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TWI490030B - 氣體洗滌器及其相關方法 - Google Patents

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TWI490030B
TWI490030B TW102123375A TW102123375A TWI490030B TW I490030 B TWI490030 B TW I490030B TW 102123375 A TW102123375 A TW 102123375A TW 102123375 A TW102123375 A TW 102123375A TW I490030 B TWI490030 B TW I490030B
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Clive Alexander Hamilton
Robert Edward Neate
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Invista Tech Sarl
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Description

氣體洗滌器及其相關方法
本發明係關於純化經污染製程氣體之方法。其亦係關於實施該等方法之系統及自該等方法及系統製得之PET。
諸如聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)樹脂等聚酯樹脂廣泛產生並使用於(例如)飲料及食物容器、熱成形應用、織物及工程樹脂中。通常，PET之產生係基於對苯二甲酸及/或對苯二甲酸二甲酯與乙二醇之間之反應(分別經由酯化及/或轉酯化)。所得對苯二甲酸雙-羥乙酯預聚物隨後藉助縮聚反應結合以產生聚合產物。
僅熔融縮聚通常不能產生聚酯，例如具有期望性質之瓶級PET樹脂。因此，通常採用兩步製程，其中預聚物經受熔融縮聚以達成特定固有黏度；隨後，樹脂經受稱作「固態縮聚」(「SSP」)之製程。SSP製程經特定設計以研發具有增加固有黏度之較高分子量聚合產物。SSP製程可藉由使聚合物鏈彼此縮聚進一步增加熔融聚合之PET之分子量。
在PET產生期間可產生各種副產物，包括(但不限於)縮聚解離產物。一種可在縮聚反應期間發生之常見副反應係藉由PET之乙烯基酯末端基團之轉酯化產生乙醛(AA)。AA之存在經常在PET產生中相當重要且嚴格控制其含量用於特定用途。作為實例，在使用PET產生瓶作為飲料之容器時，瓶中之AA可遷移至飲料，從而在飲料中引起不 期望味道(其在水中尤其值得注意)。因此，期望使最終PET產物中之AA含量最小化。
通常，在SSP製程期間，經由至少部分經由系統再循環之製程氣體移除諸如AA等反應副產物。製程氣體自系統吸收雜質(例如，反應副產物)且隨後純化富含雜質之氣體以移除彼等雜質並使得氣體可再用於系統中。已知純化製程氣體之各種方式。一種常見氣體純化系統利用含有水性或有機流體之氣體洗滌器，該水性或有機流體與富含雜質之氣體接觸且經由液體-氣體交換製程純化氣體。
有利地，在該洗滌器中可使用乙二醇作為洗滌流體。由於乙二醇係用於PET產生之起始材料，故在一些情況下，「不潔」乙二醇可再循環用於PET熔融縮聚產生系統中。可有利地提供純化製程氣體以用於SSP製程內及控制所得PET樹脂之乙醛含量的額外方法。
