CN101006118B - 具有工艺气体纯化过程的聚酯的固相缩聚 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从固化聚酯预聚物由固相缩聚制备高分子量聚酯的方法。在此通过工艺气体从产物中脱除从固相缩聚反应中产生的缩聚解离产物，和然后将工艺气体纯化以除去缩聚解离产物，并基本上再循环。根据本发明，通过含水洗涤液体纯化工艺气体。本发明也涉及进行本发明方法的装置，该装置包括结晶设备(1)和反应设备(2)。根据本发明反应设备(2)的气体排出口(2d)直接或间接地与气体纯化***(3)的气体进入口(3c)连通，和气体纯化***(3)的气体排出口(3d)与反应设备(2)的气体进入口(2c)连通。此外，气体纯化***(3)具有向其中输入含水洗涤液体的气体洗涤设备，和在下游连接的气体干燥设备(4)。

Description

具有工艺气体纯化过程的聚酯的固相缩聚
技术领域
本发明涉及由固化的聚酯预聚物通过固相缩聚制备高分子量聚酯的方法，其中将源自固相缩聚反应的缩聚解离产物借助工艺气体从产物中脱除，然后将工艺气体纯化以脱除缩聚解离产物并被基本上再循环。
本发明也涉及具有结晶设备和反应设备的用于制备高分子量聚酯的装置。
背景技术
借助固相缩聚步骤制备高分子量缩聚物的方法是现有技术中已知的。
通常，在此至少部分循环工艺气体。在此必须将此工艺气体至少部分经历纯化过程。这种纯化过程，例如从EP 1100611中是已知的，其中纯化通过催化燃烧进行。在此遇到的缺点是相对高的燃烧温度，必须达到该燃烧温度以达到完全燃烧。当加工载有外来物质的聚酯时，这是特别有问题的。
也已知其中使用气体洗涤器的气体纯化***，该洗涤器中采用有机液体作为洗涤液体，该液体然后被后处理并在聚酯制备工艺中的在先步骤(液相缩合加工步骤)中被消耗。例如，乙二醇用作用于聚对苯二甲酸乙二醇酯制备过程的洗涤液体。此方法的缺点在于必须将液相缩合加工步骤和固相缩合加工步骤和固相缩聚加工步骤彼此连接。
发明内容
本发明的目的是提供聚酯的固相缩聚方法，该方法可以采用改进的能量效率和不依赖于有机洗涤液体的任何可能使用而操作。
此目的的达到是通过由固化聚酯预聚物通过固相缩聚制备高分子量聚酯的方法，其中将从固相缩聚反应产生的缩聚解离产物借助工艺气体从产物中脱除，随后将工艺气体纯化以脱除缩聚解离产物，并基本上再循环，其特征在于通过含水洗涤液体纯化工艺气体。
此外，该目的的达成也是通过制备高分子量聚酯的装置，具有至少一个结晶设备(1)和反应设备(2)，它们各自具有产物进入口和产物排出口以及气体进入口和气体排出口，其特征在于反应设备(2)的气体排出口直接或间接地与气体纯化***(3)中的气体进入口连通，和来自气体纯化***(3)的气体排出口与反应设备(2)的气体进入口连通，和气体纯化***(3)含有气体洗涤设备，向该气体洗涤设备中输入含水洗涤液体，以及下游气体干燥设备(4)。
根据本发明，工艺气体在此通过含水洗涤液体而纯化。
根据本发明，使用气体洗涤器纯化工艺气体，该气体洗涤器采用含水洗涤液体操作。
在从属权利要求中描述根据本发明的方法和根据本发明的装置的有利实施方案。
聚酯
聚酯是可结晶的热塑性聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，它以均聚物或共聚物形式存在，和通过缩聚反应从它的单体，二醇组分和二羧酸组分获得，并伴随着低分子量反应产物的解离。使用各种不同的，多数为线性或环状二醇组分。也可以使用各种不同的，多数为芳族二羧酸组分。二羧酸也可以由它的对应二甲基酯代替。在此，缩聚可以直接在单体之间进行，或通过中间阶段进行，它随后由酯交换转化，其中酯交换依次伴随着低分子量反应产物的解离或通过开环聚合进行。采用此方式获得的聚酯基本上是线性的，其中可形成低支链数目。
