Способ и установка для получения полиэтилентерефталата или его модифицированных сополимеров для приготовления гранулята и/или формованных изделий с низким содержанием ацетальдегида
Изобретение относится к способу получения полиэтилентерефталата, используемого в качестве упаковочного материала, такого как пленки, фольга. Способ включает выгрузку расплава из разгрузочной зоны поликонденсатора посредством разгрузочного блока, поддерживаемый в непосредственном сообщении с газовой камерой. Расплав в разгрузочной зоне поддерживают в контакте с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении и температуре от 270 до 285°С, в течение времени пребывания менее 5 минут. Выгружают готовый продукт через разгрузочный блок из поликонденсатора через трубопровод для расплава в гранулятор. Далее гранулят подвергают кристаллизации при перемешивании, а также сушке осушительным газом при температуре от 150 до 200°С. Описывается также установка для получения гранулята из полиэтилентерефталата. Изобретение позволяет получать изделия из расплава полиэтилентерефталата с содержанием ацетальдегида менее 2 ч./млн. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу и установке для получения гранулята и/или формованных изделий из полиэтилентерефталата или его модифицированных сополимеров с низким содержанием ацетальдегида из расплава, извлекаемого из поликонденсатора.
Рассматриваемые сложные полиэфиры могут включать, в частности, полиэтилентерефталат или его модифицированные сополимеры, содержащие в качестве модифицирующего компонента кислоту, например изофталевую кислоту, или диол, например циклогександиметанол. Этот материал пригоден, в частности, для использования в качестве упаковочного материала, выпускаемого в виде пленок, фольги, а также полых изделий, например бутылок.
При производстве материала, а также при его последующей обработке при соответствующих температурах обработки, в качестве нежелательного побочного продукта в результате термического разложения выделяется ацетальдегид (далее также АА), причем содержание АА в расплаве непосредственно после извлечения из аппарата обычно составляет 20-100 частей на миллион. АА обладает сильно выраженным запахом и вкусом и создает чрезвычайно много проблем, в особенности, в пищевой промышленности, поскольку даже на холоде проникает в пищевые продукты. В производстве напитков были установлены следующие предельные значения содержания АА в заготовках: 1-3 части на миллион для изделий, содержащих воду, и 4 - 10 частей на миллион для изделий, содержащих сладкие напитки (сладкая газированная вода, СГВ). Это означает, что содержание АА должно быть сильно снижено, по меньшей мере для применения материала в указанных областях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для снижения содержания АА в настоящее время известны следующие способы.
Первый способ такого типа состоит в химическом связывании АА добавками, так называемыми блокаторами АА. Однако эти добавки могут приводить к пожелтению и/или помутнению материала. Кроме того, блокаторы АА должны соответствовать требованиям, предъявляемым пищевой промышленностью. Таким образом, применение таких добавок достаточно ограничено. Для применений с повышенными требованиями к чистоте материала, например, для контейнеров, содержащих воду, блокаторы АА обычно вводят непосредственно во время литьевого формования для того, чтобы скомпенсировать последующее выделение АА во время обработки.
Другой способ включает испарение АА при повышенных температурах ниже температуры плавления материала. Как правило, эту операцию выполняют совместно с дополнительной твердофазной поликонденсацией; при этом при температуре в пределах от 190 до 230°С увеличивают степень поликонденсации, одновременно осаждая АА. Для предотвращения термоокислительного разложения операцию выполняют в токе инертного газа, например азота. Содержание АА в полученном таким способом грануляте обычно составляет менее 1 части на миллион. Однако проведение полной обработки затруднительно, требует применения крупногабаритного оборудования, занимает приблизительно сутки и потребляет большое количество энергии. Кроме того, указанный способ применим только к грануляту, но не применим в том случае, когда расплав, поступающий непосредственно из поликонденсатора, сразу направляют на дальнейшую обработку, например, в машину для литья под давлением, применяемую для получения заготовок.
