ВСЕСОЮЗНАЯ !ПАТ?ЯТНО-Т?ХНЙЧ?1:|?Д?; Советский патент 1971 года по МПК C07C69/82 

Изобретение относится к области получения олигомерных сложных эфиров терефталевой кислоты, являющихся промежуточными продуктами в процессе поликонденсации.

Известен способ получения сложных гликолевых эфиров терефталевой кислоты, который состоит в прямой этерификации терефталевой кислоты этиленгликолем при нагревании под давлением при условии непрерывного отвода образующейся воды из реакционной системы на протяжении всего процесса.

При соблюдении этого условия в реакционном сосуде устанавливается давление, определяемое составом паровой среды, т. е. суммой парциальных давлений паров этиленгликоля и воды. Поскольку в ректификационной колонне, соединенной с реакционным сосудом, этиленгликоль конденсируется, то его парциальным давлением можно пренебречь. В этом случае давление в реакционном сосуде и соответствующая данному давлению температура реакционной смеси обусловлены только парциальным давлением паров воды, которое может изменяться в определенном диапазоне в зависимости от интенсивности конденсации водяных паров.

го отвода паров воды, в связи с чем продолжительность процесса значительная.

С целью повышения скорости процесса этерификации предлагается проводить ее в замкнутом сосуде до равновесного состояния, т. е. не удаляя образующуюся реакционную воду. При этом процесс ведут сначала до равновесного состояния при 240-245°С и давлении до 10 атм, затем при 278-280°С и давлении 2,7-

3 атм с отводом воды.

Вследствие высокой температуры более быстро проходит конверсия терефталевой кислоты до величины, определяемой константой равновесия и исходным соотношением этиленгликоля и терефталевой кислоты. При молярном соотношении этилен гликоль: терефталевая кислота в пределах от 1:1 до 3:1 равновесная конверсия составляет от 44 до 76% соответственно. Полная конверсия терефталевой кислоты обеспечивается при удалении реакционной воды после достижения равновесия в замкнутом объеме.

Описываемый способ может быть реализован либо в периодическом режи.ме в одном

аппарате, либо в непрерывном режиме в двух или более аппаратах. щие преимущества перед ооычным спосооом зтерификации. При непрерывной схеме упрощается аппаратурное рещение реактора этерификации, в котором процесс проходит до равновесных условий, ввиду отсутствия необходимости в пароотводящей и конденсационной системах (обычно очень сложных). Ввиду того, что процесс этерификации осуществляется в присутствии реакционной воды, побочные вредные реакции дегидратации этиленгликоля в значительной степени подавляются, что повыщает чистоту целевого продукта. Так как процесс осуществляется при более высоких температурах, близких к температурам поликонденсации (следующей стадии при синтезе полиэтилентерефталата), то переход от стадии этерификации к стадии поликонденсации не требует дополнительного подогрева реакционной массы. Общая продолжительность процесса этерификации сокращается не только в результате интенсификации первой стадии реакции, протекающей без отгонки воды, но и благодаря второй стадии с отгонкой воды при оолее высокой температуре. Поскольку в замкнутом сосуде без пароотвода реакционная масса более обогащена гликолем, чем в аппарате с пароотводом, то появляется экономически выгодная возможность работы при пониженном соотношении этиленгликоля и терефталевой кислоты. По новому способу без пароотвода можно снизить указанное молярное соотнощение до 1,2:1, тогда как при обычном режиме с пароотводом минимально допустимое соотнощение составляет 1,5:1. Пример. В реактор с мешалкой и ректификационной колонкой загружают этиленгликоль и терефталевую кислоту при молярном соотношении 2:1. Проводят последовательно две серии опытов: первую серию - по обычному режиму при HenpepbiBHOiM отводе образующейся воды; вторую серию - при закрытой ректификационной колонне до равновесной конверсии (I стадия), а затем с удалением воды до завершения реакции. Результаты опытов приведены в табл. 1. Таблица 1

Преимущества получения продукта по новому способу следующие.

Известный

Предлагаемый способ способ

2,5

160-164

190--193

230-232

267-270

6-8,5

2,6-3,9 )

Получение по описываемому способу более высокоплавкого и высококипящего продукта способствует резкой интенсификации последующей технологической стадии - поликонденсации.

Состав этерификата, полученного по новому способу в зависимости от исходного соотношения терефталевой кислоты (ТФК) и этиленгликоля (ЭГ) дан в табл. 2.

Динамическая вязкость расплава этерификата 4 спз.

Полученный этерификат характеризуется лучщим качеством, что определяется содержанием побочного продукта - звеньев диэтиленгликоля (ДЭГ). Чем меньше содержание диэтиленгликоля в этерификате, тем выще его качество и, в конечном счете, качество полиТаблица 2

мера. Это иллюстрируют следующие данные (см. табл. 3).

Таблица 3

Содержание ДЭГ, вес. %

Предмет изобретения

Способ получения олигомеров гликолевых эфиров терефталевой кислоты этерификацией терефталевой кислоты этиленгликолем при повышенной температуре и давлении с отводом реакционной воды, отличающийся тем, что. с целью сокращения продолжительности процесса и улучшения качества продукта, процесс ведут сначала до равновесного состояния при температуре 240-245°С и давлении до 10 атм, затем при температуре 278-280°С и давлении 2,7-3 атм с отводом воды.