专利名称：通过循环将组分引入制造工艺的方法
技术领域：
本发明涉及生产方法，更具体地，涉及使用循环回路将一种或多种组分引入制造工艺的方法。
背景技术：
聚酯生产方法的主要目标当然是在反应器中使二羧酸完全地或者尽可能完全地反应或者转化为单体、低聚物和最终成为聚合物。通常还已知，将固体二酸反应物直接连续进料到热反应混合物中，可能引起该固体反应物变粘，因为二羟基化合物蒸气会在相对冷的二酸表面上冷凝，如此抑制了有效的聚酯生成。因此，为了保持最高效率，普通的聚酯工艺通常使用大的浆料储罐，用以在将二羧酸反应物引入反应器前将其预混。例如，美国专利号3,644,483公开了这类浆料储罐加料的应用。
虽然是有效的，但是由于必需使用浆料储罐，因此增加了成本，并且增大了正确安装和操作聚酯生产设备所需要的空间。此外，由于聚酯制造业竞争日趋激烈，因此可供选择的较低成本的生产方法和设备是高度希望的。已经开发了许多工艺和设备，然而，这些系统仍然包括相对复杂、昂贵的设计，它们不能被迅速地建造或者安装。这些设计还通常需要费用较大的专业技能以便正确地维护和操作。
因此，仍然需要更紧凑、有效和成本低廉的将反应物例如对苯二甲酸和其他固体二羧酸反应物引入聚酯反应混合物中的方法。
发明内容
因此，本发明提供了用于将一种或多种组分引入制造工艺中的反应流体和/或工艺流体中的方法。更具体地，本发明的方法涉及使用与制造工艺相连的循环回路。
在第一个方面，本发明提供将组分引入工艺流体中的方法，其包括以下步骤(a)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与工艺流体是流体连通的；(b)使至少一部分所述步骤(a)的工艺流体通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的工艺流体是循环流体；(c)用至少一个压力降低装置于所述循环回路中的至少一个点将所述步骤(b)的循环流体的压力降低；和(d)在靠近或者位于步骤(c)的所述压力降低装置处，将组分进料到所述循环回路，由此将组分引入所述工艺流体。
在第二个方面，本发明提供用于将固体聚酯前体反应物引入反应混合物中的方法，其包括以下步骤(a)提供构造成限定内容积的反应器，其中至少一部分所述内容积被反应混合物占用，所述反应混合物包括第一聚酯反应物和聚酯反应产物；(b)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与所述反应器的内容积是流体连通的；(c)使至少一部分所述反应混合物通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的所述第一聚酯反应物和聚酯反应产物是循环流体；和(d)将第二聚酯反应物进料到所述循环回路，其中所述第二聚酯反应物是所述固体聚酯前体反应物，由此将固体聚酯前体反应物引入所述反应混合物。
在第三个方面，本发明提供用于将固体聚酯前体反应物引入反应混合物的方法，其包括以下步骤(a)提供构造成限定内容积的反应器，其中至少一部分所述内容积被反应混合物占用，该反应混合物包括第一聚酯反应物和聚酯反应产物；(b)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与所述反应器的内容积是流体连通的；(c)使至少一部分所述反应混合物通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的所述第一聚酯反应物和聚酯反应产物是循环流体；(d)用至少一个压力降低装置于所述循环回路中的至少一个点使所述循环流体的压力降低；和(e)在靠近或者位于所述压力降低装置处将第二聚酯反应物进料到所述循环回路，其中所述第二聚酯反应物是所述固体聚酯前体反应物，由此将固体聚酯前体反应物引入所述反应混合物。
根据说明书或者通过实施本发明，将明了本发明其他的优点和实施方案。本发明的其他优点还可以通过尤其在所附权利要求中指出的要素和结合来实现和获得。因此，应当理解，上述的一般说明和以下的详细说明两者都是本发明某些实施方案的示例和解释，而不是对本发明的限制。
图1描绘了本发明的循环回路的第一个实施方案。
图2和3描绘了本发明的循环回路的两个其他的实施方案，其中所述循环回路与管式反应器系统联合使用。
图4描绘了本发明的一个实施方案，其中所述循环回路的流入物与第一CSTR酯化反应器是流体连通的，并且其中所述循环回路的流出物也与所述第一CSTR酯化反应器是流体连通的。
发明详述参考以下详细说明和在此提供的任何实施例，可以更容易地理解本发明。同时应当理解，本发明不局限于如下所述的具体实施方案和方法，因为具体的组成部分和/或条件是理所当然可以变化的。此外，在此使用的术语仅仅用于描述本发明的具体实施方案，而不以任何方式进行限制。
还应注意到，在说明书和所附权利要求中，单数形式“一”、“该”和“所述”包括复数对象，除非上下文中另外清楚地指明。例如，当以单数形式提到一个组成部分时，其指包括许多的组成部分。
在此，范围可以表示为从“大约”或者“近似”一个具体值和/或到“大约”或者“近似”另一个具体值。当表示这类范围时，另一个实施方案包括从所述一个具体值和/或到所述另一个具体值。类似地，当用在前的“大约”或者“近似”以近似值来表示值时，应当理解所述具体的值形成另一个实施方案。
在本申请中，如果参考出版物，则这些出版物的全部公开内容将全文引入本申请作为参考，以更充分地描述本发明所涉及的现有技术状况。
当用于说明书和结论性权利要求时，术语“残基”指在特定反应流程或者得到的制剂或者化学产品中化学物质的最终产物部分，与该部分实际上是否从该化学物质获得无关。因此，例如，聚酯中的乙二醇残基指聚酯中一个或多个-OCH2CH2O-重复单元，与乙二醇是否被用来制备所述聚酯无关。类似地，聚酯中的癸二酸残基指聚酯中的-CO(CH2)8CO-部分，与该残基是否是通过癸二酸或者其酯反应制备聚酯而得到的无关。
本发明的方法和设备可与任何已知的制造工艺联用。就此而言，在此“制造工艺”用以包括，但不限于，任何与以下产品的生产有关的化学或者其他工艺食品、食品添加剂、食品包装、药物、农业产品、化妆品、塑料、聚合物、纺织品等等。在此，制造工艺进一步涉及有机和/或无机化学反应也在本发明范围内。
例如，本发明可以与塑料技术和其制造技术领域普通技术人员已知的任何聚合方法联用，例如酯化或者缩聚方法。因此，在一个实施方案中，本发明与已知的聚酯制造工艺联用是尤其有用的。