По существу, также возможна последующая обработка гранулята воздухом с целью извлечения АА. Однако, поскольку для предотвращения термоокислительного разложения при этом следует поддерживать сравнительно низкую температуру, восстановление АА занимает относительно длительное время. Кроме того, в грануляте, получаемом стандартным способом без указанной выше дополнительной твердофазной поликонденсации, нельзя достичь низких концентраций АА, которые, в первую очередь, необходимы при изготовлении упаковок пищевых продуктов.
В ЕР 0727303 описан способ снижения содержания АА, в котором расплав после извлечения из поликонденсатора вакуумируют в многовальном реакторе, что приводит к испарению АА. Дополнительно испарению может способствовать пропускание потока инертного газа. Так, в ЕР 0968243 к расплаву добавляют азот и АА испаряют во время последующего мгновенного расширения. Несмотря на то, что в ЕР 0727303 указано, что при помощи описанного в ней способа, при адекватной скорости регенерации поверхности и в вакууме, можно достичь чрезвычайно низких концентраций АА, до настоящего времени этот способ не был введен в эксплуатацию из-за высоких затрат на оборудование.
В существующем уровне техники для проведения последней стадии в качестве реакторов поликонденсации сложного полиэфира применяют дисковые реакторы. На Фиг.2 схематически представлен реактор такого типа. Дисковые реакторы работают по следующему принципу: горизонтально расположенный цилиндрический аппарат 20 диаметром от 50 до 500 см заполняют расплавом приблизительно от одной четвертой объема, но не более половины объема, регулируя непрерывную подачу (ввод продукта) и разгрузку (выпуск продукта). Расплав находится в вакууме (отвод паров). Вращающиеся диски, расположенные на продольном валу 22 или на конструкции типа корзины (на чертеже только два из них обозначены цифрой 23), продвигают расплав вверх, из поддона 21 для расплава, показанного пунктирной линией, позволяя ему затем течь под действием силы тяжести, в результате чего создается достаточно большая по отношению к свободному пространству (вакуум) поверхность расплава.
Кроме того, градиент уровня, образованный в поддоне 21, обеспечивает течение расплава через реактор в продольном направлении. Градиент уровня обычно регулируют при помощи статических деталей арматуры, например перегородок, две из которых обозначены на чертеже цифрой 24; кроме того, он зависит от размещения и скорости вращения вращающихся дисков 23 в реакторе. Но, прежде всего, поддон 21 служит для обеспечения равномерной загрузки дисков 23 расплавом. В последней части реактора, так называемой разгрузочной зоне 25, в которой расплав течет по направлению к разгрузочному блоку с увеличением вязкости, этот поддон служит резервуаром для непрерывного наполнения разгрузочного блока или насоса 26. Давление впуска в разгрузочном блоке 26 обычно еще несколько повышается за счет монтажа разгрузочного блока на определенном расстоянии от основания цилиндрического аппарата 20 на нижнем конце коллекторного выпуска 27. Высота столба жидкости может достигать здесь 200 см.
В случае применения этого способа в результате термического разложения в расплаве непрерывно образуются побочные продукты и, прежде всего, ацетальдегид.
На поверхности продукта, а также на глубине приблизительно до 3 мм от поверхности расплава большая часть ацетальдегида может испаряться из него под действием вакуума в результате фазового равновесия, так что в этой области расплава образуется лишь очень небольшое количество АА. Прежде всего, это верно для дисков 23, на которых образуются тонкие слои продукта. Напротив, ацетальдегид, образующийся в толстом слое поддона 21, может диффундировать на поверхность только в очень незначительном объеме и, следовательно, концентрируется в расплаве. В случае применения этого способа, если установка включает разгрузочную зону 25 и вышеуказанный коллекторный выпуск 27, в котором весь полимер уже не находится под вакуумом реактора, то содержание АА может уже значительно превышать 10 частей на миллион на участке вплоть до разгрузочного блока 26.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является более простое и экономичное снижение содержание АА. Этой цели можно достичь в соответствии с настоящим изобретением при помощи способа, указанного в пункте 1 формулы изобретения. Установка для осуществления указанного способа указана в пункте 19 формулы изобретения.
