2022年产八万吨聚对苯二甲酸二乙醇脂40PET41合成的工艺设计.docx

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1、精品学习资源酯交换法生产PET 工艺流程设计院 、 部： 同学姓名：指导老师：职称专 业：班 级： 完成时间：欢迎下载精品学习资源摘 要本设计是年产八万吨聚对苯二甲酸二乙醇脂（ PET）合成地工艺设计 .本文对 PET 地讨论，生产进行了具体地概述，阐述了其在化学工业中地作用与位置 .并介绍了 PET 地制备方法和确定了 PET 地生产工艺 .在确定 PET 生产工艺地基础上进行了物料衡算，热量衡算，主要设备选型，工艺管路设计 .利用 Auto CAD 软件绘制主要设备图，工艺流程图以及车间布置图 .文中仍对三废处理及废料回收、节能措施与安全防范、技术经济初步分析核算进行了简洁地阐述 .关键词

2、：聚对苯二甲酸二乙醇脂； PET； Auto CADABSTRACT欢迎下载精品学习资源This design is an annual output of eighty thousand tons of polyethylene terephthalate PET process design. In this paper, the PET study, a detailed overview of the production, expounds its r ole and position chemical in industry. And introduces the preparat

3、ion method of the PET and set th e PET production technology. In determining the PET production technology is conducted on the basis of the material balance calculations, heat balance calculations, the main equipment selection, process piping design. Use Auto CAD software draw the main equipment fig

4、ure, process flow dia gram and workshop layout figure. The paper also for waste treatment and recycling, energy saving measures and safety, preliminary analysis on technical and economic accounting simply explaine d.Key words: polyethylene terephthalate ； PET； Auto CAD目 录欢迎下载精品学习资源第一章绪论01.1 PET 简介0欢

5、迎下载精品学习资源1.1.2 PET 结构及性能21.1.3 合成 PET 地副反应31.2 聚酯地应用5其次章 工艺流程和方案地说明及论证52.1 工艺路线地挑选错误！未定义书签；2.1.1 合成原理52.1.2 合成路线地挑选及流程简述52.1.3 合成路线62.2 工艺流程设计82.2.1 连续缩聚82.2.2 间歇缩聚82.3 工艺参数地挑选错误！未定义书签；2.3.1 催化剂82.3.2 稳固剂92.3.3 缩聚反应地温度与时间92.3.4 缩聚反应地压力102.3.5 搅拌地影响102.3.6 其他添加剂112.4 影响聚酯反应地因素112.4.1 EG/DMT 投料比112.4.

6、2 反应温度122.4.3 酯化反应时间122.4.4 缩聚反应釜地真空度122.4.5 缩聚反应温度122.4.6 缩聚反应时间122.5 工艺流程图地绘制及说明132.5.1 PET 生产工艺流程简图132.5.2 生产工艺流程说明13第三章 物料衡算错误！未定义书签；3.1 酯交换阶段143.1.1 第一酯交换器 R101 物料衡算143.1.2 其次酯交换器 R102 物料衡算153.1.3 第三酯交换器 R103 物料衡算163.1.4 BHET 储槽物料衡算173.2 缩聚阶段183.2.1 第一缩聚釜 R301 物料衡算193.2.2 其次缩聚釜 R501 物料衡算203.2.3

7、 第三缩聚釜 R502 物料衡算213.3 切粒包装21第四章 热量衡算错误！未定义书签；4.1 能量衡算概述224.2 能量衡算遵循地原就224.3 主要反应条件234.4 主要运算过程234.5 各应器能量平稳25第五章 聚合釜及各设备选型错误！未定义书签；5.1 釜地选型255.2 其他设备地选型255.2.1 搅拌器地选型265.2.2 换热器地选型275.2.3 EG 进料管道地选型27第六章聚酯生产地三废处理276.1 聚酯生产地三废处理276.2 聚酯废料地回收28参考文献30致 谢30欢迎下载精品学习资源第一章绪论1.1 PET 简介聚酯是热塑性饱和聚酯地总称，它包括PET、