聚酯可以是新材料、回收料或新材料和回收料的混合物。
添加剂可以引入聚酯中。合适的添加剂例如为催化剂，染料和颜料，UV阻挡剂，加工助剂，稳定剂，抗冲改性剂，化学和物理型发泡剂，填料，如成核剂，阻隔物或改进机械性能的粒子，增强性成型体，如球或纤维，以及反应性物质，如氧吸收剂，乙醛吸收剂或分子量增加性物质等。
聚对苯二甲酸乙二醇酯
聚对苯二甲酸乙二醇酯是通过伴随着低分子量反应产物解离的缩聚反应获得的可结晶的热塑性聚酯。缩聚在此可直接在单体之间进行，或通过中间阶段进行，它随后由酯交换转化，其中酯交换再次伴随低分子量反应产物的解离而进行。采用此方式获得的聚酯基本上是线性的，其中可形成低支链数目。
聚对苯二甲酸乙二醇酯从其单体，二醇组分和二羧酸组分获得，其中二醇组分大部分地由乙二醇(1，2-乙二醇)组成，和二羧酸组分大部分地由对苯二甲酸组成。其它线性、环状或芳族二醇和二羧酸化合物可能作为共聚单体。典型的共聚单体是二甘醇(DEG)，间苯二甲酸(IPA)或1，4-双-羟甲基-环己烷(CHDM)。
聚酯预聚物
在第一步骤中，将聚酯单体在液相中聚合或缩聚成预聚物。通常在连续工艺中制备采用此方式获得的聚酯预聚物熔体。
在此通常首先发生酯化阶段，随后发生预缩聚阶段。在常规聚酯制备工艺中，随后为在高粘度反应器(也称为整理器)中的缩聚阶段。(例如参见：Modern Polyesters，Wiley Series in Polymer Science(现代聚酯，聚合物科学中的Wiley系列)，John Scheirs编辑，J.Wiley & Sons Ltd，2003；第4.2章)。聚酯制备也可以在间歇工艺中进行(例如参见：Modern Polyesters，Wiley Series in Polymer Science，John Scheirs编辑，J.Wiley & Sons Ltd，2003；第4.1章)。
作为替代，可以省略上述在高粘度反应器中的缩聚阶段。这形成聚合度(DP)明显低于在随后固相处理之后的聚酯的聚合度的低粘性聚酯预聚物。低粘性预聚物的聚合度通常低于在固相中后缩合的聚酯的聚合度的60％，特别地低于该聚合度的50％。
另一个替代性选择是，使用已经缩聚的聚酯，它们以其粗产品形式如作为瓶碎料形式，或通过熔融而以均化形式存在。类似地，也可以通过熔融和解聚使已经缩聚的聚酯达到合适的粘度水平。
造粒
聚酯预聚物熔体通常通过造粒而固化，但另选的固化方法也可用于产生固体预聚物粒子，如线料烧结，薄膜切割或研磨冷却件。
在造粒期间，将预聚物熔体转移入确定的模具中并固化。在此将预聚物熔体例如通过含有一个开口或多个开口的模头压挤，和切割或成滴。
模头开口通常是圆的，但也可是另一种轮廓，如狭缝状开口。切割可直接在模头出口进行，或仅在流经处理工段之后才进行。
通过冷却固化预聚物熔体。这可通过使用液体冷却介质(如水，乙二醇)或气态冷却介质(如空气，氮气，水蒸汽)进行，或通过与冷表面的接触进行，其中也可想到冷却介质的组合。
冷却可以在粒子模塑的同时，之前或之后进行。
如果预聚物熔体来自常规聚酯制备工艺，则通常采用造粒工艺，如挤出料造粒，水环造粒，水下造粒或头造粒(也称为热面造粒)。
如果存在低粘性预聚物熔体，则通常使用造粒工艺如成滴，水环造粒，水下造粒或头造粒(也称为热面造粒)。
平均粒度通常为0.4mm-10mm，优选0.7mm-3mm。由粒料的高度、长度和宽度的平均值得出的平均粒料直径的统计平均值适用为平均粒度。