В случае способа согласно изобретению расплав в разгрузочной зоне поликонденсатора поддерживают при температуре от 270 до 285°С и в сообщении с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении.
Обычно в разгрузочной зоне поликонденсатора поддерживают несколько более высокую температуру, в диапазоне 285-295°С. Благодаря более низким значениям температуры, в диапазоне 270-285°С, согласно изобретению поддерживают низкий уровень термического разложения полимерного материала, вызывающего образование АА. Вследствие этого в разгрузочной зоне поликонденсатора с самого начала образуется меньшее количество АА, чем обычно в способах существующего уровня техники. Снижение температуры согласно изобретению возможно за счет тщательного регулирования течения расплава в реакторе.
Кроме того, в отличие от традиционных способов существующего уровня техники, в разгрузочной зоне поликонденсатора обеспечивают контакт расплава с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении, в которую может испаряться АА. Это по существу соответствует способу, описанному в заявке ЕР 0727303, с тем исключением, что обеспечивается конфигурацией поликонденсатора без больших дополнительных усложнений.
Из-за низких температур в разгрузочной зоне поликонденсатора и, следовательно, низкой степени термического разложения полимерного материала, снижается возможность образования АА, то есть содержание АА в расплаве не может резко повыситься даже при дальнейшей обработке расплава. Таким образом, в грануляте, получаемом из расплава, и/или в заготовках, получаемых из расплава, создается низкая концентрация АА.
Температуру расплава в разгрузочной зоне поликонденсатора предпочтительно устанавливают в диапазоне 275-280°С.
Давление в газовой камере предпочтительно поддерживают ниже 200 Па (2 мбар), более предпочтительно ниже 100 Па (1 мбар).
Если расплав выгружают из разгрузочной зоны поликонденсатора посредством разгрузочного блока, например разгрузочного насоса, то предпочтительно, чтобы расплав поддерживали в сообщении с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении, вплоть до разгрузочного блока. Таким образом, поддон с расплавом не должен находиться непосредственно перед разгрузочным блоком, что в настоящее время является обычной практикой.
Предпочтительная установка для осуществления способа согласно изобретению включает, в соответствии с пунктом 19 формулы изобретения, новый дисковый реактор, в котором отсутствует поддон. Для этой цели расплав перемещают непосредственно от диска к диску при помощи вращающихся дисков и статических съемников, расположенных по окружности реактора. В разгрузочной зоне расплав направляют при помощи статических съемников непосредственно в разгрузочный блок, не накапливая в разгрузочной зоне.
Конструкция дисков в новом дисковом реакторе выбрана таким образом, что она препятствует образованию толстых слоев материала, и на диске происходит смена продукта. Разгрузочный насос соединен квадратным фланцевым соединением непосредственно с реактором и расположен ниже последних съемников и дисков перемешивающего устройства. Толщину слоев расплава во всем реакторе можно поддерживать на уровне менее 10 см, в основном, даже менее 3 см. Новая компоновка позволяет производить регулируемое распределение расплава на дисках и в продольном направлении реактора, в частности, даже в случае высоких степеней полимеризации и относительно низкой температуры.
Согласно изобретению из поликонденсатора расплав извлекают с содержанием АА, приблизительно равным 0 частей на миллион. Однако в любом случае достигают содержания АА менее 5 частей на миллион. Это значительное снижение по сравнению с концентрациями АА, составляющими 20-50 частей на миллион, которые обычно присутствуют в расплаве, на выходе из поликонденсатора, непосредственно после разгрузочного блока. Соответственно, в аморфном грануляте содержание АА снижается до менее 10 частей на миллион по сравнению с величинами менее 50 частей на миллион, получаемыми в случае традиционного способа.
Для того чтобы расплав можно было использовать для получения заготовок в машине для литья под давлением сразу после выгрузки его из поликонденсатора, значения характеристической вязкости расплава в поликонденсаторе можно доводить, например, используя реактор поликонденсации (устройство доводки высокой вязкости) до значений в диапазоне 0,5-0,9 дл/г, в частности 0,70-0,85 дл/г.