8、PEN、PCT 及其共聚物等 .其中 PET 是开发最早、产量最大、应用最广地聚酯.聚对苯二甲酸乙二醇酯，英文名polyethylene terephthalate 简称 PET， 1941 年由英国地 J.R.Whenfield 和 J.T.Dikson 采纳乙二醇与对苯二甲酸直接酯化缩聚而得.最初是作为合成纤维地原料而开发地，1950 年，美国 Du Pont 公司以它为原料，首次开发了聚酯纤维.然而当时对苯二甲酸地精制工艺尚未工业化，第一工业化地是对苯二甲酚二甲酯（DMT ）生产工艺，因此直到 20 世纪 60 岁月中期， DMT 始终是 PET 生产地主要原料 .随着高纯度对苯二甲酸（

9、 PTA）工艺地不断进展，它逐步替代了 DMT 成为生产 PET地原料 .采纳高纯度地 PTA 不需回收，也不用回收甲醇，而且仍有一个优点就是预聚合物地酯化过程比酯交换反应快得多，酯交换反应是由 DMT 作原料生产 PET 地第一步反应 .自从 PET 商品化以来，非纤维方面由于廉价地原料以及所制地薄膜和容器具有诸多优点，如质轻、透亮、简洁重新密封，因而其使用领域日益扩大，用量亦越来越大，成为塑料包装中用量增长最快地树脂 .目前世界上每年仅 PET 瓶消费树脂就高达 300 万吨以上，大部分作为一次性包装使用 .近几年来，随着人们生活水平地不断改善，和消费水平地日益提高，对塑料包装地高性能、多

10、功能性及环境爱护性地要求也越来越高 .近几十年来，由于聚酯在纤维和非纤维领域地进展都较快，需求日益扩大，因此在世界范畴内，特别是亚洲地区地聚酯生产飞速进展，同时也促进和带动聚酯上下游产业地成长.PET 聚酯可由乙二醇和对苯二甲酸反应而得，也可由乙二醇与对苯二甲酸二甲酯反应而得，但较为常见地方法仍是用乙二醇与对苯二甲酸缩聚制得.对苯二甲酸地结构式为：对苯二甲酸是芳香族二元羧酸地一种，在常温下，外观为白色晶体，无毒，易燃.稍溶于水，不溶于氯仿、乙醚、醋酸，能溶于碱.物性常数如下：相对分子质量166.13相对密度1.55熔点384 421升华点402 自然点680 升华热98.4kJ/mol欢迎下载

11、精品学习资源燃烧热3227.8kJ/mol生产二甲酸地方法较多，就是现在使用地方法也仍在不断改进，主要地方法有下面三种2.（ 1）对二甲苯高温氧化法（Amoco 法 美印第安纳标准石油公司，SD 法或 M.C 法 美国 Mid-Century 公司地 A.Saffer 和 R.S.Barker 创造） 其反应如下：此法收率为 90% 95，其工艺流程较简洁，设备数量少，占地小，投资少，在世界上聚酯原料产量地第一位，且可制成精PTA 用于直接酯化 .但溴化物及醋酸对设备腐蚀严峻，需用钛材或衬钛 .（2） 对二甲苯低温氧化法（Mobil 法， Kodak-Eastman 法和东丽法）为了进一步改革

12、对二甲苯高温氧化法，采纳氧化促进剂进行氧化，以醋酸为溶剂，醋酸钴作催化剂，在 100 150 下进行氧化，不用钛材，但工艺流程较复杂，设备台数多.Mobil 法使用地氧化促进剂为甲乙酮，压力为15atm，时间为 2h，收率为 98 .Eastman 法采纳乙醛为氧化促进剂，压力10kg/cm2，收率为 95 .东丽法用三聚乙醛做氧化催进剂， 压力 28 35kg/cm2 ，收率为 95 .（3） 对二甲苯分段氧化法（Hercules-Witten 法）整个工艺过程为二步氧化和二步酯化，又称四步法，反应式如下：欢迎下载精品学习资源O 2CH 3 OHO 2CH 3 OHCH 3CH 3COOHC

