Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR THE PRODUCTION OF POLYESTERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/113635
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for production of thermoplastic polyesters, whereby a column with structured packing is used for the pre-condensation.

Inventors:
DEISS STEFAN (DE)
KIRSTEN KLAUS (DE)
JANKO LUTZ (DE)
RAU MIKE (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/012446
Publication Date:
December 01, 2005
Filing Date:
November 04, 2004
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ZIMMER AG (DE)
DEISS STEFAN (DE)
KIRSTEN KLAUS (DE)
JANKO LUTZ (DE)
RAU MIKE (DE)
International Classes:
B01J19/32; C08G63/78; (IPC1-7): C08G63/78; B01J19/32
Foreign References:
DE2243024A11973-03-22
US3167531A1965-01-26
US4214072A1980-07-22
US6180817B12001-01-30
US5254719A1993-10-19
Attorney, Agent or Firm:
Meyer-dulheuer, Karl-hermann (Frankfurt am Main, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche:
1. Verfahren zur kontinuierlichen und diskontinuierlichen Herstellung von thermoplastischen Polyestern, in dem man ein Um oder Veresterungsprodukt unter vermindertem Druck von oben nach unten durch eine Kolonne führt, da¬ durch gekennzeichnet, dass diese Kolonne aus mehreren Schüssen mit struk¬ turierten Packungen besteht und dass jeder Schuss mit einem Flüssigkeitsver teuer, einem Brüdenabzug und am Boden mit einem Produktabzug versehen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die struktu¬ rierten Packungen eine Oberfläche von 50 290 m2/m3, bevorzugt von 100 280 m2/m3 und besonders bevorzugt von 150 251 nτ7m3 und Anstellwinkel zur Senkrechten von 15 65°, bevorzugt von 20 60°, besonders bevorzugt von 30 45° besitzen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flüs sigkeitsverteiler beheizt werden können.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Produktstromes über einen Wärmetauscher in den Kopf des Schusses zu¬ rückgeführt wird.
Description:
Verfahren zur Herstellung von Polyestern

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von thermoplas¬ tischen Polyestern.

Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyestern, insbesondere hochmolekularer Polyester zur Herstellung von Fasern, Folien, Flaschen, Ver- packungsmaterial sind bekannt. Als Ausgangsverbindungen werden Dicarbon- säuren oder deren Ester und bifunktionelle Alkohole eingesetzt, die in einer Schmelze umgesetzt werden. Im ersten Reaktionsschritt werden diese zu Mo- noestern, Diestem und Oligoestern ver- oder umgeestert. Der nächste Verfah¬ rensschritt ist eine Vor- oder Präpolykondensation, bei dem unter vermindertem Druck unter Abspaltung von Kondensationsprodukten wie Wasser und Alkohol längere Ketten aufgebaut werden. Die Viskosität der Schmelze nimmt im Laufe dieses Verfahrensschritts allmählich zu. An diesen Verfahrensschritt schließt sich eine Polykondensation an, in der unter stark reduziertem Druck (Vakuum) ein weiterer Kettenaufbau mit deutlicher Viskositätssteigerung erfolgt. Sowohl in der Vorkondensation als auch in der Polykondensation ist es wichtig, dass die entstehenden niedermolekularen Kondensationsprodukte und die freiwerden¬ den Monomeren möglichst schnell aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden, d.h. aus der flüssigen Phase rasch in die Gasphase gelangen. Das kann in Ab¬ hängigkeit von der Viskosität grundsätzlich durch Rühren und/oder eine gezielte Oberflächenvergrößerung unter gleichzeitiger Druckverminderung bis hin zum Vakuum erreicht werden. So werden z.B. für die Vorkondensationsstufe, in der immer noch erhebliche Kondensatmengen anfallen, überwiegend Rührkessel eingesetzt, weil die Viskosität noch relativ gering ist, durch die ausgasenden niedermolekularen Produkte eine zusätzliche Durchmischung erfolgt und Rühr- kessel auch für Unterdruck zu den Standardapparaturen zählen. Trotzdem hat es nicht an Versuchen gefehlt, den Rührkessel durch andere Vorrichtungen zu ersetzen, um dessen Nachteile wie längere Diffusionswege infolge des ungüns- tigen Oberflächen/Volumenverhältnis, Gefahr von Toträumen und ungleichmä¬ ßige Verweilzeiten, d.h. breiteres Verweilzeitspektrum, zu vermeiden und um potentielle Störungsquellen wie z.B. Rührerwellendichtungen auszuschließen.