Если расплав выгружают из поликонденсатора в по меньшей мере один трубопровод для расплава, то предпочтительно расплав в этом по меньшей мере одном трубопроводе для расплава поддерживать при той температуре, которая указана для разгрузочной зоны поликонденсатора, так что при этом в трубопроводе для расплава не происходит дополнительного термического разложения полимерного материала.
Так как все же существует вероятность образования АА в расплаве, получаемом способом согласно изобретению, то низких значений концентрации АА в грануляте и/или заготовках в общем случае можно достигать, если время пребывания расплава в трубопроводе (трубопроводах) для расплава до гранулирования и/или до попадания в устройство для получения заготовок (например, в машину для литья под давлением) сокращать, насколько это возможно. Время пребывания в трубопроводе для расплава до гранулирования предпочтительно должно составлять менее 3 минут, в частности менее 1 минуты. Время пребывания в трубопроводе для расплава до попадания в устройство для получения заготовок должно составлять менее 5 минут, предпочтительно менее 3 минут.
В случае традиционных способов, после проведения поликонденсации, время пребывания расплава в трубопроводе или трубопроводах для расплава до гранулирования или формования составляет значительно большую величину, обычно от 15 до 30 минут. Для достижения более короткого времени пребывания в соответствии с изобретением необходимы специальные конструкционные детали и монтаж оборудования, например применение шестеренчатых насосов, через которые поток протекает в диагональном направлении, что увеличивает давление в трубопроводе или трубопроводах для расплава, и/или применение фильтров для расплава со сменными решетками с фильтрами цилиндрической формы из пористого материала, вместо обычно используемых плоских сит.
Гранулирование можно проводить обычным способом, при помощи ленточных грануляторов с последующей стандартной кристаллизацией, при которой гранулят перемешивают, например, мешалкой или в псевдоожиженном слое, а затем сушат осушительным газом при 150-200°С. В качестве осушительного газа предпочтительно используют воздух, а сушку проводят при 165-175°С.
Гранулирование также можно выполнять горячей нарезкой с последующей прямой кристаллизацией с применением внутренней теплоты гранулята (скрытая теплота кристаллизации) с последующей сушкой, описанной выше.
Если производят как кристаллизацию, так и последующую сушку, то содержание АА в грануляте снижают с менее 10 частей на миллион до по меньшей мере менее 2 частей на миллион. В соответствии со способом, предлагаемым согласно настоящему изобретению, при выполнении всех вышеуказанных мер можно получить гранулят с содержанием АА, составляющим приблизительно 1 часть на миллион.
Таким образом, в соответствии со способом, предлагаемым согласно настоящему изобретению, для снижения концентрации АА можно с успехом отказаться от обычной дополнительной твердофазной поликонденсации гранулята, обычно применяемой в существующем уровне техники. То есть можно избежать применения установок, используемых для проведения такой дополнительной поликонденсации, что уменьшает как продолжительность обработки, так и энергозатраты. Кроме того, вместо азота для выполнения вышеуказанных кристаллизаций в качестве осушительного газа может быть применен воздух. В результате проведения дополнительной твердофазной поликонденсации гранулят дополнительно приобретает неоднородную вязкость и высокую и неоднородную степень кристалличности, которые являются нежелательными характеристиками из-за связанной с ними высокой энергии плавления. Повышения вязкости до значений, необходимых для дальнейшей обработки, которое происходит при проведении дополнительной твердофазной поликонденсации, также можно достигнуть, как уже было отмечено выше, при проведении соответствующей обработки расплава в поликонденсаторе. Как выяснилось, концентрация АА и скорость образования АА в грануляте, полученном в соответствии с настоящим изобретением, приблизительно те же, что и в грануляте, полученном в описанном выше стандартном способе, включающем дополнительную твердофазную поликонденсацию.
Отмеченное ранее применение блокаторов АА для снижения концентрации АА также возможно при осуществлении способа согласно изобретению, и их можно использовать дополнительно, прежде всего при получении формованных изделий непосредственно из расплава. Это приводит к тому, что содержание АА в формованных изделиях составляет менее 5 частей на миллион.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже настоящее изобретение будет описано более подробно при помощи примеров реализации со ссылками на следующие чертежи.
