由塑料熔体制备球形颗粒

本发明涉及一种由塑料熔体制备球形颗粒的方法，特别是指缩聚物，如 由多官能的碳酸和醇形成的PET、PBT、PEN、PA或PC的预聚物熔体或聚 合物熔体，其中熔体借助液滴喷嘴而滴流成滴，并且这些液滴在落下至少部 分沉降段后凝固成颗粒。

此外，本发明还涉及到用于由塑料制备球形颗粒的装置，特别是缩聚物， 如由多官能的碳酸和醇形成的PET、PBT、PEN、PA或PC的预聚物熔体或 聚合物熔体，且该装置包含有能使塑料熔体滴落成滴的喷嘴装置以及设置在 其后的、在沉降塔中的沉降段。

已知，为制备PET颗粒就要将酯化反应或酯交换反应后的预缩合物，以 及PBT-过程中乙二醇或丁二醇与对苯二酸的预缩聚物导入到负压下的反应 器中。由此，一方面提高主体液态和短链聚合物的粘度，另一方面又将放出 的乙二醇或丁二醇返回到酯化反应或酯交换反应。在反应器处理后，将缩聚 物置于水中冷却并切粒，从而获得圆柱形且大部分是非晶形的颗粒。然而这 里的缺点是，其末端具有破裂的析出物，并因此可导致粉尘的产生。已知方 法的缺点还在于，在造粒后，颗粒都处于一种主要是非晶形的状态。这种状 态就使得在后续单独的加工过程中需要部分结晶化过程。此外，设备技术和 能量消耗也起到了阻碍作用，因为其中需要特殊的处理阶段如供给降压的反 应器阶段和部分结晶化过程。

为避免这些缺点，DE19849485A1中推荐，将液态熔融的预缩合物导入 到在塔顶区内具有分配器滴液喷嘴的沉降塔中，其中使由分配器滴液喷嘴中 流出的预缩合物在沉降塔中以与惰性气体，如氮气的以逆流接触。由此，在 加速了液滴的结晶过程的同时，也降低了沉降速度。然后，在沉降塔底部流 出的颗粒可以作为干燥的和部分结晶化的粒料输入到后缩合过程或SSP中 去。

相应的方法也描述于DE10019508A1。其中是将液滴以与空气或惰性气 体如氮气以逆流方式提供。

为将液体PET预聚物从约280℃冷却到160℃，并因此而获得处于150 ℃到170℃之间的较为有利的结晶速度，就必须由一千克PET小球珠移去多 于220KJ/Kg的热量。由于通常所使用的气体，如空气或氮气只具有很小的 热容(约1.05KJ/Kg)，所以尽管运用较大的温差来吸收热量，还是需要相对大 的质量和体积流的气体来冷却液态高热的聚合物颗粒。另一个的缺点还在于， 从气体到固体的热量转移相当差，这样就使得需要相对高的沉降段并且在经 过一定沉降高度后难以设定冷却过程或液滴温度。

气体，例如将其从50℃加热到200℃后，可以总共吸收约160KJ/Kg气 体的热量。因此所需的气体流为约1.4Kg气体/KgPET或1400m3气体 /1000KgPET。这也就意味着，例如当在1.2m直径的沉降塔中每小时降落1t 的PET时，需要的气体流量为至少1400m3/h。

大的气体用量的缺点还在于会出现湍流和至少是破坏的横流，从而存在 着如下危险，即直径可以为0.8mm量级的高粘性的球粒会接触沉降管的壁并 牢固地粘附其上，或者也会相互粘结并变形以使得最终的几何尺寸不再具有 理想的球形。

为制备具有均匀几何尺寸的塑料球粒，DE4338212C2中提出的方法是， 通过喷嘴装置启动振荡而将熔融粘稠状态的塑料下落，同时将如此制得的液 滴在液体中冷却。

本发明所基于的问题是，进一步完善如开头所述的方法和装置，使得如 开头所述的塑料熔体，特别是熔融的缩合物的预聚物或聚合物能以理想的高 通过量降落，而不存在有滴落颗粒变形或粘结或相互粘连和/或颗粒粘在沉降 段本身的边界上的危险。此外，本发明的另一个特征是，较之已知方法，滴 落颗粒的后缩合到足够程度的总时间显著缩短。

根据本发明方法，该问题通过如下方法得以解决，在沉降段的末端颗粒 会到达一个接收区，在该区域内至少有部分颗粒按如下方式进行涡旋，即形 成能使颗粒朝着区域中间和/或区域出口方向运动的湍流。

所谓的“涡流”应该理解为颗粒的一种以流化的占主导的随机(无序的) 运动，也是颗粒的一种占主导的集合(有序的)运动，这里自然也包括具有随 机部分和集合部分运动模型的“颗粒集群”的组合运动状态。

