DE2145761C3

DE2145761C3 - Verfahren zur Einführung pulverförmiger Terephthalsäure in ein Reaktionsgemisch aus teilweise mit Diolen veresterter Terephthalsäure

Info

Publication number: DE2145761C3
Application number: DE2145761A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 6376 Oberhoechstadt Heeg; Alfred 6368 Bad Vilbel Striebich
Original assignee: DAVY INTERNATIONAL AG 6000 FRANKFURT
Current assignee: DAVY INTERNATIONAL AG 6000 FRANKFURT
Priority date: 1971-09-14
Filing date: 1971-09-14
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2145761A1; DE2145761B2; US3892798A

Description

Die Einspeisung der Terephthalsäure in das Veresterungsgemisch bereitet Schwierigkeiten, weil Terephthalsäure nicht geschmolzen und als Flüssigkeit mittels einer Pumpe in den Reaktionsraum gefördert werden kann. Bekanntlich wird daher häufig eine Paste aus Terephthalsäure und Äthylenglykol zur Einführung der Komponenten in den Reaktionsraum benutzt. Zur Herstellung einer förderfähigen Paste muß die Kornverteilung der Terephthalsäure jedoch innerhalb enger Grenzen liegen. Eine Paste bzw. Suspension mit zu feiner Körnung der Terephthalsäure zeigt thixotropes Fließverhalten. Eine Paste mit zu grobkörniger Terephthalsäure neigt zur Trennung der Komponenten durch Sedimentation. In beiden Fällen können Rohrleitungen oder Pumpen blockiert werden, was eine Produktionsunterbrechung zur Folge hat. so

Das Molverhältnis Äthylenglykol/Terephthalsäure kann nicht beliebig niedrig angesetzt werden, da dann keine pumpfähige Suspension mehr vorliegt. Dies ist nachteilig, weil ein niedriges Molverhältnis (z. B. 1 :1,5—1,2) die Bildung von Nebenprodukten, wie z. B. Diäther, und den Glykolverbrauch reduziert.

Darüber hinaus kann auch die Herstellung der Paste bei der feinen Körnung der handelsüblichen Terephthalsäure Schwierigkeiten machen. Beim Einbringen der Paste in einen unter Veresierungstemperatur stehender. <«> Reaktionsraum wird diese in der Einspeiseleitung zwangsweise aufgeheizt, wobei beim Durchschreiten eines Temperaturbereiches von 150— 180⁰C Blockieren der Leitung durch Verfestigung der Paste eintreten kann. '¹S

Die unmittelbare Einspeisung pulverförmiger Terephthalsäure getrennt von dem Glykol in das Reaktionsgefäß wirft verfahrenstechnische Probleme auf. In dem Reaktionsgefaß muß das bei der Veresterung entstehende Reaktionswasser und entsprechend den gewählten Betreibsbedingungen das mitverdampfende Äthylenglykol nach oben abgeführt werden. Bei der Eingabe pulverförmiger Terephthalsäure durch den Dampfraum des Reaktionsbehälters kann Glykoldampf auf der Säure kondensieren, was zu Verklebungen der eindosierten Terephthalsäure führt. Dosier- und Druckschwankungen an der Einspeisestelle können die Folge davon sein.

Aus der DE-OS 15 20 426 ist es auch schon bekannt, aus dem Reaktionsgemisch einen Teil abzuziehen, abzukühlen, die Terephthalsäure zuzusetzen und die entstehende Mischung in das heiße Reaktionsgemisch wieder einzuführen. Diese Arbeitsweise hat, abgesehen von der aufwendigen Zwischenkühlung, den Nachteil, daß keine gleichmäßige Verteilung der Terephthalsäure in dem abgezogenen Teil des Reaktionsgemisches erreicht wird und infolge der Kühlung bestimmte Bestandteile ausfallen können, so daß eine gleichmäßige Mischung in der Veresterungsstufe schwierig erreichbar ist.

