PBT的色相及熱穩定性等的質量有很大的影響。特別是有機鈦化合物的催化劑，由於周圍存在的水分的影響，催化作用減小。為了將該影響控制在最小限度，在本實施例酯化反應槽入口的緊前添加催化劑。這樣添加的催化劑由於可以使失活比例控制在最小，所以減少催化劑的投入量，可以製造色相好的樹脂。而且，這些反應由於是催化劑存在下、長時間地高溫下進行，所以伴隨著各種副反應，使聚合物著色，或者THF的含量及末端羧基濃度增加到適當值以上，使PBT的品質劣化及其物理性質如強度降低等，為了改善這些問題嘗試開發新的催化劑，現在最多地在工業上使用的有機鈦具有價格及性能優勢。但是，即使使用該催化劑也不能避免生成的聚酯聚合物的著色。為此，作為穩定劑，合用磷類穩定劑(例如，磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯等)來進行改善。另外，在其他的製造過程中考慮聚合催化劑及穩定劑的投入位置而穩定品質。在通常的過程中以鈦金屬濃度換算、催化劑的量從20到100ppm，穩定劑的量根據需要優選使用基於P金屬濃度0-600ppm。
如上所述調整的原料和催化劑經由向第1酯化反應槽3供給料的供給線2和在其他地方調整而合流到該供給線2的催化添加線10供給。酯化反應槽(第1反應器)3的外圍部為了將處理液保持在反應溫度而製成套管結構(圖中無顯示)，在液體內部設置液體的加熱裝置排管式熱交換器4，通過由外部而來的熱源加熱流動於多管內的處理液，在酯化反應工序中生成的揮發性氣體產生的密度變化而溫度差產生的協同作用，僅通過自然循環使內部的液體循環邊使反應進行。這裡最優選的反應器的類型為排管式類型，即，利用酯化反應產生的副反應產物的自然蒸發作用，使反應器內的處理液自然循環。該種類型的反應器由於不需要外部的攪拌動力源，所以裝置結構簡單並且也不需要攪拌軸的軸封裝置，具有反應器的製造成本低的優點。作為這樣的反應器的一個例子，優選JP-A-10-85501所示的裝置。但是本發明不限定該裝置，由於工序上的原因也可以使用具有攪拌葉的反應器。在第1反應器3中利用反應生成的水變成水蒸汽，和汽化得到的BD蒸汽及副產物THF蒸汽一起形成汽相部5。
這時推薦的反應條件優選為溫度為220℃-250℃、壓力為減壓或微加壓條件。壓力條件根據原料BD和TPA的摩爾比(以後稱為B/T)特別地確定最合適的壓力條件。在B/T＝2.0以上(含2.0)，即使在大氣壓以上，由於確保處理液中的BD濃度，也可以在預定的滯留時間達到目標酯化率，在B/T＝2.0以下(含2.0)時，則酯化率降低，後聚合工序的反應負荷增大，真空系統及與之相關的輔助裝置類產生不合適的問題。為此，在B/T＝2.0以下(含2.0)，將反應壓力條件設為大氣壓以下的減壓條件是有效的。通過減壓可以降低BD的沸點，降低反應溫度。通常在降低反應溫度時，反應速度則降低，而如本實施例的結構的自然循環的反應器中通過減壓增加反應副產物的氣體容積，反應器內的循環性能增加，可改善反應條件。另外通過減壓，提高酯化反應的副產物水分的脫離速度，正反應速度常數增大。而且，通過提高酯化反應速度可以縮短酯化反應時間，減少副反應產物THF的量，這樣具有降低反應溫度的協同效果，所以可以大幅度地降低THF的生成量。
這時的推薦的反應溫度為220℃-250℃、特別是壓力為50kPa-80kPa的大氣壓以下時滯留時間為1.5-2.4小時，反應溫度為225℃-230℃時，具有提高反應速度、大幅度地降低THF的生成量的效果。這時的THF生成量以TPA的摩爾比例為15-25mol％/h的程度。從處理液中揮發出的揮發成分汽相部5的氣體利用設於其第1酯化反應槽3的上部的蒸餾塔(圖中無顯示)分離成水和THF及BD，將水和THF排出到體系外，BD通過精製工序等再次作為體系內的原料從蒸餾塔下部BD循環線35返回到BD槽33中。循環BD通過供給線34從BD槽33供給到原料調整槽1，BD槽內的BD根據需要進行BD槽精製處理(圖中無顯示)調整原料BD槽的純度。進一步的，可根據需要將初期聚合槽14、最終聚合槽18中設置的減壓裝置的溼式冷凝器(圖中無顯示)中排出的循環BD由BD循環線36返 BD槽33中，以進一步提高BD單位，這時，新BD由新BD供給線39供給到第3反應器18的溼式冷凝器，從BD循環線37向第2反應器14的溼式冷凝器供給，由BD循環線36向BD槽33供給。
