DD256140A1 - Verfahren zur herstellung von terephthalsaeureglykolestern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Terephthalsaeureglykolestern aus Terephthalsaeure und Aethylenglykol, bei dem die entstehenden Brueden rektifiziert und das erhaltene glykolhaltige Kondensat wieder in den Veresterungsprozess zurueckgefuehrt wird. Das Ziel der Erfindung besteht in der Senkung des Energieverbrauchs, des Reinigungsaufwandes der Filter, der Kondensatverluste und der Verbesserung der Vearbeitungseigenschaften der Seide. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Terephthalsaeureglykolestern zu schaffen, bei dem die vom Bruedendampf mitgerissenen Terephthalsaeureglykolester vor der Rektifikation in den Veresterungsprozess zurueckgefuehrt werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch ein Verfahren geloest, bei dem die dampffoermigen terephthalsaeureglykolesterhaltigen Brueden abgefuehrt, rektifiziert und das glykolhaltige Konsensat wieder in den Veresterungsprozess zurueckgefuehrt wird, wobei das zurueckgefuehrte glykolhaltige Kondensat im Gegenstrom des Bruedendampfes bei isobarer Reaktionsfuehrung in den Reaktionsraum des Veresterungsreaktors versprueht wird. Die Erfindung ist anwendbar im Veresterungsprozess des Polyesterfaserherstellers.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den bekannten Veresterungsverfahren werden die aus den Veresterungsreaktoren austretenden heißen dampfförmigen Brüden über Rohrleitungen einer Rektifikationskolonne zugeführt und in dieser in die Hauptbestandteile Wasser (Kopfprodukt) und Äthylgenglykol (Sumpfprodukt) getrennt. Das Wasser wird aus den Prozeß angeschleust und das Glykol wieder der Veresterungsreaktion zugeführt. Die den Veresterungsreaktor verlassenden Brüden enthalten neben den Hauptbestandteilen Wasser und Äthylenglykol auch mitgerissene monomere und oligomere Glykolester der Terephthalsäure, die zur Kondensation neigen und deshalb zu Verstopfungen der Brüdenleitungen führen können. Um die Kondensation von monomeren und oligomeren Terephthalsäureglykolestern zu vermeiden, wurde in der DE 1520981 vorgeschlagen, die Destillate durch beheizte Leitungen zu führen, deren Temperaturen kurz oberhalb der Schmelzpunkte der genannten festen Komponenten liegt. Dadurch bleiben diese Produkte im geschmolzenen Zustand, können abfließen und dem Prozeß erneut zugeführt werden, so daß die Produktverluste gering bleiben.

Die Beheizung der Brüdenleitungen erfordert jedoch einen erheblichen Wärmeenergiebedarf, der nahezu vollständig zur Deckung der Wärmeverluste dieser Leitungen dient.

Ein Teil der mit dem Glykol und Wasser abgetriebenen monomeren und oligomeren Terephthalsäureester gelangt über die beheizten Brüdenleitungen auf die Böden der Kolonne und setzt sich dort ab. Diese Ablagerungen stellen Körnchen unterschiedlicher Form und Farbe dar, deren Größe zwischen 0,1 und 10 mm schwankt. Sie sind überwiegend thermisch geschädigt und haben einen Schmelzpunkt zwischen 230^cC und 250°C. Auf Grund der relativ niedrigen Temperaturen in der Kolonne haben diese Körnchen nur eine geringe Löslichkeit im Kondensat. Deshalb können sie auf den Böden der Kolonne relativ lange verweilen. Bei der Rückführung des auf den Kolonnenboden kodensierten Glykolgemisches in den Veresterungsprozeß werden die größeren Ablagerungen vom Filter zurückgehalten und verursachen eine häufige und auch arbeitsaufwendige Reinigung derselben, wobei es zu Kondensatverlusten und Glykoldampfausbrüchen kommt.

Die feinsten Körnchen werden jedoch vom Filter nicht zurückgehalten und gelangen mit dem Kondensatstrom in den Veresterungsprozeß zurück. Im Polyester erscheinen sie als filtrierbare Bestandteile, die die Verarbeitungseigenschaften des Polyesters, zum Beispiel die Spinnsicherheit, die Laufeigenschaften in der Streckerei und Texturierung, beeinträchtigen und damit die Qualitätsausbeute vermindern.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Senkung des Energieverbrauchs und des Reinigungsaufwandes der Filter, der Verminderung der Kondensatverluste und der Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften der Seide im Weiterverarbeitungsprozeß.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Herstellung von Terephthalsäureglykolestern ein Verfahren zu schaffen, bei dem die vom Brüdendampf mitgerissenen monomeren und oligomeren Terephthalsäureglykolester vor der Rektifikation in den Veresterungsprozeß zurückgeführt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die bei der Veresterung von Terephthalsäure mit Äthylenglykol entstehenden dampfförmigen monomere und oligomere Terephthalsäureglykolester enthaltenden Brüden abgeführt, der Rektifikation unterworfen, das glykolhaltige Kondensat wieder in den Veresterungsprozeß zurückgeführt wird und das dadurch charakterisiert ist, daß das zurückgeführte glykolhaltige Kondensat im Gegenstrom des Brüdendampfes bei isobarer Reaktionsführung in den Rekationsraum des Veresterungsreaktors versprüht wird.