Ferner ist aus der DE-OS 15 20 426 ein Verfahren zur Herstellung von Polyäthylenterephthalat bekannt, bei dem das Lösungsmittelmedium Terephthalsäureglykolester und das gesamte Glykol mindestens in einem Molverhältnis von 0,55 enthält. Hierbei wird ständig ein Teil der Reaktionsmischung abgezogen und im Kreislauf geführt, wobei ein Abkühlen des Teilstroms erfolgt, dem anschließend bei niedrigerer Temperatur Terephthalsäure und Äthylenglykol zugeführt werden. Die so erhaltene Mischung wird dann in die ursprüngliche heiße Reaktionsmischung eingeleitet. Das Abkühlen führt aber zur Ausfällung von Reaktionskomponenten rnd insgesamt zu einer Verzögerung der Veresterungsreaktion. Außerdem wird hierdurch die Veresterungsreaktion möglicherweise nicht nur verzögert, sondern kann sogar zum Stillstand kommen, während unerwünschte Nebenreaktionen auch bei den niedrigen Temperaturen durchaus weiterlaufen.

Außerdem ist aus der DE-AS 12 74 109 ein Verfahren zum Homogenisieren eines Gemisches aus Terephthalsäure und Glykol vor der Veresterung bekannt, wobei das Glykol mit Überschuß eingesetzt wird. Hierbei erfolgt die Homogenisierung des für die Veresterung vorgesehenen Gemisches u. a. durch Rühren oder Bewegen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Scherung oder mechanisches Kneten, während die Veresterung diskontinuierlich vorgenommen wird, bis die Terephthalsäure zu mindestens 90% in den Ester umgewandelt worden ist, wobei das Ausmaß der Umwandlung durch Kontrolle der Menge des Veresterungswassers, das gesammelt und gemessen wird, erfolgt. Eine kontinuierliche Einführung von Terephthalsäure in ein Reaktionsgemisch zur kontinuierlichen Verfahrensführung ist hierbei nicht vorgesehen.

Zusätzlich ist aus der US-PS 34 31 243 ein Verfahren zur Herstellung von Polyestern aus Terephthalsäure oder einer Mischung dieser Säure mit weniger als 20 Gew.-% einer anderen organischen bifunktionellen Carbonsäure mit einem Glykol bekannt, wobei die eingesetzte Terephthalsäure durch eine vom eigentlichen Verfahren losgelöste Verdichtung auf eine mittlere Körnungsverteilung von nicht mehr als 8 mm und auf ein Schüttgewicht von mindestens 0,8 gebracht wird. Die Verdichtung soll zu einer größeren minieren Körnungsverteilung und damit zu einem höheren Schüttgewicht führen, woraus sich bei der Vermischung

der Terephthalsäure mit Glykol eine Aufschlämmung niedrigerer scheinbarer Viskosität ergibt, so daß der Reibungswiderstand bei dem während der Veresterungsreaktion erforderliche Rührprozeß reduziert werden soll. Zu diesem Zweck kann zusätzlich eine s Befeuchtung des Terephthalsäurepulvers mit Wasser vorgenommen werden, was jedoch zu iiner Verklebung der Partikeln und damit zu einer verlängerten Reaktionszeit für die Veresterung führt Die auf diese Weise vorgenommene Verdichtung löst nicht das ι ο Problem einer gleichmäßigen Einführung und Dosierung der pulverförmigen Terephthalsäure in das Reaktionsgemisch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine gleichmä- ι s ßige Einführung und Dosierung pulverförmiger Terephthalsäure in das Reaktionsgemisch ermöglicht

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Einführung pulverförmiger Terephthalsäure in ein Reaktionsgemisch aus teilweise mit Diolen, insbesondere Glykol, veresterter Terephthalsäure durch Zugabe der Terephthalsäure zu einem von dem Reaktionsgemisch abgezogenen Teil und Rückgabe des mit Terephthalsäure beaufschlagten Teils in das Reaktionsgemisch die pulverförmige Terephthalsäure auf den Druck des Reaktionsgemisches verdichtet, in einem Mengenverhältnis zwischen 1 und 33 Gew.-% dem abgezogenen Teil des Reaktionsgemisches zudosiert und die so erhaltene Mischung vor der Rückgabe homogenisiert wird. jo

Der Druck des Reaktionsgemisches kann bis zu 12 atü betragen und in bestimmten Fällen auch darüber liegen. Vorzugsweise liegt der Verdichtungsdruck in dem Bereich zwischen 1 und 10 atü. Wird die Terephthalsäure in einem solchen Mengenverhältnis eingeführt, daß der beaufschlagte Teil des Reaktionsgemisches zwischen 1 und 33 Gew.-% Terephthalsäure enthält, so ist eine gute Homogenisierung der Mischung vor Rückgabe möglich. Dabei ist es keineswegs erforderlich, daß sich die gesamte eindosierte Terephthalsäure in dem abgezogenen Teil des Reaktionsgemisches löst. Die Homogenisierung bedeutet insbesondere die mechanische, gleichmäßige Feinverteilung der festen Terephthalsäure in der Mischung.