粒料可具有确定的粒料形状，如圆柱形，球形，滴形，似球形，或设计形状，如在EP 0541674中提出的那些，或不规则粒状的产品形状，如从研磨工艺或破碎工艺形成的那些。
可以使用实心粒料或多孔粒料，其例如通过烧结、发泡等获得。
固相缩聚
术语“固相缩聚”用于概括为了在固相中从固化预缩聚物制备高分子量聚酯所必需的全部工艺步骤。这些包括加热，结晶，反应和冷却的步骤。可以包括另外的处理步骤，如采用添加剂的处理。
工艺步骤在适于该步骤的各自设备中进行。然而，多个工艺步骤也可以在一个设备中同时或分多个阶段进行。类似地，多个设备也可用于一个工艺步骤。
单个设备在此通过下降管或输送管线互相连接。在单个设备之间可以布置闸门，如叶轮闸门或交替双滑阀。
根据本发明，将聚酯预聚物″冷″提供到工艺中，如在料仓、容器或小贮藏器中贮存之后存在的状态下提供。这表示将它送到工艺中而不保持显著部分的来自先前工艺阶段的内含热量。因此，将缩聚物预聚物在小于40℃，特别地在-20和25℃之间的环境温度下提供到工艺中。
根据本发明，将聚酯预聚物基本上在无定形状态下，优选在小于10％结晶度下提供到工艺中。
在固相缩聚期间，产物温度升高至少160℃，特别地至少180℃，由此产物温度升高到至少185℃，特别地至少205℃。
由于可以采用升高的物料通过能力增加工艺的能量效率，所以100-800吨/天的物料通过能力是通常出现的，其中甚至更高的物料通过量，或对于特殊的应用，如工业纤维或循环应用，甚至10-100吨的更小物料通过量也可能出现。
尽管当通过彼此上下重叠地布置所有工艺步骤并从一个工艺阶段到下一个工艺阶段由重力作用转移产物得到的能量优点，特别在具有高物料通过能力的装置中有利的是，在工艺过程期间至少一次采用输送装置将缩聚物提升到更高水平的位置，以限制装置的构造高度。
结晶
根据现有技术中已知的方法提升预聚物粒料的结晶度。结晶通常由热力方式进行，由此得到热力学部分结晶的聚酯。也可想像到溶剂诱导的结晶和通过机械拉伸的结晶，但较不合适。
结晶可以分多个阶段，在造粒步骤之前，期间和之后进行。为此目的，预聚物粒料必须在合适的结晶温度下处理。
结晶应到达至少一个结晶度，该结晶度允许在随后的固相缩聚中处理，而不会在那里导致粘附或形成结块。
当作为温度的函数记录在DSC中测量的结晶半衰期(t1/2)时，合适的温度范围是显而易见的。它由温度向上下限制，在该温度下结晶半衰期达到最小结晶半衰期的大约10倍。由于非常短的结晶半衰期(t1/2)难以确定，所以t1/2＝1分钟用作最小值。
在聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下，温度范围为100-220℃，和达到至少20％，优选至少30％的结晶度。
根据本发明，在造粒步骤之后预聚物粒料的温度低于合适的结晶温度。结果是，必须加热预聚物粒料。例如，这可以通过结晶反应器的受热壁，结晶反应器中受热的内置元件，辐射，或通过吹入热工艺气体而完成。
合适的结晶时间从加热产物到结晶温度的时间加上至少在给定温度下结晶半衰期的时间计算，其中优选向加热时间计算加上2-20个半衰期以达到足够的结晶。
为防止结晶中的预聚物粒料粘附，其应相对于彼此保持处于运动状态。例如，这可以使用搅拌器，移动容器或通过暴露于流化气体而完成。
特别合适的结晶反应器是流动床(Fliessbett)或沸腾床(Wirbelbett)结晶器，这是由于这些不倾向于产生粉尘。
在结晶度增加的同时，也从造粒工艺脱除任何残余液体。