Die EP 918 beschreibt ein Verfahren zur Polykondensation von Polyestem in dünner Schicht. Dort wird ein Vorkondensationsprodukt auf 270 - 340 0C in ei¬ nem Wärmetauscher erhitzt, um eine dünne Schicht mit entsprechender Diffu¬ sion zu erhalten, und unter Vakuum (1 ,33 mbar) in adiabatischer Arbeitsweise polykondensiert, wobei die Temperatur kontinuierlich um 30 - 50 0C gesenkt wird. Zur Realisation dünner Schichten werden Rohre mit Einbauten wie be- heizten geneigten Flächen oder beheizte Rohre unterschiedlichen Durchmes¬ sers vorgeschlagen. Nachteilig sind der hohe Regelaufwand für die Beheizung der Rohre, um das geforderte Temperaturgefälle einzuhalten, die vorgesehene Filmbildung an allen Orten sicherzustellen und die Möglichkeit zur Bildung von Toträumen. Außerdem wird nichts dazu gesagt, wie die Bedingungen bei Pro- duktionsschwankungen aufrechtzuerhalten wären.

In der EP 123 377 wird für die Polykondensation eine große Oberfläche er¬ zeugt, indem ein Vorkondensat in einen Verdampfungsreaktor gesprüht wird. Das führt zu einer Polykondensation in fester Phase, wobei das so entstandene Produkt sofort zur Weiterverarbeitung in einen Extruder gespritzt wird. Dieses hauptsächlich für die Herstellung von Polyamiden gedachte Verfahren wurde auch für Polyesterprozesse vorgeschlagen, ohne es durch Beispiele zu unter¬ mauern, über einen solchen Einsatz ist nichts bekannt.

Das US-Patent 2 727 882 beschreibt eine Bodenkolonne für die Vorkondensati¬ onsstufe des Polyethylenterephthalatprozesses mit besonders ausgestalteten Durchlässen, in der das Produkt aus der Umesterungsstufe von unten nach o- ben geführt und unter gleichzeitiger Temperaturerhöhung der Druck von Boden zu Boden reduziert wird. Der Anfangsdruck liegt bei ca. 30 - 130 mbar, der Enddruck am Kopf bei 13 mbar, die Temperaturerhöhung liegt zwischen 5 °C und 25 0C. Es wird ausdrücklich gefordert, dass die intrinsische Viskosität (IV) nicht größer als 0,3 sein darf. D.h., dass die Schmelze relativ dünnflüssig sein muss, um das Funktionieren dieser Kolonne zu gewährleisten. Eine etwas hö¬ here Viskosität wird zu einer schlechteren Durchmischung, zu schlechterem Ausgasen von Mono- und Oligomeren und zu nicht gewollten längeren Verweil¬ zeiten führen. Das begrenzt die Einsatzmöglichkeiten für Copolyester und ande¬ re Polyester. Über die Aufarbeitung der Brüden wird nichts ausgesagt. Die in US 2 727 882 beschriebene Kolonne wird von unten nach oben betrieben. Des¬ halb ist sie sehr störanfällig, z. B. bei Durchsatzschwankungen. Im Störfall ent¬ leert sich die Kolonne sehr schnell und muss nach Beseitigung der Störung er¬ neut angefahren werden. Derartige Störungen haben große Auswirkungen auf den Betrieb des nachfolgenden Endreaktors und die Produktqualität.