以下说明书中所谓“固化的”是指实质上对外形稳定的非晶形和/或结晶 的颗粒。

优选在接收区内颗粒通过至少部分的接收区的振动而进行涡流。

也可以利用大量进气孔鼓入气体而实现颗粒在接收区内的涡流。

在本发明方法的一个具体实施方式中，利用一种用气体分散且处于振动 状态的类织物部件来使颗粒涡流，和/或利用一种本身刚性的部件将颗粒传输 到沉降段的末端的区域，该区域通入气体以致形成能驱动液滴向区域中间和/ 或区域出口方向运动的湍流。

颗粒的涡流优选按下方式进行，即涡流的颗粒构成一流化床，同时颗粒 优选经由沉降段上的流化床入口区而导入流化床中，并且在其中移动至存在 有区域出口的流化床出口区。优选将颗粒引导到通向在沉降段的末端的流化 床入口区。这些措施保证了所有的颗粒都具有大体上相同的滞留时间，并特 别是具有至少由流化床的几何尺寸确定的最小滞留时间。

在本发明方法的一个特别优选的实施方式中，利用流体，特别是利用通 入液体使颗粒进入沉降段中。优选使用该流体来加强冷却通过沉降段下落的 颗粒。特别优选使用一种液体来迫使该颗粒，因为以这种方式就可以通过液 体蒸发从热颗粒上带走大量的热。

所述方法中的问题也可以只通过使沉降段中的颗粒与液体接触的方法 来解决。

比较合理的是，所述液体的蒸发温度要低于颗粒的熔融温度。由此而保 证，大量的热可通过液体的相转变所需要的热量从固化的液滴或颗粒上移走。

特别优选使用水和/或乙二醇作为液体，并且特别是液体的计量要保证颗 粒在到达接收区时基本上不再被润湿。

优选将液体喷雾成细小颗粒的形式，从而利用喷雾将那些借助滴液喷嘴 滴落的颗粒进入到沉降段中。已经证明，将喷雾调整到使其细小颗粒尺寸相 当于滴落熔体液滴大小的1/3到1/20是非常有利的。

液体也可以以载气导入。这些载气优选具有空气、氮气、二氧化碳、氩 气、水蒸气或乙二醇蒸汽中的至少一种。

在本发明方法中优选的是，液滴在落下经过至少部分沉降段后进行初步 结晶。这样就可以防止前面所述的液滴粘结或粘连的危险。

优选将液滴只冷却到其温度滞留在塑料的玻璃化转变温度Tg的点上。这 样就可以在颗粒的再加热过程(SSP)中将能量需求保持在低的水平上。

在本发明方法的另一优选实施方式中，包括将存在于沉降段中的过程载 气，如空气、氮气、二氧化碳、氩气、水蒸气或乙二醇蒸汽的热能进行回收。

根据本发明方法的一个有利的改进方案，球形或类球形的颗粒要在离开 接收区后被导入结晶段。在沉降段中至少进行初步结晶的液滴在该段中进一 步结晶或完全结晶。

在本发明方法的又一优选改进方案中，在通过了一个或多个结晶段(沉降 段、结晶段)后要将球形颗粒导入用于进行固相缩聚反应的后缩合段。这样所 得的球形颗粒由于其材料特性和几何形状而特别有利于后续加工(通过注模， 拉伸吹塑等成型)成日用品。

本发明的接收区优选用脉冲气体如空气供入。

对于本发明方法来说，有利的措施是将接受区域设计成漏斗形的，并且 接收区在滴落面一侧具有可透过气体的开孔，并要这样进行即使得液滴能切 向沿着漏斗形区域的内表面进行移动或是涡流。

接收区的进气过程可以例如借助具有正弦压力特性的气体进行。

已经证明，特别有利的是，用于接收区透入的气体具有的频率f优选为 1Hz≤f≤30Hz，特别优选1Hz≤f≤10Hz的脉冲气体。

这里，如果透过接收区的气体具有v≤4m/sec，优选v≤3m/sec，特别优 选v≤1m/sec的最大速度v，则是非常有益的。

如果对接收区加压的气体具有高于大气压0mbar≤p≤200mbar，特别优 选0mbar≤p≤150mbar的压力p，则也是有利的。

特别推荐的是，在接收区中具有孔尺寸d≤80％，特别是d≤30％的平 均颗粒直径的开孔。

在本发明方法的另一有利改进方案中，将部分结晶或至少初步结晶成球 形的颗粒从结晶装置中取出，液滴穿过沉降段重新回到接收区上面。优选约 10至50％的从结晶装置中取出的小颗粒回到接收区中。