Zur Durchführung des Verfahrens werden Terephthalsäure und Äthylenglykol intensiv vermischt und die erhaltene suspensionsförmige Mischung einem beheizten Veresterungsreaktor zugeführt, in diesem mit einem vorgelegten Reaktionsgemisch vereinigt, auf Reaktionstemperatur gebracht und unter Reaktionsbedingungen verestert. Während der Veresterungsreaktion verlassen Wasserdampf und Äthylenglykoldampf über Brüdenleitungen den Reaktor. Dieses Dampfgemisch enhält Anteile mitgerissener mohomerer und oligomerer Ester der Terephthalsäure in einer Konzentration von 0,7 bis 1,0Ma.-%, die dampfförmig beziehungsweise in Form feinster Tröpfchen vorliegen. Unmittelbar nach Verfassen des

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Reaktors gelangt das Dampfgemisch in einen über den Reaktor angeordneten Waschturm, in dem der gleiche Druck wie im Reaktor herrscht. Das glykolhaltige Kondensat der Rektifikationskolonne wird über mehrere Düsen im Gegenstrom des Brüdendampfes versprüht und befreit auf diese Weise die Dämpfe weitgehend von den niedermolekularen Esterbestandteilen, welche in den Veresterungsreaktor zurückfließen. Das Dampfgemisch verläßt den Waschturm mit einem Estergehalt von weniger als 0,1 Ma.-% und strömt über eine unbeheizte, aber isolierte Rohrleitung in die Rektifikationskolonne. In dieser erfolgt die Trennung des Dampfgemisches in Wasser und Äthylenglykol, das bei der anliegenden Temperatur von 17O⁰C nur geringe Mengen ungelöster Esterverbindungen enthält. Das äthylenglykolhaltige Kondensat wird anschließend filtriert und mittels einer Pumpe dem über dem Veresterungsreaktor angeordneten Waschturm wieder zugeführt und in diesem im Gegenstrom des Brüdendampfes versprüht.

Die technisch-ökonomischen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch das Versprühen des Kondensates der Rektifikationskolonne in den Reaktionsraum im Gegenstrom der heißen Brüdendämpfe der größte Teil der niedermolekularen Ester in den Reaktionsraum zurückgeführt wird. Damit verlängert sich der Reinigungszyklus der Filterkerzen, Rohstoffverluste und der Energieverbrauch werden gesenkt und die Ausbeute an Veresterungsprodukt mit guten Qualitätseigenschaften erhöht. Der geringere Energieverbrauch ist dadurch charakterisiert, daß keine Beheizung der Brüdenleitungen mehr notwendig ist, sondern es genügt die Isolierung der Rohrleitungen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In eine Rühreinrichtung werden kontinuierlich 1700 kg/h Terephthalsäure, 825 kg/h Äthylenglykol sowie Zusatzstoffe dosiert und intensiv vermischt. Die erhaltene suspensionsförmige Mischung wird kontinuierlich in einen beheizten Veresterungsreaktor gefördert, in diesem mit einem vorgelegten Reaktionsmedium vermischt auf Reaktionstemperatur erhitzt und verestert. Die Veresterungsreaktion läuft bei einem Überdruck von 100OkPa, einer Temperatur von 250°C bis 260°C und einer Produktionsverteilzeit von 2,5 Stunden ab. Während dieser Zeit wird im Veresterungsreaktor ein Umsatz der Carboxylgruppen der Terephthalsäure von 90% erreicht. Als Brüdengemisch treten 320 kg/h Wasserdampf, 650 kg/h Äthylenglykol und 6,5kg/h monomere und oligomere Ester der Terephthalsäure, die dampfförmig beziehungsweise in Form feinster Tröpfchen vorliegen, aus dem Reaktor aus. Unmittelbar nach Verlassen des Reaktors gelangt das Dampfgemisch in einen Waschturm, der direkt auf dem Reaktor aufgesetzt ist und in dem der gleiche Druck wie im Reaktor herrscht. Das Kondensat der Rektifikationskolonne wird über zehn Düsen im Waschturm versprüht, wäscht die Brüdendämpfe von den monomeren und oligomeren Esterbestandteilen frei. Letztere fließen in den Veresterungsreaktor zurück.

Das erhaltene glykolhaltige Dampfgemisch verläßt den Waschturm mit einer Estermenge von weniger als 0,65kg/h, strömt durch eine unbeheizte isolierte Rohrleitung über ein Stellventil, das vom Druck im Reaktor angesteuert wird, in die Rektifikationskolonne, und wird erneut im Gegenstrom der Brüdendämpfe in den Reaktionsraum versprüht, um diese von den monomeren und oligomeren Esterbestandteilen zu befreien.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäureglykolestern aus Terephthalsäure und Äthylenglykol, bei dem die bei der Veresterung entstehenden dampfförmigen monomere und oligomere Terephthalsäureglykolester enthaltenden Brüden abgeführt, der Rektifikation unterworfen und das glykolhaltige Kondensat wieder in den Veresterungsprozeß zurückgeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß das zurückgeführte glykolhaltige Kondensat im Gegenstrom des Brüdendampfes bei isobarer Reaktionsführung in den Reaktionsraum des Veresterungsreaktors versprüht wird.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäureglykolestern durch Veresterung von Terephthalsäure mit Äthylenglykol, bei dem die entstehenden dampfförmigen Brüden der Rektifikation unterworfen und das erhaltene Kondensat dem Veresterungsprozeß wieder zugeführt wird.