165845. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliészterek előállításához homogén, adagolható ftálsav, flikol paszta vagy szuszpenzió készítésére

3 165845 4 sen visszanyerjük és kondenzáltatás valamint tisztítás után újbóli használatra visszatápláljuk a rendszerbe. Műszaki szempontból ez nem okoz gondot, minthogy meg van a technikai lehetőség arra, hogy a glikolfelesleget optimális körülmények között nyerjük vissza. Másfelől viszont ez. a regenerálás beruházási szempontból a bonyolult berendezés szükségessége következtében jelentős többletet jelent. A találmány szerinti eljárás jobb megértése céljából egy másik olyan tény, amit figyelembe kell venni az, hogy a tereftálsav, amely egy, kb. 300°C-on bomlás közben olvadó szilárd anyag lényegében oldhatatlan a folyékony glikolban, és ez a két anyag gyakorlatilag még aránylag magas hőmérséklete, így 100^150°C-on sem reagál egymással és keverékük gyakorlatilag stabilis. Ily módon a keverék melegítése nem hátrányos, sőt ellenkezőleg, előnyös egyrészt azért, mert a keverék fluiditása így nő, másrészt azért, mert a reaktorban, melyben az észterezési műveletet nyomás alatt és kb. 240-300°C hőmérsékleten hajtjuk végre, kisebb hőmennyiséget kell elnyeletni. Ily módon előnyös ha már magasabb hőmérsékletre előmelegített reagenseket — ftálsav és glikolt — táplálunk a reaktorba, mint ezt a 747 297 ljsz. olasz szabadalmi leírásban ismertetett eljárás javasolja. Jól ismert a TFS-glikol keverékek előállításánál és adagolásánál — különösen a 2:1 és főként 1,7:1 mólaránynál kisebb mólarányú TFS-glikol keverékek esetében — az a probléma, hogy a keverék hajlamos homogenitásának elvesztésére és benne csomók, valamint szilárd kérgek képződnek. A szakaszosüzemű berendezéseknél — melyekben az észterezés aránylag lassan megy végbe — a keverék egyenetlensége és csomósodása nem jelent különösebb hátrányt. Ilyen esetben ha a reakció-masszában csomók is vannak jelen — melyekben lokálisan nagy a TFS koncentráció — a reakcióelegy egészének TFS-glikol mólaránya változatlan marad, bár a keverék egyenlőtlensége ilyenkor is kerülendő. Nem megengedhető azonban ez a jelenség a folyamatos üzemű eljárásoknál, vagyis abban az esetben, amikor a folyamatosan betáplált keverék minden részében állandó mólarányt kell fenntartani. Másfelől a korszerű adagoló és/vagy tápszivattyúk csak akkor képesek sűrű pépek — így 1,000 Poise és ennél nagyobb viszkozitású pépek — adagolására, ha a keverék homogén és nem hajlamos kéregképződésre. Ezt a csomósodást és kérgesedést, amely többek között az adagolt anyagáramban dugulásokra vagy éppenséggel teljes leállásra vezethet nem tanulmányozták eddig olyan figyelemmel, mint jelentősége indokolttá tenné. A csomó és kéregképződés nyilvánvalóan annak a következménye, hogy a szilárd TFS részecskék egymással érintkeznek. Ezt a nemkívánatos jelenséget súlyosbítja, ha túlnyomórészt rendkívül finomszemcséjű frakció jelenlétében finom - vagy egyenlőtlen szemcseméretű TFS-at használunk. A finom szemcseeloszlás a reakció szempontjából kívánatos, mert egy szilárd anyag felület/súly — viszonya annál nagyobb, minél finomabb a szemcseméret. A csomóképződést a tapasztalat szerint azzal lehet ellensúlyozni, hogy a keverék folyadékfázisa, vagyis a glikol relatív mennyiségét növelik. Ez az oka annak, hogy a jelenleg használt