Die Verdichtung der pulverförmigen Terephthalsäure 4s auf den Druck des Reaktionsgemisches erfolgt mittels einer Förderschnecke. Der mit Terephthalsäure zu beaufschlagende Teil des Veresterungsgemisches wird durch die Hohlwelle der Förderschnecke und/oder direkt dem Homogenisator zugeführt. Zur Eingabe in so den Homogenisator dienen zweckmäßigerweise mehrere Stutzen, die über eine Ringleitung verbunden sind. Die mengenmäßige Dosierung der Terephthalsäure kann beispielsweise mit einer Bandwaage oder einer Dosierschnecke erfolgen. Die Homogenisierung soll in einem Apparat zum Untermischen, Verteilen und Zerkleinern, beispielsweise einer schnellaufenden Kolloidmühle, oder einem Schneckenmischer mit speziellen Mischelementen, erfolgen.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfin· ho dungsgemäßen Verfahrens bei der mehrstufigen Veresterung der Terephthalsäure wird ein Teilstrom des Veresterungsgemisches nach der ersten Veresterungsstufe abgezogen und nach Zudosierung der Terephthalsäure und Homogenisierung in diese Stufe wieder <\s zurückgeführt. Der zur Beaufschlagung mit Terephthalsäure abgezogene Teilstrom beträgt ein Mehrfaches des zur zweiten Veresterungsstufe weitergeführten Mengenstromes. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung der Terephthalsäure in der ersten Veresterungsstufe erreicht.

Weiterhin ist bei der mehrstufigen Veresterung vorgesehen, daß nach der zweiten und gegebenenfalls weiteren Veresterungsstufen Teilsiröme abgezogen, mit dem Teilstrom nach der ersten Veresterungsstufe vereinigt und in die letztere wieder zurückgeführt werden, wobei der Teilstrom aus der ersten Stufe wenigstens 50% der Summe der Teilströme aus allen Stufen beträgt und die Teilströme aus den weiteren Stufen mit wachsender Stufenzahl kleiner gewählt werden. Durch die Abnahme der Teilströme aus der zweiten und gegebenenfalls weiteren Veresterungsstufen und Vereinigung mit dem Teilstrom der ersten Stufe ergibt sich ein Gesamtstrom, in dem die Löslichkeit der Terephthalsäure infolge des höheren Veresterungsgrades größer als im Teilstrom der ersten Stufe ist. Auch hierdurch wird die Homogenisierung des in die erste Stufe zurückgegebenen Gemisches gefördert.

Zweckmäßigerweise beträgt bei Abnahme von Teilströmen aus der ersten und zweiten Veresterungsstufe das Mengenverhältnis der beiden Teilströme 1 :1 - 9 :1, d. h. 50-90% des mit Terephthalsäure zu beaufschlagenden Gesamtstromes werden nach der ersten Veresterungsstufe entnommen.

Bei der mehrstufigen kontinuierlichen Veresterung wird häufig mit von Stufe zu Stufe fallendem Überdruck gearbeitet, beispielsweise in der ersten Veresterungsstufe bei 5 atü und in der zweiten Veresterungsstufe bei 2 atü. In diesem Falle ist es erfindungsgemäß erforderlich, daß die Teilströme aus den der ersten Veresterungsstufe folgenden Stufen auf den Druck des Teilstroms aus der ersten Veresterungsstufe gebracht werden. In dem genannten Beispiel bedeutet dies, daß der Druck des Teilstroms aus der zweiten Veresterungsstufe von 2 auf 5 atü erhöht wird. Diese zur Rückgabe in die erste Veresterungsstufe erforderliche Anhebung der Drücke der Teilströme erfolgt mittels in den Teilstromleitungen angeordneten Pumpen.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Druck des Rückgabegemisches bei der Homogenisierung wenigstens auf den Druck des Reaktionsgemisches an der Rückgabestelle erhöht wird. In diesem Falle erzeugt der Homogenisator eine gewisse Pumpwirkung, die ausreicht, den aus der ersten Veresterungsstufe abgezogenen Teilstrom im Umlauf zu halten.