In der EP 346 735 wird eine Kolonne mit Einbauten für die Vorkondensation eingesetzt, die sich durch ein großes Längen/Durchmesserverhältnis (133 bis 80:1) auszeichnet. Der angegebene sehr geringe Querschnitt von 50 mm lässt Zweifel an einer Umsetzung in großtechnische Anlagen zu. Die Durchströmung erfolgt von oben nach unten, die genannten Verweilzeiten sind extrem kurz (< 10 min), der Druck liegt am Eingang bei 500-800 mbar, am Ausgang bei 13 - 0,7 mbar, es werden Temperaturen von 260 - 3200C genannt. Die in der Schrift genannten Einbauten sind Füllkörper wie Raschig- oder Pallringe, die im ersten Drittel eine freie Oberfläche von 0,9 - 1 ,5 m2/L und in den beiden anderen Drit- teln eine Oberfläche von 0,3 - 0,5 m2/L aufweisen sollen. Die im Abscheider freiwerdenden Brüden werden destilliert und die Diole wieder in den Prozess zurückgeführt. Das so erhaltene Vorkondensat wird in einem nächsten Schritt weiter kondensiert bis ein granulierfähiges Produkt erhalten wird, d.h. im Prinzip eine zweite Vorkondensation, oder es wird eine Polykondensation zu hochmo- lekularen Polyestern angeschlossen.

Die in den Schriften US 2 727 882 und EP 346 735 beschriebenen Apparatu¬ ren sind Boden- oder Füllkörperkolonnen, die die für ihre Kolonnenart typischen Vor- und Nachteile aufweisen. So zeichnet sich die Bodenkolonne, wie auch im Patent besonders hervorgehoben, durch guten Austausch auf den einzelnen Böden aus, aber sowohl die längere Verweilzeit als auch die limitierende Visko¬ sität sind sehr nachteilig, insbesondere wenn Copolyester oder andere Polyes- ter wie z.B. PTT oder PBT hergestellt werden sollen. Es besteht die Gefahr, dass durch längere Verweilzeiten Nebenreaktionen wie die Bildung von AIIyIaI- kohol und Acrolein beim PTT oder die Bildung von Tetrahydrofuran beim PBT begünstigt werden. Außerdem ist für den Betrieb der Bodenkolonne von unten nach oben eine deutlich erhöhte Diolmenge erforderlich. Dies ist energetisch sehr ungünstig und verstärkt die Bildung von Nebenprodukten. Die Füllkörper¬ kolonne hat zwar die Vorteile einer kürzeren Verweilzeit, aber eine Übertragung der in der Schrift angegebenen Größen auf großtechnische Prozesse wird schwierig sein.

Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass die in den oben aufgeführten Schriften vorgeschlagenen Lösungen keine beziehungsweise nur wenig über¬ zeugende Alternativen zum konventionellen, vielseitig einsetzbaren und verfah¬ renstechnisch robusten Rührkessel darstellen.

Es war deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur kontinuierlichen und diskontinuierlichen Herstellung von linearen thermoplastischen Polyestern zu finden, bei dem die Vorkondensation in einer Kolonne durchgeführt wird und die Nachteile der bekannten Lösungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur kontinuierlichen und diskontinuierli¬ chen Herstellung von linearen thermoplastischen Polyestern gelöst, in dem man ein Um- oder Veresterungsprodukt unter vermindertem Druck von oben nach unten durch eine Kolonne führt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kolonne aus mehreren Schüssen mit strukturierten Packungen besteht und dass jeder Schuss mit einem Flüssigkeitsverteiler, einem Brüdenabzug und am Boden mit einem Produktabzug versehen ist.