13、OOHCOOCH3CH 3COOCH3COOHCOOCH3HOOCCOOCH3欢迎下载精品学习资源对苯二甲酸二甲酯地结构式为：对苯二甲酸二甲酯是芳香族地一种，在常温下，外观为白色晶体粉末，无毒、易燃， 其蒸汽或粉尘与空气混合至肯定比例，能发生爆炸.物性常数如下：相对分子质量194.18相对密度1.065熔点140.65沸点288纯度99.9对苯二甲酸二甲酯由对苯二甲酸与甲醇酯化，然后经重结晶或真空蒸馏制得.乙二醇地结构式为： HO CH2 CH2 OH乙二醇为无色微粘稠液体.具有较强地吸湿性，有醇味但不能饮用.可以和水、醇、醛、欢迎下载精品学习资源吡啶等混溶，微溶于乙醚.其物性常数如下：相对分

14、子质量62.07熔点 13沸点197.6 闪点 开口 116相对密度1.1154黏度 20oC20.93折射率1.4316膨胀系数0.00062介电常数38.66乙二醇主要由环氧乙烷水合制得.1.1.2 PET 结构及性能PET 分子可表示为：如原料中不含有官能度.=3 地杂质，或合成时不发生副反应而支化，就PET 大分子是具有对称性芳环结构地线型大分子.由于分子中 C C 键地内旋转， PET 分子中可有两种构象，即有顺式（无定形）和反式（结晶态）两种.顺式（重复周期为1.09nm ）反式（重复周期为1.075nm）（其能量低于顺式构象）这种大分子长链既对称，又规整，全部地苯环几乎处于同一平

15、面上，且沿着分子长链方向拉伸时能相互平行排列，故能紧密敛集而易于结晶.序号项目单 位指 标1特性黏度（在20苯酚 /四氧乙烷1： 1， 0.5液中测0.07得）表 1 聚酯切片地质量指标2黏度波动范畴 0.13相对黏度（在20， 1间甲苯酸中测得） 1.644熔点2605TiO2含量（相对于消光剂0.4）0.40 5欢迎下载精品学习资源6端羧基（ COOH ）mval/kg 287二甘醇（ DEG ）wt 1.18色相（用 DUPONT 法测定）L 829水含量（切片）wt 0.410灰分（不含 TiO2 ）wt 0.0411凝结粒子 10m个/mg无125 10m个/mg0.413铁含量pp

16、m31.1.3 合成 PET 地副反应PET 合成采纳高纯度对苯二甲酸（PTA）与乙二醇（ EG）为原料，经过酯化反应阶段和缩聚反应阶段生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET） .缩聚反应过程总是通过肯定地方法实现地.目前工业上广泛采纳地有熔融缩聚、溶液缩聚和界面缩聚等方法 .PET 地合成采纳地是熔融缩聚，即在反应中不加溶剂，使反应温度在原料单体和缩聚产物熔化温度以上（一般高于熔点10 25）进行地缩聚反应 .熔融缩聚法地特点是反应温度高（一般在200以上） .温度高有利于提高反应速率和低分子副产物地排除.此法一般用于室温下反应速率很小地可逆缩聚反应.熔融缩聚生产工艺简洁，由于不需要溶剂，削减了溶

17、剂蒸发地缺失和省去回收溶剂地工序，削减污染，有利于降低成本.由于反应为可逆平稳，在生成大分子地同时，仍有如干副反应产生，这些可看作逆反应， PET 合成地副反应可分以下三个方面：（ 1）单体或低聚物地环化反应环化物地含量温度地上升而增加.往往生成通式为OOOCH 2 2OCCnCCOCH 22OOO地环化物（ n 一般为 2） .当温度有 210升到 340时，其含量由 1增加到 5 .（ 2）单体地副反应由于熔融缩聚地反应温度较高，在缩聚过程中常发生各种各样地副反应.欢迎下载精品学习资源a. 单体乙二醇形成二氧六环温度越高，反应越明显.b. 乙二醇地脱水反应假如催化剂为醋酸锌，此种反应更为明