На Фиг.1 схематически изображена установка для получения гранулята и/или формованных изделий из сложного полиэфира с низким содержанием ацетальдегида согласно изобретению.
На Фиг.2 схематически изображен дисковый реактор в соответствии с существующим уровнем техники и
На Фиг.3 изображен модифицированный дисковый реактор, особенно пригодный для осуществления способа согласно изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг.1 показан реактор поликонденсации (например, DISCAGE®, разработанный заявителем), обозначенный цифрой 1, в котором получают расплав сложного полиэфира. Разгрузочный блок, образующий и одновременно герметизирующий разгрузочную зону реактора 1 поликонденсации, и который может быть соединен с разгрузочным насосом, обозначен цифрой 2.
На Фиг.3 схематически изображен новый реактор поликонденсации, предпочтительно применяемый согласно настоящему изобретению.
Реактор, изображенный на Фиг.3, так же как и уже упомянутый реактор, изображенный на Фиг.2, представляет собой дисковый реактор, изготовленный в виде горизонтально расположенного цилиндрического аппарата 30 с дисками, установленными на горизонтальном валу 32 или на конструкции типа корзины; на чертеже цифрой 33 обозначены лишь два из указанных дисков. В отличие от реактора, изображенного на Фиг.2, в этом реакторе полностью отсутствует поддон для расплава, плохо пригодный для испарения образующегося ацетальдегида. Для проведения указанного испарения расплав перемещают непосредственно от диска 33 к диску 33 при помощи статических съемников, установленных по окружности реактора; два из них обозначены на чертеже цифрой 34. В разгрузочной зоне 35 расплав направляют при помощи статических съемников 36 непосредственно в разгрузочный блок или насос 37, не накапливая в разгрузочной зоне. Коллекторный выпуск также отсутствует. Насос 37 соединен квадратным фланцевым соединением 38 непосредственно с реактором.
В новом реакторе тонкий слой непрерывного потока расплава контактирует с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении, на всем протяжении вплоть до разгрузочной зоны. Операцию проводят на пределе физического разделения.
Вновь обратимся к Фиг.1. Расплав сложного полиэфира перемещают под давлением при помощи разгрузочного блока 2 из реактора 1 поликонденсации в трубопровод 3 для расплава, который ниже разделен на два колена 3.1 и 3.2. Колено 3.1 далее вновь разделено на колена 3.1.1 и 3.1.2. Колено 3.1.1 ведет к установке 4 стандартного гранулирования, например, включающей традиционный ленточный гранулятор. Гранулят, полученный в грануляторе, направляют в установку 5 стандартной кристаллизации, в которой гранулят перемешивают, например, при помощи мешалки или в псевдоожиженном слое. После этого производят стадию 6 сушки, в которой гранулят сушат, например, в шахтной сушилке, в потоке осушительного газа. Контейнер или заправочная станция для готового гранулята обозначена цифрой 7.
Колено 3.1.2 ведет к установке 8 для гранулирования горячей нарезкой с непосредственной кристаллизацией за счет внутренней теплоты гранулята. Полученный таким образом гранулят затем направляют на уже упомянутую стадию 6 сушки, после которой его направляют в уже упомянутый контейнер или заправочную станцию 7. В альтернативном случае гранулят сразу после гранулирования горячей нарезкой направляют на стадию 6 сушки. После этого гранулят направляют в заправочную станцию 7.
Колено 3.2 ведет к пресс-форме 9, в которой непосредственно из расплава можно отливать формованное изделие. Пресс-форма 9, в частности, может быть включена в машину для литья под давлением, а формованное изделие представлять собой заготовку для бутылки.
В колене 3.1 пунктирной линией показано еще одно отверстие 10 для ввода, соединенное со статическим смесителем, через которое в расплав может быть введен блокатор АА. В колене 3.2 также устроено соответствующее отверстие для ввода, которое обозначено цифрой 11.
Наконец, в трубопроводе 3 для расплава может быть установлен еще один фильтр 12.