如果将工艺气体在结晶工艺中循环使用，则必须向其中掺入足够的新鲜气体或纯化的工艺气体，以防止过度的液体富集。用于固相缩聚的工艺气体也可用于结晶步骤，其中不同的工艺阶段中也可以使用不同的工艺气体。
在本发明的一个实施方案中，将缩聚物在结晶之前加热，这通过使用来自固相缩聚的进一步进程中的步骤的工艺气体流进行。
对于此目的特别合适的是来自冷却缩聚物的步骤的工艺气体流。特别优选是来自在空气下进行的步骤的工艺气体流。
缩聚物要加热到高于50℃，特别地高于75℃的温度Tv，其中Tv优选在Tg-30℃到Tg+30℃的范围中，特别地在Tg到Tg+20℃的范围中，其中Tg表示缩聚物的玻璃化转变温度。
加热可以在所需的任何反应器中进行。优选是其中产物被移动的设备，如搅拌的或移动的反应器，流动床设备或沸腾床设备。
特别优选是可以在不同的气体流经量和mg/mp比例＞2下操作的设备，由此可以通过气体流量调节来自加热步骤的产物排出温度，甚至在来自固相缩聚进一步进程中的步骤的工艺气体流温度的波动下。
加热优选在几分钟到最大一小时内的平均停留时间下进行，但如果Tv不超过多于一小时，特别是20分钟，则也可以在贮存容器中以更长停留时间进行。
缩聚物加热的同时完成聚酯的干燥，条件是它仍然掺杂有水分或另一种挥发性物质。
这使得可以减少随后工艺步骤中的挥发性物质，因此降低相关的工艺气体流的污染度，和因此使得可以减少必须纯化的气体数量。特别地，干燥由造粒产生的湿缩聚物。为此目的，以一定的方式选择工艺气体数量和温度，使得将缩聚物干燥到50ppm水-2000ppm水，特别地200ppm水-1000ppm水的水分含量。
固相缩聚反应
通过伴随着缩聚解离产物的解离的固相缩聚反应，使聚酯粒料的分子量达到更高的聚合度。
如果存在从常规制备工艺获得的预聚物熔体得到的粒料，则聚合度通常升高10％-70％，其中优选是至少0.10dl/g的升高量。
如果存在从低粘性预聚物熔体得到的粒料，则聚合度增加到预聚物的至少1.5倍，特别地至少2倍。
固相缩聚反应根据从现有技术中已知的方法完成，并至少在加热至合适的后缩合温度的步骤期间和在后缩合反应的步骤期间进行。在此使用基本上连续的工艺，其例如在设备如流化床，冲气搅动(Sprudel)床或固定床反应器中，以及在具有搅拌设施的反应器或自移动反应器，如转筒炉中进行。固相缩聚反应可以在常压下，在升高的压力下，或在真空下进行。
根据本发明，来自固相缩聚反应的缩聚解离产物通过工艺气体(载气)脱除。在采用工艺气体的连续工艺中，工艺气体在此以并流，逆流，或交错流方式绕流过缩聚物。载气数量必须足以排出向粒子表面上扩散的反应产物和来自反应步骤的任何污染物，如来自制备工艺的羰基化合物或来自初期使用的杂质。
如果加热步骤通过对工艺气体的暴露而进行，则使用高比气体数量(mg/mp＝2-20，特别地5-13)，其结果是产物的温度基本接近气体温度。
如果加热步骤通过其它能量输入措施进行，例如通过受热的表面，或通过辐射进行，则仍然有利的是让工艺气体流经产物或施加真空。
后缩合反应步骤可以在低比气体数量(mg/mp＝0.1-1.5，特别地0.3-1.0)下进行，其结果是气体温度基本接近产物温度，这使得可以将在低于后缩合温度的温度下的工艺气体输入工艺。
在此，mp是输入到工艺中的所有产品流的质量总和，和mg是输入到工艺的所有气体流的质量总和。
将工艺气体由气体压缩机，如通风机，鼓风机或压缩机而实现循环。
工艺气体可以是空气或惰性气体，如氮气或CO2，以及工艺气体的混合物。惰性气体应当优选包含小于100ppm，特别地小于10ppm氧气，其中如果工艺期间的处理温度足够低，则可想到甚至更高的氧气数量，或可以例如通过燃烧从工艺中脱除氧气。工艺气体可包含添加剂，它们对要处理的产物以反应方式起作用，或被动地沉积到要处理的产物上。
