Спосіб збільшення молекулярної маси з використанням залишкового тепла гранульованого складного поліефіру

 

Винахід відноситься до збільшення молекулярної маси протягом теплової обробки складного поліефіру в поєднанні з використанням прихованої теплоти грануляції. З допомогою знову розробленого способу ВТФ (додаткову поліконденсацію в твердій фазі) можна безпосередньо об'єднувати з грануляцією під водою. Даний спосіб відрізняється від загальноприйнятої додаткової поліконденсації в твердій фазі збільшенням молекулярної маси, можливим без додаткового введення тепла і, отже, здійснюються тільки за допомогою використання присутнього залишкового тепла і тепла кристалізації. Відмітним елементом є поліпшене відділення води і видалення вологи протягом грануляції. Тільки таким способом можливе збільшення в'язкості навіть при використанні дрібного грануляту з середньою масою частинок менше 20 мг.

Досі для установок додаткової поліконденсації в твердій фазі складного поліефіру було звичайним, щоб після відділення води грануляції, ще раз виконували сушку і кристалізацію з допомогою подачі тепла, що постачається для досягнення необхідної температури реакції і для запобігання розкладання шляхом гідролізу.

Складний поліефір зазвичай отримують ве розплаву або обробляють з утворенням грануляту і, таким чином, роблять доступним для додаткової обробки за допомогою екструдера для плавлення. Згідно із застосуванням визначають різні вимоги до якості, головним чином по відношенню до характеристичної в'язкості.

Для додаткової обробки з утворенням пляшок, плівок або промислової пряжі потрібні міцності, більш високі, ніж для промислового синтетичного волокна. Потрібне додаткове збільшення в'язкості можна здійснити шляхом проведення більш тривалої поліконденсації, порівняно з нормальною у разі волокнистих вихідних матеріалів, в самій розплавленої фазі, або при додатковій поліконденсації у твердій фазі. У разі додаткової поліконденсації в твердій фазі гранулят знову сушать і нагрівають і потім піддають поліконденсації в вакуумі або в потоці газу при температурах, що становлять від 200 до 225°C. Вакуум або потік газу потрібні для протікання реакції, щоб випустити виходять побічні продукти (етиленгліколь, воду, а також інші сильно леткі органічні матеріали).

В US 4064112 описано теплове пошкодження, яке раніше виникало протягом конденсації в розплаві при характеристичної в'язкості, составляютного газу в реакторі шахтного типу при приблизно 220°C. Також описують, як потрібно видаляти залишкову воду з грануляції або воду, поглинену складним поліефіром в силу його гігроскопічності. Для цього сушильну установку встановлюють перед додаткової поліконденсацією у твердій фазі. Крім цього, описують, як потрібно уникнути злипання, що виникає протягом нагрівання, шляхом руху протягом кристалізації. US 4064112 також відноситься до видалення сильно летких побічних продуктів при додатковій поліконденсації в твердій фазі (видалення альдегідів).

Приховану теплоту кристалізації описують у EP 1608696. У цьому способі гранулят охолоджують тільки до такої міри, що після видалення охолоджуючої води з допомогою центрифуги з перемішуванням, внутрішню теплоту, що залишається у частці, можна використовувати безпосередньо для кристалізації. Метою є уникнути злипання з допомогою коливного каналу нижче по потоку від центрифуги з перемішуванням. Спосіб служить меті досягнення ступеня кристалізації, необхідної для додаткової обробки. Далі було показано, що не виникає жодного злипання навіть без шару перемішування (пор. DE 10349016 з подальшим DE 102006013062).

На наступній стадії посилення способу в WO 2006/06030 представляють спосіб�ержания ацетальдегіду досягають шляхом майстерного управління способом. В результаті вперше пляшковий гранулят можна було отримувати у промисловому масштабі без додаткової поліконденсації у твердій фазі. Для цього нового так званого способу розплавлення до стану смоли (melt-to-resin process, MTR®) використовували приховану теплоту грануляції. До того ж, внутрішню теплоту, що залишається в грануляту, і теплоту, утворену при кристалізації, використовували безпосередньо для зменшення вмісту ацетальдегіду з допомогою теплової обробки повітрям при 175°C. Після цього не вимагалося збільшення в'язкості.

В US 7674878 описують спосіб з використанням прихованої теплоти грануляції, в якому неслипающийся гранулят роблять доступним для подальшої обробки за регульованим рівні температури шляхом різкого охолодження.

В описаному вище способі MTR® необхідно уникнути обумовленого вологою зменшення в'язкості після центрифуги з перемішуванням. Результат подальшого розвитку особливо відмічений в WO 2009/027064. У ньому представлена покращена центрифуга з перемішуванням, яка відрізняється тангенціальним місцем входу суміші грануляту і води в центрифугу з перемішуванням. Діаметр центрифуги з перемішуванням збільшується у верхній частині. Після основного зневоднює подається по центру повітря. Сухе повітря також проводять протитечією на випускний отвір грануляту і таке сховище, щоб уникнути захоплення вологи в подальшу теплову обробку (видалення альдегідів). Таким чином, можна в широких масштабах уникнути зменшення в'язкості, обумовленого гідролізом.