Примеры
В колонках В - F нижеследующей таблицы представлены значения характеристической вязкости ХВ, содержание АА и степень кристалличности гранулята до и после стадии сушки или для формованного изделия, которые могут быть получены при помощи установки, показанной на Фиг.1, в соответствии со способом согласно изобретению. В колонке А показаны сравнительные значения, типичные для традиционных способов, применяемых на существующем уровне техники и включающих дополнительную твердофазную поликонденсацию (ТФП - твердофазная поликонденсация), вместо сушки, применяемой в соответствии с настоящим изобретением. Во всех примерах сложный полиэфир представляет собой полиэтилентерефталат (ПЭТ). В примерах согласно изобретению использовали реактор поликонденсации непрерывного действия, схема которого представлена на Фиг.3. Значения ХВ определяли в соответствии со стандартом ASTM. Степень кристалличности (СК) определяли в соответствии с плотностным способом по следующей нормированной формуле:
плотность 100% кристаллического ПЭТ устанавливали равной ρс=1,455 г/см3, а плотность аморфного ПЭТ устанавливали равной ρc=1,332 г/см3.
| После операции | Значение | А | В | С | D | Е | F |
| (а) Гранулирование | ХВ (дл/г) | 0,60 | 0,83 | 0,81 | 0,825 | ||
| АА (части/ миллион) | 54 | 12 | 8 | 2 | |||
| (b) Последующая кристаллизация, кристаллизация за счет внутренней теплоты | ХВ (дл/г) | 0,83 | 0,81 | 0,825 | |||
| АА (части/ миллион) | н.о. | 6 | н.о. | ||||
| СК (%) | 42 | 30 | 41 | ||||
| (с) ТФП/сушка («кондиционирование») | ХВ (дл/г) | 0,82 | 0,83 | 0,83 | 0,825 | ||
| АА (части/ миллион) | 0,9 | 1,5 | 0,9 | 0,8 | |||
| СК (%) | 55 | 42 | 41 | 41 | |||
| (d) Формованное изделие/полый предмет | ХВ (дл/г) | 0,81 | 0,825 | 0,83 | 0,82 | 0,83 | 0,825 |
| АА (части/ миллион) | 4 | 4,5 | 4 | 2 | 15 | 7,5 |
Условия обработки были следующими.
Пример А (сравнительный пример)
(а) Установка для гранулирования включает реактор поликонденсации, изображенный на Фиг.2 (непрерывная поликонденсация в расплаве):
| температура | 290°С |
| вакуум | 100 Па (1 мбар) |
| время пребывания в трубопроводе для расплава | 12 мин |
(б) Последующую кристаллизацию как «отдельную стадию» не проводят. Таким образом, данные отсутствуют.
(в) После ТФП/сушки:
| предварительная кристаллизация | 45 мин при 200°С |
| кристаллизация | 60 мин при 209°С |
| реактор для ТФП | 12 ч при 209°С; N2 - осушительный газ |
(г) Формованное изделие (инжектирование после повторного расплавления гранулята):
| температура в пресс-форме | 290°С |
| время пребывания в расплаве | 50 сек |
Пример В
(а) Установка для гранулирования включает реактор поликонденсации (непрерывная поликонденсация в расплаве):
| температура | 276°С |
| вакуум | 95 Па (0,95 мбар) |
| время пребывания в трубопроводе для расплава | 1,5 мин |
(б) Кристаллизация:
| В псевдоожиженном слое | 60 мин при 170°С |
(в) Сушка:
| В шахтной сушилке | 12 ч при 170°С; осушительный газ - воздух |
(г) Формованное изделие (инжектирование после повторного расплавления гранулята):
| температура в пресс-форме | 280°С |
| время пребывания в расплаве | 50 сек |
Пример С
(а) Установка для гранулирования включает реактор поликонденсации (непрерывная поликонденсация в расплаве):
| температура | 276°С |
| вакуум | 95 Па (0,95 мбар) |
| время пребывания в трубопроводе для расплава | 45 сек |
(б) Кристаллизация:
| В псевдоожиженном слое | 15 мин при 170°С |
(в) Сушка:
| В шахтной сушилке | 12 ч при 170°С; осушительный газ - воздух |
(г) Формованное изделие (инжектирование после повторного расплавления гранулята):
| температура в пресс-форме | 280°С |
| время пребывания в расплаве | 50 сек |
Пример D
В отверстие 10 для ввода вводили 250 частей на миллион блокатора АА, в форме антраниламидов, поставляемых ColorMatrix Company, Knowsley, Merseyside, United Kingdom. В остальном условия соответствовали условиям примера В.