在酯化反應槽3中到達預定酯化率的處理液經由連接管6供給到初期聚合槽(第2反應器)1 6中。在連接管6的圖中設置調整處理液流量的控制閥7。通過本控制閥7將第1反應器的液面控制為一定，保持一定的反應時間。當處理液在酯化反應槽3到達預定的酯化率時，在連接管11的中途設置的低聚物泵12供給到初期聚合槽(第2反應器)14。供給到初期聚合槽的處理液由外殼和多管式熱交換器15加熱到預定的反應溫度，進行縮聚反應，提高聚合度。這時的反應條件為230℃-255℃、壓力為100kPa-0.133kPa，滯留時間為1.0-1.5小時，進行聚合度由25到40的反應。本實施例所示的初期聚合槽14使用沒有攪拌葉的反應器，並不限定於該反應器。但是在初期聚合階段的反應為確定聚合反應速度的階段，只要充分供給反應所需的必要的熱量就可以順利地進行反應。從該觀點來看處理液不需要攪拌葉進行的不必要的攪拌作用，只將縮聚反應生成的BD排出到體系外就可以。而且為了製造的樹脂的品質保持良好，抑制生成的副反應產物THF的量，最好將反應溫度儘可能地降低到最低而進行反應，推薦的反應溫度優選250℃以下(含250℃)。這時操作的合適的反應器為JP-A-10-76102所示的裝置。反應所發生的BD及水和THF集聚於保持減壓氣氛的汽相部16，通過其下流側設置的冷凝器冷凝之後排出到體系之外。
在初期聚合槽(第2反應器)14中經過預定反應時間的處理液通過連接管17供給到最終聚合槽(第3反應器)18中。在最終聚合槽中通過外部動力源21驅動的中心部上的無攪拌軸的攪拌葉19受到良好的表面更新作用，同時再進行縮聚反應進一步提高聚合度製造目的聚合度的聚合物。最終聚合槽(第3反應器)最合適的裝置為特開平10-77348中記載的裝置，其表面更新性能、消費動力特性最優。這時的反應條件為溫度230℃-255℃、壓力0.665kPa-0.067kPa，進行聚合度由70到130程度的反應。由於處理液的粘度範圍廣，迄今為止都是在2個槽中進行縮聚的，而在本最終聚合槽的一臺裝置中即可縮聚，所以可以大幅的降低裝置成本。第1到第3反應器的總計滯留時間為4-7.5小時，從品質方面聚合工序整體的滯留時間最適合的範圍為2-4小時。另外，滯留時間根據需要可以通過調整溫度和壓力來延長，例如在減少生產量的情況下，有時為了將品質變動保持在最小限度而這樣做。特別是儘可能降低聚物的酸值(PBT的品質的評價項目)時，優選將反應溫度設為250℃以下(含250℃)。
在以上的裝置構成中，連續製造PBT和已有的裝置構成比較由於反應器的數目減少所以可以節約裝置的製作經費，隨著裝置數的減少，可減少裝置上附帶的蒸餾塔及冷凝器，可以大幅度地節約連接這些的配管、儀表元件、閥門類，同時大幅度地降低真空源及傳熱介質裝置等的實用費，所以還具有降低運轉費用的優點。
另外，為了得到更高特性粘度(IV)值的PBT可以通過在最終聚合槽(第3反應器)18之後，再設置一個最終聚合槽(第4反應器)來製造。該實施例示於圖2。第1反應器、第2反應器、第3反應器的構成及作用由於與圖1的實施例的說明相同故省略。將新BD向第4反應器23的溼式冷凝器供給，然後經通向第3反應器23的溼式冷凝器的BD循環線38供給，和圖1的實施例具有同樣的作用。在將第3反應器中進行聚合度70到聚合度130程度的反應的處理液20通過設於連接第3反應器18和第4反應器23的連接管之間的聚合物泵22輸送到第4反應器。第4反應器23中的處理液的粘度為數百的kPa·s的高粘度，所以在第3反應器中使用的攪拌裝置依然不能再使用，因為會引起旋轉的攪拌葉上附屬處理液的滯留的旋轉現象。為此必須使用具有高粘度液處理用的攪拌裝置。合適的反應器是用於高粘度溶液的雙軸式反應器，如JP-B-6-21159和JP-A-48-102894所示的。