根据本发明，工艺气体是至少部分循环的。
为减少对缩聚反应是不利作用，纯化工艺气体以脱除不希望的产物，特别是来自缩聚反应的解离产物。解离产物如水，乙二醇，甲基二氧戊环或醛(如乙醛)在此应降低到小于100ppm的数值，特别是降低到小于10ppm的数值。为达到平衡，可能必要的是在工艺气体中留下残余数量的反应产物。同时，在纯化期间还脱除其它不期望的产物，如从聚酯转移到工艺气体的杂质。
根据本发明，纯化通过使用现有技术中已知的气体洗涤***进行，其中可以使用其它纯化阶段，如过滤器，除沫器(液滴分离器)，吸附***或冷阱。气体洗涤***采用含水洗涤液体操作，其中可以将其它物质加入水中，如表面活性剂，中和剂或溶剂。洗涤***可以在一个或多个阶段中使用共同洗涤液体或不同洗涤液体操作。气体在此可相对于洗涤液体为并流或逆流方式流动。在此情况下，洗涤液体可以在开放***中仅使用一次，或在半开放或密闭***中在一个回路中循环，或在多个，独立或联合的回路中循环。为改进在气体和洗涤液体之间的交换，可以使用如在现有技术中足够已知的那些装填料。洗涤液体优选是至少部分循环的。其它组件，如泵，过滤器，溢流容器或冷却器，可用于循环***。
用于分离出夹带的小液滴(雾)的***，如除沫器(液滴分离器)可以布置在洗涤***的下游。
为进一步降低离开洗涤工艺的工艺气体的露点，可以使用干燥器，如吸附干燥器。
有利的是在进入吸附干燥器之前将工艺气体冷却到低于15℃，特别地低于10℃的温度。这可以通过使用冷却的洗涤液体，或通过单独的冷却设备，如冷阱完成。
吸附干燥器中吸附水和不被洗涤液体溶解的任何挥发性有机组分，如乙醛或甲醛。优选选择吸附床的并联配置，使得床可以再生，同时另一方在使用。在再生期间，水和所述有机组分被再次解吸附，这如通过再生气体进行。再生可以在开放循环***中，通过将再生气体排气进行，或在密闭循环***中进行。也可想到组合。如果使用密闭再生循环***，则必须从循环***中脱除解吸附的物质。这主要是对于通过冷凝产生的水而进行。有机组分也冷凝到足够的程度，或必须单独被脱除，这例如可通过燃烧进行，或在结合的***中，通过将再生气体排气而进行。
为脱除氧气，可以提供燃烧设备，如催化燃烧设备，在其中与受控计量加入数量的可燃烧物质一起燃烧氧气。
在本发明的一个特别实施方案中设计，洗涤液体随后用于用以后处理使用过的聚酯，如聚酯瓶废料的方法步骤中。
合适的后缩合温度为185℃-240℃的温度范围，其中优选是190-220℃的温度。
合适的后缩合时间为2-100小时，其中由于经济原因优选是6-30小时的停留时间。
作为可选方案，结晶步骤和加热至合适的后缩合温度的步骤可以同时或至少在相同的反应器中进行，其中用于此目的的反应器可以分开成几个加工腔，在其中可以有不同的工艺条件(如温度和停留时间)占支配地位。
比能量输入
比能量输入是相对于加工的产物数量计提供到工艺中的所有热和机械能量的总和。工艺边界是从在第一处理步骤之前进入工艺的产物入口直到在最后处理步骤之后从工艺中引出的产物出口，其中在环境温度，即最大40℃，通常0-25℃下的产物进入工艺。预热产物的任何步骤因此是工艺的组成部分。所述工艺包括其中处理产物的所有方法阶段。工艺也包括用于向产物上的直接或间接能量输入的所有气体流或液体流。
因此，工艺包括方法步骤，其中将产物加热，结晶，搅拌，采用载气或在真空下处理，冷却，移动，混合或输送。
因此，其中由热表面加热产物的方法步骤包括用以加热表面所需的能量。如果由流体加热表面，则考虑用于循环流体和加热流体的能量输入。
