DE2723549C2 - Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern und Polyamiden durch kontinuierliche Polykondensation in fester Phase - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern und Polyamiden durch kontinuierliche Polykondensation in fester PhaseInfo
- Publication number
- DE2723549C2 DE2723549C2 DE2723549A DE2723549A DE2723549C2 DE 2723549 C2 DE2723549 C2 DE 2723549C2 DE 2723549 A DE2723549 A DE 2723549A DE 2723549 A DE2723549 A DE 2723549A DE 2723549 C2 DE2723549 C2 DE 2723549C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reactor
- granules
- shaft reactor
- wire
- wire mesh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 title claims description 23
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 title claims description 18
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 title claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims description 5
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims description 5
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 title description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 title description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 42
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 41
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 13
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 12
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 12
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 claims description 6
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 4
- 229920006345 thermoplastic polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 34
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 5
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 4-methylidene-3,5-dioxabicyclo[5.2.2]undeca-1(9),7,10-triene-2,6-dione Chemical compound C1(C2=CC=C(C(=O)OC(=C)O1)C=C2)=O LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 125000000174 L-prolyl group Chemical group [H]N1C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[C@@]1([H])C(*)=O 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004520 agglutination Effects 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003017 thermal stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/78—Preparation processes
- C08G63/785—Preparation processes characterised by the apparatus used
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/002—Avoiding undesirable reactions or side-effects, e.g. avoiding explosions, or improving the yield by suppressing side-reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/78—Preparation processes
- C08G63/80—Solid-state polycondensation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/26—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/28—Preparatory processes
- C08G69/30—Solid state polycondensation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Polyamides (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern, insbesondere von
Polyethylenterephthalat, und thermoplastischen Polyamiden, insbesondere von Polyamid 6, durch kontinuierliche Polykondensation in fester Phase im Wanderbett
in einem Schachtreaktor.
Die bei einer Polykondensation von Polyestern und
Polyamiden in fester Phase notwendige Wärmezufuhr verursacht Verklebung der eingesetzten Granulatkörner, wodurch ein kontinuierlicher Reaktionsablauf
gestört ist. Um solche Verklebungen zu vermeiden, ist es
notwendig, die Granulatkörner ständig in Bewegung zu
halten. Diejenigen bereits bekannten Verfahrensweisen zur Polykondensation von Polymerteilchen in fester
Phase im Wanderbett erfüllen diese Bedingung nicht.
So wird beispielsweise in der DD-PS 9346 ein Verfahren beschrieben, nach dem lineare Polyester,
insbesondere Polyäthylenterephthalat. in fester Phase bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes
behandelt werden. Der gemahlene Polyester wird dazu in ein geheiztes System gefördert und dabei in eine
hochpolymere Form übergeführt. Nach der Patentschrift soll dieses Verfahren auch ohne Schwierigkeiten
kontinuierlich betrieben werden können; eine Anweisung, auf welche Weise aber dann das körnige Gut
aufgeheizt, kontinuierlich durch das System gefördert und auf welche Weise dann Verbackungen des körnigen
Gutes vermieden werden sollen, ist dieser Patentschrift nicht zu entnehmen.