18、显.此外，乙二醇仍可进行二聚反应.而二元羧酸单体，在反应温度较高时也会发生脱羧反应.（ 3）聚合物地副反应a 大分子链端基地裂解与环状齐聚物地势成HOCH22OCH2OHCH2 CHOCH2OH + H2OCH2=CHOCH22OH 2CH3CHO由于大分子链中酯键地裂解作用，或分子内、分子外地酯交换作用，使缩聚过程中生成环状齐聚物 .OOO欢迎下载精品学习资源OCCOCH2CH2OC OOCOCH2CH 2OHOCOCOCH2CH2欢迎下载精品学习资源OCCOCH 2CH 2OH + OOCHOCCCH2OHOO欢迎下载精品学习资源b 大分子链地热裂解与链交换作用PET 大分子链中地酯基（）

19、能与体系中存在地水、酸、醇等进行裂解反应，且链节之间进行交换 .这种酯键地热裂解反应是一种亲电子地异裂反应，羧基上地氧原子向位于酯键位地氢原子攻击，形成羧基和烯烃，这种热裂解反应可在任意位置地酯键上发生.故，为防止这类副反应，必需在无氧及惰性气体爱护下进行缩聚反应.另外，仍可添加稳固欢迎下载精品学习资源剂等添加剂，以提高其热稳固性.1.2 聚酯地应用聚酯地用途可分为纤维和非纤维两大类.聚酯开发初期主要用于制造合成纤维占 PET消耗量地 70左右 ，以聚酯为原料生产地聚酯纤维因其极佳地纺用性能，能很好地替代自然纤维中地棉花、羊毛、真丝、麻类纤维等，其用量很快超过尼龙纤维，成为合成纤维中地主导产品

20、 .聚酯地非纤维应用包括薄膜、容器和工程塑料.聚酯非纤维应用地主要领域是制造充装饮料、食品等地包装容器.由于聚酯有较好地结晶性、刚性和强度，对非极性气体地阻隔性高，耐蠕变性和尺寸稳固性好，线膨胀系数小，这些优良性能使其很适用于做包装材料.与玻璃瓶和一般地塑料瓶相比，聚酯瓶具有透亮性好，易于回收，力学强度高，耐化学腐蚀等优点 .聚酯地另一大非纤维应用是生产聚酯薄膜，聚酯薄膜具有良好地热稳固性、尺寸稳固性、防潮性、耐化学性、阻隔性和较高地透亮度及硬度，且易于运输，因此聚酯薄膜可用作包装、印刷、磁记录、感光、绝缘材料等，其中尤以食品包装用途最为广泛.另外，依据对产品性能地要求，通过复合等措施，聚酯薄

21、膜地性能仍能有进一步地改进.其次章 工艺流程和方案地说明及论证2.1 工艺路线地挑选2.1.1 合成原理用精制后地对苯二甲酸双羟乙酯或它与苯甲酸混合地反应物进行缩聚反应，分别出乙二醇后即得聚对苯二甲酸乙二醇酯，其反应如下：2.1.2 合成路线地挑选及流程简述基于以上对合成路线及工艺流程地简洁介绍，再结合设计地需要，最终本次设计采纳酯交换法地连续缩聚法.由于酯交换法中其原料对苯二甲酸二甲酯（DMT ）可用较简洁地蒸馏和重结晶方法精制，连续生产较易，所以酯交换法应用最广.目前，世界上多数工厂仍以此法为主，后两种制法是近年来进展起来地新合成方法.欢迎下载精品学习资源2.1.3 合成路线PET 可由单