本發明者已發現，乙醛(AA)(如在產生聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之固態縮聚(SSP)系統內循環之製程氣體中可存在)及乙二醇(EG)(如可在製程氣體之氣體洗滌器中作為洗滌液體存在)可逆地反應以形成2-甲基-1,3-二氧戊環(「MDO」)及水。有利地，根據本發明，可將觸媒納入氣體洗滌器內以有利於此反應以形成MDO。AA至MDO之轉化係有益的，此乃因其可有效地自系統移除AA。儘管並不意欲具有限制性，但在某些實施例中可獲得某些潛在益處：1)「不潔」乙二醇可用於其他PET製備製程中，且隨著AA含量減少，將減輕AA對隨後產生之PET的污染；2)可增加對樹脂中引入SSP製程之AA含量之限值(即，可放鬆關於輸入材料之規範)；及3)可利用更小、更有效設計之洗滌器。
在本發明之一個態樣中，提供自製程氣體移除雜質之方法，該方法包含：將包含第一濃度之乙醛之製程氣體入口流引入氣體洗滌單 元中；將乙二醇入口流引入氣體洗滌單元中；在氣體洗滌單元中在一或多種酸觸媒存在下使製程氣體入口流與乙二醇入口流接觸，其中在該接觸步驟期間，乙醛與乙二醇反應以形成2-甲基-1,3-二氧戊環，該接觸步驟產生包含低於第一濃度之第二濃度之乙醛的純化製程氣體流及含有2-甲基-1,3-二氧戊環之乙二醇出口流；及自氣體洗滌單元移除純化製程氣體流及乙二醇出口流。
在本發明之另一態樣中，提供製備高分子量聚合物之方法，該方法包含：使具有第一固有黏度之聚合物通過一或多個反應器以提供具有較第一固有黏度高之第二固有黏度的聚合物；使製程氣體通過一或多個反應器，其中製程氣體吸附乙醛，及根據上述方法使製程氣體與氣體洗滌單元流體連通。
在本發明之另一態樣中，提供根據上述方法製造之聚酯。
在一些實施例中，製程氣體係選自由以下組成之群：氮、氬、二氧化碳及其混合物。在一些實施例中，該方法可進一步包含在製備高分子量聚合物之另一方法中再循環及/或使用純化製程氣體流作為(例如)製程氣體流。
該方法中所用之酸觸媒可變且在某些實施例中可為均質或異質酸觸媒。舉例而言，酸觸媒可選自由以下組成之群：礦物酸、磺酸、羧酸及其混合物。在一些具體實施例中，一或多種酸觸媒係選自由以下組成之群：三鹵化硼、有機硼烷、三鹵化鋁、甲烷磺酸、乙烷磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、三氟甲烷磺酸、硼酸、氫氯酸、氫碘酸、氫溴酸、過氯酸、硝酸、硫酸、氟硫酸、草酸、乙酸、磷酸、檸檬酸、碳酸、甲酸、苯甲酸及其混合物及衍生物。在某些實施例中，一或多種酸觸媒包含其上附接有酸性官能基之固體載體，其中酸性官能基係選自由以下組成之群：三鹵化硼、有機硼烷、三鹵化鋁、甲烷磺酸、乙烷磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、三氟甲烷磺酸、硼酸、氫氯 酸、氫碘酸、氫溴酸、過氯酸、硝酸、硫酸、氟硫酸、草酸、乙酸、磷酸、檸檬酸、碳酸、甲酸、苯甲酸及其混合物及衍生物。
在某些實施例中，進行接觸步驟之溫度係約50℃或更低。該方法可包含各種額外步驟；例如，在一些實施例中，該方法可進一步包含在純化步驟後清潔乙二醇。在某些實施例中，清潔步驟可包含中和乙二醇、過濾乙二醇、蒸餾乙二醇或其組合。在其他實施例中，乙二醇出口流可用作反應物以經由熔融縮聚產生聚(對苯二甲酸乙二酯)。
在一些實施例中，製備高分子量聚合物之方法利用具有第一固有黏度且乙醛含量為約10ppm或更大或約50ppm或更大之聚合物。在一些實施例中，該方法產生具有第二固有黏度且乙醛含量為約1ppm或更小之聚合物。