Aus der DE-OS 17 70 410 ist ein Verfahren bekannt,
bei dem eine Feststoff-Polykondensation, dort genannt Verfahren zur Erhöhung des Molekulargewichtes des
to Polymergranulates, in einem Schacht-Reaktor durchgeführt wird. Dazu wird in einem senkrechten Rohr der
kontinuierlichen Schüttung des Polymergranulates ein Strom von heißem Inertgas entgegengeblasen, mit dem
Ziel, das Schüttgut auf Reaktionstemperatur zu
erwärmen und gleichzeitig die gasförmigen Reaktionsprodukte aus dem Reaktionsraum zu entfernen. Um das
angestrebte hohe Molekulargewicht zu erhalten, werden dabei in dieser Offenlegungsschrift Du-^hlaufzeiten
bis zu 20 Stunden genannt
Aus der Praxis ist aber bekannt daß unter derartigen Arbeitsbedingungen starke Verklebungen der Polymergranuiste, verbunden mit einer Schrumpfung der
Schüttung der Polymergranulate auftreten, wodurch einerseits die gleichmäßige Verteilung des Inertgasstro
mes über den Rohrquerschnitt und andererseits die
»Pfropfenströmung« der Schüttung der Polymerteilchen gestört wird. Diese unerwünschten Erscheinungen
sind bei der Durchführung des Verfahrens nach der genannten Offenlegungsschrift offensichtlich ebenfalls
eingetreten; denn auf der Seite 11. letzter Absatz, der
vorgenannten Offenlegungsschrift wird nämlich ausgeführt: »Schließlich hat sich herausgestellt daß die
Verklebungsgefahr bei der Nachkondensation weiter vermindert werden kann, wenn man das Granulat vor
Verlassen der 2. Stufe schnell auf Temperaturen unterhalb von 150° C abkühlt Durch Schaffung einer
solcher· Abkühlungszone erreicht man offenbar eine gewisse Schockwirkung auf die Schüttschicht so daß
evtl. noch aneinanderhaftende Teilchen aufgrund des zu
plötzlichen Temperaturabfalls auseinander springen.«
wenn die Schüttschicht vor der Abkühlung auf 150° C
tatsächlich gleichförmig gewandert ist
Verkleben der Schüttschicht der Polymergranulate dadurch vermieden, daß auf die Oberfläche der
Polyesterkörner vor der Feststoff-Polykondensation Substanzen aufgebracht werden, die das Verkleben der
Teilchen während der Wärmebehandlung verhindern
so sollen, sogenannte »antisticking agents«. In der
Literatur werden für diesen Anwendungszweck alle möglichen anorganischen Substanzen in pulvriger
Form, wie Kaolin, Tonerde. Siliziumdioxidgel. Metalloxyde. Ruß. verschiedene Salze. Glas und auch organi
sehe Substanzen in fester und flüssiger Form vorgeschlagen Diese Substanzen haben aber alle den
Nachteil, daß sie nach der Feststoff-Polykondensation nicht voll entfernt werden können, weil sie - wenn es
sich um Feststoffteilchen handelt - in ζ Β. erweichten
μ Polyester eingedrückt werden. Damit werden die
Eigenschaften der hergestellten Endprodukte, z. B. eben
der Polyester und Polyamide, insbesondere deren Transparenz, verschlechtert.
beschrieben, in dem als verklebungsverhindernde Substanz feingemahlenes Kochsalz eingesetzt wird.
Diese Substanz hat den Vorteil gegenüber anderen, nicht wasserlöslichen Substanzen, daß sie nach der
Feststoff-Polykondensation nahezu quantitativ dutch Abwaschen der Polyesterkörner mit Wasser wieder
entfernt werden kann. Geringe Mengen an Kochsalz schränken dabei auch die Verwendung der so
hergestellten Polyester als Verpackungsmaterial für Lebensmittel aufgrund der physiologischen Unbedenklichkeit von Kochsalz nicht ein. Ein Nachteil des
beschriebenen Verfahrens besteht aber darin, daß der Polyester vor der Weiterverarbeitung wieder getrocknet werden muß.
Aus der Literatur sind auch Vorschläge bekannt, die
bei der Feststoff-Polykondensation von Polymerteilchen auftretenden Verklebungen auf mechanischem
Wege zu beseitigen bzw. zu verhindern. So werden langsam rotierende, horizontale Schneckenapparate,
Drehrohre und Taumeltrockner empfohlen. Derartige Apparats sind aber sehr kostspielig und bewirken
unersOnschte Rühr- und Vermischungsvorgänge, die die
Reaktionzeit ungünstig beeinflussen und damit ungleichmäßige Qualität der Endprodukte zur Folge
haben. Darüber hinaus erzeugt diese Behandlung unter kräftiger Bewegung staubförmigen Abrieb, der ebenfalls die Homogenität des Endproduktes ungünstig
beeinflußt und sogenannte »fish eyes« verursachen kann.
