Спосіб і пристрій для одержання твердофазних поліконденсованих складних поліефірів

Даний винахід відноситься до пристрою й безперервного або періодичного способу для одержання твердофазних поліконденсованих (високо конденсованих) складних поліефірів при використанні кристалізації з або без наступної твердофазної поліконденсації для виготовлення пляшок, плівок і надміцних технічних ниток. Відомі ароматичні складні поліефіри або складні співполіефіри, зокрема поліетилентерефталат і його співполімери з малими кількостями, наприклад, ізофталевої кислоти, або циклогександиметанолу, полібутилентерефталату, політриметилентерефталату, поліетилентерефталату і його складних співполіефірів, які служать сировиною для волокон, плівок і упаковки, готують так, що складний поліефір, розплавлений на стадії поліконденсації розплаву, приводять у стан середньої кінцевої в'язкості. Середній ступінь поліконденсації, виражений у характеристичній в'язкості (Х.В.), лежить у діапазоні від 0,30дл/г до 0,90дл/г у поліетилентерефталаті та його відповідно низькомодифікованих складних співполіефірах після поліконденсації розплаву. Оскільки виготовлення гранул із Х.В. вищою за 0,65дл/г навряд чи можливе, зокрема, у звичайних автоклавах, а високі в'язкості >0,80дл/г призводять до значного зниження продуктивності в поліконденсації розплаву, і оскільки, більш того, складні поліефіри, використовувані для харчової упаковки, потребують дуже низького вмісту оцтового альдегіду, за поліконденсацією розплаву відомого рівня техніки йшла твердо фазна поліконденсація (ТФП), що призводила до зростання Х.В., загалом, на 0,05-0,4дл/г і до зниження вмісту оцтового альдегіду від приблизно 25-100част. на млн. до величин 190°С. Іншим способом є обробка крихт, що піддаються кристалізації, очищеним несухим азотом з ТФП у протитечії на другій стадії кристалізації, як показано в Європейському патенті ЕР 222714. Описаний тут ефект зниження вмісту оцтового альдегіду навряд чи можна вважати значним. Ці ступені кристалізації призначені для зниження кількості аморфної фази складного поліефіру до такого ступеня, щоб ТФП можна було виконати без будь-якого злипання. Основними розходженнями між характеристикою ТФП і кристалізацією є такі: 1. Терміни перебування матеріалу при обробці у випадку кристалізації є значно коротшими, ніж у ТФП, і складають у середньому 3 години порівняно до 5-40 годин при ТФП, і 2. у випадку кристалізації переважають фізичні процеси, як стає, наприклад, очевидним із зазвичай дуже незначного зростання в Х.В. від 0,01дл/г до 0,02дл/г, тоді як хімічні реакції мають місце у випадку ТФП, як очевидно зі зростання в Х.В., яке звичайно становить від 0,2дл/г до 0,3дл/г. Тому метою даного винаходу є розробка способу одержання твердофазних складних поліефірів, який може бути здійснений легко, і який одночасно сприяє підтримці або поліпшенню, зокрема, стандартів високої якості, що вимагаються від складних поліефірів для упаковки щодо кольору, розподілу молекулярної маси, вмісту оцтового альдегіду, повторного виділення оцтового альдегіду, кількості олігомерів і тенденції до злипання, а також значно знижує утворення відходів і пилу. Відповідно до винаходу ця мета досягається способом одержання складних поліефірів, що включає кристалізацію матеріалу складних поліефірів, який відрізняється тим, що кристалізацію виконують у дві стадії, де одержують на першій стадії частково кристалічний матеріал складного поліефіру, на другій стадії частково кристалічний матеріал складного поліефіру тече при температурах, що підходять для кристалізації, (і) при механічному збуренні і газі в протитечії, (іі) при механічному збуренні і газі в паралельному потоці, й (ііі) без механічного збурення й газі в паралельному потоці. Даний спосіб підходить для одержання гранул частково кристалічних