Kolonnen mit strukturierten Packungen werden seit den siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts großtechnisch eingesetzt, d.h. sie waren auch den Erfin- dem des EP 346 735 bekannt. Überraschenderweise ist nichts über einen Ein¬ satz in Polyesterprozessen bekannt, obwohl sie große technologische Vorteile bieten. Sie vereinigen quasi die Vorteile von Boden- und Füllkörperkolonnen ohne deren Nachteile. Sie bieten große Oberflächen, geringe Druckverluste, kurze Verweilzeiten, weniger Toträume, variable Durchmesser, variable Flüs¬ sigkeitsbeladung, schnellere Reaktion durch kurze Diffusionswege und sowohl Effizienz als auch Kapazität werden durch eine gerichtete Flüssigkeits- und Gasführung und durch gezielte Oberflächenvergrößerung noch erheblich ge- steigert.

Die Kolonnen mit strukturierten Packungen heben sich besonders in zwei Din¬ gen deutlich von den Kolonnen mit loser Füllkörperschüttung (chaotische Fül¬ lung) ab. Zum einen betrifft es die Gleichmäßigkeit der Benetzung der Oberflä- chen und die Fließgeschwindigkeiten der Flüssigphase auf den Einbauten. Je nach Form und Lage der Füllkörper (z.B. Randzonen, Strömungsprofil) kommt es bei loser Füllkörperschüttung zu unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten und unterschiedlichen Schichtdicken auf den Füllkörpern. Insbesondere bei Flüssigkeiten mit erhöhter Viskosität, wie es bei der Polyesterherstellung der Fall ist, wird dieses Problem wegen der erhöhten Strömungswiderstände ver¬ stärkt auftreten. Das führt zu Bereichen mit erheblich längeren Verweilzeiten, in denen sich entweder längere Ketten aufbauen, die zu einem ungleichmäßige¬ ren Produkt führen oder zur Bildung von unter Kolonnenbedingungen nicht mehr auflösbaren Oligomeren oder zur Ablagerung von nicht umgesetzten Mo- nomeren aus der Um- oder Veresterung, die sich durch Anlagerung weiterer Partikel so vergrößern, dass es letztendlich zu einer Verstopfung der Kolonne kommt. Bei Kolonnen mit strukturierten Packungen sind die Oberflächen und die Anstellwinkel der Packungselemente so gestaltet, dass immer eine gleich¬ mäßige Benetzung und gleichmäßige Fließgeschwindigkeiten vorliegen. Damit können Verstopfungen weitestgehend vermieden werden, die Betriebssicherheit beim An- und Abfahren und bei Störungen ist wesentlich höher.

Die gezielte Gestaltung der Oberflächen von strukturierten Packungen führt da¬ zu, dass auch bei kleineren Oberflächen je Volumen dieselbe Wirkung wie mit größeren Oberflächen von Kolonnen mit loser Schüttung erzielt werden kann. Bei unseren Versuchen reichten geringere Oberflächen als in EP 346 735. Um die vorstehend angeführten Vorteile nachhaltig zu erzielen, ist eine gute Flüs- sigkeitsverteilung am Kopf einer dieser Kolonnen oder eines Schusses notwen¬ dig. Solche Flüssigkeitsverteiler sind bekannt, jedoch ohne Beheizung. Da Ko¬ lonneneinbauten, wie strukturierte Packungen oder Füllkörper aber praktisch nicht beheizt sind und bei Schmelzeprozessen das Einfrieren der Schmelze eine große Gefahr ist und nicht wie z.B. bei Rührkesseln durch eine Zusatzbe- heizung das erstarrte Produkt wieder aufgeschmolzen werden kann, wird für die Flüssigkeitsverteiler eine Beheizungsmöglichkeit vorgesehen. Das gibt auch bei Störungen und unter An- und Abfahrbedingungen größere Sicherheit.