Zweckmäßigerweise wird dem Gemisch während der Homogenisierung Wärme zugeführt. Bei der Homogenisierung kann bereits die Terephthalsäure unter Veresterung reagieren, wobei Wärme verbraucht wird. Diese Wärme wird dann dem Homogenisator von außen durch eine Mantelheizung zugeführt, auch die im Homogenisator entstehende Reibungswärme deckt einen Teil des bei einsetzender Veresterung auftretenden Wärmebedarfs.

Zweckmäßigerweise hat die pulverförmige Terephthalsäure einen Feinstkornanteil kleiner als 40 μ von weniger als 85% und der restliche Anteil eine Korngröße zwischen 40 und 800 μ. Bei Einhaltung dieser Korngrößen ist eine homogene Verteilung der Terephthalsäure mit den üblichen, obenerwähnten Homogenisierapparaten möglich. Vorzugsweise wird die Terephthalsäure in solcher Menge dem aus der Veresterung abgezogenen Teil des Veresterungsgemisches zugesetzt, daß das Gemisch dann 1,6—25 Gewichts-% Terephthalsäure enthält. Das terephthalsäurehaltige Gemisch wird zweckmäßigerweise unter

Verwendung von Schergeschwindigkeiten von 2,5-10' bis 1,25-10⁵ see-' homogenisiert. Die Verweilzeit des Gemisches in dem Homcgenisator übersteigt zweckmäßigerweise den Zeitraum von 2 Minuten nicht, da sich bei längerer Homogenisierung keine Verbesserung des ν Verteilungsgrades mehr ergibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, in der eine Anlage zur zweistufigen Veresterung von Terephthalsäure mit Äthylenglykol mit erfindungsgemäßer Einführung der i< > Terephthalsäure schematisch dargestellt ist.

Nach der Zeichnung besteht die Anlage aus einem ersten Veresterungsreaktor 1 und einem zweiten Veresterungsreaktor 2, die durch Leitung 4 mit dem Druckhalteventil 3 verbunden sind. Dem Reaktor 1 wird ι s bei 5 Äthylenglykol zugeführt. Durch Leitung 6 verläßt das Veresierungsgernisch den Reaktor 2. Reaktor ! arbeitet unter einem Druck von 5 atü, Reaktor 2 unter einem Druck von 2 atü.

Die Terephthalsäure gelangt aus einem Vorlagesilo 14 über eine Bandwaage 15 in den Einlauftrichter einer Verdichtungsschnecke 16, in der die Terephthalsäure auf den Reaktionsdruck in der ersten Veresterungsstufe verdichtet wird. An die Verdichtungsschnecke 16 schließt sich ein beheizbarer Homogenisator 17 an. 2s

Das teilveresterte und teilkondensierte Gemisch aus der zweiten Veresterungsstufe gelangt über Leitung 8 zur Pumpe 11, wird dort auf den Druck der ersten Veresterungsstufe von 5 atü verdichtet und anschließend mit über Leitung 7 herangeführtem Veresterungs- v> gemisch aus Stufe 1 vereinigt. Leitung 7 ist mit einer Umgehungs-Leitung versehen, in der eine Umwälzpumpe 18 angeordnet ist. Die vereinigten Teilströme aus den Leitungen 7 und 8 werden durch die Hohlwelle 19 der Verdichtungsschnecke 16 dem Homogenisator 17 zugeführt. Zugleich wird ein weiterer Teilstrom durch Leitung 9 von Leitung 4 abgezweigt und über eine Ringleitung 20 mit Stutzen 21 dem Homogenisator zugeführt. In dem Homogenisator 17 wird die durch Verdichtungsschnecke 16 zugeführte Terephthalsäure mit den durch Teilstromleitungen 7,8 und 9 zugeführten Veresterungsströmen innig gemischt, wobei die Terephthalsäure teilweise in Lösung geht. Das mit Terephthalsäure beladene, homogene Gemisch gelangt dann durch Leitung 22 in den Veresterungsreaktor 1

zurück. _, . ,,

Beispiel 1

Aus einer unter einem Druck von 10 atü stehenden Veresterungsstufe mit vorgeschaltetem Wärmetauscher einer mehrstufigen, kontinuierlichen Anlage wird so kontinuierlich ein bereits verestertes Produkt (Veresterungsgrad α = 0,75, Polykondensatiorsgrad P = 0,47) abgezogen und über eine dosierende Umwälzpumpe zur Einhaltung einer gleichbleibenden Umlaufmenge durch die Hohlwelle einer Pulverförderschnecke in einen ss Homogenisator eingespeist Das Veresterungsprodukt hat eine Temperatur von 270°C und eine dynamische Zähigkeit von 03 cPoise. Mittels einer Dosierbandwaage wird kontinuierlich pulverförmige Terephthalsäure (TPA) aus einem Vorlagesilo in den Trichter der Förderschnecke zudosiert Das TPA-Pulver hat eine Körnungsverteilung nach Klassifikation I.

