新反应器降低聚酯工艺成本

     EMS Inventa Fisher开发出新型反应器，可减少原料消耗，提高聚酯收率。预计聚酯工艺采用新的塔型反应器ESPRE可减少转化成本26%，提高销售利润22%，并改善聚合物的质量。该反应器具有很大的灵活性，可生产整个树脂系列产品，包括聚酯（PET）、聚2,6-萘二甲酸乙二酯（PEN）、聚对苯二甲酸丁二醇酯等及其共聚物。
　　
　　在聚酯生产过程，后缩合反应要求特殊的反应器设计。产品粘度很高：在熔融状态下大于1500Pa·s，固态相为3000Pa·s。用于生产薄膜与纤维的后缩合过程涉及处理分子量高达4000以上的聚合物。新工艺过程中的酯化与缩聚反应同时在减压与高温下发生。可免去机械搅拌，该系统自发产生并利用反应气或惰性气进行完全混合。
　　
　　在此系统内，副产物可从熔融相中除去。系统内避免死空间的形成，可得到最佳分子量分布。
　　
　　新工艺流程如下：二羧酸与二醇混合成具有一定密度的浆液。将此浆液送至循环蒸发器与反应器下部的水力旋流分离器。主要酯化反应是在水力旋流分离器内进行，同时单体分子开始连接。齐聚物从塔底流出，经静态混合器后进入反应塔顶部。在静态混合器中加入二醇与齐聚物混合。齐聚物经压力盘管使维持一定时间，然后在反应器上部从盘管流出,并降低压力。反应产物在反应器内由上向下流经3～5个反应杯。在反应杯内反应物继续降压，同时温度上升。从最后一个反应杯出来的气体送至缩合段。气体内的单酯或双酯也发生反应，改善了装置的物料平衡。
　　
　　产品被送至闪蒸段，闪蒸后的气体与齐聚物进入第二反应室，形成一定压差，促使反应链增长，避免齐聚物被夹带。在膜反应段内，缩聚反应快速增长。在内管表面上聚合物形成薄膜。由管外部进行加热，大的管内表面积可加速从齐聚物中除去二醇，并同时维持一定温度。这些条件均能加速缩聚反应的进行。
　　
　　产品聚集并进入第二向下流动膜反应段。在反应段生成的预聚合物从反应器底部引出后进入气液分离器。由分离器分出的齐聚物用泵送至DISCAGE最终成型器。高分子量产品被切成片或直接送至拉丝段。
　　
　　普通聚酯装置整个过程耗时5～10hr，但新加工技术减少滞留时间至3～4hr，包括后缩聚过程。新工艺降低了热应力，使聚合物质量得到改善，副产物的数量也较少。催化副反应被抑制，二甘醇、乙醛或四氢呋喃的生成量明显下降。目前有3套应用新反应器技术的聚酯装置已建成或正在建设：（1）德国的一套240t/d装置正在建造中；（2）荷兰的一套180t/d装置正在进行基础设计；（3）中国台湾省的一套120t/d装置已在进行投料试运行。另有一套1t/d中型试验装置已在运行。该工艺技术除了用于聚酯生产过程外，还可用于其他羧酸或酯类。据测算，每吨聚酯产品可节约成本30.4美元。