因此，其中将产物通过辐射处理，特别地加热的方法步骤包括用于产生辐射，如微波辐射或红外辐射所需的能量。
因此，其中移动产物的方法步骤包括采用其移动产物的能量，如用于搅拌器，闸门或螺杆输送机的驱动，或用于移动处理设备或处理设备的一部分的驱动，如转筒炉或振动筛的移动的驱动。
也考虑用于循环和可能的加热用于移动产物的流体，如用于流化床或冲气搅动床设备或用于气动输送装置的工艺气体的能量输入。
因此，其中将产物采用流体如工艺气体处理的方法步骤包括循环和，如需要，加热流体所需的能量载体。如果将流体循环或至少部分循环，则考虑纯化流体所需的能量输入。
纯化流体要求的能量输入包括例如用于循环洗涤液体，再生吸附设备或操作燃烧装置需要的能量输入。
如果这些不直接释放给产物，则不考虑用于产生和循环能量载体(＝公用设施(Utilities))的能量输入。
能量载体包括电流，冷却水，压缩空气，热载体如蒸气，或热载体油，或工艺气体，如氮气，CO2或特殊气体混合物。
不考虑，例如：
●循环用于间接冷却工艺气体流的冷却水或冰水的能量输入；
●产生冷却水或冰水的能量输入；
●产生用于工艺调控的压缩空气的能量输入；
●用于产生氮气或其它工艺气体的能量输入；
●循环用于间接加热工艺气体流的热载体的能量输入。
●产生或分布电流的能量输入。
也不考虑后处理废水流或洗涤液体的能量输入。
在本发明的一个实施方式中，在10-60吨/天的物料通过能力下的比能量输入小于145kWh/t，特别地小于130kWh/t，或在大于60吨/天的物料通过能力下的比能量输入小于140kWh/t，特别地小于125kWh/t。在本发明的一个特殊的实施方式中，比能量输入小于120kWh/t，特别地80-110kWh/t。
方法
根据图1的实施方案设计，将基本上无定形的缩聚物预聚物连续提供到加热和结晶设备1中，并其后转移到反应空间2。
结晶设备中的处理使用至少部分循环的工艺气体进行，该工艺气体通过加热器H加热。将在反应空间中流经缩聚物的载气提供到在结晶循环***中的工艺气体作为交换气体。结果是，必须将一定数量的工艺气体从结晶循环***导引出，其随后必须被纯化。
将污染的工艺气体为纯化而导引通过采用水作为洗涤液体的气体洗涤器3，随后在干燥器4中干燥和输送回到反应器而不显著加热。
在一个变化方案中设计，将来自反应器的工艺气体和来自结晶循环***的一部分工艺气体彼此混合。将一部分混合的工艺气体纯化，干燥和输送回反应器。
将另一部分混合工艺气体直接或在流经洗涤器之后输送回结晶循环***。
作为可选方案，另外的纯化阶段例如通过使用旋风分离器或过滤器进行。
将洗涤液体在两个密闭***中通过冷却器C1、C2冷却和循环。根据本发明的优选实施方案，污染洗涤液体的溢流可用于后处理缩聚物废料，如PET瓶碎料的方法步骤中。如需要，可以适应性调节洗涤液体的pH值，如中和。其它添加剂，如表面活性剂，可以引入洗涤液体中。
惰性气体用作工艺气体。将惰性气体以足够的程度加入以补偿通过进入惰性气体区域的材料输入管线和惰性气体区域引出的材料排出管线发生的损失，以及补偿任何其它损失点。为最小化惰性气体损失，材料输入和材料排出通过闸门，特别地通过叶轮闸门进行。
作为可选方案，闸门也可以布置在惰性气体区域内部或在惰性气体区域外部的设备之间。
为了最优空间和能量利用，结晶步骤应在反应步骤上方进行，以使得能够通过重力作用实现产物转移。
在另一个可选方案中设计，通过输送装置，如气动输送装置转移缩聚物。
作为可选方案，反应步骤之后可以为冷却步骤5，最优选在空气中进行。来自冷却步骤的工艺气体可用于同样任选的，在结晶步骤之前进行的加热步骤6。