Die stündliche Umlaufmenge des zu 75% veresterten Produktes beträgt bei einer Versuchsanlage zur Erzeugung von täglich 850 kg Polyäthylenterephthalat <>s bei 6facher Produktumwälzung 145 kg/h. Die Zugabe an TPA-Pulver beträgt 26,2 kg/h.

Der durch das Regelventil und die Rohrleitungen im Kreislaufsystem auftretende Druckverlust beträgt 0,2 ata und wird durch die zwangsfördernde, dosierende Pumpe ausgeglichen.

Die Terephthalsäure wird im Homogenisator im Veresterungsprodukt fein verteilt und bis zum Eintritt in die 1. Veresterungsstufe bei einer gesamten Verweilzeit von 6 Min. im Rohrleitungssystem und im vorgeschalteten Wärmetauscher vollständig gelöst und mit dem freien und gebundenen Glykol im Kreislauf bei einer mittleren Temperatur von 260⁰C teilweise verestert. Die bei der Zuspeisung der Terephthalsäure sich theoretisch einstellende Mischungstemperatur von 240⁰C wird durch die Friktion im Homogenisator auf 260⁰C erhöht. Die Leistungsaufnahme des Homogenisators beträgt dabei 3 Kw. Die der ersten Veresterungsstufe zugeführte Glykolmenge beträgt 18,6 kg/h, entsprechend einem MolverhältnisTPA/EG = ! :!,6.

Beispiel 2

In einer Versuchsanlage mit einer täglichen Erzeugung von 1300 kg Polyäthylenterephthalat werden aus der ersten Reaktionsstufe 1200 kg/h eines zu 85% veresterlen Produktes mit einem Polykondensationsgrad von 0,50 mit einer Kreiselpumpe durch den Kreislauf gefahren. Die erste Stufe steht unter einem Druck von 5 atü bei einer Temperatur von 260⁰C.

Sie ist mit einer separaten Kolonne verbunden, die die aus der Veresterungsstufe ausdampfenden Brüden, bestehend aus einem Gemisch aus Wasser und Glykol, destilliert, wobei das Sumpfprodukt Glykol wieder der ersten Veresterungsstufe zugeführt wird. Die stündlich frisch zugespeiste Menge an Glykol beträgt 24 kg/h, was einem Molverhältnis TPA zu Glykol = 1 :1,35 entspricht. Die aus der Kolonne zurückfließende Menge an Glykol beträgt 5,35 kg/h entsprechend 0,3 Mo! Glykol pro Mol TPA.

Das K reislauf produkt wird durch die Hohlwelle und über einen Verteilerring an mehreren Stellen in einen beheizten Homogenisator eingespeist. Die Terephthalsäure (Klassifikation I) wird über eine verdichtende Pulverschnecke auf den Systemdruck von 5 atü gebracht und in einer Menge von 47 kg/h in den Homogenisator gefördert. Aufgrund der intensiven Mischwirkung des Homogenisators wird die Terephthalsäure im Veresterungsprodukt so fein verteilt, daß sie wegen des bestehenden Konzentrationsgefälles sofort in Lösung geht. Parallel dazu setzt die Veresterungsreaktion ein. Die Produkttemperatur am Austritt des Homogenisa- ' tors wird bei diesen Bedingungen auf 260⁰C gehalten, entsprechend der Temperatur in der ersten Reaktionsstufe. _ . . , , Beispiel 3

Die in Beispiel 2 beschriebene Versuchsanlage wird unter einem Druck von 10 atü bei 265°C betrieben. Der Veresterungsgrad des Produktes beträgt 0,70, der Polykondensationsgrad 0,52. Umwäizmenge, eingespeiste Menge an TPA (Klassifikation II) und die Ausführung der Versuchsanlage entsprechen der in Beispiel 2. Die Kolonne wird jedoch nicht eingesetzt, sondern die Brüden werden über ein Entspannungsventil einem Kondensator zugeführt. Die eingebrachte TPA-Menge wird im Homogenisator mit dem Veresterungsprodukt zu einer fließfähigen Suspension vermischt, wobei die groben TPA-Teilchen mechanisch zerkleinert werden. Anschließend wird die Suspension der ersten Veresterungsstufe zugeführt. Aufgrund des geringen Umsatzes liegt das Veresterungsprodukt als gesättigte Lösung vor, so daß das TPA erst im

Reaktionsbehälter in Lösung geht und verestert. Die in die Veresterungsstufe eingespeiste Glykolmenge beträgt 29,4 kg/h, was einem Molverhältnis von TPA zu Glykol = 1 : 1,65 entspricht.