在本發明之另一態樣中，提供一種氣體洗滌裝置，其包含：封閉適於使製程氣體與洗滌液體接觸之室的外殼，該室含有一或多種固體酸觸媒；包含乙醛之製程氣體之供應；第一入口，其與該室流體連通且與包含乙醛之製程氣體的供應流體連通且適於將包含乙醛之製程氣體引入室中；乙二醇之供應；第二入口，其與該室流體連通且與乙二醇之供應流體連通且適於將乙二醇引入室中；第一出口，其與該室流體連通且適於自該室移除含有2-甲基-1,3-二氧戊環之乙二醇流；及第二出口，其與該室流體連通且適於自該室移除純化製程氣體流。
在某些實施例中，一或多種酸觸媒係異質酸觸媒，其存於氣體洗滌單元內之填充塔板中。氣體洗滌裝置之操作可變且可包含(例如)離心型洗滌器、噴霧洗滌器、衝擊型洗滌器、基於填充塔之洗滌器、文丘裏(venturi)型洗滌器、噴射器文丘裏型洗滌器、基於膜塔之洗滌器、具有旋轉元件之洗滌器或其組合。
在本發明之另一態樣中，提供一種產生高分子量聚合物之系統，其包含一或多個適於接收具有第一固有黏度之聚合物且產生具有 較第一固有黏度高之第二固有黏度之聚合物的反應器，其中一或多個反應器適於接收製程氣體之供應且其中製程氣體之供應與上述氣體洗滌裝置流體連通。
10‧‧‧洗滌器
20‧‧‧不潔製程氣體
30‧‧‧清潔EG供應
40‧‧‧「不潔」EG流
50‧‧‧清潔製程氣體流
60‧‧‧SSP系統
70‧‧‧結晶器單元
80‧‧‧預加熱器
90‧‧‧反應器單元
100‧‧‧冷卻器
110‧‧‧氣體洗滌器
A‧‧‧級
B‧‧‧級
C‧‧‧級
在已如此概括闡述本發明後，現將參照附圖，該附圖不必按比例繪製，且其中：圖1繪示本發明之例示性氣體洗滌器；且圖2繪示本發明之例示性SSP系統。
下文現將參照展示本發明之一些但並非所有實施例之附圖更全面地闡述本發明。實際上，該等發明可以許多不同形式實施且不應理解為限於本文所述實施例；相反，提供該等實施例以使本揭示內容滿足適用之合法要求。本文中相同編號係指相同元件。除非本文明確另外說明，否則本說明書及隨附申請專利範圍中所用單數形式「一(a、an)」及「該(the)」均包括複數個指示物。
簡言之，本發明提供經由固態縮聚(SSP)自固化聚酯預聚物製造高分子量聚酯之方法，其中藉助製程氣體自產物移除縮聚解離產物，隨後純化該製程氣體以移除該等不期望解離產物。根據本發明，在酸觸媒存在下藉助洗滌液體有利於製程氣體之純化，其中酸觸媒用於將一或多種解離產物轉化為替代化合物，該化合物可更容易地自SSP系統移除。此外，本發明提供製造包括至少一個結晶單元及反應單元之高分子量聚酯之裝置，其中每一單元具有產物入口及出口及製程氣體入口及出口。根據本發明，該裝置進一步包含氣體純化系統(例如，氣體洗滌器單元)，其經裝配以接收製程氣體及洗滌流體並使氣體與流體彼此接觸，其中氣體純化系統亦含有一或多種酸觸媒。
具體而言，SSP製程通常用於產生高分子量聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)，已知其產生乙醛(AA)作為不期望副產物。有利地使最終PET樹脂中經由SSP產生之AA含量最小化，此乃因AA隨後可浸出PET，且已注意到其對PET容器中所含之飲料及/或食物的味道會造成負面影響。本發明者已發現，製程氣體中存在之AA可與氣體洗滌器中存在之EG可逆地反應以形成2-甲基-1,3-二氧戊環(「MDO」)及水。根據所揭示方法之一個態樣，將一或多種酸觸媒納入氣體洗滌器內以促進及/或增強AA與EG之此反應以形成MDO，且藉此減少系統中存在之AA。應注意，儘管本發明聚焦於產生PET之方法及系統，但亦可適於產生其他聚合物，例如其他聚酯。具體而言，可適於產生各種聚合物，其中AA係作為不期望反應副產物產生。