本實施例使用JP-A-48-102894(日本特許第1024745號)中記載的眼鏡形翼式聚合器進行說明。本發明不限定於該聚合器。第4反應器23是一種雙軸聚合反應器，其中具有2個具有眼鏡狀的攪拌葉輪24的攪拌軸，各個槳片之間交替有90度的相位差，其間有一定的間隔，2個攪拌軸彼此旋轉相位差90度，由外部動力源25驅動。由於相互的攪拌葉具有從中央向外側攪拌的結構，所以由入口供給的處理液被引至外側。這時處理液受到良好的表面更新作用從處理液的內部蒸發揮發成分而加速反應，而且粘度升高。處理液以高聚合度的聚合物24被排出。這時的反應條件為溫度230℃-255℃、壓力0.665kPa-0.067kPa，滯留時間為0.7-1.5小時，進行聚合度由150到200程度的反應。
以下利用圖3說明在同時生產不同品種的聚對苯二甲酸丁二醇酯時的實施例。圖3的實施例為在製造圖2所示的高聚合度的聚對苯二甲酸丁二醇酯時的設備中再並列設置了一個第2反應器的例子。新BD由供給線39分別供給到第4反應器和第3反應器的各個溼式冷凝器，經由BD循環線38，37，36(如實施例的圖1及圖2說明)，或者經由BD循環線40向BD槽33集聚。另外第3反應器18，26使用如圖1的實施例說明的反應器進行說明，但本發明中並不限於該聚合器。由第2反應器14得到的處理液在連接管17的途中分支，其一部分經由流量調節閥31而被導向第3反應器18。另一被分支的部分經由分支連接管30、流管調節閥32被導向第3反應器26。這裡，本發明的實施例是對2個分支的例子進行說明的，但本發明不應限定於2個分支。
被分支的一部分處理液通過第3反應器18、第4反應器23由此製造高聚合度的聚對苯二甲酸丁二醇酯。另一部分處理液利用第3反應器26製造聚合度低一些的聚對苯二甲酸丁二醇酯。該系列的聚對苯二甲酸丁二醇酯的製品可以通過調節流量調整閥31、32以任意比例製造。另外，圖3實施例中無顯示，通過進一步附加第3反應器設定和第3反應器26不同的反應條件，例如即使同一聚合度也可以製造酸值不同的品種的對苯二甲酸丁二醇酯，或者製造僅改變聚合度的對苯二甲酸丁二醇酯和調整生產量。另外，第3，第4反應器的攪拌葉的旋轉數設定為0.5-10rpm的範圍。
根據本發明，將PBT的連續製造設備設定為一個直接酯化工序、一個初期聚合工序、一個最終聚合工序總合計為3個的反應器，由此提高整體的設備效率，通過節約製造設備的能量來經濟性地進行操作。
另外，根據本發明，將PBT的連續製造設備設定為在一個直接酯化工序、一個初期聚合工序、一個最終聚合工序總合計為3個的反應器上再加上高粘度處理用的反應器，由此可以通過本體聚合製造高聚合度的PBT，節約製造設備的能量。
而且，根據本發明，通過將PBT的連續製造設備的第2反應器以後分支為高聚合度的製造線和比較低的聚合度的製造線，可以製造多品種的PBT。另外，這些品種的生產量也可以調整，使PBT的連續製造設備在經濟上成為可能。
利用如下的實施例具體地說明本發明，但不限於這些實施例。
實施例的極限粘度為使用奧式粘度計在30℃、利用苯酚50wt％、四氯乙烷50wt％的溶劑進行測定而求得的值。酸值為以苯甲醇為溶劑將PBT在230℃經5分鐘加熱溶解、中和滴定而測定的值。如表1所示PBT為利用TPA和BD的直接酯化法的連續運轉而製造的。實施例1和2為在減壓酯化反應條件下，實施例3在減壓酯化反應條件下製造的PBT、所以僅在熔融聚合下實現極限粘度0.85dl/g。實施例1所示的減壓酯化反應的情況，反應溫度低、滯留時間短的條件下可得到酸值為10eq/ton和高品質的PBT。這時的全整個反應時間為5.2小時，利用本發明的裝置的構成和反應條件，可以高效地連續製造聚對苯二甲酸二丁醇酯。另外，降低最終聚合反應工序的溫度和縮短滯留時間對降低PBT的酸值是有效的。