就此而言，还应该理解，本发明适合的制造工艺可以包括一种或多种分离的和不同的和/或集成的方法特征。例如，制造工艺可以包括一个或多个反应器，或者在可选择的实施方案中，甚至可以包括以串联、并联或者其组合配置的两个或更多反应器的反应器系列或者系统。同样地，在可选择的实施方案中，本发明的制造工艺可以包括几种附加工艺特征的一种或多种，例如混合槽系统、浆料槽系统、混合和给料槽系统、水塔、吸附系统、蒸馏塔等等和其组合。
在此，短语“聚酯制造方法”或者“聚酯方法”用以指酯化方法、酯交换方法或者缩聚方法。另外，还考虑到，本发明的聚酯方法还可以包括(1)酯化方法和/或酯交换方法和(2)缩聚方法的组合。因此，本发明的聚酯方法可以是任何已知的用于形成聚酯单体、聚酯低聚物和/或聚酯聚合物的方法。
为此，应当理解，在此使用的术语“聚酯”用以包括任何已知的聚酯衍生物，包括但不限于，聚醚酯、聚酯酰胺和聚醚酯酰胺。因此，为简单起见，在说明书和权利要求中，术语聚酯、聚醚酯、聚酯酰胺和聚醚酯酰胺可互换使用并且通常称为聚酯，但是应当理解，特定的聚酯物质取决于起始原料，即聚酯前体反应物和/或组分。
在此，术语“酯化方法”或者“酯化反应”指其中具有酸官能团的反应物、例如二羧酸与醇缩合生产聚酯单体的方法。同样地，在此，术语酯交换方法或者酯交换反应指其中具有烷基端基、例如甲基端基的反应物起反应得到聚酯单体的方法。因此，为了简单起见，在说明书和所附权利要求中，术语酯化和酯交换可互换地使用并且通常被称为了酯化，但是应当理解，酯化或者酯交换取决于起始原料。
如上所指出的，本发明的制造方法可以包括两个以上分离的和/或集成的工艺特征。因此，酯化或者酯交换工艺包括一个或多个集成的工艺特征也在本发明的范围之内。例如，在一个实施方案中，酯化方法可以包括一个酯化反应器。然而，在可选择的实施方案中，酯化方法可以包括以串联、并联或者其组合设置的酯化反应器系统或者系列。因此，在另一个实施方案中，酯化方法可以包括两个或更多的酯化反应器，优选它们互相是流体连通的。
在此，术语“缩聚”用以指任何已知的形成低聚物和/或聚合物的方法。例如，在一个实施方案中，本发明的缩聚方法是形成聚酯低聚物和/或聚酯聚合物的方法。
此外，与前面定义的酯化方法类似，缩聚方法也可以包括一种或多种分离的和/或集成的工艺特征。例如，在一个实施方案中，缩聚方法可以包括一个缩聚反应器。然而，在可选择的实施方案中，缩聚方法可以包括以串联、并联或者其组合设置的两个或更多的缩聚反应器的系统或者系列。因此，在第二个实施方案中，本发明的缩聚方法可以包括两个或更多的缩聚反应器，优选它们互相之间全部是流体连通的。在另一个实施方案中，缩聚方法包括与后缩聚器或者聚合物反应器流体连通的第一预聚物或者低聚物缩聚反应器。
就此而言，在此，术语“预聚物反应器”或者“低聚物反应器”用以指第一缩聚反应器。虽然不是要求的，预聚物反应器通常保持在真空下。本领域普通技术人员将理解，预聚物反应器通常(非限制地)用于最初使预聚物链从大约1到5的进料长度增长到大约4到30的出口长度。
与其相关地，术语“后缩聚反应器”或者“聚合物反应器”在此用以指缩聚反应系统的最后的熔体阶段。同样，虽然不是要求的，第二个缩聚反应器或者后缩聚反应器通常保持在真空下。此外，本领域普通技术人员还将理解，后缩聚反应器通常用于使聚合物链增长到要求的最终长度。
术语“反应器”在此用以指任何适合于在此限定的制造方法中使用的已知的反应器。因此，供本发明的工艺和设备使用的适合的反应器是构造成限定内容积的反应器，其中在任何给定的制造工艺期间，至少一部分所述反应器的内容积被一种或多种反应流体和/或工艺流体占用。
本发明方法使用的适合的反应器实例包括，但不限于，管式反应器，例如美国临时申请序列号60/254,040(2000年12月7日提出)和美国应用(Utility)专利申请“使用管式反应器的低成本聚酯工艺”(2001年12月7日)中公开的，该申请全文在此引入作为参考。在可选择的实施方案中，本发明的方法和设备可以与以下一起使用连续搅拌釜式反应器、反应蒸馏塔、搅拌管式反应器、热虹吸反应器、强制循环反应器、滴流床反应器和任何其他已知用于制造工艺的反应器或者反应器原理。还应该理解，在此提出的任何一种或多种反应器用于连续、间歇或者半连续聚酯制造工艺也在本发明的范围之内。
在此，术语“反应流体”或者“工艺流体”用以指一种或多种存在于任何给定的制造工艺中的流体。根据定义，所述反应流体和/或工艺流体包括至少一种液体和/或气体。就此而言，所述至少一种液体和/或气体可以是反应物，或者可选择地，可以是惰性组分。反应流体和/或工艺流体任选地还包括一种或多种固体组分也在本发明范围内。按照这一实施方案，所述一种或多种固体组分可以被完全溶解，以提供均匀的混合物，或者可选择地，所述反应流体和/或工艺流体可以是浆液、分散体和/或悬浮液。在另一个实施方案中，所述反应流体和/或工艺流体可以包括以下定义的反应混合物。
在此，术语“反应混合物”指存在于给定的制造工艺中的两种或多种组分的混合物。在一个实施方案中，所述反应混合物包括一种或多种反应物，例如聚酯前体反应物。在可选择的实施方案中，所述反应混合物包括一种或多种反应产物，例如聚酯反应产物。在另一个实施方案中，所述反应混合物包括一种或多种反应物和一种或多种反应产物。
在此，“聚酯工艺反应混合物”指包括两种或多种聚酯工艺组分的反应混合物。在一个实施方案中，所述聚酯工艺反应混合物包括至少一种第一聚酯前体反应物和至少一种聚酯反应产物。因此，一方面，本发明与任何已知的用于将反应物和/或其他组分转化成聚酯反应产物的方法和设备一起使用。因此，本发明的方法适用于制造任何聚酯反应产物。
如上所述，在一个实施方案中，所述聚酯工艺反应混合物包括至少一种第一聚酯前体反应物。按照本发明，所述“第一聚酯前体反应物”包括至少一种适合于在本文定义的聚酯工艺中使用的二羟基化合物。其被称为前体是因为其是用于生产聚酯的反应物。通常，所述第一聚酯前体反应物是流体，或者可选择地，被加热成为蒸气，然而所述第一反应物是固体二羟基化合物也在本发明范围内。在一个实施方案中，所述第一聚酯前体反应物优选包括乙二醇。
如上所述，聚酯工艺反应混合物还可以包括至少一种聚酯反应产物。因此，所述“聚酯反应产物”在此指任何聚酯单体、聚酯低聚物或者任何聚酯均聚物或者聚酯共聚物，其包含至少一种二羧酸残基和至少一种二羟基残基。
另外，在另一个实施方案中，聚酯工艺反应产物可以包括包含少量的三官能、四官能或者其他多官能共聚单体、交联剂和/或支化剂、例如偏苯三酸酐、三羟甲基丙烷、均苯四酸二酐、季戊四醇和其他本领域通常已知的聚酯形成多元酸或者多元醇的聚酯。此外，虽然不是要求的，聚酯工艺反应产物还可以包括其他的通常用于聚酯制造工艺中的添加剂。这类添加剂包括，但不限于，催化剂、着色剂、调色剂、颜料、炭黑、玻璃纤维、填料、冲击改性剂、抗氧剂、稳定剂、阻燃剂、再加热助剂、乙醛降低化合物、除氧化合物、多官能支化剂、多官能交联剂、共聚单体、羟基羧酸类、UV吸收化合物、阻隔改进添加剂例如小片状体粒子等等。