Die obengenannten Besonderheiten einer strukturierten Packung gegenüber einer Füllkörperschüttung oder der andersartigen chaotischen Anordnung von Einbauten wirken sich aber besonders vorteilhaft auf die Produktqualität und Betriebsstabilität aus. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Kolonne aus 2 bis 5 Schüs¬ sen, wobei jeder Schuss am Boden mit einem Produktabzug ausgerüstet ist, über einen Brüdenabzug verfügt und mit Wärmetauschern versehen werden kann. Die Produktaufgabe erfolgt von oben, die Brüden werden an einer für den jeweiligen Schuss und die Betriebsbedingungen vorteilhaften Position abgezo¬ gen und nach Abtrennung der Leichtsieder in den Gesamtprozess zurückge¬ führt. Der Brüdenabzug kann unterhalb der Packung erfolgen, um z. B. die Ge- fahr einer unkontrollierten Flutung der Kolonne zu verhindern, oder oberhalb der Packung, um z. B. zusätzliche Oberflächeneffekte durch Gas-Flüssig- Gegenstrom zu erzeugen. Abhängig von den Prozessbedingungen ist auch ein geeigneter Brüdenabzug im mittleren Kolonnenbereich möglich, um die genann¬ ten Effekte zu kombinieren.

Als Ausgangsmaterial wird eine Schmelze aus der Veresterung oder Umeste- rung eingesetzt, die über einen Wärmetauscher auf oder leicht über Betriebs¬ temperatur erwärmt wird und über einen Flüssigkeitsverteiler in den ersten Schuss gegeben wird. Am unteren Ende des Schusses wird die Schmelze ge- sammelt, ein Teil der Schmelze wieder in den Kopf des Schusses gepumpt, ggf. unter Einsatz eines Wärmetauschers, und der andere Teil der Schmelze wie¬ derum über einen Schmelzeverteiler in den nächsten Schuss geführt oder einer nachfolgenden Prozessstufe zugeführt. Die Betriebstemperaturen liegen zwi¬ schen 180 und 350 0C, bevorzugt zwischen 210 und 320 0C, der Betriebsdruck ist gleich oder kleiner als der Atmosphärendruck, bevorzugt zwischen 3 und 600 mbar. Die strukturierten Packungen besitzen eine Oberfläche von 50 - 290 rrrVm3, bevorzugt von 100 - 280 m2/m3 und besonders bevorzugt von 150 - 251 m2/m3. Der Anstellwinkel zur Senkrechten beträgt

15 - 65°, bevorzugt von 20 - 60° und besonders bevorzugt von 30 - 45°. Die Ausgestaltung der einzelnen Schüsse, insbesondere Form, Größe und Anstell¬ winkel der strukturierten Oberfläche, kann sich vorteilhafterweise von Schuss zu Schuss ändern, um sich den verschiedenen Polyestern und den sich ändernden Produkteigenschaften, insbesondere der zunehmenden Viskosität, und den sich ändernden Betriebsbedingungen, wie z. B. Temperatur, Druck, Flüssigbeladung der Packung, Brüdenstrom durch die Packung, anzupassen. Mit dieser Vorge¬ hensweise ist es möglich, für jeden Schuss Flüssigkeitsbeladung, Druck und Temperatur, kurz: den optimalen Betriebspunkt der Kolonne einzustellen.

Es ist somit ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Prozesses, dass die verfahrenstechnischen Erfordernisse für einen möglichst raschen Prozess für verschiedenste Polyester mit Hilfe von kompakten und relativ einfach aufge- bauten Apparaten umgesetzt werden. Beim An- und Abfahren der Kolonne und bei Störungen bietet das erfindungsgemäße Verfahren außerdem eine deutlich höhere Betriebssicherheit und geringere Abfallmengen.

Die Umsetzung dieses Konzeptes erlaubt es, den Betriebsbereich der Kolonne auf mindestens 30 - 130 % des Anlagendurchsatzes gegenüber den 50 - 110 % des Standes der Technik zu erweitern. Ebenso lassen sich dadurch die Viskosi¬ tät im Bereich der intrinsischen Viskosität (IV) von IV = 0,2 - 0,4 dL/g und die COOH-Endgruppen von 30 - 150 meq/kg sehr genau einstellen.