Пример Е (а) Установка для гранулирования включает реактор поликонденсации (непрерывная поликонденсация в расплаве):
| температура | 276°С |
| вакуум | 95 Па (0,95 мбар) |
| время пребывания в трубопроводе для расплава | 4 мин |
Операции (б) и (в) отдельно не проводят: таким образом, данные отсутствуют.
(г) Формованное изделие (инжектирование после повторного расплавления гранулята):
| температура в пресс-форме | 275°С |
| время пребывания в расплаве | 30 сек |
Пример F
В отверстие 11 для ввода вводили 250 частей на миллион блокатора АА, в форме антраниламидов, поставляемых ColorMatrix Company, Knowsley, Merseyside, United Kingdom. В остальном условия соответствовали условиям примера Е
Рассмотренные примеры подтверждают, что, в соответствии со способом согласно изобретению, характеристическая вязкость ХВ и концентрация АА в готовом грануляте и/или в формованных изделиях, полученных непосредственно из расплава, соответствуют значениям для аналогичных изделий, полученных по стандартному способу, включающему, в частности, сложную стадию дополнительной твердофазной поликонденсации. Кроме того, дополнительное использование блокаторов АА позволяет снизить концентрации АА до значений, приемлемых для изготовления бутылок для воды. Даже при повторном плавлении и дальнейшей обработке гранулята, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением, значения концентрации АА остаются на уровне, сравнимом со значениями, имеющимися в существующем уровне техники.
Разделение трубопровода 3 для расплава на несколько колен, как показано на Фиг.1, и параллельное осуществление различных способов гранулирования и кристаллизации или получение формованных изделий непосредственно из расплава показано исключительно в качестве примера. Изобретение может включать только стадию гранулирования или только непосредственное изготовление формованных изделий. С другой стороны, возможно параллельное включение и других стадий, в частности может присутствовать дальнейшее разделение колена 3.2 и соединение его с несколькими пресс-формами типа пресс-формы 9 на Фиг.1, которые могут работать параллельно.
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
| 1 | Реактор поликонденсации |
| 2 | Разгрузочный блок |
| 3 | Трубопровод для расплава |
| 3.1 | Отдельное колено трубопровода для расплава |
| 3.1.1 | Отдельное колено трубопровода для расплава |
| 3.1.2 | Отдельное колено трубопровода для расплава |
| 3.2 | Отдельное колено трубопровода для расплава |
| 4 | Гранулирование (ленточный гранулятор) |
| 5 | Стандартная кристаллизация |
| 6 | Стадия сушки (шахтная сушилка) |
| 7 | Контейнер или заправочная станция для готового гранулята |
| 8 | Гранулирование горячей нарезкой с непосредственной |
| кристаллизацией | |
| 9 | Пресс-форма для изготовления формованных изделий (машина для |
| литья под давлением) | |
| 10 | Отверстие для ввода блокаторов АА |
| 11 | Отверстие для ввода блокаторов АА |
| 12 | Фильтр |
| 20 | Цилиндрический аппарат |
| 21 | Поддон для расплава |
| 22 | Продольный вал или конструкция типа корзины |
| 23 | Диски |
| 24 | Перегородки |
| 25 | Разгрузочная зона |
| 26 | Разгрузочный блок/насос |
| 27 | Коллекторный выпуск |
| 30 | Цилиндрический аппарат |
| 32 | Продольный вал или конструкция типа корзины |
| 33 | Диски |
| 34 | Статические съемники |
| 35 | Разгрузочная зона |
| 36 | Статические съемники |
| 37 | Разгрузочный блок/насос |
| 38 | Фланец |
1. Способ получения полиэтилентерефталата для приготовления гранулята и/или формованных изделий с низким содержанием ацетальдегида, отличающийся тем, что расплав полиэтилентерефталата выдерживают в разгрузочной зоне поликонденсатора в сообщении с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении и температуре от 270 до 285°С, в течение времени пребывания менее 5 мин, с последующей выгрузкой продукта через разгрузочный блок, поддерживаемый в непосредственном сообщении с газовой камерой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав в разгрузочной зоне поликонденсатора выдерживают при температуре от 275 до 280°С и в сообщении с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление в газовой камере поддерживают ниже 200 Па (2 мбар), более предпочтительно ниже 100 Па (1 мбар).