藉由將AA轉化為MDO，可以更清潔形式(即，AA含量降低)提供SSP氣體，以使其可更易於再用於SSP製程中。使用此更清潔SSP氣體可有效地減少PET製備製程中之AA污染且藉此降低隨後產生之PET之AA含量。另外，藉由將AA轉化為MDO，可增加對PET樹脂中引入SSP製程之AA含量之限值對AA含量之限值(即，可放鬆關於輸入材料之規範)，此乃因在某些實施例中，該製程可能夠貫穿SSP製程更有效地降低AA含量。此外，藉由將AA轉化為MDO，可提供用於SSP系統中之更小、更有效設計之洗滌器。
「促進」或「增強」AA至MDO之轉化意指較不存在酸觸媒可發生之大的百分比之AA轉化為MDO。舉例而言，在一些實施例中，觸媒可增加AA至MDO之轉化比率及/或百分比。在一些實施例中，觸媒可改變對副產物之可逆反應之平衡。儘管並不意欲受限於理論，據信由酸觸媒之AA之羰基氧之質子化可促進在AA之羰基碳處由EG上之羥基親核攻擊，從而驅使轉化為MDO。
藉由本發明酸觸媒實現之EG至MDO之轉化之催化方式可變。在某些實施例中，將觸媒納入氣體洗滌器單元中。圖1提供氣體洗滌器10 之示意圖。儘管圖1繪示一般氣體洗滌器設置，但應瞭解，業內已知各種氣體洗滌器且其可根據本發明經改良以使用。洗滌器之大小、容量、操作及複雜性可廣泛變化，且本文提供之揭示內容意欲涵蓋所有該等類型。通常，洗滌器經設計以便使不潔製程氣體與洗滌流體緊密接觸，可自該洗滌流體移除某些污染物(例如，藉由吸附)。某些洗滌器藉助將不潔製程氣體引導穿過曲折路徑(例如，使用擋板及其他限制)操作及/或提供一定程度之紊流以確保與洗滌流體大量接觸，其中藉由氣體與洗滌流體接觸移除污染物。洗滌流體可(例如)與製程氣體在洗滌器內同時流動或與製程氣體在洗滌器內逆向流動(如圖1及2中所示)，但洗滌器可以其他方式操作。洗滌器可為(例如)離心型洗滌器、噴霧洗滌器、衝擊型洗滌器、填充塔、文丘裏型洗滌器、噴射器文丘裏型洗滌器、膜塔、具有旋轉元件之洗滌器或包含多個該等及其他類型之洗滌器。儘管已知氣體洗滌器之許多類型及設計組態且其意欲包括於本發明內，但例示性類型及設計組態闡述於以下中：例如，頒予Kent之美國專利第3,581,474號、頒予Mcilvaine等人之美國專利第3,656,279號、頒予Kent之美國專利第3,680,282號、頒予Boresta之美國專利第3,690,044號、頒予Ekman之美國專利第3,795,486號、頒予Berg之美國專利第3,870,484號、頒予Carr之美國專利第5,185,016號、頒予Odom等人之美國專利第5,656,047號、頒予Keinanen等人之美國專利第6,102,990號、頒予Trivet等人之美國專利第6,402,816號及頒予Hagg等人之美國專利申請公開案第2007/0113737號，該等案件以引用方式併入本文中。
圖1中所示氣體洗滌器單元經組態具有氣體入口，不潔製程氣體20 (例如，來自SSP製程)穿過其進入洗滌器。應注意，儘管氣體入口顯示在洗滌器之底部上，但不潔製程氣體亦可自洗滌器之頂部或側面進入。不潔製程氣體通常包含縮聚反應之各種副產物，包括(但不限 於)解離產物，例如水、乙二醇、甲基二氧戊環及醛(例如，乙醛)。經由洗滌器清潔之製程氣體(例如，SSP系統之製程氣體)可變，但通常係在系統內之條件下惰性或相對惰性之氣體。舉例而言，在一些實施例中，製程氣體可包含氮、氬、氦、二氧化碳或其混合物。