Die gezielte Rückführung eines Produktteilstroms in Kombination mit der Ko¬ lonne mit strukturierten Packungen erlaubt also eine jedem Polyester ange- passte Vorkondensation, die infolge der leicht veränderbaren Rückführung auch noch besonders unempfindlich gegenüber Störungen ist und somit auch ge¬ genüber den bei einem Anlagenbetrieb mit erhöhten Durchsatzanforderungen auftretenden Schwankungen. Dies bedeutet gegenüber den bisherigen Lösun¬ gen einen großen verfahrenstechnischen und wirtschaftlichen Fortschritt.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand einiger, in keiner Weise einschränkender Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Die Versuchsergebnisse der Ver¬ gleichsbeispiele und der Beispiele sind in der Tabelle 1 zusammengefasst.

Die angegebenen Eigenschaftswerte wurden wie folgt ermittelt:

Die COOH-Endgruppenkonzentration wurde mittels photometrischer Titration einer Lösung eines Polyestervorproduktes in einem Gemisch aus o-Kresol und Chloroform (70:30 Gew.-Teile) mit 0,05 n ethanolischer Kalilauge gegen Bromthymolblau bestimmt.

Die Verseifungszahl (VZ) wurde durch Verseifung mit Kaliumhydroxid in n- Propanol und photometrische Titration in Dimethylformamid bestimmt.

Die intrinsische Viskosität (IV) wurde bei 250C an einer Lösung von 500 mg Po- lyesterzwischenprodukt in 100 mL eines Gemisches aus Phenol und 1 ,2- Dichlorbenzol (3:2 Gew.-Teile) gemessen.

Der Polymerisationsgrad wurde aus der IV errechnet.

Vergleichsbeispiel 1

Als Ausgangsmaterial für die Präpolykondensation diente großtechnisch herge¬ stelltes Oligomer aus der 2. Veresterungsstufe einer kontinuierlichen Anlage zur Herstellung von Polyethylenterephthalat. 6,5 kg des Oligomers wurden in einem Extruder aufgeschmolzen und unter Normaldruck in ein Reaktionsgefäß gege¬ ben. Zur Spezifikation des Ausgangszustandes wurde eine Probe gezogen. An¬ schließend wurde bei einem Druck von 10 mbar und einer Temperatur von 272 °C unter Durchmischung 60 min präpolymerisiert. Zum Vergleich mit herkömm¬ lichen gerührten Präpolyreaktoren wurde der Reaktorinhalt mit einer Umwälz¬ pumpe mit 100 kg/h zirkuliert. Die entstandenen Reaktionsgase wurden durch Regelung des Vakuums auf 10 mbar kontinuierlich entfernt. Nach Versuchsen¬ de wurde eine Probe gezogen.

Beispiel 1

Mit dem gleichen Oligomer, wie in Vergleichsbeispiel 1 , wurde eine Präpoly¬ kondensation in einer Versuchsapparatur bestehend aus einem Vorlagebehäl- ter, einer Zirkulationsleitung mit Umwälzpumpe und einer Packungskolonne durchgeführt. Die Packungskolonne enthielt strukturierte Packungen mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m2/m3 und einem Neigungswinkel zur Senk¬ rechten von 30°. 6,5 kg des Oligomers wurden in einem Extruder aufgeschmol¬ zen und unter Normaldruck in den Vorlagebehälter gegeben. Zur Spezifikation des Ausgangszustandes wurde eine Probe gezogen. Anschließend wurde bei einem Druck von 10 mbar und einer Temperatur von 272 0C unter Durchmi¬ schung 60 min präpolymerisiert. Dabei wurde das Oligomer mit einer Umwälz¬ rate von 100 kg/h kontinuierlich aus dem Vorlagebehälter gefördert und von oben auf die Packungskolonne gegeben, deren Ablauf wieder mit dem Vorlage- behälter verbunden war. Die entstandenen Reaktionsgase wurden oberhalb der Packung durch Regelung des Vakuums auf 10 mbar kontinuierlich entfernt. Nach Versuchsende wurde eine Probe gezogen.

