Procedimiento de preparación de poliéster usando un reactor tubular.

Un procedimiento para hacer un prepoliéster, que comprende: proporcionar un reactor tubular de esterificación que comprende un tubo,

teniendo el tubo una entrada y una salida y construido de tal manera que el flujo en el interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria que no es totalmente vertical ni totalmente horizontal y el flujo en el interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria general ascendente, pero no totalmente vertical, en el que un flujo estratificado aparece en el tubo de tal manera que el liquido fluye por la parte inferior y el vapor fluye sobre una superficie de contacto de líquido-vapor y la velocidad superficial del líquido es inferior a 0,15 m/s y la velocidad superficial del vapor es inferior 10 a 3.0 m/s y hacer reaccionar uno o más reactivos que fluyen en el tubo hacia la salida en condiciones de reacción de esterificación para formar el prepoliéster

Procedimiento de preparación de poliéster usando un reactor tubular.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a procedimientos de preparación de poliéster usando un reactor tubular. Más en particular, la invención se refiere a procedimientos que incluyen un reactor tubular de esterificación que funciona en modo ascendente o descendente, especialmente, en un régimen que incluye flujo estratificado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Dado que la competitividad en la fabricación de poliésteres es cada vez mayor, son más aconsejables procedimientos alternativos. En la solicitud de patente estadounidense relacionada con la presente y presentada en 15 la misma fecha, titulada "Polyester Process Using a Pipe Reactor" del inventor, Bruce Roger DeBruin, se ofrecen antecedentes pertinentes a la presente invención.

En el documento US6551517 se describen, en general, reactores a presión de alta temperatura. En el documento US565536 se describen procedimientos continuos para la funclonalización de olefinas. En el documento 2 US639931 se describe, en general, un reactor de flujo continuo.

Otra solicitud de patente estadounidense relacionada, presentada en la misma fecha que la presente y titulada "Polyester Process Using a Pipe Reactor" de los Inventores, Bruce Roger Detrain y Daniel Lee Martin.

Además, la solicitud estadounidense n° 1/13.318, presentada el 7 de diciembre de 21, y la solicitud estadounidense provisional n° 6/254.4, presentada el 7 de diciembre de 2, son casos relacionados.

El documento WO2/46266 también es un antecedente pertinente y en él se describe un procedimiento de esterificación y policondensación usando flujo de burbujas o espuma.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un objetivo de la presente invención es proporcionar procedimientos de preparación de poliéster usando un reactor tubular. Por consiguiente, la presente invención se refiere a un procedimiento según la reivindicación 1 para hacer 35 un prepoliéster, que comprende: proporcionar un reactor tubular de esterificación que comprende un tubo, teniendo el tubo una entrada y una salida y construido de tal manera que el flujo en el interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria que no es totalmente vertical ni totalmente horizontal y hacer reaccionar uno o más reactivos que fluyen en el tubo hacia la salida en condiciones de reacción de esterificación para formar el prepoliéster.

La invención según la reivindicación 1 se refiere, en particular, a procedimientos en los que el tubo está construido de tal manera que el flujo en el interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria general ascendente (salida más elevada que entrada), pero no totalmente vertical. Por lo general, dicha trayectoria puede ser además no descendente, no vertical.

Además, la invención se refiere a cualquiera de dichos procedimientos en los que aparece un flujo estratificado en el tubo.

Asimismo, la invención se refiere a un procedimiento según la reivindicación 2 para hacer un oligómero de poliéster, 5 un poliéster o ambos, que comprende: llevar a cabo cualquiera de los procedimientos que se han mencionado anteriormente para hacer un prepoliéster y hacer reaccionar el prepoliéster y, opcionalmente, otros reactivos, en condiciones de reacción de policondensación, para formar el oligómero de poliéster, el poliéster o ambos.

La invención también se refiere a procedimientos correspondientes a los que se describen en este documento en los 55 que el tubo está construido de tal manera que el flujo en el interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria general descendente (salida menos elevada que entrada), pero no totalmente vertical. Por lo general, dicha trayectoria puede ser además no ascendente, no vertical.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los dibujos adjuntos, que se incorporan a la presente memoria descriptiva y forman parte de la misma, ilustran varias formas de realización de la invención y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención.

La fig. 1 muestra formas de realización típicas de los aparatos y procedimientos de preparación de poliéster de la presente invención.

Clave de las designaciones numéricas de la fig. 1

I tanque (opcional)

1A tubería desde el tanque hasta el tubo (opcional)

3 entrada de tubo

tubo de reactor tubular de esterificación

7 separador de vapor (opcional)

7A tubería de vapor (opcional)

9 tubería de recirculación (opcional)

II salida de tubo

reactor de policondensación (opcional y se muestra como un reactor tubular)

15A tubería desde el reactor de policondensación hasta el tubo (opcional)

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En la presente descripción y en las reivindicaciones que aparecen más adelante, salvo que se indique lo contrario, el 25 término poliéster se usa en sentido amplio y se refiere a un polímero que contiene más de 1 enlaces éster (o más de 1 enlaces correspondientes en el caso de derivados de poliésteres "sin mezcla" o "puros", tales como polieterésteres, poliesteramidas y polieteresteramidas. Asimismo, los monómeros de poliéster tendrían de 1 a 2 de dichos enlaces, los dímeros de poliéster de 3 a 4 de dichos enlaces, los trímeros de poliéster de 5 a 6 de dichos enlaces y los oligómeros de poliéster de 7 a 1 de dichos enlaces. Prepoliéster se refiere a monómeros, dímeros, 3 trímeros, oligómeros de poliéster y combinaciones de éstos.