任选使用的阀可用于设定或调节加热步骤的工艺气体数量。
在一个优选的实施方式中，该方法连续进行。
具体实施方式
从如下依据附图对根据本发明的实施例的描述获得本发明的进一步的优点、特征和可能应用，该实施例不视为是限制性的。
实施例1
将再造粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯以入口温度为10℃提供到根据图1由设备1，2，3，4，5，6，H，C1和C2组成的工艺中。物料通过能力为1吨/小时。在结晶器1中，将产物加热到192℃，和结晶度增加35％。在反应器2中，特性粘数从0.72上升到0.84。将连续加热到202℃的9吨/小时氮气在结晶器1的循环***中循环。将连续加热到50℃的0.6吨/小时纯化氮气提供到反应器2中。冷却采用2.5吨/小时空气进行。氮气通过采用受热的工艺气体再生的2-阶段气体洗涤器和吸附干燥器纯化。将5吨/小时或1吨/小时洗涤液体在气体洗涤器中循环。在结晶器1之前，在反应器2之前和在反应器2之后各使用一个闸门(未显示)。
将总计44kWh用于发动机的能量和72kWh用于加热器的能量提供到工艺中，这对应于116kWh/吨的总消耗。
在此将来自设备以及产物和工艺气体管线的热量损失计算在内。将所有的设备绝热以保持它们的表面温度低于50℃。
实施例2
在此实施例中，扩展实施例1的装置以包括在结晶器1和反应器2之间的产物输送装置。结果是，额外消耗6kWh用于输送能量和补偿经过输送工段的热量损失，这对应于122kWh/吨的总消耗。
实施例3
在此实施例中，采用一定的方式操作实施例2的装置以将结晶器1中的产物加热到210℃，由此将特性粘数增加到0.9以上。结果是，额外消耗13kWh用于加热功率，这对应于135kWh/吨的总消耗。
实施例4
在此实施例中，补充实施例1的装置以包括在结晶器1之前的加热设备6，通过其有100％空气流出冷却器，这导致将在结晶器1的入口的产物温度升高到60℃。这导致发动机的能量增加到47kWh，和将用于加热器的能量降低到54kWh，这对应于101kWh/吨的总消耗。

Claims (19)

1.由固化聚酯预聚物通过固相缩聚制备高分子量聚酯的方法，其中将从固相缩聚反应产生的缩聚解离产物借助工艺气体从产物中脱除，随后将工艺气体纯化以脱除缩聚解离产物，并基本上再循环，其特征在于通过含水洗涤液体纯化工艺气体。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在10-60吨/天的物料通过能力下的比能量输入小于145kWh/t，或在大于60吨/天的物料通过能力下的比能量输入小于140kWh/t。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于具有至少一个如下特征：
●该方法连续进行；
●将聚酯预聚物在环境温度下，即在低于40℃下提供到工艺中；
●将聚酯预聚物基本上在无定形状态下提供到工艺中；
●结晶度增加至少20％；
●将产物温度升高到至少185℃；
●将产物温度升高至少160℃；
●在工艺过程期间至少一次通过输送设备将缩聚物提升到更高水平位置；
●工艺气体是惰性气体；
●随后干燥采用含水洗涤液体纯化的工艺气体。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或所述聚酯之一与线性、环状或芳族二醇或者与二羧酸化合物的共聚物，并且聚酯作为新材料、回收料或混合物形式存在。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于被纯化的工艺气体数量与产物数量的比为0.1-1.5。