可以直接在滴落前将链增长剂添加到熔体中去以加速后缩合过程，并且 链增长剂在待滴落的熔体中的份数为＜0.5重量％。

加到熔体的链增长剂的添加量优选要使得在不到10min，特别是在1min 到10min的时间内能发挥作用。作为链增长剂可以是，例如，基于多羟基化 合物(Poliol)、四碳酸的二酐、季戊四醇或噁唑啉的链增长剂。

理想的方法是使液滴在至少部分沉降段上接触以优选薄层状的逆流或 并流，其中逆流以小于0.2m/sec，优选小于0.1m/sec的速度排出，而并流以 小于1m/sec，优选小于0.5m/sec的速度排出。

在本发明的另一有利的实施方案中，透流过接收区的气体要流过第一回 路，其中一部分气体被输送到净化站进行净化并冷却，接着再一次回到回路 中。气体优选以逆流或并流的方式由净化站传输到乙二醇回路中。

根据本发明方法第一个实施方式的由类织物单元构成的接收区优选是 一个漏斗，通过该漏斗将液滴或颗粒送到结晶装置中并接着送至后缩合段。 该引起涡流的类织物部件起预结晶步骤的作用。

根据第二个实施方案所构成接收区的漏斗形刚性部件，如薄板 (“Conidurblech”)它是和特殊设置的开孔一起运行的。该薄板具有特殊设 置的具有特定的几何尺寸的开孔，其使用穿流过的气流而直接在通道后产生 湍流，这样就能驱动液滴或颗粒向着漏斗中间方向运动。和使用类织物部件 的情况一样，脉动气体流阻止液滴或颗粒的相互粘连和阻止颗粒在装置或沉 降通道界面上的粘附。因此漏斗形的刚性部件也同样能起到预结晶段的作用。

根据第三个实施方案构成的接收区的流化床使经过沉降段后，所收集的 或俘获的颗粒保持处于一种流态化的状态，在该状态下就可以消除颗粒相互 间的粘连或颗粒在界面上的粘附。此外，流化床中颗粒的这种流态化状态在 几何构造接收区时有着较大的间隙。

由本发明的教导，基本上对液滴或颗粒的初步结晶过程不再需要提供高 气流，例如通过类织物部件就足以使颗粒涡流以在外表面硬化这使紧接着产 生结晶或后缩合，同时颗粒不会相互粘连或变形，以致使待固化成颗粒的最 终液滴不失去理想的球状外形。通过本发明的教导，就可以生产制备出具有 0.1-3mm，特别是0.4-1.6mm直径的颗粒。

特别地，本发明设计，借助流化床或借助脉动的织物或借助构成漏斗形 的刚性部件，如带有特别设置的开孔且在其朝向产品的面上脉动的气流产生 湍流和流动的薄板部件使液滴进行涡流，以致能消除液滴的相互粘连和在织 物或部件上的粘附现象。

通过脉动使液滴在触碰时即离心地离开类织物部件——特别是由具有 孔结构的聚四氟乙烯(Teflon)制成的部件，一方面就不再会发生粘附在类织物 的部件上，而另一方面由于所传递的脉冲运动，颗粒的相互粘连极短时，从 而也就阻止了共同粘结。

在使用漏斗形的片材时，就可以确保直接在开孔背面形成湍流，从而颗 粒既不会粘附在薄板上也不会共同粘结。

特别提供类织物的部件，它具有d≤0.2mm，特别优选d≤0.1mm的孔径 d的透孔结构。

另外，透过类织物部件的气体在这区域内具有80℃到170℃的温度。

对于于漏斗形板(“Conidurblech”)提供相应的尺寸或参数并使气体穿 流其间。

气体可以通过一个其中设置有热交换器的回路。气体，如空气只需要通 过该热交换器而在滴落过程开始时进行加热。其后的温度调节则通过两方面 来进行，一方面是通过液滴的热转换，另一方面则通过将部分传送入回路中 的气体排出并导入到包含有乙二醇回路的净化站上。这其间又同时进行了气 体的冷却，然后再将气体重新导入回路中。通过气体的净化，同时也除去了 低聚物。

在本发明的另一重要方案中推荐的是，将设置在类织物部件或漏斗形薄 片部件或流化床或等同部件的下游的结晶装置进行如下设计，即要能将部分 待结晶或初步结晶成球形颗粒的液滴移取并重新输回到类织物的部件上方的 沉降段。这里约10-50％的由结晶装置中移取的球形颗粒返回。

通过转输槽将球形颗粒从结晶装置传输到后缩合反应段，同时将转输槽 内的球形颗粒的环境压力p调整到p≤2mbar，特别优选p≤0.5mbar。该转输 槽本身是可以在输入和输出口用闭锁元件来关闭的，而该闭锁元件可设计成 例如挡板阀(Irisblende)形式或其他合适的闭锁元件，用以防止球形颗粒的破 坏。相应的转输槽基本上设置在后缩聚段的下游，用以调节球形颗粒到大气 压，同时还不会产生氧气渗入后缩合反应过程中的危险。也可以在惰性气体 流下进行后缩合过程以代替这种“真空-SSP”。生产既可以是连续也可以是分 批形式。