在氣體洗滌器內，不潔製程氣體接觸洗滌液體。在某些實施例中，洗滌液體包含乙二醇(EG)。清潔EG供應30 與氣體洗滌器流體接觸且吸收不潔製程氣體中存在之某些雜質，從而產生「不潔」EG流40 (其包含EG及不潔製程氣體流中存在之縮聚反應之副產物)及清潔製程氣體流50 。
根據本發明，可將各種酸觸媒納入氣體洗滌器內。可使用均質酸觸媒、異質酸觸媒或其組合。可根據本發明用於促進AA與EG反應以形成MDO的酸觸媒包括(但不限於)路易士酸(Lewis acid)及Brönsted酸。酸觸媒可為(例如)礦物(即，無機)酸、磺酸或羧酸。某些具體酸包括(但不限於)三鹵化硼、有機硼烷、三鹵化鋁、其他各種金屬陽離子或化合物(其通常僅在使與其結合之路易士鹼解離後才可用作路易士酸)；甲烷磺酸、乙烷磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸(TsOH)、三氟甲烷磺酸、硼酸、氫氯酸、氫碘酸、氫溴酸、過氯酸、硝酸、硫酸、氟硫酸、草酸、乙酸、磷酸、檸檬酸、碳酸、甲酸及苯甲酸。
儘管均質酸觸媒可有效增強AA及EG至MDO之轉化，但在某些實施例中，使用一或多種異質觸媒(通常呈固體形式)。異質酸觸媒通常包含一或多個固定於固體載體上之酸官能基，該固體載體不可溶於欲進行反應之液體或氣體中。異質觸媒在其易於實施、易於移除及維持EG呈中性形式之能力中係有利的。可將各種酸性官能基提供於固體載體上以提供呈固體形式之期望官能基，例如上述彼等酸性部分。亦可使用各種固體載體，包括(但不限於)二氧化矽、黏土、合成或天然聚合物。某些例示性異質觸媒包括AmberlystTM 聚合觸媒及離子交換 樹脂，其通常展示硫酸官能基。其他例示性異質酸觸媒闡述於以下案件中：例如，頒予Ho等人之美國專利第5,294,576號；頒予Chung等人之美國專利第5,481,0545號、美國專利第563,313號、美國專利第5,409,873號及美國專利第5,571,885號；頒予Chen等人之美國專利第5,663,470號、美國專利第5,770,539號、美國專利第5,877,371號及美國專利第5,874,380號；及頒予Nishikido之美國專利第6,436,866號，該等案件皆以引用方式併入本文中。
已觀察到，若未經催化，則AA與EG反應以形成MDO係與溫度相關。出於此原因，可預期在氣體洗滌器內於典型溫度下無顯著反應。例示性洗滌器可具有介於約5℃與約60℃之間之溫度，例如於頂部約8℃，在中間約12℃，且在洗滌器底部約45℃。於環境溫度下，AA與EG之間通常無明顯反應來產生MDO。於高溫下，反應增強。有益地，於通常與氣體洗滌器相關之溫度下，所添加酸性觸媒容許AA與EG充分反應以產生MDO。因此，無需在不存在添加觸媒下AA與EG反應以形成MDO通常所需之高溫，且本發明方法可容易地在於洗滌器內具有極少至無修改或控制溫度之現有洗滌器系統中實施。
應注意，AA與EG反應以形成MDO係可逆的且正向反應及逆向反應二者均經酸催化。較佳地，在使用條件下，相對於逆向反應，傾向於AA與EG反應以形成MDO。逆向反應需要水；因此，在一些實施例中，可有利地限制洗滌流體中之水含量。後一(逆向)反應進一步詳細闡述於(例如)頒予Reimann等人之美國專利申請公開案第2011/0097243號中，該案件以引用方式併入本文中。