此外，在另一个实施方案中，所述聚酯工艺反应产物可以进一步包含，但不限于，包含共聚单体残基的聚酯残基，该共聚单体残基为，基于100摩尔％二羧酸和100摩尔％二羟基化合物，最多大约50摩尔百分数的一种或多种不同的二羧酸和或最多大约50摩尔百分数的一种或多种二羟基化合物。在某些实施方案中，优选的可以是二羧酸组分、二羟基组分或者各自分别地具有最高约25mol％或者最高约15mol％的共聚单体改性。
用于本发明的适合的二羧酸包括优选具有8到14个碳原子的芳香族二羧酸、优选具有4到12个碳原子的脂肪族二羧酸或者优选具有8到12个碳原子的脂环族二羧酸。更具体地，适合的二羧酸的实例包括对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、萘-2，6-二羧酸、环己烷二甲酸、环己烷二乙酸、联苯-4，4’-二羧酸、联苯-3，4’-二羧酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、其混合物等等。
同样地，适合的本发明的二羟基化合物包括优选具有6到20个碳原子的脂环族二醇或者优选具有3到20个碳原子的脂肪族二醇。这类二醇的具体实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，4-环己烷-二甲醇、丙烷-1，3-二醇、丁烷-1，4-二醇、戊烷-1，5-二醇、己烷-1，6-二醇、新戊二醇、3-甲基戊二醇-(2，4)、2-甲基戊二醇-(1，4)、2，2，4-三甲基戊烷二醇-(1，3)、2-乙基己二醇-(1，3)、2，2-二乙基丙二醇-(1，3)、己二醇-(1，3)、1，4-二-(羟基乙氧基)-苯、2，2-双-(4-羟基环己基)-丙烷、2，4-二羟基-1，1，3，3-四甲基-环丁烷、2，2，4，4-四甲基环丁二醇、2，2-双-(3-羟基乙氧基苯基)-丙烷、2，2-双-(4-羟基丙氧基苯基)-丙烷、异山梨糖醇、对苯二酚、其混合物等等。
适合的二羧酸共聚单体包括，但不限于，芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸、脂肪族或者芳香族二羧酸的酯、脂肪族或者芳香族二羧酸的酸酐及其混合物。在一个实施方案中，优选适合的二羧酸共聚单体包括优选具有8到14个碳原子的芳香族二羧酸、优选具有4到12个碳原子的脂肪族二羧酸或者优选具有8到12个碳原子的脂环族二羧酸。就此而言，适合的二羧酸共聚单体的更具体的实例包括对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、萘-2，6-甲酸、环己烷二甲酸、环己烷二乙酸、联苯-4，4’-二羧酸、联苯-3，4’-二羧酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、其混合物等等。
适合的二羟基共聚单体包括，但不限于，脂肪族或者芳香族二羟基化合物及其混合物。在一个实施方案中，优选适合的二羟基共聚单体包括优选具有6到20个碳原子的脂环族二醇或者优选具有3到20个碳原子的脂肪族二醇。这类二醇共聚单体的更具体的实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，4-环己烷-二甲醇、丙烷-1，3-二醇、丁烷-1，4-二醇、戊烷-1，5-二醇、己烷-1，6-二醇、新戊二醇、3-甲基戊二醇-(2，4)、2-甲基戊二醇-(1，4)、2，2，4-三甲基戊烷-二醇(1，3)、2-乙基己二醇-(1，3)、2，2-二乙基丙-二醇-(1，3)、己二醇-(1，3)、1，4-二-(羟基乙氧基)-苯、2，2-双-(4-羟基环己基)-丙烷、2，4-二羟基-1，1，3，3-四甲基-环丁烷、2，2，4，4-四甲基环丁二醇、2，2-双-(3-羟基乙氧基苯基)-丙烷、2，2-双-(4-羟基丙氧基苯基)-丙烷、异山梨糖醇、对苯二酚、BDS-(2，2-(磺酰基双)4，1-亚苯基氧基))双(乙醇)、其混合物等等。
虽然本发明的方法和设备适用于任何需要将一种或多种组分引入反应流体和/或工艺流体的制造工艺，其尤其可用于聚酯制造工艺。就此而言，本发明优选的聚酯制造工艺包括，但是不局限于，用于制造PET均聚物和共聚物、PETG(用CHDM共聚单体改性的PET)、全芳香族或者液晶聚酯、包含丁二醇、对苯二甲酸和己二酸的可生物降解的聚酯、聚(环己烷-二亚甲基对苯二甲酸酯)均聚物和共聚物、CHDM的均聚物和共聚物、和二甲基环己烷二羧酸酯、脂肪族-芳香族共聚酯及其混合物的工艺。
在此，术语“第二聚酯反应物”用以指聚酯前体反应物，其经由所述循环回路被引入所述聚酯工艺反应混合物。所述第二聚酯反应物优选是固体聚酯前体反应物，其通常是固体二羧酸。然而，在可选择的实施方案中，所述第二聚酯反应物可以是流体。其被称为前体是因为其是用于生产聚酯的反应物。就此而言，应当理解，所述第二聚酯前体反应物可以是任何一种或多种本文前面提出的所述二羧酸。然而，在一个实施方案中，所述第二聚酯反应物优选是固体对苯二甲酸。
在此，所述术语“组分”用以指任何反应物、惰性流体或者固体添加剂、共聚单体、催化剂、着色剂、颜料、调色剂、纤维、玻璃、填料、改性剂例如粘度、熔点或者蒸气压改性剂、抗氧剂、稳定剂、阻燃剂、再加热助剂、乙醛降低剂、除氧剂、多官能交联剂和/或多官能支化剂，例如本文前面描述的那些，UV吸收剂、阻隔改进添加剂、pinning剂(为挤出成膜加上磁性)等等。就此而言，术语“组分”指任何已知用于给定的制造工艺的固体、液体或者气体物质。
本领域普通技术人员将理解，反应条件(温度、压力、流量等等)和加料到所述反应器的原料或者其他工艺特征(反应物、辅助反应物、共聚单体、添加剂、催化剂、组分等等)是现有技术中用于相应的制造工艺的常见的那些。然而，也应当理解，这类条件的优化是容易实现的或通过常规的试验容易实现的。
如上所述，本发明提供了用于将一种或多种组分引入制造工艺中的反应流体和/或工艺流体中的方法。更具体地，本发明的方法涉及与本文前面定义的制造工艺联用的循环回路的使用。
因此，在第一个方面，本发明提供用于将组分引入工艺流体中的方法，其包括以下步骤(a)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与工艺流体是流体连通的；(b)使至少一部分所述步骤(a)的工艺流体通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的工艺流体是循环流体；(c)用至少一个压力降低装置于所述循环回路中的至少一个点将所述步骤(b)的循环流体的压力降低；和(d)在靠近或者位于步骤(c)的所述压力降低装置处，将组分进料到所述循环回路，由此将组分引入所述工艺流体。
