DE10329971A1 - Solid state polycondensation process, e.g. for preparing polyesters for fiber production, involving supplying reactor with raw material granules obtained from threads or strands having structured cross-section - Google Patents
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Abstract
Description
Bei der Polykondensation erfolgt im Gegensatz zur Polymerisation bekanntlich eine Umsetzung zwischen einfachen Molekülen, wobei durch die Kondensation in mehreren Stufen unter Energiezufuhr neue, größere Moleküle entstehen und kleine, einfache Moleküle abgespalten werden. Auf diese Weise werden bspw. Polyester, Phenoplaste, Aminosplaste, Polyamide und dgl. gebildet. So handelt es sich bspw. bei Polyesterfasern um durch Polykondensation von Terephtalsäure und Äthylenglykol erhaltene Synthesefasern, die aus der Schmelze versponnen und verstreckt werden.at The polycondensation is known, in contrast to the polymerization a reaction between simple molecules, whereby through the condensation In several stages with energy supply new, larger molecules emerge and small, simple ones molecules be split off. In this way, for example, polyester, phenolic, Aminosplaste, polyamides and the like. Formed. So it is, for example. in polyester fibers by polycondensation of terephthalic acid and ethylene glycol obtained synthetic fibers spun and drawn from the melt become.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Polykondensationsverfahren, und zwar in der sogenannten "Solidstate-Phase", bei dem einem Polykondensationsreaktor schon zum Teil auf- bzw. ankondensiertes Rohgranulat, also im festen Aggregatzustand mit einer Partikelgröße in der Größenordnung von maximal 2 mm zugeführt und das Granulatrohmaterial durch Energiezufuhr im Reaktor unter Abspaltung und Abfuhr seines noch vorhandenen kleinmolekularen Anteiles weitergehend in Makromoleküle umgesetzt und das umgesetzte makromolekulare Granulat der Weiterverarbeitung zugeführt wird.The The present invention relates to a polycondensation process in the so-called "solid state phase", in which a polycondensation reactor already partly condensed or condensed raw granules, ie solid State of aggregation with a particle size of the order of magnitude supplied by a maximum of 2 mm and the granule raw material by energy supply in the reactor with elimination and removal of its remaining small molecule share going on in macromolecules implemented and the converted macromolecular granules of further processing supplied becomes.
Soweit bekannt, wird dabei das hier sogenannte vorkondensierte Rohgranulat aus in ein Kühlbad ausgedüsten und einem geeigneten Cutter zugeführten Strängen oder Fäden gebildet, wobei es sich bei diesem Granulat um Vollmaterialpartikel handelt mit einer äußeren Abmessungsgröße, wie vorerwähnt, in der Größenordnung von maximal 2 mm, möglichst aber noch wesentlich kleiner, und zwar mit Rücksicht auf eine möglichst geringe Durchdringungstiefe für die jedem Granulatpartikel zugeführte Umsetzungsenergie, die bspw. per entsprechend heißem Stickstoff und/oder auch durch entsprechende Außenbeheizung des jeweiligen Kondensationsreaktors an die Granulatpartikel herangeführt wird. Derart kleine Granulate verlangen aber einen entsprechend leistungsfähigen Cutter bzw. eine Granuliereinrichtung, oder aber die Austragskapazität aus einem kontinuierlich arbeitenden Kondensationsreaktor oder aber die sogenannte Batchgröße ist entsprechend gering.So far is known here is the so-called precondensed raw granules out in a cooling bath jetted and strands or filaments fed to a suitable cutter, wherein This granulate is solid material particles with an outer dimension size, such as mentioned above, in the order of magnitude of a maximum of 2 mm, if possible but still much smaller, and with regard to a possible low penetration depth for the conversion energy supplied to each granule particle, the example. By accordingly hot Nitrogen and / or by appropriate external heating of the respective Condensation reactor is brought to the granule particles. so However, small granules require a correspondingly powerful cutter or a Granuliereinrichtung, or the discharge capacity of a continuously operating condensation reactor or the so-called Batch size is corresponding low.
Ausgehend von einem Polykondensationsverfahren der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren dahingehend zu verbessern, daß bei vergleichsweise gleichgroßer Verfahrensapparatur eine wesentlich größere Austrags- bzw. Durchsatzkapazität und eine verbesserte und homogenere Durchkondensation der einzelnen Granulatpartikel erreichbar ist.outgoing of a polycondensation process of the type mentioned The invention is based on the object, this method to the effect to improve that at comparably equal in size Process apparatus a much larger discharge or throughput capacity and improved and more homogeneous through-condensation of the individual granule particles is reachable.