6.根据权利要求1的方法，具有至少一个用于结晶的步骤和至少一个用于固相缩聚反应(SSP反应)的步骤，其特征在于每个步骤具有分配的工艺气体流。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于工艺气体流互相连通，和将工艺气体纯化以脱除挥发性物质，该挥发性物质在结晶循环中从产物转移到工艺气体。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于包括另外的步骤用于加热、干燥或冷却所述高分子量聚酯产物。
9.根据权利要求1的由固化聚酯预聚物通过固相缩聚制备高分子量聚酯的方法，具有至少一个加热聚酯的步骤，随后的至少一个结晶步骤，至少一个用于固相缩聚反应的步骤和至少一个用于冷却的步骤，其中至少一个加热步骤和另一个步骤在暴露于工艺气体的条件下进行，其特征在于至少一部分来自此另一个步骤的工艺气体用于在结晶之前的加热步骤中加热聚酯。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于来自冷却步骤的工艺气体用于在结晶之前的加热步骤中加热聚酯。
11.根据权利要求6的方法，其特征在于所述方法还包括加热步骤用以加热聚酯到温度Tv，其中Tv高于50℃，并且所述加热步骤在第一结晶步骤之前。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于Tv为Tg-30℃到Tg+30℃，其中Tg表示在DSC中测量的聚酯的玻璃化转变温度。
13.根据权利要求11的方法，其特征在于加热步骤在流化床设备或沸腾床设备中进行。
14.根据权利要求11的方法，其特征在于加热步骤中将缩聚物干燥到50ppm水-2,000ppm水的水分含量。
15.根据权利要求1的方法，其特征在于洗涤液体随后用于后处理已使用过的聚酯的方法步骤中。
16.根据权利要求9-15中任一项的方法，其特征在于比能量输入小于120kWh/t。
17.用于实施根据权利要求1-16中任一项的方法来制备高分子量聚酯的装置，具有至少一个结晶设备(1)和反应设备(2)，它们各自具有产物进入口和产物排出口以及气体进入口和气体排出口，其特征在于反应设备(2)的气体排出口直接或间接地与气体纯化***(3)中的气体进入口连通，和来自气体纯化***(3)的气体排出口与反应设备(2)的气体进入口连通，和气体纯化***(3)含有气体洗涤设备，向该气体洗涤设备中输入含水洗涤液体，以及下游气体干燥设备(4)。
18.用于实施根据权利要求1-16中任一项的方法来制备高分子量聚酯的装置，具有至少一个结晶设备(1)和反应设备(2)，它们各具有产物进入口和产物排出口以及气体进入口和气体排出口，其特征在于反应设备(2)的气体排出口直接或间接地与结晶设备(1)的气体进入口连通，和结晶设备(1)的气体排出口直接或间接地与气体纯化***(3)中的气体进入口连通及来自气体纯化***(3)的气体排出口与反应设备的气体进入口连通，和气体纯化***含有气体洗涤设备，向该气体洗涤设备中输入含水洗涤液体，以及下游气体干燥设备(4)。
19.根据权利要求17的装置，具有至少一个加热设备(6)，随后的结晶设备(1)、反应设备(2)和冷却设备(5)，其中冷却设备(5)和加热设备(6)各具有产物进入口和产物排出口以及气体进入口和气体排出口，其特征在于冷却设备(5)的气体排出口与加热设备(6)的气体进入口连通。
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