在第二个方面，本发明提供用于将固体聚酯前体反应物引入反应混合物中的方法，其包括以下步骤(a)提供构造成限定内容积的反应器，其中至少一部分所述内容积被反应混合物占用，所述反应混合物包括第一聚酯反应物和聚酯反应产物；(b)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与所述反应器的内容积是流体连通的；(c)使至少一部分所述反应混合物通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的所述第一聚酯反应物和聚酯反应产物是循环流体；和(d)将第二聚酯反应物进料到所述循环回路，其中所述第二聚酯反应物是所述固体聚酯前体反应物，由此将固体聚酯前体反应物引入所述反应混合物。
在第三个方面，本发明提供用于将固体聚酯前体反应物引入反应混合物的方法，其包括以下步骤(a)提供构造成限定内容积的反应器，其中至少一部分所述内容积被反应混合物占用，该反应混合物包括第一聚酯反应物和聚酯反应产物；(b)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与所述反应器的内容积是流体连通的；(c)使至少一部分所述反应混合物通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的所述第一聚酯反应物和聚酯反应产物是循环流体；(d)用至少一个压力降低装置于所述循环回路中的至少一个点使所述循环流体的压力降低；和(e)在靠近或者位于所述压力降低装置处将第二聚酯反应物进料到所述循环回路，其中所述第二聚酯反应物是所述固体聚酯前体反应物，由此将固体聚酯前体反应物引入所述反应混合物。
在此，“循环回路”指任何用于使至少一部分包含在任何给定的制造工艺内的反应流体和/或工艺流体循环的设备，其中所述循环回路还包括流入物和流出物。此外，应当理解，本发明的范围不局限于使用一个循环回路，而是可选择地包括这样的实施方案，其中任何两个或更多的循环回路以串联、并联或者其组合配置。
就此而言，应当理解，所述循环回路的流入物可以与所述制造工艺的任何一个或多个位置和/或工艺设备是流体连通的。此外，如本文前面提出的，本发明的适合的制造工艺可以包括一个或多个分离的和不同的和/或集成的工艺特征。例如，制造工艺可以包括一个或多个反应器，或者在可选择的实施方案中，甚至可以包括以串联、并联或者两者的组合配置的两个或更多反应器的反应器系列或者系统。
因此，在一个实施方案中，所述循环回路的流入物与所述一个或多个反应器的内容积是流体连通的。更具体地，来看例如聚酯制造工艺，在一个实施方案中，所述循环回路的流入物可以与第一酯化反应器、第二酯化反应器、预聚物反应器和后缩聚反应器的一个或多个是流体连通的。在另一个实施方案中，所述循环回路的流入物可以与任何两个反应器或者其他工艺装置中间的任何一个或多个位置是流体连通的。
例如，在一个实施方案中，反应流体从缩聚反应器引入所述循环回路。在另一个实施方案中，所述反应流体从酯化反应器引入所述循环回路。在另一个实施方案中，所述反应流体从酯化反应器和缩聚反应器两者引入所述循环回路。因此，在这一实施方案中，所述循环回路的喂入不是来自、或不是仅仅来自酯化反应器。
如本文前面讨论的，本发明的制造工艺可以进一步包括一个或多个附加的设备，例如混合槽系统、浆料槽系统、混合和给料槽系统、水塔吸附系统、蒸馏塔、等等。因此，所述循环回路的流入物与上面提出的附加工艺装置的一个或多个是流体连通的也在本发明范围内。例如，在一个实施方案中，所述循环回路的流入物与混合槽系统是流体连通的。就此而言，所述循环回路的流入物可以与制造工艺的任何方面或者装置是流体连通的，只要所述流入物与至少一种反应流体和/或工艺流体是流体连通的。
类似于所述流入物的可能的配置和/或空间排列，所述循环回路的流出物也可以与沿着制造工艺的一个或多个点是流体连通的。因此，再次来看例如聚酯制造工艺，在一个实施方案中，所述流出物可以与第一酯化反应器、第二酯化反应器、预聚物反应器和后缩聚反应器的一个或多个是流体连通的。在另一个实施方案中，所述循环回路的流出物可以与任何两个反应器或者其他工艺装置中间的任何一个或多个点是流体连通的。此外，在另一个实施方案中，所述循环回路的流出物甚至可以与一个或多个本文提出的附加工艺装置是流体连通的。因此，在一个实施方案中，所述流出物可以与混合槽系统是流体连通的。
按照本发明的这些和其他方面，在一个实施方案中，所述循环流体可以从所述循环回路出来，并于最初从所述反应工艺取出所述循环流体的相同的点再进入所述制造工艺。可选择地，所述循环流体可以从所述循环回路出来并于所述流入物进入所述循环回路的上游和/或下游的任一点再进入所述制造工艺。就此而言，本领域普通技术人员将理解，某些工艺条件，即流入物和流出物位置，可以根据具体的制造工艺、仅仅通过常规的试验来优化。
在本说明书和所附权利要求中，还应该理解，流过所述循环回路的一种或多种反应流体和/或工艺流体被称为“循环流体”。
所述循环回路优选包括用于提高通过其流动的所述循环液体的压力和/或速度的设备。所述压力提高设备位于所述循环回路的所述流入物和流出物中间。应当理解，本发明可以使用任何已知的提高循环流体的压力和/或速度的设备。然而，在优选的实施方案中，所述压力提高设备是循环泵。
按照本发明，所述循环泵可以是任何本领域已知的泵，其非限制性实例包括离心泵例如在线立式离心泵；正排量泵；动力活塞；螺杆泵例如双端的、单端的、时控的和/或非时控的；旋转泵例如多旋转螺杆、圆周活塞、lore、旋转阀门和/或柔性元件；喷射泵例如单喷嘴或者多喷嘴喷射器；或者例如弯管泵。在一个实施方案中，优选的泵是在线离心泵。其在高程上位于所述流入物以下，以获得适当的净正吸入压头(“NPSH”)。
一旦所述循环流体通过所述流入物和所述循环泵以提高压力，希望的是在所述循环泵的下游位置-至少暂时地-降低循环流体的压力。降低该压力的优点是其他组分、例如固体聚酯前体反应物可以容易地引入所述循环回路。
循环流体的压力可以使用任何已知的用于降低在流体管道中压力的设备来降低。在可选择的实施方案中，循环流体的压力使用喷射器、虹吸、排气机、文丘里喷嘴、射流器和/或注入器来降低。在一个实施方案中，使用了喷射器，其中至少一部分所述循环流体通过该喷射器。根据该实施方案，喷射器在喉部产生轻微的真空或者低于大气压的压力。
为了获得最佳结果，本领域普通技术人员还应理解，取决于使用的具体压力降低装置的尺寸、机械性能和其他规格，喷射器或者其他压力降低装置应具有给定的“NPSH”和粘度要求。因此，本发明另外的优点是能够获得所需制造工艺的压力降低装置和“NPSH”和粘度性能之间的协同作用。