在后缩聚反应段，优选以缓慢回旋的方式将球形颗粒输送到真空下进行 的后缩聚反应段中，同时基于一种创造性的改进措施滞留时间小于15小时， 特别是在8到12小时之间，该措施是在熔体将要滴落之前快速地将塑料挤出 工艺中熟知的链增长剂或扩链剂添加到熔体中。链增长剂在聚合物中连接羟 基基团并非常迅速地扩增分子量，然而只有将其在熔体滴落前迅速加入，也 就不会对熔体的粘度和液滴的形成产生消极影响。同时要在结晶段将沉降段 和滞留时间进行协调，以使得链增长剂实质上还可以在后缩聚反应段发挥作 用。因此应该选择链增长剂并添加到熔体中的量，要使链增长剂在添加后的 1-10分钟的时间段内即发挥作用。用于相应链增长剂的化学剂是季戊四醇或 多羟基化合物。优选的链增长剂是噁唑啉如大豆噁唑啉、蓖麻噁唑啉或双噁唑 啉。这方面也可以参考出版物Kunststoff 83(1993，8，885-888页)以及公司印 刷品“Henkel，Plastics and Coatings Technology，PM Europe/Overseas，Mai 1994，Oxaolines for the reactive extrusion”。

特别地，链增长剂在熔体中的份量为小于0.5重量％。优选小于0.2重 量％。另外，熔体要进行调节，以使得滴落时其特性粘度(i.V.)为i.V.≤0.4dl/g， 特别优选0.1dl/g≤i.V.≤0.35dl/g。

在沉降段中通过液体，特别如水的喷洒可获得如下优点，即可以对滴落 的熔体进行理想的冷却，同时又不需要过大的体积流量，否则可使液滴涡流 并因此而产生相互粘连或粘结在壁上的现象。

喷雾，如水喷雾，要这样计量，使在喷雾下的一定距离内，如几米处测 得的气体温度或液滴温度调节到大致上最佳的结晶温度。

液体介质，例如水，其具有约2400KJ/Kg的蒸发焓并且蒸汽温度从约100 ℃升高到200℃还另需要200KJ/Kg。因此为将1t的PET从280℃冷却到160 ℃，就要使用80Kg水/tPET的水量。根据本发明，要使相应的液体以极小的 喷雾水珠的形式与液滴直接接近，同时这些喷雾水珠以环形喷雾围绕在沉降 段中的下落液滴。因此就实现了小水珠的直接蒸发，并由此而可从液滴上带 走更多的热量。

特别地，还可以使液滴以相对较低的速度进行流动，一方面可以形成层 流而另一方面也不会阻碍液滴的沉降移动。另外，蒸发时所形成的水蒸气还 显示出能钝化液滴的优点，从而就能消除在滴液喷嘴区内形成不希望有的沉 积现象。

为解决开头所述问题的装置，是通过一种用于制备上述种类的塑料球形 颗粒的装置而实现的，其特征在于沉降段逐渐转为接收区，在接收区内至少 部分颗粒可进行这样的涡流，致使能产生驱动颗粒向着区域中间和/或区域出 口方向运动的湍流。

另一种用于制备上述种类的塑料球形颗粒的装置，其特征在于，在沉降 塔上设置有一个用于使颗粒接触液体的装置。

优选将设置在沉降段下面或是位于沉降塔下部区域内的接收区设计成 漏斗形。

优选至少部分接收区可以通过振动装置进行振动。

优选可以通过多个进气孔对接收区进气。

在本发明装置的一个特殊实施方式中，沉降段逐渐变为漏斗形的接收 器，该接受器的外周邻接脉动的类织物的部件和/或具有开孔的刚性部件。

优选所构造的接收区具有特定的输入区和特定的输出区。在沉降段的末 端或沉降塔的下端可以设计能控制颗粒到输入区的转向机构。另一替代方案 是可以将喷嘴装置的熔体出口孔设置在喷嘴装置的区域内，其中该区域垂直 位于输入区上方并实质上具有和输入区一样的布置。在这种情况下特别有利 的是将喷嘴装置上的至少部分熔体出口对垂直形成角度。通过这些措施就能 保证将颗粒传输到特定输入区内的接收区中。