Para simplificar, cuando se use en la presente descripción y en las reivindicaciones que aparecen más adelante, salvo que se indique lo contrario, se entenderá que los procedimientos de preparación de poliéster incluyen procedimientos para hacer prepoliésteres.

Los procedimientos según la presente invención incluyen un procedimiento para hacer un prepoliéster que comprende proporcionar un reactor tubular de esterificación que comprende un tubo, teniendo el tubo una entrada y una salida y construido de tal manera que el flujo en el interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria que no es totalmente vertical ni totalmente horizontal, y hacer reaccionar uno o más reactivos que fluyen 4 en el tubo hacia la salida en condiciones de reacción de esterificación para formar el prepoliéster.

Más específicamente, el tubo está construido de tal manera que el flujo en el interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria general ascendente (salida más elevada que entrada), pero no totalmente vertical. Por lo general, dicha trayectoria puede ser además no descendente, no vertical. Además, el tubo puede ser 45 sustancialmente vacío, es decir, sustancialmente sin partes internas estructurales o mecánicas (sin incluir, naturalmente, reactivos y similares). En el contexto de la presente descripción y de las reivindicaciones que aparecen más adelante, se entiende que el tubo es hueco.

Para simplificar, en la presente descripción y en las reivindicaciones que aparecen más adelante, esterificación se 5 considera que incluye no sólo su significado común, sino también intercambio de éster.

Los procedimientos según la presente invención también incluyen procedimientos para hacer un oligómero de poliéster, un poliéster o ambos, que comprenden: llevar a cabo (las etapas de) cualquiera de los procedimientos para hacer un prepoliéster, que se han descrito anteriormente, y hacer reaccionar el prepoliéster y, opcionalmente, 55 otros reactivos, en condiciones de reacción de policondensación, para formar el oligómero de poliéster, el poliéster o ambos. Dicha etapa de reacción en condiciones de reacción de policondensación se puede realizar en un reactor tubular de policondensación o en otro tipo de reactor para policondensación.

Las reacciones que tienen lugar como parte de los procedimientos según la presente invención generalmente

producen vapor de agua (y quizá otros tipos de vapor) que, a menos que se elimine, puede reducir considerablemente el rendimiento. Por consiguiente, los procedimientos de la presente invención pueden comprender, además, eliminar el vapor del interior del tubo.

Dada la limitación de espacio que normalmente existe en las zonas de fabricación, puede ser práctico que el tubo sea serpentino, es decir, que tenga al menos un codo. Una orientación preferente del tubo, según esto, se muestra en la fig. 1. El tubo 5 tiene varias zonas horizontales unidas por medio de codos.

En los sistemas de reacción, que cubren los procedimientos de la presente invención, puede haber problemas de 1 solubilidad que afecten a uno... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para hacer un prepoliéster, que comprende:

proporcionar un reactor tubular de esterificación que comprende un tubo, teniendo el tubo una entrada y una salida y construido de tal manera que el flujo en el Interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria que no es totalmente vertical ni totalmente horizontal y el flujo en el Interior del tubo, desde la entrada hasta la salida, sigue una trayectoria general ascendente, pero no totalmente vertical, en el que un flujo estratificado aparece en el tubo de tal manera que el liquido fluye por la parte Inferior y el vapor fluye sobre una superficie de contacto de 1 líquido-vapor y la velocidad superficial del líquido es Inferior a ,15 m/s y la velocidad superficial del vapor es inferior a 3. m/s

y

hacer reaccionar uno o más reactivos que fluyen en el tubo hacia la salida en condiciones de reacción de esterificación para formar el prepoliéster.

2. Un procedimiento para hacer un ollgómero de polléster, un poliéster o ambos, que comprende:

llevar a cabo el procedimiento según la reivindicación 1 para hacer un prepoliéster y

hacer reaccionar el prepoliéster y, opcionalmente, otros reactivos, en condiciones de reacción de policondensación, para formar el oligómero de poliéster, el poliéster o ambos.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que la etapa de hacer reaccionar en condiciones de

reacción de policondensación se realiza en un reactor tubular de policondensación.

4. El procedimiento de la reivindicación 1 que comprende, además, eliminar el vapor del interior del tubo.

5. Un procedimiento para hacer un oligómero de poliéster, un poliéster o ambos, que comprende:

llevar a cabo el procedimiento según la reivindicación 4 para hacer un prepoliéster y

hacer reaccionar el prepoliéster y, opcionalmente, otros reactivos, en condiciones de reacción de policondensación, 35 para formar el oligómero de poliéster, el poliéster o ambos.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el tubo es serpentino.

7. El procedimiento de la reivindicación 1 que comprende, además, añadir un solubilizante al tubo.

8. Un procedimiento para hacer un oligómero de poliéster, un poliéster o ambos, que comprende:

llevar a cabo el procedimiento según la reivindicación 7 para hacer un prepoliéster y

hacer reaccionar el prepoliéster y, opcionalmente, otros reactivos, en condiciones de reacción de policondensación, para formar el oligómero de poliéster, el poliéster o ambos.

9. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que el poliéster es PET o PETG.

1. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la velocidad superficial del líquido es entre ,1 y

,15 m/s y la velocidad superficial del vapor es entre ,6 y 3, m/s a través de cualquier área transversal completa en el interior del tubo perpendicular a la trayectoria de flujo en el tubo.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho flujo bifásico de vapor / líquido se caracteriza

por parámetros de gráfico de Baker Bx y By, en los que Bx es inferior a 4,, mientras que By es Inferior a 2, o Bx es

superior o Igual a 4,, mientras que (logio By) es Inferior o igual a -,677 (log1 Bx) + ,7, por término medio, a

través de cualquier área transversal completa en el interior del tubo perpendicular a la trayectoria de flujo en el tubo.