在使用例如喷射器时，制造的喷射器具有给定的使其提供最佳结果的“NPSH”和粘度要求。因此，本领域普通技术人员，或者根据实验方法或者根据经验，将能够在任何给定的制造工艺中，定位使所述循环流体的“NPSH”和粘度满足所述喷射器在将另外的组分、例如固体反应物进料到所述循环回路中时达到最佳性能所要求的点。然而，可以理解，生产设备中的某些限制可能妨碍将所述喷射器放置在有限的可用位置上。
因此，在一个实施方案中，所述喷射器或者其他压力降低装置可以根据在聚酯制造工艺中使用的具体位置而特别地进行制造。然而，在可选择的和更优选的实施方案中，可以对所述循环流体本身进行改性，以便针对给定的压力降低装置、例如喷射器获得协同作用。因此，本领域普通技术人员将理解，通过改性所述循环流体的性质，可以将任何给定的喷射器放置在制造工艺中的任何给定点，从而为生产设备增加非常需要的定位柔性和自由度。
就此而言，所述循环流体的性质可以通过改变所述流体的粘度和/或蒸气压来改性。这样的改性可以通过提高或者降低所述反应流体和/或工艺流体的温度和/或通过在所述循环回路中加入添加剂来进行。
可以对所述循环流体的粘度进行改性、通常是降低粘度，其通过提高温度和/或通过在所述循环回路中进料粘度降低添加剂来进行。就此而言，在一个实施方案中，粘度可以通过在进入所述循环回路之前预热添加剂、例如液体二醇来降低。按照该实施方案，还考虑到，所述预热可以进一步包括所述添加剂的相变化。因此，在一个实施方案中，所述二醇或者其他添加剂可以在被引入所述循环回路以前被加热变成气相。
通过在进入所述循环回路之前加热所述添加剂，所述循环流体的温度在预热的添加剂进入和混合时提高，由此降低了所述循环流体的粘度。应当理解，所述预热的添加剂可以在沿着所述循环回路的任何一点加入。此外，还应该理解，所述添加剂不局限于液体，而是可以包括固体、液体或者气体或者其混合物。
如本文前面提出的，还可能需要改变所述循环流体的蒸气压。因此，在另一个实施方案中，所述循环流体的蒸气压可以通过放空所述循环回路以释放夹带气体来提高。适合的放空装置与如下所述的相同，并且可以沿着所述循环回路放置在任何一个或多个点处。然而，在优选的实施方案中，放空装置放置在所述压力降低装置的上游。
在可选择实施方案中，蒸气压还可以通过冷却所述循环流体来提高。所述冷却可以借助于蒸发设备或者其他设备。另外，所述循环流体的冷却可以通过进料相对冷的添加剂到所述循环回路中来实现。在另一个实施方案中，所述循环流体的蒸气压可以通过将添加剂进料到所述循环回路中来改变，这对于增加或降低流体物流的蒸气压而言是已知的。
通过实践本发明，还将理解，可能希望加热所述循环回路设备本身。因此，适合的加热所述循环回路的设备可以具有各种形式。首先，所述循环回路可以通过各种介质、经由不同表面来加热。还可以使用感应加热。更优选，本发明提供换热介质(“HTM”)，其与沿着所述循环回路的至少一部分、在其流入物和流出物之间的所述循环回路的一部分外表面是可换热的。所述换热介质可以围绕所述循环回路的整个外表面外径并且基本上覆盖其全长。可选择地，还可以通过插入换热器或者通过将热组分加入所述循环回路来加热。
在另一个实施方案中，热交换器可以位于循环回路中间，其中所述循环回路处于不同的剖面，并且每种来自一个剖面的流出物经由热交换器进料，以加热所述循环流体。如果非夹套管被用于所述循环回路，则这些在循环回路系统中的热交换器是特别适用的。在另一个实施方案中，还可以使用微波加热。
为了向所述循环回路中进料或者提供另外的组分，例如固体聚酯前体反应物，使用了进料管道，其在靠近或者位于降低所述循环流体压力的设备处具有与所述循环管道流体连通的出料端。要被进料的所需反应物被导入所述压力降低装置，并由于压力降低装置使所述循环流体压力降低而进入所述循环管道。所述进料管道还包括接收端，其与所述出料端相对。
如果需要，所述进料管道可以进一步包括集成的加料系统，用于计量和选择性地将组分进料到所述循环回路。按照该实施方案，所述加料系统的第一个装置是固体贮存装置，例如料仓、集尘器或者布袋收尘室，其与所述进料管道的接收端流体连通，用于存储要被进料到所述循环回路的组分。固体计量装置，例如回转式气塞、活塞和阀门(贮料斗)、双联阀、斗式输送机、出料槽等也可以与所述固体贮存装置连接，用于接收来自所述固体贮存装置的组分。所述加料系统的第三个装置是减重进料器，其与固体计量装置连接，并且也与所述进料管道的出料端连接。所述减重进料器可以是称重单元、带式进料器、贮料斗重量称、容积螺杆、质量流量贮料斗、贮料斗或者装料斗减重器等。
因此，在一个实施方案中，所述组分经过以下过程从固体贮存装置进料到所述循环回路进料到固体计量装置，进入减重进料器，经由所述进料管道的出料端，然后在靠近所述压力降低装置处导入所述循环回路或者进入所述压力降低装置。然而，应该理解，取决于工艺条件和生产设备中的其他限制，上面提出的装置可以任何需要的组合安装。即，上面提出的加料系统不局限于一种空间排列。
因此，在另一个实施方案中，组分可以从加料系统进料到所述循环回路，其中所述组分从称重的固体贮存装置输送到固体计量装置，经由进料管道的出料端，然后在邻近所述压力降低装置处被导入所述循环回路。此外，在另一个实施方案中，组分可以从第一贮存装置，进入称重装置，进入第二贮存装置，进入计量装置，然后经由所述进料管道的出料端，并在靠近压力降低装置处进入所述循环回路，或者进入压力降低装置而进入所述循环回路。就此而言，应当理解，任何已知的加料系统和其配置均可以与本发明的方法和设备一起使用。
上面描述的加料系统将多于一种组分进料到所述循环回路也在本发明的范围内。就此而言，在一个实施方案中，两种或多种组分在其进入所述进料系统之前可以被预混。可选择地，在另一个实施方案中，许多的加料系统可以并行操作。此外，在另一个实施方案中，上面描述的加料系统可以被构造成顺序地将许多的组分加入所述循环回路。
如本文前面建议的，还应该理解，根据具体的制造工艺、反应条件和其他制造工艺特征，所述循环回路包括各种附加的设备可能是必要的，以便使所述循环回路获得最大运转效率和最佳结果。例如，引入一个或多个放空装置以放空其中包含的蒸气可能是必要的。另外，如前面讨论的，加热所述循环回路以降低所述循环流体的粘度或者有助于溶解包含在所述循环流体内的固体组分也可能是必要的。
对于蒸气的去除，虽然从所述循环回路的流入物流向所述循环回路的流出物，所述循环流体可能包含化学反应、加热、经由进料系统加入固体反应物或者其他原因产生的蒸气或者气体。因此，本发明任选地提供从所述循环回路除去所述蒸气的设备，其在所述循环回路的流入物和流出物中间。