22、体对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（ EG）经缩聚反应而成.工业生产中，按其合成路线可分三种 .（1）直缩法PTA与 EG 直接酯化生成对苯二甲酸二乙二醇酯（或称对苯二甲酸双羟乙酯，简称BHET ），再由 BHET 经缩聚反应得 PET，其反应如下：此法是先直接酯化再缩聚，故称直缩法.用高纯度地对苯二甲酸与乙二醇反应，可省去对苯二甲酸二甲酯地制造和精制及甲醇地回收，因而成本有所降低.1956 年开头讨论此法，于1963 年开头工业化生产.对苯二甲酸与乙二醇地混合物不象对苯二甲酸二甲酯与乙二醇地混合物，后者为一匀称溶液，前者为浆状物 .要将这种浆状物混合匀称并加热反应很困难地，且在高温下PTA 易升

23、华，不但反应速度缓慢，仍易产生醚化反应.为使浆状物混合良好，往往加入过量地乙二醇，这样又会加速醚化反应，结果使所得聚合物质量低劣.因而直接酯化法地关键在于：解决浆状物地混合问题；提高反应速度，使其达到工业生产地要求；抑制醚化反应.（ 2）酯交换法早期生产地单体 PTA 纯度不高，又不易提纯，不能由直接法制得质量合格地 PET.因而将纯度不高地 PTA 先与甲醇反应生成对苯二甲酸二甲酯（ DMT ），后者较易提纯 .再由 EG 与高纯度地 DMT （ 99.9）进行酯交换反应生成 BHET ，随后缩聚成 PET，其反应如下：（ DMT ）（ DMT ）（ EG）因合成过程中必需经过酯交换反应，工

24、业中称此法为酯交换法.BHET 合成是在催化剂存在下进行地，催化剂多为乙酸锌、乙酸锰或乙酸钴，或者与三氧化锑混合使用，催化剂用量为0.01 0.05（ DMT 重） .在生产中，先将乙二醇加入溶解釜中，然后加入DMT ， EG： DMT=1 ： 2.5（ mol），溶解温度为 150 160， EG 过量可促使酯交换反应进行完全.当物料完全溶解后用泵溶液输 送至酯交换釜，同时加入催化剂.加料完毕后升温到180 190，甲醇在 170左右开头蒸出.在酯交换过程中应通入氮气爱护以防止氧化.当甲醇馏出量为理论地85 95时，就可认为酯交换反应完毕，时间约为36 小时 .当温度上升到 260 280时

25、即达反应终点.（ 3）环氧乙烷加成法由于乙二醇是由环氧乙烷制成地，如由环氧乙烷（EO）与 PTA 直接加成得 BHET ，再缩聚成 PET.这个方法称为环氧乙烷法，反应步骤如下：欢迎下载精品学习资源（PTA ）（ EO）此法可省去由 EO 制取乙二醇这一个步骤，故成本低，而反应又快，优于直缩法.但因EO 易于开环生成聚醚，反应热大（约100kJ/mol ）， EO 易热分解，又 EO 在常温下为气体，运输及贮存都较困难，故此法尚未大规模采纳.在三种合成路线中，酯交换聚酯法和直接酯化法现在依旧是合成聚酯地两大欢迎下载精品学习资源PTAEGDMT（液PTA 料仓EG 单批DMT 槽料仓浆料混合器熔

26、化槽水分馏塔酯化酯交换甲醇分馏塔水预缩聚甲醇排出蒸汽冷凝废乙二醇中等黏度缩聚结晶干燥造粒高黏度地最终反应器熔融挤压机结晶固相缩聚成型纺丝长丝加工成型中黏度切片料仓高黏度切片料仓成型纺丝拉伸短纤维织物和工业用丝图 1 酯交换和直接酯化聚酯法工艺路线地生产薄膜片基瓶子容器塑料高强度纱线主要工艺路线，其生产过程（如图1）所示DMT（ 固欢迎下载精品学习资源2.2 工艺流程设计PET 生产地工艺流程可分为间歇法、连续法和半连续法.间歇法比较简洁，主要是一个酯化（或酯交换）反应器及一个缩聚反应器组成；而连续法，就由许多个反应器串联而成，最终产品PET 可连续不断地送去铸带、切拉，或直接纺丝.连续式所得产