Diese Aufgabe ist mit einem Polykondensationsverfahren der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das ankondensierte Granulatrohmaterial zu Fäden bzw. Strängen mit die Ober- und Einwirkflächen für die Energiezufuhr vergrößernden Querschnittsstrukturierungen versponnen bzw. ausgeformt, diese abgekühlten Fäden bzw. Stränge zu Granulat gecuttert werden und das Granulat in dieser Form in den Reaktor eingeführt und in diesem der Polykondensation unterworfen wird.These Task is with a polycondensation of the aforementioned Art according to the invention achieved in that the condensed granulate raw material to threads or strands with the top and contact surfaces for the Increasing energy supply Cross-sectional structures spun or formed, this cooled threads or strands to granules be cut and the granules in this form in the reactor introduced and in which the polycondensation is subjected.
Dieses Verfahren kann, was noch näher erläutert wird, sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich in entsprechend ausgebildeten Kondensationsreaktoren durchgeführt werden, wobei sich an den einer solchen Nachkondensation dienenden Reaktoren bisheriger Art und auch an deren Betriebsweise grundsätzlich nichts ändert.This Procedure can be, what's even closer explained is, both continuously and discontinuously in accordance with trained condensing reactors are carried out, wherein the such reactors of previous type serving for such postcondensation and basically nothing about their operation.
Durch entsprechend gestaltete Spinn- bzw. Ausformmundstücke gebildete, querschnittsstrukturierte Stränge oder Fäden bzw. Filaments sind zwar bekannt, diese sind jedoch bspw. für die unmittelbare textile Weiterverarbeitung bestimmt, nicht aber um daraus für eine Nachkondensation in der sogenannten Solidstate-Phase bestimmtes Granulat zu bilden, d.h., es bestand bisher kein Anlaß, derart zwecks Oberflächenvergrößerung entsprechend querschnittsstrukturierte Stränge durch Cutten in Granulat umzusetzen.By correspondingly designed spinning or molding mouthpieces formed, cross-sectional structured strands or threads or filaments are indeed known, but these are, for example, for the immediate textile Further processing determined, but not from it for a post-condensation to form granules in the so-called solid state phase, there was no reason to so for the purpose of surface enlargement accordingly cross-sectional structured strands by cutting into granules.
Unter der Maßgabe "mit die Oberflächen für die Energieeinwirkung vergrößernden Querschnittsstrukturierungen versponnen bzw. ausgeformt" sind alle Strukturierungen zu verstehen, die, bezogen auf ein bestimmtes Partikelmassevolumen und im Vergleich zu einer kugel-, würfel- oder zylinderförmigen Oberfläche, eine wesentlich größere Oberfläche aufweisen, was an Ausführungsbeispielen noch näher erläutert wird.Under the proviso "with the surfaces for the energy effect magnifying Cross-sectional structuring spun or formed "are all structurings to understand that, based on a specific particle mass volume and compared to a spherical, cubic or cylindrical surface, a have a much larger surface, what about exemplary embodiments will be explained in more detail.
Gewissermaßen auf dem Umweg über die besondere Oberflächengestaltung des hier sogenannten Rohgranulates wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren für eine optimalere Energieeintragswirkung in die bzw. an den einzelnen Granulatpartikel(n) gesorgt. Die entscheidende Verbesserung, nämlich bis 4-fach vergrößerter Durchsatzleistung bei gegf. dadurch kleiner bemeßbaren Anlagenkomponenten, wird also nicht etwa durch eine Änderung des bekannten Polykondensationsverfahrens erreicht, sondern durch eine strukturelle Änderung des mit diesem Verfahren zu behandelnden, bereits ankondensierten und sich im festen Aggragatzustand befindlichen Granulates.In a sense, up the detour over the special surface design of the so-called raw granules is using the inventive method for one Optimal energy input into or on the individual granules (s) taken care of. The decisive improvement, namely up to 4 times increased throughput at gegf. thereby smaller measurable Plant components, so is not caused by a change in the achieved by known polycondensation, but by a structural change to be treated with this method, already condensed and granules in the solid aggragate state.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The inventive method will be described below with reference to the drawings of exemplary embodiments explained in more detail.
Es zeigt schematischIt shows schematically
In
Für beide
Fälle ist
nun wesentlich, daß das ankondensierte
Granulatrohmaterial GR zu Fäden bzw.
Strängen
FS mit die Oberflächen
für die
Energieeinwirkung vergrößernden
Querschnittsstrukturierungen ausgeformt wird, diese abgekühlten Fäden bzw.
Stränge
FS zu Granulat G gecuttert bzw. granuliert werden und dieses hier
sogenannte Rohgranulat RG in dieser Form in den Reaktor
Für den Chargenbetrieb
kommt, ebenfalls bekannt, insbesondere ein mit Außenheizung
In
den
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- 2003-07-03 DE DE2003129971 patent/DE10329971A1/en not_active Ceased
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