本发明装置的一个特别有利的实施方式是将喷洒装置设置在沉降塔中， 利用该装置能将雾化的液体喷入沉降段中。

此外，还可以有用于回收热能的装置，它可以将沉降塔中存在的过程气 体中所含的过程热进行回收。

在本发明装置的另一方案中，接收区后紧接一个结晶段。

另外还可以在一个或多个结晶段后紧接一个用于固相缩聚(SSP)的后缩 合段，为此设置真空SSP过程或是惰性气体下的SSP过程。

优选接收区是以脉动气体进入，如空气。由此就能使到达接收区的颗粒 以特别有效的方式进行涡流或流动。

本发明的接收区可以是一个类织物部件，该部件固定在如金属漏斗或不 锈钢漏斗类的漏斗上并且和其内表面有这样的间距，使设置有一能打开或封 闭该导管的闭锁件的导管通向类织物部件和漏斗之间的空隙内。但是也可以 用刚性部件替代接收区的类织物部件，该部件被漏斗部件所包围并有这样的 间距，如上所述，就是使设置有能打开或封闭该导管的闭锁件的导管通入到 刚性的部件和漏斗之间的空隙。

同样也可以使用一流化床室作为接收区而取代类织物部件或刚性部件， 而该流化床室优选通过许多进气孔和进气室相连，且其中通入一个设置有能 打开或封闭导管的闭锁件的导管。

本发明的装置优选要这样布置，使气体在输送到空隙时能以频率f进行 脉动，其中的频率f优选为1Hz≤f≤30Hz，更优选1Hz≤f≤10Hz。

特别合理的方法是所设计的接收区的开孔要使得穿流的气体能沿着接 收区的内表面流动并特别形成湍流。

将开口设计成使穿流的气体以与刚性部件内表面成切线方向流动也是 有利的。

优选可以以正弦压力方式将气体输送到装置的空隙内。

特别适宜的是，接收区是防粘的且特别是由聚四氟乙烯构成。

优选接收区具有开孔，且其孔径宽度d优选为d≤0.6mm，特别优选d ≤0.3mm。这种规格的孔径特别适合于具有球直径为约0.8到1.2mm的颗粒。

本发明装置的一个特别有利的结构是具有一个第一回路，通过第一回路 气体穿过接收区流动，并且从该回路的一条支路沿着沉降段以间距A离开沉 降段，离开沉降通道。其中在间距A上方有能发射喷雾的环形部件、围绕沉 降段且装有喷雾喷嘴。该环形部件能使用冷却液对穿过沉降段的颗粒进行均 匀的喷淋，其中的冷却液能润湿颗粒并通过本身蒸发来冷却颗粒。

优选将具有喷雾喷嘴的环形部件设置在第二回路中，该回路是在滴落熔 体的喷嘴装置下方从沉降段中导出的。

优选将部分第一回路中的气体再送到有乙二醇回路的净化站。因此在净 化回路中运行并加热的乙二醇本身就可用于酯化反应。

结晶装置应优选具有输入孔，该孔同时也是漏斗形接收区的输出孔。

还有利的是，将结晶装置设置在另一回路中，通过该回路部分在漏斗或 刚性部件的上方的结晶装置中结晶的球形颗粒可以回送到沉降段。

如有，在后缩合段之前或之后优选装有转输槽，并且该转输槽在其输入 口和/或输出口可以由优选设计成挡板阀形式的闭锁件封闭。

较为合适的是在本发明的装置中，将特别优选设计成可振动的喷嘴盘的 喷嘴装置连接到传输熔体的导管，其中直接在喷嘴部件前或喷嘴部件中和另 一个连接有用于塑料链增长剂的容器的导管相通。

类织物的部件或刚性部件如金属薄板本身可以固定在漏斗如金属漏斗 或不锈钢漏斗上并可沿着其内表面延伸，同时有一根可以输送如空气一类气 体的导管伸向类织物部件或如金属薄板的刚性部件与漏斗之间。在导管中设 置有一个打开或封闭导管的闭锁件，如旋转闸板，通过该闸板脉动的气体可 以以理想的频率υ输送到空隙内，其中的频率f优选为1Hz≤f≤30Hz，更优 选为1Hz≤f≤10Hz。与上述无关，气体中的压力行径应该是正弦形式。

在类织物部件中特别涉及到的是由聚四氟乙烯(Teflon)制成的部件，且其 优选具有d≤0.2mm，特别优选d≤0.1mm孔径d的开孔结构。

在漏斗形的刚性部件，如金属薄板中或是在流化床室中，涉及一种具有 和类织物部件类似孔径的部件。但是要将透孔或孔洞设置得能使脉动的气体 形成湍流并优选切线地沿着漏斗形嘴的内表面和向着漏斗形出口的方向运 动。

气体穿过流化床室或类织物部件或刚性的部件而流入一个第一回路中， 其中由第一回路的一条支路沿着沉降段以间距A离开沉降段(参见图1)。

在间距A上方设置一个能发出喷雾、并环绕沉降段的环形部件。这就可 以保证小液珠能沿着下落液滴的方向细分散，从而吸取所需的周围热量。喷 雾本身装在第二回路的部分中，该回路是在滴落熔体的滴液喷嘴下方从沉降 段中导出。