就此而言，夹带气体可以通过所述流体在脱气腔中流速的受控降低与从所述脱气腔收集的气体的受控放空联合而从循环流体中排出。更优选，已经发现，流体物流中夹带的气体可以通过以下方法从所述流体中分离，在所述流体物流的流径中引入一段脱气管路，然后经由竖管或者流量受控的排气孔放空分离的气体。
应当理解，在此术语“夹带”和类似术语指存在于流体中的未溶解的气体，例如流体中的气泡、微泡、泡沫、浮沫等形式的气体。
在优选的实施方案中，所述蒸气除去设备或者脱气设备包括在所述循环回路中引入的放空装置。对所述放空装置进行定位，使得通过所述循环回路内表面的全部或者部分的所述循环流体，在从所述流入物向所述流出物流动时，也流过所述放空装置。
所述放空装置的作用是使所述循环流体在所述循环回路中的速度减慢，其减慢的程度足以使夹带气体从所述循环流体中分离出来。所述放空装置优选产生层流的、分层的、非环流的两相气体/液体流动。在所述放空装置中，为了提供需要的两相(气体/液体)流动所需要的速度降低的程度，可以由本领域技术人员利用(1a)可能存在的气泡的尺寸和所述循环流体的粘度，或者(1b)所述液体和所述气体两者的物理性能和(2)经由所述循环回路的预期的流速来决定。所述放空装置的内部尺寸选择成可以提供，与所述循环回路邻近所述放空装置处的横截面积相比，较大的流体传输横截面积。根据质量流量原理，因为内径增大，对于恒定的流速，速度减小。在较慢的速度下，气体上升并从溶液中出来，直到放空的气体的压力阻止另外的气体从溶液出来。放空释放的气体使另外的气体从溶液中出来，因为溶解气和溶液中出来的气体之间原来存在的平衡被移动。
对于分离所述循环流体中的夹带气体，例如公开于本文中的，需要所述放空装置降低通过其流动的液体的流速，以便获得优选的两相分层流动的状态。流体在放空装置内的停留时间通过适当选择放空装置的长度来控制，以便在放空装置中的速度下有足够的时间使夹带气体从所述液体中充分分离。对于具体的液体流动，适当的停留时间可以相似地由本领域普通技术人员用实验方法或者根据经验来确定。
为了得到最佳结果，所述放空装置被基本上水平地配置或者定向，以便通过其流动的在所述反应物和单体内的蒸气和气体在所述放空装置的上部区域聚集。所希望的放空装置的特性能够使从溶液中出来的气体被截留，其借助于任何能够使液体在底部通过而限制上部气体流动的设计来完成。
存在几种可用于从所述循环流体分离气体的设计方案。例如，在一个实施方案中，所述放空装置优选包括偏心的平底(flat-on-bottom)渐缩管。所述放空装置优选还具有与所述循环回路的内径相比较大的有效内径(或者较大的通流面积)。所述循环流体的速度还可以借助于使用多个循环回路的平行剖面得到降低。
当气体和蒸气在放空装置中从溶液出来时，它们必须被除去。就此而言，放空装置优选进一步包括与所述放空装置结合的直立的脱气竖管。所述脱气竖管具有与所述放空装置流体连通的接收端和在高程上高于所述输入端的相反的放空端。虽然考虑了直线的实施方案，优选的是所述脱气竖管在所述接收端和所述放空端之间是非直线的。通常的装置是所述竖管垂直地定向和放空装置水平地定向，这使气体能够放出，而液体不会同时流出所述竖管。
还希望的是在所述脱气竖管内包括流量控制装置以控制流体流量。所述流量控制装置可以是例如喷嘴；减压阀；控制阀；手动阀；异径管剖面；出口压力控制；喷嘴；和/或为了压头而经由液体鼓泡。
所述流量控制装置可用于使大约5，10，15，20，25，30，35，40，45，50，55，60，65，70，75，80，85，90，或甚至95％到大约95，90，85，80；75，70，65，60，55，50，45，40，35，30，25，20，15，10，或甚至5％的在循环回路中的该距离产生的蒸气通过，而其余的保留在液体内。应当理解，如以上提出的，任何下限百分数可以与任何上限百分数配对。在优选的实施方案中，所述流量控制装置使大约85到95％的产生的蒸气通过。这保证液体不会通过所述气体管线，并且保持大约5％到15％的夹带气体混入所述循环回路。本领域普通技术人员将理解，除去的气体无法接近最大值100％，因为所述液体将与所述气体一起流入所述竖管，从而降低制造工艺的效率和产率。
所述脱气竖管的放空端通常与蒸馏或者吸附器系统流体连通，蒸气流向它们或者向它们排气。还可以将蒸气放空到环境中。在放空端与蒸馏或者吸附器系统连通时，可以控制脱气竖管的放空端的压力，而在放空到环境中时，放空端压力是大气压力。
本领域技术人员将理解，蒸汽分离的效率可以通过提高所述循环回路在邻近所述放空装置和在所述放空装置之前的内径，以最大化所述循环流体的表面积和最小化在所述循环回路直径一半处的表面上的蒸汽速度而改善。如果需要或者希望额外的表面积，可以在相同的高度设置增加的循环回路的剖面，其中所述增加的剖面彼此平行运行并且都包括放空装置。这一系列平行剖面和放空装置为气体从所述循环流体中脱离提供了额外的面积。
本领域技术人员将进一步理解，可以将多个放空装置用于流入物和流出物之间的所述循环回路。例如，以上提出的放空装置可以放置在所述循环回路的上游，由此提高净正吸入压头“NPSH”。与之相关地，还应该理解，通过将放空装置在高程上放置在所述循环泵之上，将同样提高所述“NPSH”。此外，被放入所述循环回路中的压力降低装置上游的放空装置，例如喷射器，也将为所述压力降低装置提高“NPSH”。在另一个实施方案中，放空装置可以在所述压力降低装置和反应物进料系统的下游使用，以便除去任何夹带气体，它们已经在固体反应物经由本文前面提出的固体进料系统被进料到所述循环回路时被吸入所述循环回路。最后，应当理解任何两种或多种所述放空装置定位的组合也在本发明的范围和精神内。
根据本发明，被加入所述循环回路的组分流向所述循环回路的流出物。然后，所述组分和其它循环流体再进入所述反应器或者其他工艺装置，所述循环回路与这些装置是整体地连接的。因此，将所述组分加入所述循环回路的方法起到将至少一种类型的组分引入给定的制造工艺中的反应流体中的作用。
应当理解，有利的是将固体组分经由进料管道进料到所述循环回路，以便所述固体组分可以在流向所述循环回路的流出物以前被所述循环流体溶解。就此而言，固体组分的溶解可以通过加热所述循环回路和/或循环流体、改变进料摩尔比和/或改变循环回路中的压力来促进。然而，也应该理解，使固体组分完全溶解在所述循环流体内是所希望的，但不是要求的。
此外，也应理解，固体组分在靠近或者位于压力降低装置、例如喷射器处加入，能够使固体组分直接加入到给定制造工艺中的任何反应流体和/或工艺流体中。例如，在那些利用喷射器作为降低循环流体压力的设备的实施方案中，喷射器喉部的真空将使蒸气不上升到正被引入工艺管道的固体中。在本发明之前，蒸气将在固体上冷凝并且该混合物将变得非常粘，因此导致整个系统的阻塞。然而，按照本发明，喷射器膨胀区或者发散区提供非常强烈的混合并且使固体组分、例如对苯二甲酸保持足够的分离，因此不会在各个反应器区中成团。就此而言，本领域普通技术人员将理解，为了得到最佳结果，优选在压力降低装置、例如喷射器的发散区或者膨胀区中的任何一点将固体组分进料到该压力降低装置中。