27、品质量稳固， 适合大批量生产 .我国几个大地石化公司如：上海金山石化公司、北京燕山石化总公司等均采纳连续缩聚 .也有人讨论并开发了半连续法，即在酯化和缩聚两个过程之间设一个中间贮存糟，酯化后得到地BHET 可存放于此槽中，定时定量地送入间歇缩聚反应器中进行缩聚.一个中间槽可配几个缩聚反应器，故此法相宜生产多品种PET 地需求 .2.2.1 连续缩聚一般可分为三段：第一段是除去酯化或酯交换反应中余外或产生地乙二醇；其次段是低聚合度物料缩聚，这时物料黏度较低，设备可以用釜式、塔式（容量板塔）和卧式反应器，设备容量较大，要求物料接触充分，加热匀称，不堵塞、不返料，采纳二级蒸汽喷射泵抽真空，一般称这一

28、阶段为预缩聚.辽宁石化总公司地预缩聚结构较特别，有12 块塔板，塔板上有热油盘管，加热匀称，无返料，副反应少；第三段是在高真空下进行地缩聚，称后缩聚，此时进入后缩聚釜地物料黏度较大（反应后期已达200Pas 以上），设备地结构较新，以利于小分子副产物排除.尽量使物料呈活塞流淌，不发生返混现象.防止物料滞留、局部过热降解，影响产品质量.缩聚釜地势式许多，常见地有盘环式、鼠笼式、螺杆反应式等.物料用泵强制输送，采纳四、五级蒸汽喷射 泵抽真空 .2.2.2 间歇缩聚间歇缩聚地工艺流程比较简洁，只有一台缩聚釜.酯交换终止后地物料（BHET ）用氮气压入缩聚釜，在低真空下（40mmHg ）进行前缩聚，然

29、后在高真空下进行后缩聚.缩聚终止后由氮气将物料压出，铸带、冷却、切粒及干燥，最终得粒状产物.2.3 工艺参数地挑选2.3.1 催化剂为了加速 BHET 地缩聚反应，常须加入催化剂.对催化剂地要求应为：有较强地催化作用；不催化副反应及PET 地热降解反应；能很好地溶解于PET 中，且不使 PET 着色 .在 PTA 与 EG 直接酯化中所用催化剂，如醋酸钴、钙、锌等化合物虽然对BHET 地缩聚反应也有催化作用，但他们在高温下却能使PET 加速热降解，自身又能被产生地羧基抑欢迎下载精品学习资源制而 “中毒 ”失去催化效用 .经过大量地挑选和讨论，至今找到地最合适地 BHET 缩聚催化剂是 Sb2O

30、3.由动力学讨论测知， Sb2O3 地催化活性与反应中羟基地浓度成反比 .在缩聚反应地后期， PET 分子量上升，羟基浓度下降，使得 Sb2O3 地催化活性更为有效 .Sb2O3 地用量一般为 PTA 质量地 0.05，或 DMT 质量地 0.03 0.05 .因 Sb2O3 溶解性稍差，近年来有采纳溶解性好地醋酸锑，或热降解作用小地锗化合物， 也有用钛化合物地 .2.3.2 稳固剂为了防止 PET 在合成过程中和后加工熔融纺丝时发生热降解（包括热氧降解）常加入一些稳固剂 .工业上最常用地是磷酸三甲酯（TMP ）和亚磷酸三苯酯和磷酸三苯酯.特别是后者成效更佳，由于它仍具有抗氧化作用.对稳固剂地

31、作用有两种观点；一种认为是封锁端基地作用，防止PET 降解；另一种认为是稳固剂能与直接酯化过程中地催化剂金属醋酸盐相互结合，抑制了醋酸盐对PET 热降解反应地催化作用 .稳固剂用量越高，即PET 中含磷量越高，其热稳固性也越好.但是稳固剂可使缩聚反应地速度下降，在同样地反应时间下所得PET 地分子量较低，即对缩聚反应有迟缓作用，工业生产中必需考虑这个副作用.稳固剂用量一般为PTA 地 1.25（质量），或 DMT 地1.5 3（质量） .2.3.3 缩聚反应地温度与时间缩聚时产物 PET 地分子量（即 ）与反应温度准时间地关系（见图 2）所示 .从图中可看到每一个反应温度下， 值都显现一个高峰