Es ist ferner bekannt, daß die bei der Polykondensation in fester Phase notwendige Wärmezufuhr bei den
Polymerteilchen den Vorgang des pa.tiellen Schmelzens hervorruft. Dieses Schmelzen und die damit
verbundene große Beweglichkeit der vorhandenen Makromoleküle ist wahrscheinlich einerseits eine
Voraussetzung für den schnellen Ablauf der Polykondensation, die in Jen amorphen, geschmolzenen
Bereichen der Polymerteilchen stattfir. 'et, andererseits
kommt es durch dieses partielle Schmelzen der Polymerteilchen gleichzeitig zu einer Ver' lebung dieser
Polymerteilchen in ruhenden Schichten. Dieser Vorgang des Verklebens der Polymerteilchen ist wahrscheinlich
damit zu erklären, daß es sich zwischen punkt- oder linienförmig berührenden Polymerteilchen infolge eines
dynamischen Gleichgewichtes zwischen der amorphen und der kristallinen Phase im Laufe der Zeit Sphärolithe
von einem Polymerteilchen zum anderen Polymerteilchen ausbilden, wodurch die einzelnen Polymerteilchen
zusammenwachsen. Das Verkleben der Polymerteilchen kann durch Bewegung der Polymerteilchen gegeneinander verhindert werden. Bei einer solchen Bewegung
wird angestrebt, die Berührungspunkte bzw. -linien der
Polymerteilchen in gewissen Zeitabständen zu verlagern, um den die Polymerteilchen verbindenden
Kristallwachstumsprozeß zu unterbrechen, der dann in einer neuen Position der Polymerteilchen wieder neu
beginnen muß. Durch die fortlaufende Störung dieses Kristallwachstumsprozesses wird also das Verkleben
der Polymerteilchen untereinander unterbunden.
Durch bestimmte Zusätze, die die Eigenschaften der Endprodukte beeinflussen sollen, wie Thermostabilisatoren, Zusätze zur Verbesserung der Anfärbbarkeit mit
Oberflächenfarbstoffen, Lichtstabilisatoren und anderer Co-Polymerer, neigen derartige Thermoplaste in
besonderem Maße zum Kleben und müssen bei der Feststoff-Polykondensation bereits bei relativ niedrigen
Temperaturen ständig leicht bewegt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, in einem Verfahren zur Herstellung von Polyestern und
Polyamiden die Polykondensation kontinuierlich in fester Phase im Wanderbett verklebungsfrei durchzuführen.
Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schachtreaktor im Innern in
horizontaler Richtung mit Maschendrahtgeweben ausgestattet ist, die im rechten Winkel zur Reaktorwand
angeordnet sind, und daß die Polymer-Granulatteilchen durch den Schachtreaktor in vertikaler Richtung von
oben nach unten wandern, wobei sie eine Wanderungsgeschwindigkeit von 0,3-1,5 m/h besitzen, bei einer
Mindestverweilzeit von 10 min und einer maxim&'en
Verweilzeit von 3 h zwischen zwei in horizontaler Richtung angeordneten Einbauten.
Der maximale Abstand der in horizontaler Richtung in den Schachtreaktor eingebauten Maschendrahtgewe
be wird vom VerklebeverhaJten der Polymerteilchen,
der Reaktionstemperatur und der Wandergeschwindigkeit der Polymerteilchen bestimmt. Vorteilhaft sind in
dem Schachtreaktor die Maschendrahtgewebe in horizontaler Richtung in einem Abstand "on
100 —1000 mm. insbesondere in einem Abstand von
200 - 500 mm, angeordnet
Die Maschenweite in den eingebauten Maschendrahtgeweben wird von der Größe der Polymer-Granulate
bestimmt Als optimal haben sich Maschenweiten von
4—6facher Länge der Polymer-Granulate erwiesen. In
diesem Bereich ist dann nämlich gewährleistet daß auch die von dem Maschendrahtgewebe am weitesten entfernt befindlichen und mi*, den Maschendrahtgeweben
nicht unmittelbar in Berührung kommenden Granulate
noch ausreichend gut bewegt werden. Dementsprechend weisen in dem Schachtreaktor die Maschendrahtgewebe eine Maschenweite von 10—30 mm. insbesondere von 10—20 mm. auf.
Aus den Literaturstellen (1) Holleman-Wilberg.
Lehrbuch der Chemie. 1. Teil, Anorganische Chemie, 26. und 27. Auflage. Verlag Walter de Gruyter & Co. Berlin
(1951), Seiten 234-235, und (2) Winnacker Küchler. Chemische Technologie, Band 2, Anorganische Technologie II, Carl Hanser Verlag, München (1959), Seite 227.
ist die Verwendung von Reaktoren mit PUtinnetzen für
einen völlig anderen zweck, nämlich für die katalyse der chemischen Umsetzung eines Gasgemisches, bekannt.