Die Präpolymerisation unter Verwendung der Packungskolonne in Beispiel 1 gegenüber Vergleichsbeispiel 1 ergab eine Steigerung der Zunahme des Poly¬ merisationsgrades um ca. 48 % bei sonst gleichen Versuchsbedingungen.

Vergleichsbeispie! 2

Der Versuch wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben durchgeführt, je¬ doch mit einem anderen Oligomer als Ausgangsmaterial. Beispiel 2

Mit dem gleichen Oligomer, wie in Vergleichsbeispiel 2, wurde eine Präpoly¬ kondensation in der in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsapparatur auf analo¬ ge Weise wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Packungskolonne enthielt hier strukturierte Packungen mit einer spezifischen Oberfläche von 250 m2/m3 und einem Neigungswinkel zur Senkrechten von 30°.

Die Präpolymerisation unter Verwendung der Packungskolonne in Beispiel 2 gegenüber Vergleichsbeispiel 2 ergab eine Steigerung der Zunahme des PoIy- merisationsgrades um ca. 68 % bei sonst gleichen Versuchsbedingungen.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Oligomer wurde bei einem Druck von 10 mbar und einer Temperatur von 269 CC 60 min in einem Reaktionsgefäß präpolymerisiert. Zum Vergleich mit herkömmlichen ungerührten Präpolyreaktoren, bei denen das Produkt langsam in dünnen Schichten von ca. 200 bis 500 mm fließt, wurde eine statische Schichtdicke von ca. 200 mm eingestellt. Dazu wurden 3,5 kg des Oligomers verwendet. Die entstandenen Reaktionsgase wurden durch Regelung des Va- kuums auf 10 mbar kontinuierlich entfernt. Zur Spezifikation des Ausgangszu¬ standes wurde unmittelbar vor Versuchsbeginn eine Probe gezogen. Nach Ver¬ suchsende wurde eine weitere Probe gezogen.

Beispiel 3

Mit dem gleichen Oligomer, wie in Vergleichsbeispiel 3, wurde eine Präpoly¬ kondensation in einer Versuchsapparatur bestehend aus einem Vorlagebehäl¬ ter, einer Zirkulationsleitung mit Umwälzpumpe und einer Packungskolonne durchgeführt. Die Packungskolonne enthielt strukturierte Packungen mit einer spezifischen Oberfläche von 250 nrVm3 und einem Neigungswinkel zur Senk¬ rechten von 45°. 6,5 kg des Oligomers wurden in einem Extruder aufgeschmol¬ zen und unter Normaldruck in den Vorlagebehälter gegeben. Zur Spezifikation des Ausgangszustandes wurde unmittelbar vor Versuchsbeginn eine Probe ge¬

zogen. Anschließend wurde bei einem Druck von 10 mbar und einer Tempera¬

tur von 269 0C unter Durchmischung 60 min präpolymerisiert. Dabei wurde das

Oligomer mit einer Umwälzrate von 100 kg/h kontinuierlich aus dem Vorlagebe¬

hälter gefördert und von oben auf die Packungskolonne gegeben, deren Ablauf

wieder mit dem Vorlagebehälter verbunden war. Die entstandenen Reaktions¬

gase wurden unterhalb der Packung durch Regelung des Vakuums auf 10 mbar

kontinuierlich entfernt. Nach Versuchsende wurde eine Probe gezogen.

Die Präpolymerisation unter Verwendung der Packungskolonne in Beispiel 3

gegenüber Vergleichsbeispiel 3 ergab eine Steigerung der Zunahme der Ket¬

tenlänge um ca. 117 % bei sonst gleichen Versuchsbedingungen.

Tabelle 1: Versuchsergebnisse