PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION DE POLIESTERES.

Procedimiento para la preparación continua y discontinua de poliésteres termoplásticos,

en el que un producto de transesterificación o de esterificación se conduce bajo una presión reducida desde arriba hacia abajo a través de una columna, caracterizado porque esta columna se compone de varios tramos con unos empaquetamientos estructurados y porque cada tramo está provisto de un dispositivo distribuidor de líquidos, de un sistema de evacuación de vapores y, junto al fondo, de un sistema de evacuación de productos

Procedimiento para la preparación de poliésteres.

El presente invento se refiere a un procedimiento para la preparación de poliésteres termoplásticos.

Se conocen unos procedimientos para la preparación de poliésteres termoplásticos, en particular de poliésteres de alto peso molecular destinados a la producción de fibras, láminas, botellas y de materiales para envasar. Como compuestos de partida se emplean unos ácidos dicarboxílicos o sus ésteres y unos alcoholes bifuncionales, que se pueden hacer reaccionar en una masa fundida. En la primera etapa de reacción, éstos son esterificados o transesterificados para formar monoésteres, diésteres u oligoésteres. La siguiente etapa del procedimiento es una condensación previa o una policondensación previa, en la que, bajo una presión reducida, mediando separación de productos de condensación, tales como agua y un alcohol, se constituyen unas cadenas más largas. La viscosidad de la masa fundida aumenta progresivamente a lo largo de esta etapa del procedimiento. A esta etapa del procedimiento le sigue una policondensación, en la que, bajo una presión grandemente reducida (un vacío), se efectúa una constitución adicional de las cadenas, con un manifiesto aumento de la viscosidad. Tanto en la condensación previa como también en la policondensación, es importante que los resultantes productos de bajo peso molecular de la condensación y los monómeros que se ponen en libertad, sean eliminados del modo más rápido que sea posible desde la mezcla de reacción, es decir que lleguen rápidamente desde la fase líquida a la fase gaseosa. Esto se puede conseguir, en dependencia de la viscosidad, fundamentalmente mediante agitación y/o por medio de un aumento deliberado del tamaño de la superficie, mediando simultánea disminución de la presión, hasta llegar al vacío. Así, p.ej. para la etapa de condensación previa, en la que siguen resultando todavía considerables cantidades de materiales condensados, se emplean predominantemente unos recipientes con sistemas de agitación, puesto que la viscosidad es todavía relativamente pequeña, por medio de los productos de bajo peso molecular que se desprenden en forma gaseosa, se efectúa una mezcladura a fondo adicional, y los recipientes con sistemas de agitación también se cuentan entre los equipos clásicos para una depresión. A pesar de todo, no han faltado intentos de reemplazar al recipiente con sistema de agitación por otros dispositivos, con el fin de evitar las desventajas de éste, tales como unos caminos más largos de difusión, como consecuencia de la desfavorable relación entre el área de superficie y el volumen, el peligro de espacios muertos (inactivos) y unos irregulares períodos de tiempo de permanencia, es decir un espectro más amplio de períodos de tiempo de permanencia, y con el fin de excluir unas potenciales fuentes de perturbaciones, tales como p.ej. unas juntas de estanqueidad del árbol de agitación.

El documento de patente europea EP 918 describe un procedimiento para realizar la policondensación de poliésteres en una capa delgada. Allí, un producto de condensación previa se calienta a 270-340ºC en un intercambiador de calor, con el fin de obtener una capa delgada con una correspondiente difusión, y se policondensa bajo vacío (a 1,33 mbar) en un modo de trabajo adiabático, disminuyéndose continuamente la temperatura en 30-50ºC. Para la realización de unas capas delgadas se proponen unos tubos con construcciones internas, tales como superficies inclinadas calentadas, o tubos calentados con diferentes diámetros. Son desventajosos el alto gasto en regulación para el calentamiento de los tubos, a fin de mantener el exigido gradiente de temperaturas, el hecho de garantizar la prevista formación de películas en todos los sitios, y la posibilidad de la formación de espacios muertos. Además, no se dice nada de cómo se mantendrían las condiciones en el caso de unas fluctuaciones en la producción.

En el documento EP 123.377, para la policondensación se produce una gran superficie específica, mediante el recurso de que un material condensado previo se atomiza en un reactor de evaporación. Esto conduce a una policondensación en fase sólida, siendo el producto, que ha resultado de esta manera, inmediatamente inyectado para la elaboración ulterior en una extrusora. Este procedimiento, que está concebido predominantemente para la preparación de poliamidas, fue propuesto también para procesos de preparación de poliésteres, sin respaldarlo por medio de Ejemplos, y no se sabe nada acerca de un tal empleo.