表1
權利要求
1.一種聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造裝置，包含第1反應器使以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇類反應，製造平均聚合度為2.2到5以下的齊聚物；第2反應器將第1反應器得到的齊聚物縮聚，製造平均聚合度為25到40的低聚物；第3反應器將第2反應器得到的該低聚物再縮聚，製造平均聚合度為70到130的高分子量聚酯，其特徵在於第3反應器為橫向圓筒形容器的反應器，該容器在主體縱向方向的一端下部及另一端下部分別設有被處理液的入口和出口，在主體的上部具有揮發物的出口，在主體內部的縱向方向設有接近主體的內側而旋轉的攪拌葉輪，主體內部的攪拌葉輪根據處理液的粘度由多個攪拌葉件構成，攪拌葉在攪拌葉輪的中心部沒有旋轉軸。
2.如權利要求1中所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造裝置，還設置有將所述第1反應器產生的揮發性成分中的水和四氫呋喃除去得到二醇的排除設備、在第2和第3反應器產生的揮發物冷凝得到冷凝物的冷凝設備、以及將在所述排除設備得到的二醇和在所述冷凝設備得到的冷凝物送回到第1反應器的循環設備。
3.根據權利要求1所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造裝置，包含第4反應器將通過所述第3反應器縮聚製造的高分子量聚酯再縮聚到平均聚合度150到200，製造高分子量聚酯。
4.如權利要求3中所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造裝置，其中第4反應器為橫向的外型近似為圓筒形的容器的反應器，在該容器主體縱向方向的一端下部及另一端下部分別具有被處理液的入口和出口，在主體的上部具有揮發物的出口，在主體內部的縱向方向具有接近主體內側而旋轉的2個攪拌葉輪，所述攪拌葉輪均具有攪拌葉。
5.如權利要求3中所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造裝置，在所述第4反應器的前段將所述第3反應器並列設備多臺第3反應器。
6.一種聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，包含第1工序使以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇類在第1反應器中反應，製造平均聚合度為2.2到5以下的齊聚物；第2工序將該生成物在第2反應器中縮聚，製造平均聚合度25到40的低聚物；第3工序將該低聚物在第3反應器中再縮聚，製造平均聚合度為70到130的高分子量聚酯，其特徵在於第3反應器為橫向圓筒形容器的反應器，該容器在主體縱向方向的一端下部及另一端下部分別設有被處理液的入口和出口，在主體的上部具有揮發物的出口，在主體內部的縱向方向設有接近主體的內側而旋轉的攪拌葉輪，主體內部的攪拌葉輪根據處理液的粘度由多個攪拌葉件構成，攪拌葉在攪拌葉輪的中心部沒有旋轉軸。
7.如權利要求6所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，其中以摩爾比為1∶1.7-1∶3.0的範圍供給以原料對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇，第1工序溫度為220℃-250℃、壓力為33kPa-150kPa，第2工序溫度為230℃-255℃、壓力為100kPa-0.133kPa，第3工序溫度為230℃-255℃、壓力為0.665kPa-0.067kPa。