也应该理解，上面描述的固体加入方法可能将至少很少量的气体与固体一起吸入循环管道。因此，优选通过在压力降低装置下游引入蒸汽分离或者放气系统将所述气体除去，如本文所描述的。可选择地，可将液体进料装置用于将液体进料到固体进料贮料斗中，其将置换被吸入循环回路的气体，从而最小化或甚至消除被吸入循环回路中的气体。
如本文建议的，将额外的流体组分加入所述循环回路也在本发明范围内。加入所述流体组分有助于固体组分在达到所述循环回路的流出物以前溶于所述循环流体中，或者仅仅为了方便，使得不需要分开地将额外的组分加入反应器或者其他下游工艺装置。另外，所述流体组分可以作为提高循环流体的速度和/或降低循环流体的粘度的手段来加入。就此而言，应当理解，被加入所述循环回路的流体组分可以是反应组分或者功能组分，即反应物，或者可选择地，所述流体组分可以是惰性组分。
按照该方面，所述流体组分优选在压力降低装置的上游加入所述循环回路(在固体反应物的加入点之前)，虽然所述流体组分可以同样地在所述压力降低装置的下游加入。就此而言，所述流体组分在回路中任何一点进料到循环回路、甚至包括经由循环泵密封也在本发明范围内。在可选择的实施方案中，所述流体组分甚至可以在循环泵的上游加入。此外，应当理解，流体组分可以于任何温度下引入所述循环流体。因此，如本文前面提出的，取决于流体组分被引入循环回路时的温度，流体组分可以用作加热或者冷却循环流体的手段。
应当理解，通过实践本发明的方法，在固体组分经由进料系统加入循环回路并且流体组分也加入循环回路时，这些方法导致至少两种类型的组分被加入反应器或者其他工艺装置，其中所述循环回路的流出物进料到这些装置中。
作为具体的实例，经由所述加料系统进料到循环回路的一种类型的组分可以是固体聚酯前体反应物。这样的聚酯前体反应物包括上面提出的适合的二羧酸。在优选的实施方案中，所述固体聚酯前体反应物是对苯二甲酸，其在室温下是固体。
按照同一实例，可以通常进料到所述循环回路的流体组分包括任何一种或多种上面提出的适合的二羟基化合物。在一个实施方案中，额外的第一聚酯前体反应物被进料到所述循环回路。在优选的实施方案中，乙二醇作为流体组分被加入所述循环回路。
现在参考图1到4，首先应该承认，对于本文全部附图，相同编号表示相同部分。因此，对于图1，提供了循环回路91。该循环回路91包括在其流入物93和流出物94中间用于提高循环流体的压力和/或速度的设备92。压力提高设备92在高程上位于流入物以下，以获得适当的净正吸入压头。一旦循环流体通过流入物93和压力提高设备92，借助于至少一部分循环液体通过其流动的压力降低设备95，在压力提高设备92下游，循环流体的压力被至少暂时地降低。
为了将组分进料或者供应到循环回路中，使用了进料管道，其具有在靠近所述压力降低设备95处与循环回路连通的出料端96。所述进料管道进一步包括集成的加料系统，其中加料系统的第一个装置是固体组分贮存装置97。固体计量装置98位于所述固体贮存装置97的底部。所述加料系统的下一个装置是减重进料器99，其与固体计量装置98以及进料管道的出料端96连通。因此，组分从固体组分贮存装置97到固体计量装置98，进入减重进料器99，然后经由进料管道出料端96，经由压力降低装置被引导到循环回路91，而被进料到所述循环回路91中。
图2和3进一步描绘了图1的循环回路的可选择的实施方案，其中所述循环回路与管式反应器集成使用。当被加入循环回路的组分和循环液体流动到循环回路的流出物时，所述组分和其他循环流体在邻近或者近似地在进口100处再进入所述管式反应器101。在图2中，显示了这样的实施方案，其中来自管式反应器尾端的流出物被引出106，并且一部分所述流出物被送到所述循环回路。在如图3所示的分离的实施方案中，三通106位于完整的管式反应器101和102中间，因此循环回路的流入物不是来自反应过程的尾端，而是来自反应过程中的中间点。在图2和3中，来自反应的最终流出物处于管道103，其中管道104表示任选的放空装置。
参考图4，其中显示了图2的循环回路的另一个实施方案，其中所述循环回路与连续搅拌釜式反应器“CSTR”系统集成使用，该“CSTR”系统包括第一酯化CSTR107、第二酯化CSTR108、第一缩聚CSTR109和第二或者最终缩聚CSTR110。当加入到循环回路中的组分流向循环回路的流出物时，所述加入的组分和其他循环流体在邻近或者近似位于进口100处再进入第一连续搅拌酯化或者酯交换反应器107。如图4所示，循环回路的流入物不是来自反应过程的尾端，而是来自三通106，其沿着与第一和第二酯化反应器两者流体连通的流体管线111定位，介于第一和第二酯化反应器中间点，因此循环回路的流入物与来自第一酯化反应器107的流出物流体连通。
还应该理解，在可选择的实施方案中，其未在图4中绘出，循环回路的流入物可以与定位在流体管道112中间的三通流体连通，使得循环回路的流入物与第二酯化反应器108流体连通。同样地，在另一个实施方案中，循环回路的流入物可以来自定位于流体管道113中间的三通，使得循环回路的流入物与来自第一缩聚反应器109的流出物流体连通。此外，在另一个实施方案中，循环回路的流入物可以来自定位于流体管道114中间的三通，因此循环回路的流入物是来自最终或者第二缩聚反应器110的流出物。就此而言，应当理解，虽然未示于所述附图，循环回路的流出物可以于系统中的任何一点回到制造工艺装置，即位于流入物位置的上游、下游、邻近或甚至位于流入物的位置。
本领域技术人员根据以上的讨论将认识到，可以由本发明的循环回路方法获得许多的优点。例如，使用循环回路使本领域普通技术人员能够用更紧凑和成本有效的循环回路，其包括泵和压力降低装置，替换大的、笨重的和昂贵的设备，例如浆料混合槽、泵、装备仪器、搅拌机和其他通常用于本领域的类似装置。还应理解，所述循环回路对于注入固体反应物是有利的，因为它们可以基本上在循环工艺中被溶解，从而防止或者最小化固体在内部工艺设备上的磨擦。因此，应当理解，本文描述的系统对于仅仅加入流体反应物(例如，从DMT和EG形成单体)不具有突出的优越性。