Beispiel 4

Die in Beispiel 2 beschriebene Versuchsanlage wird unter Normaldruck bei einer Temperatur von 245° C betrieben. Der Veresterungsgrad des Produktes beträgt 0,60. Die sflündliche Umwälzmenge von 3000 kg/h wird mittels einer Kreiselpumpe gefördert und einem unter Normaldruck stehenden Homogenisator zugeführt.

Die pulvrige Terephthalsäure (Klassifikation III, 47,6 kg/h) wird mittels einer einfachen Dosierschnecke über ein mit Stickstoff beschleiertes Fallrohr dem Homogenisator zugeführt, mechanisch zerkleinert, mit dem vereslerten Kreislaufprodukt vermischt und in die erste Venssterungsstufe eingespeist. Die TPA wird während des Mischvorganges nicht gelöst, da das Veresterungsprodukt selbst noch 10% ungelöster Terephthalsäure enthält.

Die Frischglykolmenge, die in die erste Veresterungsstufe eingespeist wird, beträgt 32 kg/h, entsprechend einem Molverhältnis 1 :1,8.

Beispiel 5

In einer Versuchsanlage nach Beispiel 2 wird zusätzlich zu der aus der ersten Reaktionsstufe entnommenen Umwälzmenge noch ein weiterer Teilstrom aus der zweiten, unter einem Druck von 2 atü stehenden Veresterungsstufe abgezogen, mittels einer Pumpe auf den Systemdruck von 5 atü gebracht und durch die Hohlwellen einer Pulverdoppelschnecke in einen beheizten Homogenisator gespeist. Der erste Teilstrom beträgt 1200 kg/h. Er weist einen Veresterungsgrad von 0,85 und einen Polykondensationsgrad von 0,50 auf. Die aus der 2. Stufe abgeführte Menge beträgt 600 kg/h. Das Produkt besitzt einen Veresterungsgrad von 0,92 und einen Polykondensationsgrad von 0,67. Beide Teilströme der Umwälzmenge haben eine Temperatur von 260⁰C. Die stündlich frisch zugespeiste Menge an Giykol beträgt 21,3 kg/h, entsprechend einem Molverhältnis von 1 :1,2 (bei 47,6 kg/h TPA). Durch einen weiteren Teilstrom werden somit 0,15 Mol Glykol gegenüber der Verfahrensweise in Beispiel 2 eingespart.

Beispiel 6

In einer diskontinuierlichen Anlage zur Erzeugung von 1,66 t Polyethylenterephthalat pro Charge ist eine Veresterungsanlage, wie folgt beschrieben, installiert.

An einem auf Druck ausgelegten Behälter, der als reine Flashstufe ausgebildet ist, ist ein Produktkreislaufsystem, bestehend aus einer Kreiselpumpe, einem Homogenisator mit vorgeschalteter Puiverförderschnecke und einem Wärmetauscher, der mittig unter der Veresterungsstufe angeordnet ist, installiert. Der Produktentnahmestutzen befindet sich seitlich unterhalb des Flüssigkeitsniveaus, der Eintrittsstutzen befindet sich am unteren Teil des Wärmetauschers. Die

Klassifikation für Terephthalsäurepulver

TPA und Glykol wird wie folgte

Veresterung von
durchgeführt:

Zunächst werden 1115 kg Äthylcnglykol entsprechend 2,0 Mok· pro Mol TPA in das System eingebracht s und auf 170⁰C aufgeheizt, wobei das Glykol über die Kreiselpumpe, der Umgehungsleitung zum Homogenisator mit Pulverförderschnecke, und über den Wärmetauscher in Zirkulation gehalten wird. Gegen Ende des Aufheizvorgangs von 5 min wird TPA-Pulver über eine ίο Dosiervorrichtung in den Einzugsteil der Pulverförderschnecke gebracht, verdichtet und dem Homogenisator zugeführt. Gleichzeitig wird der Mengenstrom an Glykol in der Umgehungsleitung schrittweise zurückgenommen, mittels einer Ringleitung in den Homogenisas tor eingespeist, und von dort, vermischt mit TPA, wieder über den Wärmetauscher in die Zone der Entspannungsverdampfung gefahren.