8.如權利要求7所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，其中，以調整為摩爾比為1∶1.7-1∶3.0的以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇類的漿料和酯化反應催化劑或聚合反應催化劑一起添加，供給到第1工序。
9.如權利要求6所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法， 其中，第1工序到第3工序的合計反應時間為4-7.5小時。
10.根據權利要求6所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，是將在上述第1反應器產生的揮發性成分中的水和四氫呋喃除去所得的二醇、和在第2、第3反應器產生的揮發物冷凝所得的冷凝物送回到上述第1反應器。
11.根據權利要求6所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，包含第4工序在第4反應器中再縮聚上述第3工序縮聚得到的高分子量聚酯，縮聚到平均聚合度為150到200，製造高分子量聚酯，第4反應器為橫形的外型近似為圓筒形容器的反應器，在該容器主體縱向方向的一端下部及另一端下部分別具有被處理液的入口和出口，在主體的上部具有揮發物的出口，在主體內部的縱向方向具有接近主體內側而旋轉的2個攪拌葉輪，所述攪拌葉輪均具有攪拌葉。
12.如權利要求7的連續製造方法中，以摩爾比為1∶1.7-1∶3.0的範圍供給以原料對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4-丁二醇為主成分的二元醇，第1工序溫度為220℃-250℃、壓力為33kPa-150kPa，第2工序溫度為230℃-255℃、壓力為100kPa-0.133kPa，第3工序及第4工序溫度為230℃-255℃、壓力為0.665kPa-0.067kPa。
13.如權利要求11中所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，其中，第1工序到第4工序的合計反應時間為6-8.5小時。
14.如權利要求11所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造方法，其中，第3工序的第3反應器可並列設置多臺第3反應器。
全文摘要
本發明提供連續製造熱穩定好、耐水解性好的高分子量聚對苯二甲酸丁二醇酯的方法及其裝置。一種聚對苯二甲酸丁二醇酯的連續製造裝置，包含第1反應器使以對苯二甲酸為主成分的芳香族二羧酸或其衍生物和以1，4－丁二醇為主成分的二元醇類反應，製造平均聚合度為2.2到5以下的齊聚物；第2反應器將第1反應器得到的齊聚物縮聚，製造平均聚合度為25到40的低聚物；第3反應器將第2反應器得到的該低聚物再縮聚，製造平均聚合度為70到130的高分子量聚酯，其特徵在於第3反應器為橫向圓筒形容器的反應器，該容器在主體縱向方向的一端下部及另一端下部分別設有被處理液的入口和出口，在主體的上部具有揮發物的出口，在主體內部的縱向方向設有接近主體的內側而旋轉的攪拌葉輪，主體內部的攪拌葉輪根據處理液的粘度由多個攪拌葉件構成，攪拌葉在攪拌葉輪的中心部沒有旋轉軸。
文檔編號C08F2/00GK1550511SQ200410045740
公開日2004年12月1日 申請日期2000年8月30日 優先權日2000年3月9日
發明者中元英和, 原田進, 前田法史, 山口修司, 史, 司 申請人:株式會社日立製作所