Hierbei sind die Platinnetze zwar auch in horizontaler «lichtung und im rechten Winkel zur Reaktorwand
*5 angeordnet, sie müssen jedoch im Gegensatz zur
vorliegenden Erfindung aber sehr feinmaschig sein und aus dem angegebenen Material gefertigt sein. Die
Maschenweiten betragen bei (1) und (2) etwa 0,12 bzw 0,25 mm.
Die Maschendrahtgewebe sollen ferner so beschaffen
sein daß möglichst wenig vom Querschnitt des Reaktors verdeckt wird. Dies bedeutet, daß der Draht,
aus denen die Maschendrahtgewebe aufgebaut sind, nicht dkker sein soll als aus Gründen der Festigkeit des
Maschendrahtgewebes unbedingt erforderlich ist. Für die Praxis ergeben sich dabei Durchmesser für den
Draht von OJ - 23 mm, bevorzugt 03 - 1.0 mm.
In einer anderen Ausführungsform sind im Inneren des Schachtreaktors auf in vertikaler Richtung verlau
fenden Drähten sternförmige Gebilde aus Draht befestigt, wobei die sternförmigen Gebilde in einem
Abstand von 100-1000mm, insbesondere in einem
Abstand von 200-500 mm, angeordnet sind, die sternförmigen Gebilde einen Durchmesser von
20-100 mm aufweisen und aus einem Draht, mit einem
Durchmesser von 0,5-2,5 mm, insbesondere mit einem Durchmesser von 1,0 - 1,5 mm, gebildet sind.
Die beschriebenen Einbauten im Schachtreakinr
können anstelle ·-■'.: runden Drähten aus Stahldrähten
mit einem dreieckigen Profil aufgebaut sein. Desgleichen können die beschriebenen Einbauten anstelle von
runden Drähten aus Drähten mit vieleckigem Profil hergestellt sein.
Die in horizontaler Richtung in den Schachtreaktor eingebauten Maschendrahtgewebe können ..ach
schachbrettartig unterteilt sein, d. h, daß die einzelne Maschendrahtlage alternierend Felder mit geringerer
und mit größerer Maschenweile aufweist.
Dabei sind diese einzelnen Felder mit geringerer und ^.i* erößorer Maschen weite bei zwei aufeinanderfolgenden
Maschendrahtgewebelagen ebenfalls alternierend vorhanden, d. h. in horizontaler Richtung gesehen, ist
von Maschendrahtgewebelage zu Maschendrahtgewebelage die Maschenweite geringer und größen
Bei diesen Maschendrahtgeweben beträgt dabei die Maschenweite im kleinsten Falle 10-30 mm und im
größten Falle 20—50 mm. Die Dicke der für diese alternierenden Maschendrahtgewebe eingesetzten
Drähte soll 0,5- 2,5 mm, bevorzugt 0,5-1,5 mm betragen
Zu der am Anfang des Beschreibungstextes besprochenen Verklebungsneigung der Polymerteilchen ist
noch zu ergänzen, daß diese Verklebungsneigung unter Einwirkung von Druck, der durch eine hohe Schüttschicht
der Polymergranulate auf die unteren Schichten hervorgerufen wird, verstärkt wird. Es resultieren dann
Stabile Verklebungen, die den gesamten Reaktionsraum ausfüllen können. Derartige Gebilde blockieren dann
den konischen Teil des Schachtreaktors und unterbrechen somit den kontinuierlichen Reaktionsablauf. So
wurde in der Praxis festgestellt, daß je nach Her chemischen Zusammensetzung des eingesetzten Polymer-Granulates,
nach der Reaktionstemperatur, nach der Größe der Granulate, nach der Wanderungsgeschwindigkeit
und nach dem Druckverhältnis im Wanderbett eine bestimmte Zeit verstreicht, bis
irreversible Verblebungen entstehen. Diese Zeit beträgt beispielsweise für Polyäthylenterephthalat in einem 3 m
hohen Rohrreaktor von 500 mm Durchmesser bei 2400C. einem Durchsatz von 30 kg/h und einer
zylindrischen Form der Granulate, bei 3 mm Länge und 2 mm Durchmesser, etwa 25 min.
Unter anderen Reaktionsbedingungen wurden bei Polyestern und Polyamiden folgende kritische Verklebungszdten
ermittelt:
Werden nun die sich berührenden Polyester-Granulate in einer Zeit, die kurzer ist als diese kritischen 25 min,
soweit gegeneinander verlagert d?R die ursprünglichen,
meist punktförmigen Berührungen aufgehoben werden, so wird der Prozeß des Hinüberwachsens des
Sphärolithen von einem Polymerteilchen auf ein anderes Polymerteilchen unterbrochen, urri damit die
Bildung irreversibler Verklebungen verhindert Die Sphärolithe werden dann allerdings in de; neuer.