将部分第一回路中的气体用乙二醇回路输送到净化站，一方面净化气 体，另一方面进行冷却。由此调节回路中的温度，使得接收区或漏斗中的气 体具有80℃到170℃之间的温度。

结晶装置具有输入孔，而该输入孔相当于漏斗的横截面孔。此外，将结 晶装置设置在第三回路中，且通过该回路，可以将部分在结晶装置中结晶的 球形颗粒回送到漏斗上方的沉降段中。通过这些措施就能确保传送到后缩聚 反应的液滴得到一定程度上的结晶化，从而消除了粘结现象。

后缩聚或后缩合反应装置具有一设置在其前和/或其后的转输槽，其在输 入口和/或输出口能被优选设计成挡板阀或单元边缘闸(Zellrandschleuse)形式 的或其他有类似作用或合适的闭锁件所封闭。

通过如此设计的闭锁件，就可以保证氧气不会渗入后缩合反应装置中。 通过使用这种设计成挡板形式的闭锁件或具有类似功能的部件，就可以消除 待输入或输出的球形颗粒的毁坏。

在本发明的一个独立的推荐方案中，特别是将喷咀装置设计成具有传送 熔体的导管的可振动的喷嘴盘，其中在喷嘴前或喷嘴中与连结有用于塑料链 增长剂容器的另一个导管相连接。

本发明的其他一些细节、优点和特征不仅公开于权利要求和从中所推知 的技术特征或单独或组合的也可以从以下的附图发现。

附图：

图1用于制备聚合物或预聚物球形颗粒的装置的截面原理图，

图2用于对球形颗粒进行结晶和后缩聚的装置的截面原理图，

图3如图1中装置的沉降塔的第一个实施方式，

图4如图1中装置的沉降塔的第二个实施方式，

图5漏斗的原理图。

为制备特别是由多官能的碳酸和醇得到的聚合物或预聚物的球形颗粒， 特别是为制备球形PET(聚对苯二甲酸亚乙酯)颗粒，要将有约260℃到280℃ 产品温度且特性粘度IV为0.10到0.35dl/g的聚酯预缩合物，由未示出的糊 状物制备段、对苯二甲酸和乙二醇的酯化段和紧接着有负压的预缩聚段通过 热交换器和过滤器，传送到喷嘴盘10中，通过该喷嘴盘就能使过滤好的预缩 合物滴落下来。如果要制备PBT颗粒，则聚酯缩合物所具有的产品温度在 220℃到260℃之间并且其特性粘度在0.1到0.5dl/g之间。

喷嘴盘10是可制成可摆动的振动并特别具有设置在同心环上的输出孔。 然而就这方面可以参考公知的装置。振动器可以是合适的电磁振动器并可以 是基于载体结构，使喷嘴盘进行振动。喷嘴盘10的振动频率可以在200Hz 到2000Hz之间。喷嘴盘10上开孔的直径应该在0.2mm到0.8mm之间。此 外，还应该以例如0.2bar到1bar的过压将聚酯预缩合物输送到喷嘴盘10中。 也要将喷嘴盘10进行均匀加热，其中如果是生产制备PET颗粒则特别要将 温度选择在250℃到290℃之间，而如果制备PBT颗粒则选择在220℃到270 ℃之间。

在列举的实施方案中，将喷嘴盘10设置在沉降塔12的塔顶区域，在其 中，借助喷嘴盘10而滴落的熔融预聚物会均匀地以相同尺寸和相同形状颗粒 的形式滴落。这里，沉降塔的长度可以在例如10到15m的范围内，或者必 要时也可以低于这个值。沉降塔12的放大结构如图3和4所示。其中沉降塔 的结构是相同的。而图3和4的实施方式是有区别的，其区别在于在图4中 有另一根导管16连接到将预缩合物输送入喷嘴盘10中的导管14中。通过导 管16可以将用量为约0.5％的链增长剂(扩链剂)输送到熔融的预聚物中。使 用链增长剂就可以连接预聚物的羟基基团，同时使分子量跳跃式地增加。合 适的链增长剂有例如多羟基化合物或季戊四醇化学制剂的物质。特别要提到 的是噁唑啉。

将相应链增长剂通过导管16传输到一个位点的熔融预聚物中，在这里 使在滴落时的特性粘度不发生改变，否则则可能在滴落过程中带来缺点。同 时要合理选择链增长剂或是链增长剂的用量，使得基本上仅在一进入下面描 述后缩合段或后缩聚反应段18时就发挥其作用。