可以各種方式將酸性觸媒納入氣體洗滌器內。舉例而言，如圖1中所圖解說明，在一些實施例中，氣體洗滌器包含多級設置(例如，圖1之3級設置，包含A、B及C級)。在該等實施例中，可將異質觸媒填充於固持於洗滌器內之容器(例如，填充塔板/床)內以提供一或多層 材料，乙二醇洗滌溶液通過該材料層。參照圖1，因此，觸媒可提供於繪示於洗滌器10 中之三級A、B及C中之一或多者中(即，於洗滌器之頂部、中部或底部處)。應注意，多級洗滌器單元可具有不同級數且可將觸媒納入任何該等級中。異質觸媒可提供於洗滌器內之變化水準處；然而，有利的是朝向洗滌器之底部(即，處於較高溫度之洗滌器之一部分，此乃因增加溫度會促進AA及EG至MDO之轉化)。舉例而言，參照圖1，儘管觸媒可提供於A、B及C級中之一或多者中，但觸媒可至少部分地提供於C級中。然而，使用如本文所述酸性觸媒允許即使於較該反應通常所需低之溫度下亦可以反應物至產物之良好轉化率進行反應。本發明亦意欲涵蓋確保酸觸媒與不潔乙二醇之間接觸之其他物理方式。若使用均質觸媒，可在一些實施例中，可將其直接添加至EG洗滌流體中。添加至氣體洗滌器系統中之觸媒之量可變，但通常可為任何足以催化至少一部分(且包括至少一大部分)AA與EG反應以產生MDO的量。特定而言，觸媒之量可自1kg/公噸/小時EG洗滌器液體(1kg/tph)至1000kg/tph變化；包括2kg/tph至100kg/tph、2kg/tph至10kg/tph及5kg/tph。
有利地將如本文所述氣體洗滌器納入用於聚酯產生之SSP系統中，但本發明方法之應用可用於利用氣體洗滌器之其他應用中，其中有益地使AA最小化。SSP系統通常根據業內已知之方法操作，如(例如)頒予之美國專利第7,819,942號中所述，該案件以引用方式併入本文中。本申請案之圖2圖解說明一個例示性SSP系統60 ，但系統內之組件可變。簡言之，SSP製程通常始於引入實質上非晶形PET基底碎片(base chip)，例如具有約0.6iV之固有黏度之基底碎片。基底碎片中之乙醛含量可變，但有利地貫穿SSP製程減少至或維持於低含量下。基底碎片藉由施加熱在結晶器單元70 中結晶至約40%或45%之晶體含量。碎片隨後通常通過預加熱器80 且隨後可在反應器單元90 中進一步 加熱，該反應器單元通常甚至進一步增加PET之結晶度(例如，至約65%-70%晶體)。在反應器單元內，PET通常呈現最大合意之固有黏度累積。PET隨後進入冷卻器100 中以產生較基底碎片具有較高固有黏度(例如，約0.8iV)且具有相對較低AA含量(例如，約100ppm或更少、約50ppm或更少、約10ppm或更少、約9ppm或更少、約8ppm或更少、約7ppm或更少、約6ppm或更少、約5ppm或更少、約4ppm或更少、約3ppm或更少或約2ppm或更少)的SSP PET碎片。在一些實施例中，甚至可獲得較低AA值，例如約1ppm或更小。SSP系統內之反應器單元可變且在某些實施例中，可包括固定床、固體-空氣噴射器或流化床反應器及/或具有攪動器具之反應器或移動反應器範圍內的器件。在SSP製程之各個級中可利用不同溫度及壓力。
圖2中亦圖解說明氣體洗滌器110 ，如參照圖1更詳細闡述。圖2圖解說明製程氣體之例示性流動系統，其隨後進入氣體洗滌器(顯示為「不潔N2 進入」)。乙二醇(即循環穿過氣體洗滌器之洗滌流體)清潔氮製程氣體，從而使得在隨後再使用該過程氣體時(例如，在反應器90 中，如圖2中所示)以「清潔」形式提供該過程氣體。根據本發明，氣體洗滌器110 進一步包含如本文提供之酸觸媒。應瞭解，圖2提供一個例示性系統，其中可使用酸觸媒；本揭示內容並不意欲具有限制性，且本文所述方法及材料可適於各種方法及系統，其中可存在AA及EG。