ίο Berührungslage wiederum in der kritischen Zeit mit
dem benachbarten Polymerteilchen zusammenwachsen, wenn dieser Prozeß nicht durch eine erneute Bewegung
der Polymerteilchen gegeneinander gestört wird.
Es hat sich in der Praxis auch als vorteilhaft erwiesen, den statischen Druck, den die obere Schüttschicht der
Polymerteilchen im Schachtreaktor auf die unteren Lagen der Polymerteilchen ausübt, abzubauen, damit die
Berührung der Polymerteilchen untereinander weniger intensiv wird. Auf diese Weise wird die Neigung der
Teilchen zum Verwachsen ebenfalls abgebaut
Die .nit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile bestehen insbesondere win, daß die Herstellung
von thermoplastischen Poiyeste m und Polyamiden, insbesondere von Polyäthylenterephthalat und PoIyamid
6, durch kontinuierliche Polykondensation in fester Phase im Wanderbett eines Schachtreaktors ermöglicht
wir- und verklebungsfreiePolymerteilchen guter Qualität
erhalten werden.
Stoff |
Reaktions
temperatur in 0C |
Kritische
Verklebungszeit in Minuten |
Pol>äthylenterephthalat | 240 | 25 |
Polyäthylenterephthalat | 235 | 32 |
Polyäthylentere phthalat mit 5 Gew-%Diäthylen- glykol |
225 | 25 |
Polyethylenterephthalat mit 5 Gew.-% isophthal säure |
220 | 27 |
Polycaprolactam | 185 | 40 |
Polycaprolactam. wärmestabilisiert |
175 | 34 |
Einem zylindrischen Schachtreaktor von 3000 mm Länge und 300 mm Durchmesser, der an seinem unteren
Ende mit einem Austragskonus versehen ist, wurden pro Stunde 30 kg zylindrische Polyäthylenterephthalat-Granalien
von 3 mm Länge und 2 mm Durchmesser kontinuierlich von oben zugeführt
Die Dichte der vorkristallisierten Granalien betrug 1383; das Schüttgewicht der Granalien in bewegtem
Zustand 0,76 kg/1; die Intrinsic-Viskosität wat 0,53.
Der Schachtreaktor war in seinem Inneren in Abständen von jeweils 100 mm mit einem Drahtmaschengewebe
von 16 mm Maschenweite bei einer Drahtdicke von 0,5 mm ausgestattet
In dem Schachtreaktor wanderten die vorkristallisierten Granalien mit einer Geschwindigkeit von 0,566 m/h
von oben nach unten, so daß die Granalien nach jeweils 10,5 min ein Drahtgewebe passierten. Nach einer
Gesamtverweilzeit von 53 Stunden verließen die Chips den zylindrischen Teil des Reaktors und gelangten in
den Austragskonus.
An der Eintri'tsöffnung des Schachtreaktors herrschte
eine Temperatur von 220°C. Am unteren Teil des Reaktors wurde Stickstoff mit einer Temperatur von
2'tTC in einer Menge von 2kg pro kg Polyäthylenterephthalat
dem Schüttgut entgegengeblasen, dabei bildete sich vor unten nach oben ein lemperaturprofil
von 238-220° C aus.
In dem Reaktor wurde über einen Zeitraum von 100 Stunden eint Polykondensation von vorkristallisieiten
Polyester-Granalien in permanentem Betriebsablauf durchgeführt; dabei traten keinerlei Betriebsstörungen
auf.
Die erhaltenen Polyäthylenterepiithalat-Granaüen
hatten eine Intrinsic-Viskosität von 9,8. Verklebungen wurden bei den hergestellten Granalien nicht beobachtet.
Das Granulat konnte zu Folien verarbeitet werden, die keine »fish eyes« aufwiesen.
Vergleichsbeispiel
Einem Schachtreakior, wie im Beispiel 1 beschrieben,
wurden pro Stunde IO kg Polyäthylenterephthalat-Granalien
mit den gleichen Eigenschaften wie im Beispiel I "> beschrieben, zugeführt.