虽然已经连同优选的实施方案对本发明进行了描述，但是本发明的范围不受所提出的这些具体实施方案的限制，相反地，其覆盖了这些可选方案、改进和等同物，因为它们包括在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。例如，存在许多的反应条件例如组分浓度、希望的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其他反应范围和条件的变化和组合，其可用于优化从本发明方法获得的产品的纯度和产率。此外，本领域技术人员将知道，在实施本发明方法中，优化这类工艺条件仅仅需要合理的和常规的试验。
权利要求
1.一种用于将固体聚酯前体反应物引入反应混合物中的方法，其包括以下步骤a)提供构造成限定内容积的反应器，其中至少一部分所述内容积被反应混合物占用，所述反应混合物包括第一聚酯反应物和聚酯反应产物；b)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与所述反应器的内容积是流体连通的；c)使至少一部分所述反应混合物通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的所述第一聚酯反应物和聚酯反应产物是循环流体；和d)将第二聚酯反应物进料到所述循环回路，其中所述第二聚酯反应物是所述固体聚酯前体反应物，由此将固体聚酯前体反应物引入所述反应混合物。
2.一种用于将固体聚酯前体反应物引入反应混合物的方法，其包括以下步骤a)提供构造成限定内容积的反应器，其中至少一部分所述内容积被反应混合物占用，该反应混合物包括第一聚酯反应物和聚酯反应产物；b)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与所述反应器的内容积是流体连通的；c)使至少一部分所述反应混合物通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的所述第一聚酯反应物和聚酯反应产物是循环流体；d)用至少一个压力降低装置于所述循环回路中的至少一个点使所述循环流体的压力降低；和e)在靠近或者位于所述压力降低装置处将第二聚酯反应物进料到所述循环回路，其中所述第二聚酯反应物是所述固体聚酯前体反应物，由此将固体聚酯前体反应物引入所述反应混合物。
3.权利要求2的方法，其中所述反应器是管式反应器。
4.权利要求2的方法，其中所述反应器是连续搅拌釜式反应器。
5.权利要求2的方法，其中所述反应器是酯化反应器、酯交换反应器或者缩聚反应器。
6.权利要求2的方法，其中所述步骤(c)的循环回路进一步包括定位于所述循环回路流入物和流出物中间的、用于提高通过其流动的所述循环液体压力的循环泵。
7.权利要求2的方法，其中步骤(d)的所述压力降低步骤位于所述循环泵的下游。
8.权利要求2的方法，其中所述压力降低步骤(d)使用至少一部分循环液体通过其流动的喷射器进行。
9.权利要求2的方法，其中所述压力降低步骤(d)使用虹吸、排气器、文丘里喷嘴、喷射器或者注入器的一种或多种来进行。
10.权利要求2的方法，其中所述第二聚酯反应物被进料到所述压力降低装置。
11.权利要求8的方法，其中所述进料步骤使用具有与出料端相对的接收端的进料管道进行，其中所述出料端与循环回路在靠近或者位于所述喷射器处流体连通，和其中所述第二聚酯反应物借助于由所述喷射器产生的循环流体的压力降低被引入所述循环回路。
12.权利要求11的方法，其中所述进料管道进一步包括a)与所述进料管道的接收端流体连通的并且定位于所述进料管道的接收端和出料端中间的用于贮存要被进料到所述循环回路的所述第二聚酯反应物的固体贮存装置；b)与所述进料管道的接收端流体连通的并且定位于所述进料管道的接收端和出料端中间的固体计量装置；和c)与所述进料管道的接收端流体连通的并且定位于所述进料管道的接收端和出料端中间的减重进料器，其中所述第二聚酯反应物从所述进料管道的接收端和出料端中间点通过所述进料管道的出料端引入所述循环回路。
13.权利要求11的方法，其中所述固体贮存装置是料仓和所述固体计量装置是回转式气塞。
14.权利要求11的方法，其中所述第二聚酯反应物在流向所述循环回路的流出物以前被所述循环流体基本上溶解。
15.权利要求2的方法，其中所述第一聚酯反应物包括二羟基化合物和其中所述第二聚酯反应物包括二羧酸。
16.权利要求2的方法，其中所述第二聚酯反应物是对苯二甲酸。
17.权利要求2的方法，其中所述第二聚酯反应物是环己烷二甲醇。
18.权利要求2的方法，其进一步包括将第三聚酯反应物在所述压力降低装置的上游注入所述循环回路，其中所述第三聚酯反应物是流体。
19.权利要求2的方法，其中所述聚酯反应产物包括聚酯单体。
20.权利要求2的方法，其中所述聚酯反应产物包括聚酯聚合物。
21.权利要求2的方法，其中所述反应器是酯化反应器或者酯交换反应器和所述循环回路的流出物与所述反应器流体连通。
22.权利要求2的方法，其中所述反应器是缩聚反应器和所述循环回路的流出物与酯化或者酯交换反应器流体连通。
23.权利要求2的方法，其中所述步骤(b)的流出物与第一酯化反应器流体连通。
24.一种用于将组分引入工艺流体中的方法，其包括以下步骤a)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与工艺流体是流体连通的；b)使至少一部分所述步骤(a)的工艺流体通过所述循环回路循环，其中流过所述循环回路的工艺流体是循环流体；c)用至少一个压力降低装置于所述循环回路中的至少一个点将所述步骤(b)的循环流体的压力降低；和d)在靠近或者位于步骤(c)的所述压力降低装置处，将组分进料到所述循环回路，由此将组分引入所述工艺流体。
25.权利要求24的方法，其中所述组分是聚酯工艺组分。
26.权利要求24的方法，其中所述组分是液体。
27.权利要求24的方法，其中所述组分是添加剂、着色剂、改性剂、颜料、聚酯前体反应物、多官能支化剂、多官能交联剂或者阻聚剂。
28.权利要求24的方法，其中所述工艺流体包括液体。
29.权利要求24的方法，其中所述工艺流体是聚酯工艺反应混合物。
30.权利要求24的方法，其中所述组分是固体。
全文摘要
用于将组分引入反应流体和/或工艺流体的方法，其包括以下步骤(a)提供具有流入物和流出物的循环回路，其中所述流入物与反应流体流体连通；(b)通过所述循环回路循环至少一部分所述步骤(a)的反应流体，其中流过所述循环回路的所述反应流体是循环流体；(c)使用至少一个压力降低装置于所述循环回路中至少一个点使所述步骤(b)的循环流体的压力降低；和(d)在靠近或者位于所述步骤(c)的压力降低装置处，将组分进料到所述循环回路中，由此将组分引入所述反应流体。
文档编号B01D19/00GK1484663SQ01820258
公开日2004年3月24日 申请日期2001年12月7日 优先权日2000年12月7日
发明者B·R·德布鲁因, B R 德布鲁因 申请人:伊斯曼化学公司