Anschließend wird der Systemdruck auf 5 atü erhöht, das Produkt kontinuierlich auf 250⁰C aufgeheizt und in einer halben Stunde die gesamte Menge an Terephthalsäure (Klassifikation IV) von 1435 kg linear zugespeist. Durch die dabei einsetzende Reaktion wird der Kreislauf ständig mit verestertem Produkt angereichert. Nach beendeter Zugabe beträgt der Umsatz 65%. Der Umlauf wird wieder auf die obenerwähnte Umgehungsleitung umgestellt.

In dem folgenden Zeitraum von 60 Minuten wird der Druck auf 0 atü abgebaut und die Temperatur von 25O⁰C auf 270"C erhöht. Der Umsatz beträgt danach

Beispiel 7

Analog zu Beispiel 6 werden in einer diskontinuierlichen Anlage 350 kg Prekondensat aus der vorhergehenden Charge zurückbehalten und in einem im Beispiel 6

is beschriebenen Kreislaufsystem umgewälzt, das jedoch keine Umgehungsleitung zum Homogenisator mit Pulverförderschnecke besitzt. Das Prekondensat wird über eine Ringleitung direkt in den beheizten Homogenisator eingespeist. Zwischen Homogenisator und der selbstreinigenden Pulverförderschnecke befindet sich ein Absperrorgan. Die Verfahrensweise entspricht der in Beispiel 6 geschilderten. Zum Einspeisen von TPA (Klassifikation I, 1490 kg pro Charge) wird die von der vorhergehenden Charge noch mit TPA gefüllte Pulverschneckc in Betrieb genommen und das Absperrorgan gleichzeitig geöffnet. Während des halbstündigen Einfüllvorgangs wird der Systemdruck durch die bei der Reaktion frei werdenden Dämpfe aufgebaut. Parallel zu der Zugabe von TPA-Pulver wird im gleichbleibenden

so Molverhältnis von 1 :1,5 835 kg Glykol direkt in den Flüssigkeitsraum der Veresterungsstufe mittels einer Pumpe gegen den durch ein Entspannungsventil gewählten Systemdruck eindosiert.

Ein Eindringen des Prekondensats in die zweiwellige Förderschnecke wird bei der gewännen seibstreinigenden Schneckengeometrie verhindert Nach Beendigung der TPA-Zudosierung wird das Ventil wieder geschlossen, wobei der Kreislauf des Prekondensates während der folgenden einstündigen Veresterungsreaktion auf-

fio rechterhalten wird.

Maschenweite Siebrückstand (%)

40 μ 63 μ 90 μ

125 μ

26
98

22,4
98

19,6
97.6

250 μ
5,2

315μ

3.2

79

500 μ

20.4

2.5

800 μ

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7b,b 56,9 40.4 25.9 - 2.0 - - - -

(32 μ) I

20 12 5 1.4 - -

Hierzu l Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Einführung pulverförmiger Terephthalsäure in ein Reaktionsgemisch aus teilweise mit Diolen, insbesondere Glykol, veresterter Terephthalsäure durch Zugabe der Terephthalsäure zu einem von dem Reaktionsgemisch abgezogenen Teil und Rückgabe des mit Terephthalsäure beaufschlagten Teils in das Reaktionsgemisch, ι ο dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmige Terephthalsäure auf den Druck des Reaktionsgemisches verdichtet, in einem Mengenverhältnis zwischen 1 und 33 Gew.-% dem abgezogenen Teil des Reaktionsgemisches zudosiert ι <; und die so erhaltene Mischung vor der Rückgabe homogenisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmige Terephthalsäure einen Feinstkornanteil <40μ von weniger als 85% und der restliche Anteil eine Korngröße zwischen 40 und 800 μ hat

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmige Terephthalsäure in einem Mengenverhältnis zwisehen 1,6 und 25 Gew.-% zudosiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das terephthalsäurehaltige Gemisch unter Verwendung von Schergeschwindigkeiten von 2,5 10³ bis 1,25· 10⁵ see -> homogenisiert wird.