Die Schüttung der Granalien wanderte mit einer Geschwindigkeit von 0,189 m/h in dem Reaktor von
oben nach unten; die Gesamtverweilzeit im zylindrischen Teil des Schachtreaktors betrug dabei etwa 16 in
Stunden.
Nach etwa 10 Bctriebsstunden des Reaktors konnten
aus dem Austragskonus keine Granalien mehr ausgetragen werden, weil sowohl die im Austragskonus wie auch
die untere Hälfte des zylindrischen Teils des Schachtrc- ι ■>
aktors befindlichen Cips verklebt waren.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Schachtreaktor, wie im Beispiel 1 beschrieben, jedoch ohne iviaschendrahteinsätze wie gemäß Bespiel :r<
1, wurde mit 30 kg/h Polyethylenterephthalat beaufschlagt, wobei der Schachtreaktor zunächst mit
hochpolymeren Granalien betrieben und in den thermischen Gleichgewichtszustand gebracht wurde.
4 Stunden nachdem niedermolekulare Polyäthylen- -Ί
terephthalat-Granalien in den Reaktor nachgefüllt worden waren, wurde festgestellt, daß keine weiteren
Granalien mehr in den Reaktor hineinflössen. Nachdem der Reaktor abgekühlt war. wurde — beginnend vom
Austragskonus bis in den Eintrittsstutzen des Reaktors in
— eine kompakte, fest zusammengeklebte Schüttung festgestellt. Der Schachtreaktor mußte mechanisch
entleert werden.
Einem zylindrischen Schachtreaktor von 12 m Länge und 1 m Durchmesser wurden pro Stunde 965,5 kg
Granalien eines Polyesters, dessen Dikarbonsäurekomponente aus 95% Terephthalsäure und 5% Isophthalsäure
besteht, eingegeben. Die Granalien hatten eine -»o
zylindrische Form und waren 2,5 mm lang und 1 mm dick. Die Dichte der vorkristallisierten Granalien betrug
1,32; das Schüttgewicht im bewegten Zustand 0.82; die Intrinsic-Viskosität wurde mit 0,41 ermittelt.
Der Schachtreaktor war in Abständen von 0,35 m mit *5
Drahtgewebeeinlagen von 10 mm Maschenweite und 1 mm Drahtdicke ausgestattet.
Die Granalien wanderten mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/h durch den Schachtreaktor, so daß sie nach
jeweils ungefähr 15 Minuten eine Druhtgewebelage w
passierten. Die maximale Verweilzeit für die Granalien betrug bei dieser Type an Polyester 27 Minuten.
Am oberen Ende des Schachtreaktors herrschte eine Temperatur von 215° C. am unteren Ende eine solche
von 2200C. Durch die Schüttschicht der Granalien
wurde von unten nach oben durch den Reaktor ein heißer Stickstoffstrom in einer Menge von 13 kg/1 kg
Polyester geblasen.
In dem Schachtreaktor wurde für eine lange Zeit die Polykondensationsreaktion mit den angeführten Poly·
cster-Granalien durchgeführt, ohne daß erkennbare Verklebungen oder Vcrbiickungen eintraten.
Die Intrinsic-Viskosität des erhaltenen Polyesters war
1.02; Staubanteile wurden nicht festgestellt. Aus diesem Polyester wurden einwandfreie Folien geblasen, die
keine »fish eyes« aufwiesen.
In einem Schachtreaktor nach Beispiel 2 wurde ein
entsprechender Feststoff-Polykondensationspro/.eß unter
Konstanthalten aller sonstigen Bedingungen, wie in Beispiel 2 angegeben, so betrieben, daß der Durchsalz
von anfangs 965.5 kg/h pro 4 Stunden schrittweise um
jeweils 30 kg reduziert wurde. Bei einem Durchsatz von 845 kg/h wurden im Austrag verklebte Granalien
beobachtet.
Diesem angegebenen Durchsatz entspricht eine
Verweilzeit der Polyester-Granalien /wischen zwei Drahtgewebon von ungefähr 27 Minuten. Aus diesem
Versuchsergebnis läßt sich die maximal mögliche Verweilzeit zwischen zwei Maschengewebelagen ermitteln.