El documento de patente de los EE.UU. US 2.727.882 describe una columna de platos para la etapa de condensación previa del proceso de preparación de poli(tereftalatos de etileno), con unas aberturas de paso estructuradas de una manera especial, en las que el producto procedente de la etapa de transesterificación se conduce desde abajo hacia arriba y, mediando una simultánea elevación de la temperatura, se disminuye la presión desde un plato a otro plato. La presión inicial está situada en aproximadamente 30-130 mbar, la presión final junto a la cabeza de la columna está situada en 13 mbar, y la elevación de la temperatura está situada entre 5ºC y 25ºC. Se solicita expresamente que la viscosidad intrínseca (VI) no deba de ser mayor que 0,3. Es decir, que la masa fundida tiene que ser relativamente diluida (poco viscosa), para garantizar el funcionamiento de este columna. Una viscosidad algo más alta conducirá a una peor mezcladura a fondo, a un peor desprendimiento en forma gaseosa de mono- y oligómeros, y a unos más largos períodos de tiempo de permanencia, que no son deseados. Esto restringe las posibilidades de empleo para copoliésteres y otros poliésteres. Acerca del tratamiento de los vapores no se realiza ninguna declaración. La columna descrita en el documento US 2.727.882 se hace funcionar desde abajo hacia arriba. Por lo tanto, ella es muy susceptible de perturbaciones, p.ej. en el caso de fluctuaciones del caudal de paso. En el caso de presentarse una perturbación, la columna se vacía muy rápidamente y, después de haber eliminado la perturbación, ella tiene que ser puesta en marcha de nuevo. Tales perturbaciones tienen grandes repercusiones sobre el funcionamiento del subsiguiente reactor final y sobre la calidad de los productos.

En el documento EP 346.735 se emplea una columna con construcciones internas para realizar la condensación previa, que se distinguen por una relación grande de la longitud al diámetro (de 133 a 80:1). La sección transversal muy pequeña, de 50 mm, que se indica, permite dudas en cuanto a una conversión en instalaciones a gran escala técnica. La circulación a su través se realiza desde abajo hacia arriba, los mencionados períodos de tiempo de permanencia son extremadamente cortos (< 10 min), la presión está situada junto a la entrada en 500-800 mbar, y junto a la salida en 13-0,7 mbar, y se mencionan unas temperaturas de 260-320ºC. Las construcciones internas mencionadas en el documento son unos cuerpos de relleno tales como anillos de Raschig o de Pall, que en el primer tercio deben de tener una superficie específica libre de 0,9-1,5 m²/l, y en los otros dos tercios deben de tener una superficie específica de 0,3-0,5 m²/l. Los vapores, que se ponen en libertad en el dispositivo separador, son destilados y los dioles son devueltos de nuevo al proceso. El material condensado previo, obtenido de esta manera, es condensado ulteriormente en una siguiente etapa hasta que se obtenga un producto apto para ser granulado, es decir que en principio se realiza una segunda condensación previa, o se hace seguir una policondensación para formar poliésteres de alto peso molecular.

Los equipos descritos en los documentos US 2.727.882 y EP 346.735 son unas columnas de platos o de cuerpos de relleno, que tienen las ventajas y desventajas que son típicas para su respectivo tipo de columna. Así, la columna de platos, tal como se resalta especialmente también en el documento de patente, se distingue por un buen intercambio sobre los platos individuales, pero tanto el más largo período de tiempo de permanencia como también la viscosidad limitadora son muy desventajosos/as, en particular cuando se deben de preparar copoliésteres u otros poliésteres tales como p.ej. PTT (= poli(tereftalato de trimetileno)) o PBT (= poli(tereftalato de butileno)). Existe el peligro de que, debido a unos más largos períodos de tiempo de permanencia sean favorecidas ciertas reacciones secundarias, tales como la formación de alcohol alílico y acroleína en el caso del PTT, o la formación de tetrahidrofurano en el caso del PBT. Además, para el funcionamiento de la...

1. Procedimiento para la preparación continua y discontinua de poliésteres termoplásticos, en el que un producto de transesterificación o de esterificación se conduce bajo una presión reducida desde arriba hacia abajo a través de una columna, caracterizado porque esta columna se compone de varios tramos con unos empaquetamientos estructurados y porque cada tramo está provisto de un dispositivo distribuidor de líquidos, de un sistema de evacuación de vapores y, junto al fondo, de un sistema de evacuación de productos.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los empaquetamientos estructurados poseen una superficie específica de 50-290 m²/m³, de manera preferida de 100-280 m²/m³ y de manera especialmente preferida de 150-251 m²/m^3,, y un ángulo de incidencia con respecto a la vertical de 15-65º, de manera preferida de 20-60º y de manera especialmente preferida de 30-45º.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los dispositivos distribuidores de líquidos pueden ser calentados.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque una parte de la corriente de productos es devuelta a través de un intercambiador de calor a la cabeza (parte superior) del tramo.