与喷嘴盘10或相同作用的部件有一定间隔处的沉降塔12，设置有一环 形并具有许多喷嘴的喷嘴机构20，用以将液体珠粒，特别是水，喷射到沉降 塔12中。这里所喷射出的液体量要使其喷雾颗粒的粒径具有相当于聚合物液 滴22的大小的1/3至1/20的直径。

后者优选为0.8mm，而，液体珠粒也应最大为0.2mm。

喷雾本身以逆流(箭头24)向液滴22的下落方向喷射，同时在沉降塔12 的塔顶区，紧接在喷嘴盘10的下方通过一环形设置的抽气装置26将通过和 颗粒22相互作用而产生的水蒸气抽走，并且抽走的优选速度为≤0.2m/sec， 特别优选为约0.1m/sec。由于逆着液滴22流动的喷雾或水蒸气的速度很小， 所以就可以消除湍流，从而也就消除了液滴22的涡流并因此也就消除了他们 的相互粘结或粘附在沉降塔12内壁28上的现象。

为产生喷雾配制一个包括鼓风机32以及蒸发冷凝器34的回路30。由此 就能将不冷凝的气体通过连接口36排出。

蒸发冷凝器36的任务是液化回路30中流动的蒸汽。接着借助于泵38 使流体传送到环形机构20。由于温度值处于高位，因此就可以使用来自蒸发 冷凝器34的热来加热其他设备部件。为消除不希望有的低聚物的富集，要连 续更换部分的水，即将部分水通过导管40排出并通过导管42以部分新的水 代替。这部分富含低聚物和乙二醇的热交换水可用于热回收或是导入到载热 体炉中。也可以将水、低聚物和乙二醇进行渗透分离。但这方面参考书已有 足够的已知技术。

优选在沉降塔12的下部塔段44有较大的横截面通入包括漏斗46的结 晶段45，该结晶段的纯原理图如放大的图5所示。

结晶段或预结晶段45的漏斗46包含漏斗形的由如不锈钢一类的金属制 成的基座体47。

沿着漏斗形基座体47内壁48延伸的是特别由聚四氟乙烯构成的具有孔 结构的类织物部件50，其孔径大小d为d≤0.2mm，特别优选d≤0.1mm。基 座体47和类织物部件50之间的空隙52通过连接管54、56进入气体优选空 气，用于以脉冲形式吹胀下述简称织物的类织物部件，从而使其能在基座体 47的内部(小点线)移动或近似等距离地进到与基座体47的内表面48。织物 50的第一个“膨胀”位置以58标出，而基座位置则以60标记。

由于使织物50脉动，就将碰撞的液滴甩回去，其结果是，一方面抑制 了粘结，另一方面也由于传递的脉冲而在液滴与其他液滴相碰撞时能避免共 同的粘附。同时也只能发生可忽略的变形。在结晶段45中的这种涡流可以在 一定程度上使液滴进行初步结晶化，使其可以在无液滴的聚集粘结情况下传 输到结晶段62中。

输送入结晶段45的气体优选以空气形式输入到回路64中，在该回路中 设置一个可旋转的阀66，通过该阀就能打开或关闭回路，从而将气体以脉冲 形式输送到基座体47和织物50之间的空隙内。其中应该调节闭锁件66以使 脉冲频率在1到20Hz之间。气体的最大压力应为高于大气压200mbar，优选 150mbar。气体本身应该以最大1-4m/sec的速度，优选在1到3m/sec之间通 经织物50。此外，在通经织物50时的气体应具有80到170℃的温度。

为将气体调节到结晶开始时的理想的温度，就要在回路64中设置一个 前面有鼓风机70的热交换器68，其所输送的气量在1000m3/h到5000m3/h之 间。然而，该输气量取决于有关系统的产品流量。通经结晶段45和沉降塔 12的下塔段44，气体获得加热。将温度冷却到理想值的方法是，通过经导管 72而将部分气体排出并输送到含有乙二醇回路76的净化段74。由此也就能 将存在于气体中的低聚物除去。同时，对气体进行冷却，其结果是，通过将 气体经导管78而回送到回路64中可以使流经织物50的气流调整到理想的温 度。此外，从回路64中另外分出一根和设置在沉降塔12的下塔段44的下部 边缘的气体分配装置82相连的导管80。将到塔段44上边缘的距离以A标出。 在间距A上方有喷雾用的环形喷嘴20。

从图1的原理图和图3和4的比较可以特别清楚地看出，包括有结晶段 45的空气回路64位于喷雾回路30的下方。

图1中示出了沉降塔12。在塔中将喷雾液滴的直径大小小于0.1mm的 喷雾以逆着液滴22的下落方向射出。将这种喷雾喷射到从喷嘴10中滴落出 来的颗粒之间，其中，在和液滴22的接触过程中喷雾液滴会进行蒸发。同时 也就对聚合物液滴22进行了冷却。

这里要对喷射出的喷雾温度和流量进行调节，要使液滴在约170℃的环 境温度下朝着结晶段45的方向坠落，由此能调节最佳的结晶温度。为进行调 节，要在环形喷嘴下方，如距离100cm到1000cm处测量该温度。

其他一些内容如下所述。然而，首先要根据进行振动且用以构成预结晶 段45的织物来阐述本发明，但是并不能以此来限定本发明。预结晶段也可以 包含一流化床室或漏斗形的刚性部件，例如，特别是薄板件，并具有通孔结 构，以致液滴能在所得结构的漏斗内或就在其上进行涡流，从而阻止了它们 的相互粘结或粘附在壁上。在这种情况下在流化床室或刚性部件中的孔的设 计要使其产生正切的气流元件，也就是气体沿着例如漏斗形部分的内表面流 动，同时产生的湍流足以迫使液滴朝着漏斗中间或朝着出口方向运动。至于 漏斗形的刚性部件，特别涉及公知的Conidurblech或具有相应等同作用的结 构。

将结晶段62设置在结晶段45之后，其输入口相应于漏斗46或其基座 体47的输出口。结晶段62设置在另一个回路84中，通过该回路将部分从结 晶段62中取出的结晶化球粒回送到漏斗46的区域中。由此就能得到如下优 点，即从结晶段62中取出并输送到后缩合段18中去的球粒可以结晶到一种 致使其阻止，特别是在漏斗46中的聚集粘结的程度。特别优选的是将约10-50 ％的通过结晶装置62的导管86取出的球粒，通过回路84回送入漏斗46中。

导管86通向转输槽88，该槽可以通过一个优选设计成挡板阀或单元边 缘闸的闭锁件90、92而在其输入和输出口进行关闭。由此可以确保抑制球粒 的破坏。如果将结晶化的球粒填装入转输槽88的所需范围内，则将闭锁装 置90、92关闭并在转输槽88中建立适应于其后接着的缩合段18的压力。 缩合段18的压力一般为0.5mbar(abs.)。在获得了所需负压后打开闭锁机构 92，从而将球粒转送至以缓慢旋转的螺杆形式94的后缩合段，而同时又不会 发生氧气渗入的危险。在后缩聚段18中，在真空和没有任何氧气的情况下进 行理想的后缩合过程，其中，如果向液态熔融的预聚物中添加链增长剂(导管 16)，则反应时间较之无链增长剂时的15-25小时会缩短至8-12小时。后缩聚 段18包括上述的非常缓慢旋转的螺杆94，并且其四周由加热套96所环绕。 在缩聚反应结束后，将球粒输入另一转输槽98中，而该槽的结构和转输槽 88的结构相匹配也因此可以具有连接在其前或其后的挡板阀形式的闭锁件 100、102。

从转输槽88通过导管104和从直接与后缩聚反应段18相连的导管106 排出的气体中所含的如乙二醇或丁二醇，水，低聚物或乙醛或四氢呋喃等的 反应产物，以常规方法就能在乙二醇回路108或负压单元110中将这些产物 分离并加以处理而重新利用。然而就这方面的内容也可以参考大量已知的技 术方案。

本发明所教导的整体或替换的不同于已知的用于制备特别是PET或 PTB的球形颗粒的方法和装置是

·如果液滴在沉降塔内进行预结晶或初步结晶，可使用喷雾代替空气 或气体，以逆流方式并以消除涡流的流速穿过沉降塔，

·在经过一段相对较短的沉降段后球粒固化并精确设置产品温度，

·预结晶过程是在设置在沉降段后面设计成漏斗形的部分装置中发生， 其中液滴进行涡流的方式要使其既不发生粘结在壁上，也不发生液滴本身的 聚集现象，

·在熔融液态的预聚物或聚合物滴落前即刻添加链增长剂，该链增长 剂基本上一进入后缩聚反应段就发挥其作用。

附图标记列表

10喷嘴盘                    60基座位置

12沉降塔                    61结晶段

14导管                      64循环回路

16导管                      66可旋转的阀

18后缩合过程                68热交换器

20喷嘴结构                  70鼓风机

22聚合物液滴                72导管

24箭头                      74净化段

26抽气装置                  76乙二醇回路

28内壁                      78导管

30循环回路                  80导管

32鼓风机                    82气体分配装置

34冷凝器                    84循环回路

36连接管                    86导管

38泵                        88转输槽

40导管                      90闭锁件 

42导管                      92闭锁件

44下管段                     94螺杆

45结晶段                     96加热套

46漏斗                       98转输槽

47基座体                     100闭锁件

48内壁                       102闭锁件

50类织物部件                 104导管

52空隙                       106导管

53连接管                     108乙二醇回路

56连接管                     110负压单元 

58膨胀后的位置               A间距