160263. lajstromszámú szabadalom • Eljárás dikarbonsavak alkoholokkal történő folyamatos észterezésére
3 Mintegy 15—35 súly% víznek a tereftálsav és etilénglikol elegyéhez történő hozzáadásánál kisviszkozitású diszperzió keletkezik, így a bonyolult és energiaigényes keverő- és homogenizáló berendezések, amelyek tereftálsavból és 5 etilénglikolból való paszták előállításánál szükségesek, feleslegessé válnak. A reakcióelegyben levő vízmennyiség olyan pasztával szemben, amely kizárólag tereftál- io savból és etilénglikolból áll, a reakcióelegyben jobb hőcsere-viszonyokat tesz lehetővé, ezáltal lehetőség adódik a felhevítési sebesség növelésére és ehhez kapcsolódóan a reakcióidő megrövidítésére. A nagy vízmennyiség az észtere- 15 zési reakció kezdetén kedvez a tereftálsav diszszociációjának és ezzel az észterezési reakció autokatalitikus meggyorsulásának. Ezáltal — a vízihozaáadás nélküli eljárásokkal szemben — nagyobb észterezési sebességet érünk el. 20 Meglepő módon azt tapasztaltuk ezenkívül, hogy a 250—31i0 °C-os reakcióhőmérsékleten történő észterezés kezdetén felhasznált nagy vízmennyiség következtében az éterképződés erősen visszaszorul, így az éterképződést gátló 25 anyagok adagolása, ahogy ez az eddig ismert eljárásoknál hasonló reakciókörülmények között szükséges, nélkülözihető, illetve éterképződést akadályozó anyagok hozzáadása által az észterezési- és polikondenzációs termék minő- 30 ségének lényeges javulása érhető el. A találmány szerint dikarbonsavat és alkoholt, előnyösen tereftálsavat és etilénglikolt 1 :.l—1:2, előnyösen 1:1,1—1:1,5 .mólarányiban, a dikarbon&av és az alkohol összmennyiségére vonat- 35 koztatott 15—35 súly%, előnyösen 20—25 súly %, víz hozzáadása közben, folyamatosan működő ismert felépítésű keverőberendezésben homogenizálunk. A kisviszkozitású szuszpenziót szivattyú segítségével egy hőcserélőbe adagol- 40 juk és 250—310 °C-os reakciáhőmérsékletre hevítjük. Egy többlépcsős, előnyösen 3—5 lépcsős, bepárlóban a reakcióihőmérséklet megtartása mellett a reakciónyomás folyamatos, illetve lépcsős csökkentése útján a feleslegben 45 levő és a reakció során keletkező vizet eltávolítjuk és a —- már a hőcserélőiben elkezdődött — észterezési teljessé tesszük. Az utolsó lépcsőben, illetve lépcsőkben a felesleges- és reakció-alkoholt elvezetjük és az észterezési ter- 50 mék polikondenzációját csökkentett nyomáson végrehajtjuk. A bepárló első lépcsőiből elvont gőz a hőcserélőben levő termék .felmelegítésére szolgál és kondenzálódás után meghatározott mennyiségi arányban visszavezetjük a keverő- 55 berendezésibe. A találmány szerint lehetséges az, hogy a bepárló elvont gőzeit a bevitt glikollal hűtőkben kondenzáljuk és a keveréket egy keverővel ellátott tartályban diszpergáljuk. Ez az eljárásmód egyrészt a víz elpárologtatásához szükséges energia messzemenő kihasz- 60 nálását biztosítja, másrészt lehetőséget nyújt arra, hogy a vízzel eltávozó alkoholmennyiséget pótlólagos tisztítási művelet megkerülésével ismét a dikar'bonsav észterezésére használjuk, gg 4 A . dikaríbonsav-alikohol-víz-elegyhez más folyékony, illetve szilárd anyagok, így pl. fénytompítószerek, polifcondenzációt elősegítő katalizátorok vagy további észterező komponensek adhatók azért, hogy az észterezett termékből előállítandó polimereknek különleges tulajdonságokat biztosítsunk. A találmányt közelebbről a következő példákon keresztül mutatjuk be: Keverővel rendelkező kaszkád-rendszerű berendezésbe egy óra leforgása alatt 46,7 kg tereftálsavat, 20,6 kg etilénglikolt és 10,1 kg — a beparlásból származó — kondenzált vizet folyamatosan homogenizálunk. Ez a keverék egy olyan hőcserélőn megy keresztül folyamatosan, amelyben ezt a keveréket az észterezésnél keletkező víz-alkohol elegy (hőenergiájának hasznosítása közben előmelegítjük az utólagos melegítéssel 280 °C-os reakcióhőmérsékletre hevítjük. Ezt követően egy többlépcsős bepárlóban lépcsőzetes nyomáscsökkentés közben és a reakcióhőmérséklet fenntartása mellett folyamatosan eltávolítunk 31 kg/óra mennyiségben feleslegben levő- és reakció során keletkező, csekély mennyiségű etilénglikolt tartalmazó vizet. Eközben a reakciónyomást kb. 60 atmoszféráról légköri nyomásra csökkentjük. A bepárló utolsó lépcsőjéből folyamatosan elvonunk 64 kg/óra mennyiségű, 98%-os észterezési fokú és Pn = 3 átlagkondenzációs fokú terméket. A reakcióterméket ezután ismert felépítésű berendezésben folyamatosan polikondenzáljuk. A hőcserélőben keletkező kondenzátum kb. 2/3 részét folyamatosan a keverővel ellátott kaszkád-rendszerű készülékbe adagoljuk és 1/3 részét visszanyerésre visszük. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás dikarbonsavak alkoholokkal történő folyamatos észterezésére, azzal jellemezve, hogy dikarbonsavat és alkoholt 1:1—1:2 mólarányban a dikarbansav és alkohol összmennyiségére számított 15—35 súly% v; í z h° z ~ záadása közben homogenizálunk, az észterezésnél elvont víz-alkohol gőzök energiájának hasznosítása mellett 240—310 °C-os reakoióhőmérsékletre melegítünk és ezen a hőmérsékleten éter.képződést akadályozó adalékok hozzáadásával vaigy anélkül a reakció-nyomás folyamatos, illetve lépcsőzetes csökkentése mellett az észterezést, valamint az észterezési termék kondenzálását elvégezzük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy előnyösen tereftálsavat és etilénglikolt alkalmazunk. 3. Az ,1. és 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy előnyösen 1:1,1—1:1,5 tereftálsav-etilénglikol mólarány mellett dolgozunk. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az észte-2