在某些實施例中，可清潔不潔洗滌液體(乙二醇)以出於各種目的再使用。可藉由(例如)過濾及/或蒸餾清潔EG。使用異質觸媒會簡化EG之清潔，此乃因EG通常維持呈中性形式。儘管可根據本發明使用均質觸媒，但其使用通常導致產生酸化二醇，必須另外對其進行過濾及/或蒸餾。所清潔EG可有益地作為(例如)輸入材料用於熔融相縮聚以產生額外PET。因此，在某些實施例中，單一EG流可在各個步驟中 用於製備高分子量PET。在該等實施例中，可將自SSP製程再循環之EG進料至與對苯二甲酸及/或對苯二甲酸二甲酯之反應以產生PET單體單元，其藉由熔融相縮聚結合且可進一步經受SSP以增加其固有黏度。
實驗
乙醛(AA)與乙二醇(EG)之產生2甲基，1,3二氧戊環(MDO)及水之反應係在玻璃器具中在回流下、在隨溫度變化之氣壓下進行。該反應之後，隨時間變化經由注射器自反應區抽取試樣。在異丙醇稀釋劑中驟冷每一試樣並藉由氣相層析(GC)分析。比較實例1、2及3闡釋藉由於50℃下、隨後單獨於85℃及130℃下追蹤MDO之形成及AA之消耗來監測之無觸媒反應之動力學。實例1例示在50℃下使用固體酸觸媒(在此情形下為Dow AmberlystTM 35)。
比較實例1
在250ml圓底燒瓶中向60g冷凍乙二醇中添加40g冷凍乙醛並設定用於回流。將燒瓶加熱至50℃並隨時間變化藉由注射器抽取試樣並在異丙醇中稀釋十倍以驟冷反應。藉由氣相層析分析試樣且在下文中將結果製成表格。
該數據闡釋，於50℃下，在所展示時間段內，AA%緩慢減少且MDO%緩慢升高。
比較實例2
在250ml圓底燒瓶中向80g冷凍乙二醇中添加20g冷凍乙醛並設定用於回流。將燒瓶加熱至85℃並隨時間變化藉由注射器抽取試樣並在異丙醇中稀釋十倍以驟冷反應。藉由氣相層析分析試樣且在下文中將結果製成表格。
該數據闡釋，在所展示時間段內，於85℃下，與於50℃下相比，AA%更快速減少且MDO%更快速升高。
比較實例3
在250ml圓底燒瓶中向5g冷凍乙二醇中添加95g冷凍乙醛並設定用於回流。將燒瓶加熱至130℃並隨時間變化藉由注射器抽取試樣並在異丙醇中稀釋十倍以驟冷反應。藉由氣相層析分析試樣且在下文中將結果製成表格。
該數據闡釋，在所展示時間段內，於130℃下，與於85℃下相比，AA%甚至更快速減少且MDO%甚至更快速升高。
實例1
在250ml圓底燒瓶中向60g冷凍乙二醇中添加40g冷凍乙醛，設定用於回流，隨同2.5g AmberlystTM 35固體酸觸媒樹脂一起。將燒瓶加熱至50℃並隨時間變化藉由注射器抽取試樣並在異丙醇中稀釋十倍以驟冷反應。藉由氣相層析分析試樣且在下文中將結果製成表格。
該數據闡釋，於50℃下向反應中添加AmberlystTM 35固體酸觸媒樹脂下，與不添加觸媒(比較實例1)相比，在所展示時間段內，AA%更快速減少且MDO%甚至更快速升高。
獲益於前述說明所提供之教示，熟習此項技術者將聯想到屬於本發明之本發明之諸多修改及其他實施例。因此，應瞭解，本發明不 受限於所揭示之具體實施例而意欲將該等修改及其他實施例皆包括在隨附申請專利範圍之範疇內。儘管本文使用特定術語，但其使用僅具有一般及敍述性意義且並非出於限制之目的。
10‧‧‧氣體洗滌器
20‧‧‧不潔製程氣體
30‧‧‧清潔EG供應
40‧‧‧「不潔」EG流
50‧‧‧清潔製程氣體流
A‧‧‧級
B‧‧‧級
C‧‧‧級

Claims (22)

  1. 一種自製程氣體移除雜質之方法，該方法包含：將包含第一濃度之乙醛之製程氣體入口流引入至氣體洗滌單元中；將乙二醇入口流引入至該氣體洗滌單元中；在一或多種酸觸媒存在下使該製程氣體入口流與該乙二醇入口流接觸，其中在該接觸步驟期間，該乙醛與該乙二醇反應以形成2-甲基-1,3-二氧戊環，該接觸步驟產生包含較該第一濃度低之第二濃度之乙醛的純化製程氣體流及含有2-甲基-1,3-二氧戊環之乙二醇出口流；及移除該純化製程氣體流及該乙二醇出口流。