Ein Schachtreaktor von 3000 mm zylindrischer Länge und 300 mm uurchnesser, der an seinem unteren Ende
mit einem Austrag?konus von 30° Neigung und je einem ringförmigen Verteilungsrohr zum Verteilen des
Stickstoffs nach 1000 mm, gemesser· von oben nach
unten, nach 3000 mm. am unteren L'nde des zylindrischen Teils und nach 300 mm im Austragskonus
versehen war, und im Abstand von je 300 mm ein Maschendrahtgewebe von 15 mm Maschenweite und
1 mm Drahtdicke enthielt, wurde pro Stunde mit 20 kg zylindrischen Polyamid-6-Pellets von 2 mm Durchmesser
und 2 mm Länge und einer Temperatur von 1000C
beschickt.
Die Dichte der vorkristallisierten Pellets war 1,14, das Schüttgewicht im bewegten Zustand betrug 0,8 kg/1. Die
Pellets hatten eine relative Viskosität bei Eintritt in den Wanderbett-Reaktor von 2.35 und einen Wassergehalt
von 5Gew.-%.
Durch die obere Gaseinspeisung wurden 40 NmJ h
Stickstoff von I3O°C, an der unteren Einblasung 25 NmVh Stickstoff von 185°C und in den Austragskonus
40NmVh Stickstoff von 2O0C eingebiasen. Der
Stickstoff enthielt geringe Mengen an Wasser (weniger als 0,2 Gew.-%) und weniger als 5 ppm Sauerstoff.
Die Pellets verließen den Konus des Wanderbeu-Reaktors
mit einer Temperatur von etwa 10O0C und zeigten eine relative Viskosität von 3,22.
Das so erhaltene Produkt wurde störungsfrei zu Endiosfäden versponnen, die eine gute Reifencordqualität
ergaben.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern, insbesondere von Polyäthylenterephthalat, und thermoplastischen Polyamiden,
insbesondere von Polyamid 6, durch kontinuierliche Polykondensation in fester Phase im Wanderbett in
einem Schachtreaktor, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtreaktor im Innern in
horizontaler Richtung mit Maschendrahtgeweben ausgestattet ist, die im rechten Winkel zur
Reaktorwand angeordnet sind, und daß die Polymergranulatteilcher. durch den Schachtreaktor in
vertikaler Richtung von oben nach unten wandern, wobei sie eine Wanderungsgeschwindigkeit von
0,3 —1,5 m/h besitzen, bei einer Mindestverweilzeit
von 10 min und einer maximalen Verweilzeit von 3 h zwischen zwei in horizontaler Richtung angeordneten Einbauten.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schachircaktor die
Maschendrahtgewebe in horizontaler Richtung in einem Abstand von 100-1000 mm, insbesondere in
einem Abstand von 200 — 500 mm, angeordnet sind.
3. Verfahren nach den Patentansprüchen J und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schachtreaktor
die Maschendrahtgewebe eine Maschenweite von 10-30 mm, insbesondere eine Maschenweite von
If1. - 20 mm, aufweisen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Schachtreaktors auf in
vertikaler Richtung verlaufenden Drähten sternförmige Gebilde aus Draht befestigt sind, wobei die
sternförmigen Gebilde in einem Abstand von 100- 1000 mm. insbesondere in einem Abstand von
200-500 mm. angeordnet sind, die sternförmigen Gebilde einen Durchmesser von 20 -100 mm
aufweisen und aus einem Draht mit einem Durchmesser von 03 - 23 mm, insbesondere mit
einem Durchmesser von 1.0—13 mm, gebildet sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2723549A DE2723549C2 (de) | 1977-05-25 | 1977-05-25 | Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern und Polyamiden durch kontinuierliche Polykondensation in fester Phase |
GB21124/78A GB1594329A (en) | 1977-05-25 | 1978-05-22 | Manufacture of thermoplastic polyesters and polyamides |
IT23769/78A IT1096325B (it) | 1977-05-25 | 1978-05-24 | Dispositivo e processo per la fabbricazione di poliesteri e poliammidi termoplastici con policondensazione continua in fase solida |
FR7815629A FR2392052A1 (fr) | 1977-05-25 | 1978-05-25 | Dispositif et procede, destines a la preparation de polyesters et de polyamides thermoplastiques, par polycondensation continue en phase solide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2723549A DE2723549C2 (de) | 1977-05-25 | 1977-05-25 | Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern und Polyamiden durch kontinuierliche Polykondensation in fester Phase |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2723549A1 DE2723549A1 (de) | 1978-12-07 |
DE2723549C2 true DE2723549C2 (de) | 1983-01-05 |
Family
ID=6009803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2723549A Expired DE2723549C2 (de) | 1977-05-25 | 1977-05-25 | Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern und Polyamiden durch kontinuierliche Polykondensation in fester Phase |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2723549C2 (de) |
FR (1) | FR2392052A1 (de) |