ароматичних складних поліефірів або співполіефірів, одержуваних від однієї або більше дикарбонових кислот або її метилових ефірів, як-от терефталева кислота, ізофталева кислота, нафталіндикарбонова кислота і/або 4,4-бісфенілдикарбонова кислота, й одного або більше діолів, як-от етиленгліколь, пропіленгліколь, 1,4-бутандіол, 1,4циклогександиметанол, неопентилгліколь і/або діетиленгліколь. Ці вихідні сполуки можуть бути оброблені відомим способом, відповідно до безперервного або періодичного способу етерифікації або переетерифікації, при використанні відомих каталізаторів з наступною поліконденсацією розплаву у вакуумі для одержання матеріалу складного поліефіру, краще у вигляді гранул. Гомополімери поліетилентерефталату і співполімери краще використовують із умістом співмономера меншим за 10ваг.%. На першій стадії способу згідно з винаходом одержують частково кристалічний матеріал складного поліефіру. Частково кристалічний матеріал складного поліефіру має ступінь кристалізації приблизно 4048%. Для одержання матеріалу складного поліефіру на першій стадії способу відповідно до винаходу може бути використаний будь-який придатний і частково кристалічний матеріал складного поліефіру. Частково кристалічний матеріал складного поліефіру може бути отриманий кристалізацією матеріалу складного поліефіру, отриманого з поліконденсації розплаву. Краще для одержання матеріалу складного поліефіру на першій стадії способу відповідно до винаходу аморфний матеріал складного поліефіру, одержуваний після поліконденсації розплаву, краще гранулят, обробляють на першій стадії для збільшення ступеня кристалізації від приблизно 40% до приблизно 48% при завихренні за допомогою газового потоку при відповідних температурах і термінах перебування матеріалу при обробці. Кращим температурним діапазоном буде діапазон від приблизно 170°С до приблизно 210°С і кращими значеннями термінів перебування матеріалу при обробці будуть значення, що сягають приблизно 30 хвилин, краще приблизно від 10 хвилин до приблизно 30 хвилин. Кращим газом, використовуваним для завихрення, буде повітря і/або азот. Частково кристалічний матеріал складного поліефіру краще одержують за допомогою реактора із псевдозрідженим прошарком. Зокрема, першу стадію кристалізації виконують у двох зонах, кристалізацію в першій зоні 1 виконують у псевдозрідженому прошарку з характеристиками змішування, й кристалізацію в другій зоні 2 виконують у псевдозрідженому прошарку з керованим потоком гранулята. На Фіг.1 показаний кращий варіант утілення реактора 20 із псевдозрідженим прошарком, за допомогою якого піднімають кристалічність гранулята складного поліефіру до необхідного ступеня, зокрема, до 4048%. Гранулят тут подають за допомогою конвеєрного пристрою 10 у кристалізатор 20 із псевдозрідженим прошарком, який постачено прямокутними поверхнями, що створюють псевдозріджений прошарок, і який має дві зони 30, 50, де кристалізується гранулят при підвищених температурах 170-210°С, і як варіант утілення, при сухому газі й точці роси від 20°С до -50°С. Співвідношення газ/крихти може становити 3-4 в першій зоні і 2-3 у другій зоні при часі перебування матеріалу при обробці 10-30 хвилин. Як показано на Фіг.1, газ можна направити таким чином, що він буде розподілятися над перфорованим листом і проходити в першу зону 30 крізь вікно 40 для впуску газу зі швидкістю газу 3,2-4м/с, а також входити в другу зону 50 через вікно 40' для впуску газу зі швидкістю газу 2,1-2,7м/с (швидкість у вакуумі) й залишати кристалізатор знову через приєднаний випуск 60 для газу у верхній області. Цей спосіб спрямування газу призводить до утворення псевдозрідженого прошарку з характеристиками змішування в першій зоні 30 і до завихрення керованим потоком гранулята в другій зоні 50. Кількість пилу на випуску кристалізатора складає