В US 5292865 описують суттєві елементи способу з поліконденсацією в розплаві і видаленням альдегідів. Особливо відзначають обробку сухим повітрям і виникає в силу цього збільшення в'язкості при температурі від 170 до 185°C при часу обробки від 10 до 12 годин. До того ж, описують спосіб кристалізації з використанням прихованої теплоти, в якому не виникає проблемне злипання інших способів кристалізації. Проте в цьому патенті не описують уявлення терморегульованої кристалізації з використанням прихованої теплоти, яка забезпечує оптимальний діапазон робочих режимів для видалення альдегідів навіть для невеликих часток і яка є вирішальною для промислового використання. Відповідно до цього способу гранулят необхідно лише висушити складним чином, щоб відбулося збільшення в'язкості, яка переважує обумовлене гідролізом зменшення в'язкості.

Однак відомим � при додатковій поліконденсації розплаву

При більш високій характеристичної в'язкості в'язкість розплаву також збільшується в реакторах поліконденсації. Протягом розплаву і, насамперед, освіта поверхні і, отже, вивантаження побічних продуктів стають скрутними. В результаті, необхідно забезпечити більш високі температури або тривалі часи перебування. Отже, активізуються реакції розкладання, які протікають в протилежному напрямку до збільшення в'язкості і призводять до матеріальних збитків.

2. Енергетичні та капітальні витрати при ВТФ

Попередній продукт у формі грануляту необхідно висушити і нагріти. В силу цього продукт кристалізується і необхідно забезпечити складні проміжні стадії з механічним рухом, щоб перешкоджати злипанню частинок грануляту, викликаного протягом кристалізації. Обробка в псевдозріджених шарах призводить до утворення пилу і вимагає відповідних фільтрувальних установок для стабільного функціонування.

3. Термоокислительное пошкодження грануляту протягом ВТФ

Згідно загальноприйнятій досвіду, додаткова поліконденсація в твердій фазі в потоці газу помітно починається тільки від температури пр�дження. При більш низьких температурах (приблизно 160°C) конденсація твердого речовини також може виконуватися з допомогою повітря, відповідно з тривалими часом реакції. Однак щоб уникнути використання великого пристрою за допомогою прискорення реакції, на практиці необхідно діяти при значно більш високих температурах, потім потрібно використання інертного газу у будь-якому випадку: від температури приблизно 190°C кисневий компонент повітря призводить до значних видимим якісним втрат, з іншого боку, інертні гази дороги і їх необхідно повертати назад у спосіб. З цією метою кисень і будь-які виникаючі побічні продукти необхідно видаляти за допомогою складних очисних установок.

4. Зменшення молекулярної маси, обумовлене гідролізом

Складний поліефір є гігроскопічним і поглинає вологу протягом грануляції або під час зберігання в повітряній атмосфері. Тому перед подальшою обробкою матеріал сушать, зазвичай у твердому шарі або в псевдозрідженому шарі або інертним газом. Залишкова волога в грануляту, а також волога в повітрі для сушіння або в циркуляції інертного газу призводить до гідролізу і, отже, уменьш�иваемих в нові пляшки для напоїв

Після використання ПЕТФ пляшки збирають, сортують, миють і подрібнюють на пластівці. Для повторного використання необхідно видалити залишкове забруднення. Для цієї мети матеріал термічно обробляють у вакуумі або інертними газами. Залишкова волога призводить до гідролізу і, отже, зменшенню в'язкості. Для повторного використання цього матеріалу в нових пляшках необхідно знову підвищити в'язкість.

Є проблематичним, особливо у вищезгаданому способі виробництва гранул складного поліефіру, особливо у вже відомому способі кристалізації з використанням прихованої теплоти, що в разі реалізації способу, відомого в рівні техніки, протягом кристалізації гранул завжди можна було спостерігати зменшення до деякої міри характеристичної в'язкості і, отже, молекулярної маси використовуваного складного поліефіру. У разі коли таке зменшення молекулярної маси грануляту складного поліефіру необхідно нейтралізувати, завжди була абсолютно необхідна подальша додаткова поліконденсація у твердій фазі.

Тому метою цього винаходу є розвиток способу кристалізації, відомого в рівні техніки, так, щоб избеи досягають за допомогою ознак пункту 1 формули винаходу, причому в прикладеній формулі винаходу переважні втілення способу щодо винаходу представлені в залежних пунктах.

У винаході запропоновано спосіб отримання неслипающегося грануляту складного поліефіру, в якому

а) сировинний матеріал складного поліефіру у вигляді розплаву видавлюють через випускний отвір, гранулюють у потоці охолоджуючої води і, після проходження через ділянку охолоджуючої води, відокремлюють від потоку охолоджуючої води, і

б) отриманий на стадії а) гранулят піддають, безпосередньо після стадії а), тепловій сушці і подальшій обробці шляхом подачі в гранулят газового потоку, що складається з газу або суміші газів, причому гранулят направляють протягом подальшої обробки через кондиціонуючу пристрій,

причому протягом стадії б) ні використовуваний гранулят, ні подається газ або суміш газів газового потоку не нагрівають за допомогою зовнішньої підведеної енергії.

Спосіб об'єднує спосіб грануляції під водою з тепловою обробкою в газовому потоці та відрізняється поліпшеним відділенням води і видаленням вологи між грануляцією і тепловою обробкою. Після відділення води залишкова волога переважно становить менш як 200 частин на млн ........ потік для відділення води і теплової обробки і теплову обробку переважно застосовують при температурі понад 165°C.

Абсолютно несподівано було встановлено, що протягом виконання способу, запропонованого згідно з пунктом 1 формули винаходу, можна спостерігати безпосереднє збільшення молекулярної маси грануляту складного поліефіру, використовуваного таким чином на стадії б) протягом способу кристалізації. Залишкову теплоту, яка міститься в грануляту складного поліефіру при цьому використовують для того, щоб у той же час виконати додаткову поліконденсацію з одночасною кристалізацією грануляту. Тому отримані гранули складного поліефіру не тільки не злипаються, але також володіють більш високою характеристична в'язкість порівняно з характеристичної в'язкості відповідно до стадії а), тобто грануляції в гарячій воді.

Згідно способу щодо винаходу можна отримати збільшення в'язкості до 0,30 дл/г у порівнянні з використовуваним розплавом згідно способу вимірювання ASTM. При цьому збільшення в'язкості переважно становить, щонайменше, 0,02 дл/р.

За допомогою нового способу можна досягти залишкової вологості і температури реакції, необхідних для додаткової поліконденсації, безпосередньо за допомогою залишкової теплоти. Об'єднання грануляції з використанням скри� «додаткової поліконденсацією з використанням залишкової теплоти» або «тепловою обробкою». Збільшення молекулярної маси при цьому може мати другорядне значення, якщо теплова обробка служить іншим цілям, таким як видалення альдегідів або видалення домішок.

Під використовуваним тут терміном складний поліефір, крім поліетилентерефталату, також мають на увазі відповідні сополімери, при виробництві яких частина мономерів (етиленгліколь та терефталевую кислоту) замінюють іншими двохатомних спиртами або дикарбоновими кислотами.

Щодо винаходу характеристичну в'язкість (ХВ) використовують в якості характеристики молекулярної маси. Чим вище ХВ, тим, отже, більше довгі молекули представлені в більш високій концентрації. Так як в експертному області використовують різні способи вимірювання в'язкості, тут завжди використовують характеристичну в'язкість, виміряну відповідно до способу ASTM (ХВ згідно з ASTM). Тим самим ХВ використовуваного грануляту зазвичай може становити від 0,62 до 0,90, переважно від 0,70 до 0,80.

У разі грануляції під водою гранулят підтримують при високому рівні температури, а саме вище температури склування, за допомогою дуже короткого контакту з водою (різкого охолодження). Воду швидко відокремлюють в центрифузі з перемешивани�инающуюся кристалізацію, не виникає ніякого злипання і гранулят в подальшому можна піддавати тепловій обробці безпосередньо з утворенням продукту, завдяки внутрішній теплоті без додаткової подачі тепла. До того ж, виникає тепло кристалізації сприяє збільшенню температури.

З допомогою знову розробленого способу додаткової поліконденсації з використанням залишкової теплоти стає можливою теплова обробка, в якій можна зменшити або повністю подолати зображені недоліки.

У винаході пропонують, крім збільшення в'язкості, наступні переваги:

- стає можливим для поліконденсації в розплавленої фазі діяти при більш низькій в'язкості на виході. Реакцію можна виконувати при більш низькій температурі. За допомогою цього отримують поліпшення якості шляхом зменшення теплового пошкодження;

- для поліконденсації в розплавленої фазі з більш низькою в'язкістю на виході можливі більш короткі часи перебування. Отже, отримують більш високу вироблення реакторів при такому ж розмірі;

- додаткову поліконденсацію з використанням залишкової теплоти, порівняно з загальноприйнятою ВТФ, можна проводити без допо� невеликими. Матеріальний збиток, обумовлений виділенням пилу, є невеликою;

- додаткову поліконденсацію з використанням залишкової теплоти можна проводити з меншою потоком газу, в порівнянні із загальноприйнятою ВТФ;

- в разі видалення альдегідів можливо додаткове збільшення в'язкості при тих же експлуатаційних та капітальних витратах;

- в разі видалення альдегідів можна досягти кращої якості завдяки поліпшеному управління температурою;

- у разі способу регенерації ПЕТФ пляшок додаткова поліконденсація з використанням залишкової теплоти може сприяти видаленню забруднень. Це потрібно, насамперед, тому, що може компенсувати обумовлене гідролізом зменшення в'язкості, яке є неминучим протягом розплавлення в екструдері;

- у разі способу регенерації ПЕТФ пляшок гарячий і сухий відпрацьоване повітря від теплової обробки можна використовувати для сушіння пластівців перед подачею їх в екструдер. Цю сушку потім можна використовувати навіть для першої стадії для видалення забруднень;

- безперервна сушіння грануляту;

- видалення побічних продуктів;

- видалення забруднень;

- видалення забруднень повторно пе� втрати якості шляхом окисного пошкодження є наступними:

- досягнення високої середньої температури в разі грануляції з використанням прихованої теплоти, навіть для невеликих частинок грануляту, тобто навіть у разі високого відносини поверхні продукту до його об'єму;

- точне регулювання різкого охолодження шляхом налаштування температури води для грануляції і часу контакту грануляту з водою;

- ефективне відділення поверхневої води, яка залишається на частинках, і видалення получающегося водяної пари;

- подача дуже сухого повітря для теплової обробки.

Тепер у винаході описують, як поєднання грануляції з використанням прихованої теплоти з тепловою обробкою газом забезпечує гранулят, який має істотно більш високу в'язкість, ніж розплав. Спосіб додаткової поліконденсації з використанням залишкової теплоти заснований на поліпшеному відділенні води і сушці в способі грануляції з використанням прихованої теплоти. Уникають охолодження та температурних змін, обумовлених неконтрольованим випаровуванням води після осушувача.

Активно запобігають гідроліз. Без подачі тепла та використання внутрішньої теплоти і теплоти кристалізації теплову обробку можна точно виконувати при вибраному рівні ті�вання.

У кращому втіленні способу винаходу забезпечують те, що газ або газову суміш вибирають із групи, що складається з азоту, повітря, інертних газів та/або їх сумішей.

Газ або газова суміш, використовувана по винаходу, яку одержують на стадії б), переважно має дуже низький вміст води перед приміщенням в кондиціонуючу пристрій, тобто є дуже сухий. Вміст води можна виразити за допомогою температури роси, яка в бажаних втіленнях становить ≤0°C, переважно ≤-10°C, особливо переважно ≤-40°C. Додатково бажано, щоб використовуваний газ та/або газова суміш не містив органічних сполук, таких, наприклад, як розчинники і т. п. Тут під виразом «не містить» розуміють зміст, який більше не виявляється аналітично (наприклад, ≤0,1 частини млн). Для цієї мети газ та/або газову суміш можна очистити від органічних сполук, наприклад, з допомогою газопереробної установки і висушити при температурі роси, що становить менше -10°C.

Газовий потік переважно випускають на стадії б) при швидкості в порожньому трубопроводі, що становить від 0,01 до 0,5 м/с, переважно від 0,05 до 0,15 м/с. Скоростройства впливу потоку газу і визначення швидкості течії цього газового потоку (швидкість в порожньому трубопроводі).

При цьому бажані кількості газу, що випускаються в кондиціонуючу пристрій, складають від 0,05 до 1 кг, переважно від 0,1 до 0,5 кг газової суміші на кг використовуваного грануляту. Це кількість газу переважно випускають протягом години. Також можливо проводити газ протитечією в масовому відношенні, становить від 1:10 до 1:1 до грануляту.

При цьому відокремлений від грануляту нагрітий потік газу роторного пристрою можна переважно використовувати для наступних цілей:

- видалення вологи з газу, що використовується для теплової обробки;

- сушка переробляються пластівців;

- транспортування грануляту;

- видалення сильно летких побічних продуктів, таких як ацетальдегід, з відпрацьованої води установки поліконденсації.

Для цієї мети можна використовувати весь газовий потік, а також тільки частина газового потоку.

В ще більш зручною втіленні час перебування грануляту на стадії б) становить від 1 до 30 годин, переважно від 4 до 20 годин, ще більш переважно від 6 до 14 годин, особливо переважно від 8 до 12 годин.

Зокрема, особливо бажані збільшення характеристичної в'язкості отримують, якщо на стад0 мг, особливо переважно від 10 до 16 мг.

Кращі часи перебування грануляту в охолоджувальному ділянці на стадії а) складають від 0,1 до 2 секунд, переважно від 0,2 до 0,8 секунд.

Швидкість води в охолоджувальному ділянці між грануляцією і центрифугою з перемішуванням переважно становить більше 4 м/с, ще більш переважно від 8 до 12 м/с.

При цьому температури всередині грануляту складного поліефіру, що випускається в кондиціонуючу пристрій, повинні бути достатньо високими, щоб нитки складного поліефіру могли реагувати один з одним протягом подальшої поліконденсації так, щоб можна було досягти спостерігається збільшення молекулярної маси або характеристичної в'язкості. Переважно температура всередині готового грануляту набагато вище температури склування використовуваного матеріалу складного поліефіру. Особливо бажані температури шару грануляту складають від 175 до 220°C, ще більш переважно від 175 до 195°с, особливо переважно від 180 до 190°C.

При цьому температуру грануляту можна настроїти, наприклад, шляхом відповідного вибору, щонайменше, одного або поєднання кількох з наступних параметрів спосіб� охолоджувальному ділянці, причому час контакту становить менше 1 секунди, переважно менше 0,5 секунди;

- час контакту між гранулятом і охолоджувальною водою в центрифузі з перемішуванням, заданий діаметром ротора і швидкістю обертання центрифуги з перемішуванням, причому час контакту становить менше 1 секунди, переважно менше 0,5 секунди;

- температура охолоджуючої води, причому налаштовують температуру від 40 до 98°C, переважно від 75 і 90°C;

- кількість повітря, яке визначається розміром і швидкістю обертання всмоктуючого вентилятора;

- розмір грануляту, причому вибирають середній розмір частинок, що становить менше 20 мг, переважно від 8 до 16 мг. Для цієї мети відповідним чином координують масовий витрата розплаву, кількість лопатей грануляції, кількість випускних отворів і швидкість обертання ріжучого ротора.

Крім цього, перевагою є, якщо між стадією а) і б) воду, зчеплену з гранулятом, видаляють за допомогою центрифуги шляхом віджиму на центрифузі. Використовувана центрифуга може мати форму, наприклад, у вигляді центрифуги з перемішуванням, причому особливо переважно, якщо центрифугу з перемішуванням можна відокремити від газової системи для технічного�ють шляхом тангенціального введення в центрифугу з перемішуванням для швидкого відділення води з допомогою відцентрової сили.

Щоб виділити полімерні елементи занадто великого розміру з грануляту, переважно забезпечують закриту камеру з перегородками до входу в центрифугу з перемішуванням з часом перебування менше 0,5 сек. Частину води можна відокремити до центрифуги з перемішуванням через отвори в охолоджувальному ділянці.

Діаметр центрифуги з перемішуванням переважно збільшується до верхньої частини конічним або ступінчастим чином, щоб збільшити відцентрові сили для віджимання на центрифузі залишкової води. Гарячий газ з теплової обробки подають в центрифугу з перемішуванням переважно через вихідну шахту протитечією до грануляту. До того ж, гарячий газ з теплової обробки можна подавати у внутрішній простір порожнього тіла мішалки (центрифуги з перемішуванням). Подається газ і виходить пар, а також краплі, можна витягати за допомогою витяжного вентилятора через сито центрифуги. Переважно трубопровід відпрацьованого повітря обладнаний конденсатором. Витягнуту таким чином воду грануляції направляють назад в циркуляцію води грануляції.

Особливо переважно, зокрема, з енергетичної точки зору, якщо газову суміш відокремлюють від грануляту Ђ охолоджуючої води на стадії а). В цьому втіленні, наприклад, повітря при кімнатній температурі можна випускати в кондиціонуючу пристрій (стадія б) і проводити протитечією проти напрямку пропускання грануляту через кондиціонуючу пристрій. При цьому потік повітря безперервно нагрівається. Отже, це повітря можна використовувати для виділення грануляту складного поліефіру з центрифуги без потреби в попередньому нагріванні.

Також можливо, що після того, як газова суміш була подана у гранулят, її відокремлюють від грануляту і використовують для відділення та/або попереднього сушіння грануляту, який відокремили від охолоджуючої води на стадії а).

Використовується на стадії а) сировинний матеріал складного поліефіру, можна отримати, наприклад, шляхом попередньої реакції поліконденсації, щонайменше, одного двоатомних спирту, щонайменше, з однієї дикарбоновой кислотою або шляхом реакції переетерифікації, щонайменше, одного складного диэфира дикарбоновой кислоти, щонайменше, з одним двохатомних спиртом. Спосіб відповідно до цього втілення відноситься до особливо кращого способу для, наприклад, безперервного отримання грануляту складного поліефіру з високою характеристичної �фіра, наприклад, у формі грануляту та/або пластівців подають з допомогою розплавлення в спосіб за винаходом. Це розплавлення можна здійснити, наприклад, за допомогою екструдера.

Використовується полімер можна отримати безпосередньо в установці поліконденсації або розплавити в екструдері, і цей полімер, зокрема, відноситься до одного з наступних пластичних матеріалів або їх сумішей:

- поліетилентерефталат,

- поліетилентерефталат, модифікований дикарбоновими кислотами або двохатомних спиртами,

- відходи, зібрані після використання, або відходи від промислових підприємств, які обробляють для використання в нових продуктах.

Отриманий по винаходу гранулят можна виділити в якості кінцевого продукту і, наприклад, зберегти. Але також можливо подати отриманий по винаходу гранулят у відповідності з тепловою обробкою щодо винаходу у гарячому стані для подальшої обробки в екструдері з розплавленням і, наприклад, для його подальшої обробки в способі формування, такому, наприклад, як спосіб литтєвого формування, спосіб плівкового литтєвого формування або глибока витяжка з утворенням відповідних формованих виробів. Зокрема, грбутилок,

- плівки або фольга,

- синтетичні волокна.

Далі даний винахід додатково більш докладно описано з посиланням на додані креслення і відповідні втілення, однак винахід не обмежена представленими конкретними параметрами.

На Фіг.1 представлений спосіб додаткової поліконденсації з використанням залишкової теплоти, в якому висушений навколишній повітря направляють протитечією в гранулят. Завдяки поліпшеному відділенню води і регульованим управління температурою спосіб забезпечує збільшення в'язкості, зазвичай становить 0,05 дл/г згідно з ASTM. У даній реалізації додаткову поліконденсацію з використанням залишкової теплоти використовують для видалення альдегідів повітрям. Отже, температуру можна налаштувати без втрати якості близько до граничної температури окисного пошкодження полімеру. Крім збільшення в'язкості, також досягають низького вмісту ацетальдегіду (АА) для отриманого за допомогою даного способу пляшкового грануляту в представленому тут покращеному способі MTR®.

Представлений на Фіг.1 спосіб складається з наступних основних складових елементів.

(1) Грануляція під водою: що�ходячи кількість випускних отворів. Необхідну кількість лопатей мелють над пластиною з випускними отворами (SC1) зі швидкістю обертання, яку регулюють пропорційно кількості розплаву, і, таким чином, отримують гранулят у формі кулі з певною середньою масою частинок. Низька маса частинок з великим відношенням поверхні продукту до маси є переважною, так як в результаті видалення альдегідів зростає в'язкість або, якщо це необхідно, видалення забруднень відбувається швидше. Однак для невеликих частинок на спосіб накладають більш високі вимоги, щоб досягти високої і постійної температури, необхідної при тепловій обробці. Також у разі невеликого грануляту більш важко уникнути захоплення вологи.

(2) Циркуляція охолоджуючої води: регулюють кількість води для грануляції, що приводиться в рух циркуляційним насосом (2), щоб налаштувати необхідну час перебування і, отже, охолодження розплаву в охолоджувальному ділянці (4): чим довший час перебування, тим менше залишкової теплоти в частці, охолоджуваною від зовнішньої поверхні до внутрішньої поверхні.

(3) Налаштування температури води для грануляції: крім часу перебування в охолоджувальному ділянці, температура води, регулиифуга з перемішуванням → видалення води: крім часу перебування і температури в охолоджувальному ділянці, залишається час контакту води і частинки грануляту в центрифузі (5) з перемішуванням є критичним для залишкової теплоти, яка залишається у частці грануляту. Щоб забезпечити високий вміст залишкової теплоти для необхідної невеликої частки грануляту, необхідно дуже швидке відділення води від частинки. Це здійснюють за допомогою тангенціального введення в центрифугу при високій швидкості, щоб забезпечити віджимання на центрифузі води без закручування потоку і без втрати часу безпосередньо на вході в ротор. За допомогою регульованої швидкості обертання ротора (SC5) можна оптимально налаштувати час контакту грануляту і води центрифузі.

(5) Центрифуга з перемішуванням → додаткова поліконденсація: залишкова вода, зчеплена з часткою, впливає на додаткове (небажане) охолодження за додатковою поліконденсації. Тому діаметр центрифуги з перемішуванням, як описано в патентній заявці DE 102007040135.5, вибирають так, щоб він був більше у верхній області для збільшення відцентрової сили.

(16) Відкачування: дрібні крапельки і водяна пара видаляють настільки швидко, наскільки можливо, з допомогою витяжного вентилятора (16) через сито центрифуги, заподія�ой обробки (12).

(6), (12) Проведення газу: газовий потік з теплової обробки поділяють так, щоб не перешкоджати потоку грануляту. Частина проходить через шахту (6) грануляції на вихід центрифуги (5) з перемішуванням. Це служить поверненню залишається залишкової вологи, яка призначена для випаровування ще між центрифугою і тепловою обробкою. Крім цього, окремий потік (12) проводять безпосередньо в центр центрифуги (5), щоб сприяти вилученню (16) парів.

(7) Теплова обробка: температура теплової обробки задана залишкової теплотою в грануляту і теплотою кристалізації. У підсумку: залишкову теплоту можна регулювати (TC1) з допомогою наступних параметрів способу, узятих окремо або в поєднанні один з одним:

- маса грануляту, поділена на кількість (FC1) розплаву і швидкість обертання (SC1) гранулятора;

- час контакту води і грануляту, поділена на кількість (FC2) води і швидкість плавання в охолоджувальному ділянці (4), а також швидкість обертання центрифуги (SC5) з перемішуванням;

- температура (TC3) води для грануляції;

- витяг (SC7) з допомогою газових потоків (6) і (12).

З допомогою вентилятора (11) повітря проводять з дна до верхньої частини через шар грануляту, який тече згори вн�ві продукти, такі як вода, етиленгліколь, ацетальдегід і т. п. При температурі переважно більше 175°C це призводить до збільшення в'язкості і зменшення вмісту АА, тобто до додаткової поліконденсації у твердій фазі. Із збільшенням температури (TC1) як збільшення в'язкості, так і зменшення АА стають більше в одиницю часу. Щоб уникнути втрат, обумовлених окисним пошкодженням, процес необхідно змінити на застосування інертних газів з температурою від приблизно 185 до 195°C (схема 3b). У той же час видалення забруднень з грануляту, тобто видалення альдегідів з грануляту, відбувається так, щоб отриманий продукт мав одночасно збільшену в'язкість і низький вміст ацетальдегіду (наприклад, <1 частини млн, переважно <0,5 частини млн).

Видалення вологи з повітря: у разі теплової обробки навколишнім повітрям його необхідно фільтрувати (9). Видалення вологи з повітря при температурі нижче -10°C необхідно, щоб запобігти зменшення в'язкості шляхом гідролізу. Для збільшення в'язкості необхідно вибрати температури роси нижче -40°C (TC10).

(8) Додаткова обробка: гранулят можна охолодити в охолоджувачі, який об'єднаний з баштовим сховищем Однак складний поліефір є гігроскопічним і знову поглинає вологу протягом транспортування. Тому пряма додаткова обробка без охолодження є більш ефективною по відношенню до енергії: в цьому випадку гранулят не може поглинати вологу і тому також не піддається гідролізу. Таким чином, це робить можливим те, що гранулят можна знову безпосередньо розплавити в екструдері при високих температурах без зменшення в'язкості і, отже, уникнути іншої додаткової необхідної сушіння перед розплавленням.

(13) Використання тепла відпрацьованого газу: виходить з теплової обробки газ є гарячим і сухим. Тому можна використовувати потік відпрацьованого газу, не потрібний для дії центрифуги з перемішуванням. Випадками звичайного застосування є:

- витяг тепла протягом видалення вологи (10) з повітря (відновлення);

- використання в якості транспортуючого повітря для пневматичної перенесення тепла;

- сушіння грануляту або переробляються пластівців.

На Фіг.2 представлений спосіб додаткової поліконденсації з використанням залишкової теплоти, в якому інертний газ проводять протитечією в гранулят. Можна діяти при більш високій температурі (TC1), так як запобігають окисне розкладання. В цьому т�до і додаткової поліконденсації у твердій фазі. Щоб уникнути збагачення органічним матеріалом, в цьому циклі крім видалення вологи (10) необхідно обладнати газоочистную установку (17), наприклад, у формі каталітичного горіння.

Опис в основному ідентично тепловій обробці навколишнім повітрям, представленої на Фіг.1.

Наступні елементи є новими.

(5) Відсікання центрифуги з перемішуванням: відсікаючі пристрої включені в трубопроводи (6) і (12) подачі газу і екстрактор (16). Таким чином, можна зменшити втрату дорого інертного газу в разі зупинки центрифуги з перемішуванням.

(12) Подача азоту: щоб після припинення центрифуги з перемішуванням зберегти надходження повітря мінімальним, передбачена промивка азотом.

(13) Очищення газу: органічні побічні продукти, що походять з додатковою поліконденсації з використанням залишкової теплоти, видаляють з циркуляції. Тут також можлива безпосередня додаткова обробка гарячого грануляту в екструдері з розплавленням або охолодження з проміжним зберіганням і транспортуванням.

Приклади

Наведені тут величини показують вимірювання лабораторних випробувань, в яких порівнюють напрямок збільшення вязкоровнях температури. Проміжний продукт охолоджували до умов навколишнього середовища.

Таблиця 1
Теплова обробка повітрям
ЧасТемпература шару гранулятуААВ'язкістьКольоровий порошокКольоровий гранулят
годину°Cчастин на млнХВLbLb
0160 пор. приклад23,60,79391,22,679,82,2
120,80,78391,92,480,423,60,79391,22,679,82,2
120,80,77992,02,480,41,9
018023,60,79391,22,679,82,2
120,50,81392,92,282,12,7
019023,60,79391,22,679,82,2
120,30,82093,220023,60,79391,22,679,82,2
120,20,88493,32,882,53,9

Таблиця 2
Теплова обробка N2
ЧасТемпература шару гранулятуААВ'язкістьКольоровий порошокКольоровий гранулят
годину°Cчастин на млнХВLbLb
018023,61,9
120,80,85091,02,580,42,5
019023,60,79392,01,981,21,9
120,60,90591,22,782,63,4
020023,60,79392,01,981,21,9
120,40,99990,92,882,82,8

Теплову обробку здійснювали в періодичному способі го�лнительной поліконденсації з використанням залишкової теплоти, представлені в наступній таблиці.

Таблиця 3
Теплова обробка повітрям
ЧасТемпература шару гранулятуААВ'язкістьКольоровий гранулят
годину°Cчастин на млнХВLаb
0182,215,50,76182,1-1,8-1,9
121,00,80785,8-1,4-0,7
0183,616,60,74581,9 pan="1">1,00,80086,0-1,5-0,5
0183,917,70,75281,6-1,8-1,5
120,70,80385,7-1,3-0,4
0184,018,40,75180,0-1,6-5,4
120,50,80482,5-1,1-3,3
0186,015,90,79577,9-1,2-3,7
12-2,5

З допомогою цих вимірювань визначали наступні додаткові вимірювання величини:

Середня маса грануляту16 мг
Час перебування в охолоджувальному ділянці0,3 сек
Вхідна температура води для грануляції72°C
Температура роси повітря на вході в теплову обробку-40°C
Температура роси повітря на виході з теплової обробки<-5°C
Залишковий зволоження, виміряне на сировинному грануляту
після центрифуги з перемішуванням180 частин млн

Зразок, узятий безпосередньо з потоку гарячого грануляту на виході центрифуги з перемішуванням, необхідно закрити і охолодити без зволікання, так як в іншому випадку додаткова поліконденсація спотворить величини вимірювання.

Порівняльні вимірювання залишкового уЃра роси повітря на виході теплової обробки становить вище 0°C. Отже, на першій годині теплової обробки відбувається додаткова сушіння, і характеристична в'язкість зменшується через гідролізу на величину, що становить від 0,01 до 0,03 г/дл.

1. Спосіб безпосереднього збільшення молекулярної маси з використанням залишкової теплоти протягом одержання неслипающегося грануляту складного поліефіру, в якому
а) сировинний матеріал складного поліефіру у вигляді розплаву видавлюють через випускний отвір, гранулюють у потоці охолоджуючої води і, після проходження через ділянку охолоджуючої води, відокремлюють від потоку охолоджуючої води та
б) отриманий на стадії а) шар грануляту піддають, безпосередньо після стадії а), тепловій сушці і подальшій обробці шляхом подачі в шар грануляту газового потоку, що складається з газу або суміші газів,
відрізняється тим, що протягом стадії б) ні використовуваний гранулят, ні подається газ або суміш газів газового потоку не нагрівають за допомогою зовнішньої підведеної енергії, газовий потік проводять протитечією до напрямку проведення грануляту в кондиционирующем пристрої і середню температуру шару грануляту перед входом на стадію б) встановлюють на рівні, що становить більше 170°C.

2. Способи�азов та/або їх сумішей.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газ або газова суміш перед подачею має температуру роси ≤0°C, переважно ≤-10°C, особливо переважно ≤-40°C.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що
а) швидкість газового потоку на стадії б) становить від 0,01 до 0,5 м/с, переважно від 0,05 до 0,15 м/с, і/або
б) від 0,05 до 1 кг, переважно від 0,1 до 0,5 кг газової суміші на кг використовуваного грануляту використовують для подачі на стадії б).

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що час перебування грануляту на стадії б) становить від 1 до 30 годин, переважно від 4 до 20 годин, більш переважно від 6 до 14 годин, особливо переважно від 8 до 12 годин.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що гранулят, одержуваний на стадії а), гранулюють до середньої маси частинок, що становить від 5 до 30 мг, переважно від 8 до 20 мг, особливо переважно від 10 до 16 мг.

7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що час перебування грануляту в охолоджувальному ділянці на стадії а) становить від 0,1 до 2 сек, переважно від 0,2 до 0,8 сек.

8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що середню температуру шару грануляту перед вступом на стадію б) налаштовують на рівні температур, складових від 175 до 220°C, предпочтитель�а на стадії а) має температуру від 40 до 98°C, переважно від 75 до 90°C.

10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що між стадією а) і стадією б) зчеплену з гранулятом воду видаляють за допомогою центрифуги шляхом віджиму води на центрифузі.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газову суміш відокремлюють від грануляту після подачі в гранулят і використовують для відділення та/або попереднього сушіння грануляту, який був відокремлений від охолоджуючої води на стадії а).

12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газовий потік, відокремлений на стадії б), поділяють на два окремих потоку, причому один окремий потік контактує в протитоку з гранулятом, проведеному зі стадії а) на стадії б), і другий окремий потік проводять у центрифугу, яку використовують для відділення грануляту від охолоджуючої води на стадії а).

13. Спосіб за будь-яким із пп.1-12, відрізняється тим, що сировинний матеріал складного поліефіру, що використовується на стадії а), отримують шляхом попередньої реакції поліконденсації, щонайменше, одного двоатомних спирту, щонайменше, з однієї дикарбоновой кислотою, або шляхом реакції переетерифікації, щонайменше, одного складного диэфира дикарбоновой кислоти, щонайменше, з одним двохатомних спиртом, або шляхом розплавлення сирьев�

 

Схожі патенти:

Гранули пінополістиролу з зміцнюючої оболонкою і спосіб їх виготовлення

Винахід відноситься до ливарно-металургійного виробництва, зокрема до отримання пористих литих заготовок (відливок, злитків) з металів і сплавів з невисокою температурою плавлення і легкоплавких металів і сплавів, що використовуються для виготовлення деталей в машинобудуванні та інших галузях промисловості. Гранули пінополістиролу з зміцнюючої оболонкою складаються з поверхневої плівки, що містить усередині клітинки, наповнені изопентаном і повітрям, покриті зовнішньої функціональною оболонкою, містить один, або два, або три шари. Кожен шар містить сполучна складу, мас.%: рідке скло - 50, вода - 49, поверхнево-активна речовина - 1, і добавку дисперсного металевого порошку, вибраного з алюмінієвого, магнієвого, цинкового, свинцевого порошку, або порошку вогнетривкого матеріалу, вибраного з глинозему, магнезиту, кремнезему з розмірами частинок не більше 100 мкм. Описаний спосіб виготовлення гранул пінополістиролу з зміцнюючої оболонкою, полягає в тому, що покриття формують у вигляді шаруватої оболонки, що містить один або два, або три шари, шляхом нанесення на гранули жидкостекольного сполучного з добавкою поверхнево-активної речовини пульверизацією і дисподдоне з подальшою сушкою в потоці підігрітого до 70°С повітря протягом 10 хв, а потім охолодження для скріплення частинок порошку між собою та отримання зміцнюючої оболонки. Технічний результат - можливість використання гранул пінополістиролу з зміцнюючої оболонкою, виготовлених запропонованим способом, як пороутворювачів при отриманні пористих литих заготовок вакуумної просоченням з металів і сплавів з невисокою температурою плавлення і легкоплавких металів і сплавів. 2 н. п. ф-ли, 1 табл., 12 іл.

Спосіб кристалізації кристаллизуемих полімерів з високою схильністю до склеювання

Винахід відноситься до способу отримання частково кристалізованого полімеру

Спосіб одержання гранул складного поліефіру з низьким ступенем гідролізу з високов'язких розплавів складного поліефіру і пристрій для одержання гранул складного поліефіру

Винахід відноситься до способу прямого одержання грануляту поліетилентерефталату з низьким ступенем гідролізу з високов'язкого розплаву поліетилентерефталату та пристрій для прямого отримання грануляту поліетилентерефталату з низьким ступенем гідролізу

Спосіб і апарат для кристалізації полімерних частинок

Винахід відноситься до апарату для отримання твердих закристаллизованних полімерних частинок

Спосіб отримання гранульованої модифікованої сажі, сажа для термопластичних полімерів і полімерні композиції на її основі

Винахід відноситься до гранульованої модифікованої сажі, легко диспергируемой в термопластичні полімери і володіє підвищеною захисною активністю від впливу ультрафіолетового опромінення, до способу її отримання і до полімерних композицій на її основі

Спосіб термічної обробки поліефірних гранул для отримання часткової кристалізації

Винахід відноситься до способу термічної обробки поліефірних гранул для отримання часткової кристалізації, причому розплав поліефіру подається в систему підводного грануляції і гранулюється, отриманий гранулят завантажується на невеликій відстані від системи підводного грануляції в пристрій поділу вода/тверда фаза, потім висушений гранулят без підведення зовнішньої енергії або тепла при температурі грануляту вище 100°С подається на установку обробки, та підводиться для часткової кристалізації термічна обробка здійснюється за рахунок наявного в грануляту власного тепла, причому установка для обробки виконана як реактор, орієнтований щонайменше похило, в який подається гранулят при температурі вище 100°З, проходить через нього від точки завантаження до місця розвантаження під дією власної ваги й залишає його при температурі вище 130°З
Up!