4. Способ по п.1 и расплав, выгружаемый из разгрузочной зоны поликонденсатора посредством разгрузочного блока, отличающийся тем, что расплав в разгрузочной зоне поддерживают в контакте с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении, вплоть до разгрузочного блока.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание ацетальдегида в расплаве, находящемся в разгрузочной зоне поликонденсатора, поддерживают на уровне менее 5 частей на миллион, в частности менее 2 частей на миллион.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что значения характеристической вязкости расплава, находящегося в разгрузочной зоне поликонденсатора, доводят предпочтительно при помощи устройства доводки высокой вязкости до значений в диапазоне 0,5-0,9 дл/г, предпочтительно 0,70-0,85 дл/г.
7. Способ по п.1, в котором расплав выгружают из поликонденсатора в по меньшей мере один трубопровод для расплава, отличающийся тем, что расплав в этом по меньшей мере одном трубопроводе для расплава поддерживают при температуре от 270 до 285°С, предпочтительно от 275 до 280°С.
8. Способ по п.1, в котором расплав выгружают из поликонденсатора в трубопровод для расплава, соединенный с гранулятором, отличающийся тем, что время пребывания расплава в трубопроводе для расплава до начала гранулирования составляет менее 4 мин, предпочтительно менее 2 мин, еще более предпочтительно менее 1 мин.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что гранулят далее подвергают стандартной кристаллизации при перемешивании, а также сушке осушительным газом при температуре от 150 до 200°С, предпочтительно от 165 до 175°С.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что гранулят получают горячей нарезкой с последующей прямой кристаллизацией с применением внутренней теплоты гранулята и с последующей сушкой осушительным газом при температуре от 150 до 200°С, предпочтительно от 165 до 175°С.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве осушительного газа при сушке используют воздух при температуре менее 175°С.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что сушку проводят в течение 5-20 ч, предпочтительно 10-15 ч.
13. Способ по п.1, в котором расплав выгружают из поликонденсатора в трубопровод для расплава, соединенный с установкой для получения формованных изделий, отличающийся тем, что время пребывания расплава в трубопроводе для расплава до поступления в установку для получения формованных изделий составляет менее 5 мин, предпочтительно менее 3 мин.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед гранулированием и/или получением формованных изделий в расплав добавляют блокаторы ацетальдегида.
15. Способ по п.8, отличающийся тем, что расплав в трубопроводе для расплава фильтруют.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав в разгрузочной зоне поликонденсатора поддерживают в сообщении с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении, при толщине слоя на уровне менее 10 см и в основном менее 3 см.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплав во всем поликонденсаторе выдерживают при температуре от 270 до 285°С и в сообщении с газовой камерой, находящейся при пониженном давлении.
18. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что он представляет собой непрерывный способ.
19. Установка для осуществления способа по любому из пп.1-18, характеризуемая тем, что она включает поликонденсатор, по меньшей мере последняя секция которого имеет конфигурацию дискового реактора, в котором из-за полного отсутствия поддона расплав перемещается непосредственно от диска к диску при помощи сочетания вращающихся дисков и статических съемников, установленных по окружности реактора и разгрузочной зоны, из которой расплав направляется статическими съемниками непосредственно в разгрузочный блок, не накапливаясь в разгрузочной зоне.