GB (1) | GB1594329A (de) |
IT (1) | IT1096325B (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3213025C2 (de) * | 1982-04-02 | 1997-06-12 | Fischer Karl Ind Gmbh | Verfahren zur Nachkondensation von Polykondensaten |
DE19510698C3 (de) * | 1995-03-14 | 2003-02-27 | Inventa Fischer Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Polyamiden |
IT1286041B1 (it) * | 1996-10-25 | 1998-07-07 | Sinco Eng Spa | Procedimento per la policondensazione allo stato solido di resine poliammidiche |
DE102006058255A1 (de) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Bühler AG | Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung von Schüttgutmaterialien |
CN108424641A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-08-21 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种无规共聚增韧的半芳香族聚酰胺及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1770410A1 (de) * | 1968-05-14 | 1972-03-09 | Glanzstoff Ag | Verfahren zur Erhoehung des Molekulargewichts von Polyester |
-
1977
- 1977-05-25 DE DE2723549A patent/DE2723549C2/de not_active Expired
-
1978
- 1978-05-22 GB GB21124/78A patent/GB1594329A/en not_active Expired
- 1978-05-24 IT IT23769/78A patent/IT1096325B/it active
- 1978-05-25 FR FR7815629A patent/FR2392052A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT7823769A0 (it) | 1978-05-24 |
IT1096325B (it) | 1985-08-26 |
DE2723549A1 (de) | 1978-12-07 |
GB1594329A (en) | 1981-07-30 |
FR2392052A1 (fr) | 1978-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0379684B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Kristallisieren von Polyestermaterial | |
DE69815559T2 (de) | Festphasenkondensation von PET | |
DE69935535T2 (de) | Verfahren zur zustandsverbesserung von zum recycling bestimmtem kunststoff-material | |
DE69525132T2 (de) | Verfahren zur Kristallisierung von Polyester-Harzen | |
DE60111279T2 (de) | Verfahren zum Lagern eines teilchenförmigen wasserabsorbierenden Harzes | |
DE102006012587A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kristallisation von Polyestermaterial | |
DE102006023354A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Wiederverwertung von Polyestermaterial | |
WO2003037588A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erhöhung der grenzviskosität von polyester | |
EP0091566A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Nachkondensation von Polykondensaten | |
EP1689802B1 (de) | Verfahren zur direkten und kontinuierlichen herstellung von hohlkörpern aus der polymerschmelze | |
DE4429524C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von linearen omega-Hydroxycarbonsäureeinheiten enthaltenden Copolyestern | |
DE3049196C2 (de) | ||
EP1885772A1 (de) | Verfahren zur thermischen behandlung von polyesterpellets, um eine teilkristallisation zu erreichen | |
EP1934030A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum behandeln von kunststoffmaterial und einrichtung zum fördern und gleichzeitigen heizen von material, insbesondere kunststoffteilen | |
EP0633108B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufbereitung von festem Polyestermaterial | |
DE102007042636B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Polyestergranulats nach dem Latentwärmekristallisationsverfahren | |
DE2723549C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern und Polyamiden durch kontinuierliche Polykondensation in fester Phase | |
DE1779521B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Polyesterteilchen | |
EP3650186B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur direktkristallisation von polykondensaten | |
WO2023083802A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung und verarbeitung eines gemisches aus rezykliertem polyestermaterial und einem polyester-prepolymer aus einem polyester-herstellprozess | |
DE10259694A1 (de) | Herstellung eines Polyester-Performs mit reduziertem Acetaldehydgehalt | |
WO2006060930A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von polyester-granulat und/oder -formteilen mit niedrigem acetaldehyd-gehalt | |
WO2001040554A1 (de) | Verfahren zur herstellung von hydrolysestabilisierten monofilamenten aus polyester und deren verwendung | |
DD248130A1 (de) | Verfahren zur herstellung von hochviskosen thermoplastischen polyamiden | |
EP2454311A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von teilkristallinem polymermaterial |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OGA | New person/name/address of the applicant | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAVY MCKEE AG, 6000 FRANKFURT, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |