Zur Modellierung der Veresterung von Terephthalsäure mit Ethylenglycol

Abstract

Auf der Grundlage eines mehrparametrigen Reaktions-Stoffiibertragungs-Modells der Direktveresterung von Terephthalsaure mit Ethylenglycol werden die Geschwindigkeitskonstanten der wichtigsten chemischen Reaktionen sowie die Auflosungsgeschwindigkeit von Terephthalsaure und die Abdampfgeschwindigkeit von Wasser und Ethylenglycol bestimmt. Der Parameteridentifizierung wurden Veresterungsversuche in einem 5-1-Riihrreaktor bei 0,3 und 0,5 MPa zugrundegelegt. Die Zusamrnensetzung des Veresterungsgemisclies wurde mittels HPLC bestimmt. Moaenupoeurue smepe@u~uyuu mepe$mcucoeoii xucn0mt.t c ~m~e~~z n u~o n o .~ Ha ocHoBe MoAenn c HecKonbKaMa napaMeTpaMa nna peaKqai4 a MacconepeHoca npa npmoti s~e p e @ a~a q a a Tepe@-TajIOBOa KkfCJIOTbI C 3THJIeHrJIHKOnOM OIlpeneJIFlIOTCJ3 KOHCTaHTbI CKOPOCTM ~aa6onee Ba?KHbIX XHMHWCKIIX peaKqllh, a TaKme CKOPOCTb PaCTBOPeHHR Tepe@TaJIOBOfi KHCJIOTbI II CKOPOCTb HCIlapeHHR BOAbI II 3THJIeHI' JIHKOJlJT. BneHTa@IIKaqHR IlapaMeTpOB npOBOJJAJIaCb Ha OCHOBe 3KCnepHMeHTaJIbHbIX HaHHbIX RJIa aTepe@HKaqHEl B 5-JIEITPOBblM peamope c MeruanKoB. CocTaB cMeca a~epe@a~aqwa onpenenanca c noMoqbm W K I I~K O C T H O~~ xpoMaTorpa@mi m - On the modelling of the esterification of terephthulie ucid with ethylene glycolBased on a multiparametcr reaction-mass transfer model of the esterification of terephthalic acid with ethylene glycol, t h e rate constants of the most important reactions, t h e dissolution rate of terephthalic acid and the cvaporation rate of water and ethylene glycol were determined. The parameter identification was based on experimental values obtained in a 5-I-laboratory reactor. The composition of the esterification products was estimated by t h e HPLC method.COKOI'O AaBJIeHHfl. EinfuhrungDie Herstellung von Poly(ethylenterephtha1at) (PETP) aus Terephthalsaure (TPA) und Ethylenglycol (EG) erfolgt im wesentlichen in einem dreistufigen ProzeS mit stark unterschiedliclien technologisclien Bedingungen und apparatetechnischer Auslegung in den cinzelnen Stufen. In einer Reihe von Arbeiten haben wir nns rnit der Modellierung der Verfahrensstufen Vorpolykoiidensation und Polykondensation befal3t (vgl. [I, 21 und dort zitierte Literatur). In diescr Mitteilung wird iiber Grundlagen der Modellbildung fur die erste Verfahrensstufe sowie uber erstc Ergebnisse zur Parameteridentifizierung berichtet. Reaktions-Stoffubertrugungs-ModellDie makroskopische Geschwindigkeit der Veresterung von Terephthalsaure mit Ethylenglycol ist infolge der begrenzten Loslichkeit der TPA in EG bzw. in dem Veresterungsgemisch sowie dem Abdampfen von Wasser und Glycol aus dem Reaktionsgemisch sowohl eine Funktion der chemischen Reaktivitat des Substrats als auch der verschiedenen Stoffubergange (TPA : fest/flussig, H,O und EG: flussig/dampfformig). Kinetische Untersuchungen derartiger heterogener Systeme mussen demzufolge neben den Konzentrationsanderungen, die als Folge der chemischen Umsetzung auftreten, auch die Konzentrationsanderungen erfassen, die auf die verschiedenen Stoffubertragungsprozesse zuruckzufuhren sind. ...