  2. 如請求項1之方法，其中所述在一或多種酸觸媒存在下使該製程氣體入口流與該乙二醇入口流接觸係在該氣體洗滌單元中進行。
  3. 如請求項1之方法，其中該製程氣體係選自由以下組成之群：氮、氬、二氧化碳及其混合物。
  4. 如請求項1之方法，其中該一或多種酸觸媒係均質或異質酸觸媒。
  5. 如請求項1之方法，其中該一或多種酸觸媒係選自由以下組成之群：礦物酸、磺酸、羧酸及其混合物。
  6. 如請求項1之方法，其中該一或多種酸觸媒係選自由以下組成之群：三鹵化硼、有機硼烷、三鹵化鋁、甲烷磺酸、乙烷磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、三氟甲烷磺酸、硼酸、氫氯酸、氫碘酸、氫溴酸、過氯酸、硝酸、硫酸、氟硫酸、草酸、乙酸、磷酸、檸檬酸、碳酸、甲酸、苯甲酸及其混合物及衍生物。
  7. 如請求項1之方法，其中該一或多種酸觸媒包含其上附接有酸性官能基之固體載體，其中該酸性官能基係選自由以下組成之群：三鹵化硼、有機硼烷、三鹵化鋁、甲烷磺酸、乙烷磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、三氟甲烷磺酸、硼酸、氫氯酸、氫碘酸、氫溴酸、過氯酸、硝酸、硫酸、氟硫酸、草酸、乙酸、磷酸、檸檬酸、碳酸、甲酸、苯甲酸及其混合物及衍生物。
  8. 如請求項1之方法，其中該一或多種觸媒係選自由以下組成之群：氧化鋯、α及γ氧化鋁及沸石。
  9. 如請求項1之方法，其中進行該接觸步驟之溫度係約50℃或更低。
  10. 如請求項1之方法，其進一步包含清潔該乙二醇出口流。
  11. 如請求項10之方法，其中該清潔包含中和該乙二醇出口流、過濾該乙二醇出口流、蒸餾該乙二醇出口流或其組合。
  12. 如請求項1之方法，其中使用該乙二醇出口流作為反應物以經由熔融縮聚產生聚(對苯二甲酸乙二酯)。
  13. 一種製備高分子量聚合物之方法，該方法包含：使具有第一固有黏度之聚合物通過一或多個反應器以提供具有較該第一固有黏度高之第二固有黏度的聚合物；使製程氣體通過該一或多個反應器，其中該製程氣體吸附乙醛，及根據如請求項1之方法使該製程氣體與氣體洗滌單元流體連通。
  14. 如請求項13之方法，其中該聚合物係聚酯。
  15. 如請求項14之方法，其中該聚酯係聚對苯二甲酸乙二酯。
  16. 如請求項13之方法，其進一步包含在製備高分子量聚合物之另一方法中使用該純化製程氣體流作為製程氣體流。
  17. 如請求項13之方法，其中具有第二固有黏度之該聚合物具有約1ppm或更小之乙醛含量。
  18. 如請求項13之方法，其中具有第一固有黏度之該聚合物具有約10ppm或更大之乙醛含量。
  19. 如請求項13之方法，其中具有第一固有黏度之該聚合物具有約50ppm或更大之乙醛含量。
  20. 一種根據如請求項13至19中任一項之方法製造的聚酯。
  21. 如請求項1至19中任一項之方法，其中該酸觸媒係以介於1kg/tph乙二醇至1000kg/tph乙二醇之間之濃度存在。
  22. 如請求項21之方法，其中該酸觸媒係以介於2kg/tph乙二醇至10kg/tph乙二醇之間之濃度存在。
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