technológiák nagy glikol-TFS arányt alkalmaznak, mind e keverékek előállítása, mind betáplálásuk során, és a berendezéseket megfelelő, a glikol-felesleg visszanyerését és visszatáplálását biztosító kiegészítő berendezésekkel látják el. E berendezésekkel megfelelő hőmennyiséget kell természetesen közölni, hogy a glikol-felesleget tartal-5 mázó reakcióelegyet az észterezés hőmérsékletére lehessen melegíteni. Meglepő módon azt találtuk, hogy ha a glikolos TFS-keveréket vagy pépet aránylag alacsony 50°C-ot meg nem haladó hőmérsékleten, előnyösen 20-35°C 10 hőmérsékleten tartjuk, de nem hűtjük 10-15°C alá (amihez nagy és költséges hűtőberendezésre volna egyébként szükség) akkor a paszta vagy keverék lényegében homogén volta biztosítható és csomóvalamint kéregképződés elkerülhető, ezt a hőmérsékle*5

tet természetesen a mechanikai keverési és adagolási művelet folyamán is fenn kell tartani. Nyilvánvaló, hogy a pép hidegen tartása sőt hűtése (az intenzív mechanikus keverés következtében képződött hő elvezetése) éles ellentétben áll a jelenlegi műszaki elvekkel. Tény, hogy az alacsony vagy aránylag alacsony hőfok látszólag nem kívánatos körülmények fellépését jelenti. A pép viszkozitása megnő, ez adagolási, betáplálási nehézségeket vethet fel és ilyen esetben a reagenseket az észterezési reakcióhoz szükséges hőmérsékletnél alacsonyabb hőmérsékleten tápláljuk a reaktorba, ezért azzal megfelelő, további hőmennyiséget kell közölni. A találmány másik meglepő felismerése, hogy a pép „hideg" előállításának és adagolásának látszólag hátrányos következményeit nagy mértékben ellensúlyozzák a betáplált reakcióelegy messzemenő homogenitásával, a betáplált reagensek mólarányának lokális értelemben is vett állandóságával együttjáró előor nyök, melyek kizárják azokat, az egyébként sűrűn előfrorduló — és egyes esetekben a berendezés leállításával járó — üzemzavarokat, melyeket a csak nehezen eltávolítható csomók és kérgek képződése idéz elő. A találmány szerinti eljárás ezen előnyei különösen 40 folyamatos üzemű berendezések előkondenzációs és észterező műveletei során használhatók ki. A pépes keverékek fenti, alacsony hőmérsékleten végzett előállításával és betáplálásával kapcsolatos kísérletek során a találmány szerinti eljárás egy 45 további, és a jelenlegi szakmai ismeretekkel ellentétben álló előnyéről is meggyőződtünk. Kiderült, hogy a találmány szerinti eljárással olyan folyadék-szilárd anyag (glikol-TFS) mólarányú homogén pépek is előállíthatók és adagolhatok, melyekben a glikol-TFS 50 mólarány sokkal kisebb, mint a jelenleg gyakorlatban alkalmazott pépekben, így 1,1:1 vagy ennél kisebb glikol-TFS mólarányú pépek is. A jelenlegi gyakorlatban szokásos mólarányú pépeknél kisebb, glikol-TFS mólarányú pépek használa-55 ta. további, nagyon előnyös eredményekre vezet. így a regenerálandó, tisztítandó és a rendszerbe visszatáplálandó glikol-felesleg (elméletileg nullára) csökkenthető, a betáplált összes anyagmennyiség is csökken, ami a termelés hőmérlege szempontjából is igen előnyös. 50 Nyilvánvaló ugyanis, hogy az észterező és/vagy előpolikondenzáló reaktorból eltávolított glikolfelesleg felmelegítésére fordított hőmennyiség minden haszon nélkül vész el a kondenzáció szempontjából. Feltételezzük, hogy a találmány szerinti eljárás 65 révén elkerülhető csomó- és kéregképződés oka egy 2