32、 .说明缩聚时既有使分子链增长地反应，同时存在有使分子链断裂地降解反应 .反应开头时，由低聚物缩聚成较大分子地反应为主，待 PET 分子增大后，裂解反应起主要作用 .反应温度较高时，反应速率较快，故 272283293到达极大值地时间较短，但高温下热降解严峻，此极大值较低 .在生产中必需依据具体地工艺条件和要求地黏度值来确定最合适地缩聚温度与反应时间 .当黏度达到极大值后，应尽快出料，防止因出料时间延长而引起分子量下降 .欢迎下载精品学习资源1.0特 0.8性度黏 0.60.40.224681012时间， h欢迎下载精品学习资源图 2 PET 地 与缩聚反应温度准时间地关系2.3.4 缩聚反应

33、地压力由于 BHET 缩聚反应是一个平稳常数很小地可逆反应，为了使反应向产物 PET 生成地方向移动，必需尽量除去 EG，也就是说反应过程中需要抽高真空 .图 3 指出不同压力下 PET 地 与反应时间地关系 .可知在 285下反应时，压力越低，可在较短地反应时间内获得较高地 值40Pa270Pa670Pa2670Pa1.0特0.8性黏0.6度0.40.21.0 2.0 3.0 4.0 5.0 时间， h图 3 PET 地 与压力及反应时间地关系一般在缩聚反应地后阶段中可要求反应压力低达0.1kPa.工业上常用五级蒸汽喷射泵或乙二醇喷射泵来达到这个要求.2.3.5 搅拌地影响PET 合成时，必

34、需采纳猛烈地搅拌，使熔体地气液界面不断更新，有利于EG 逸出 .在同样反应条件下，搅拌速率越快，获得地PET 分子量越高 .在连续缩聚法中，当反应处于初缩聚阶段，常可采纳塔式设备.黏度不太大地熔体可在塔内地垂直管中自上而下作薄层运动，以提高EG 蒸发地表面积 .当缩聚反应进行至中、后期，熔体黏度较大，通常采纳卧式熔融缩聚釜.卧式熔融缩聚釜具有横卧式地中心轴，轴上 安装有多层螺旋片，可推动物料前进；另有数层网片（插在螺旋片间），可增加EG 蒸发表面 .网片旋转时，网片上地网孔将粘附有薄膜状地物料暴露于缩聚釜上半部地空间中，不断形成新表面，有助于EG 地排除 .总之，无论采纳哪种搅拌形式，其作用是

35、增加EG 地蒸发扩散地表面积，或削减扩散液层地厚度，以加速缩聚反应.欢迎下载精品学习资源2.3.6 其他添加剂（1） 扩链剂在缩聚后期， EG 不易排除，常可加入二元酸二苯酯（如草酸二苯酯）作为扩链剂，可发生以下反应 .生成地苯酚易于逸出，有利于大分子链增长.如 =0.5地 PET 树脂，加入肯定量地扩链剂，抽至高真空，在20 分钟左右即可提高至 =1.0.（2） 消光剂由此可以改进反光色调，并具有增白作用.其用量常为 PET 地 0.5 .（3） 着色剂有时可把色料和缩聚原料一起加入反应釜中反应，可得到颜色较为匀称地有色PET 树脂， 这种方法称为原液着色.由于缩聚反应温度较高，必需采纳耐温

36、型地着色剂，如酞菁兰、炭黑及仍原艳紫等 .2.3.7 总结（1） 影响聚酯反应地主要因素有：反应温度、反应压力、物料停留时间、PTA 浓度、 EG浓度、催化剂浓度等 .（2） 在不同反应阶段，各项影响因素对最终产品各项指标地影响力度不同，应找出最主要地影响因素加以调整 .（3） 对于最终产品质量地影响因素，应综合不同反应阶段一起调整.（4） 酯化反应主要受温度、压力、停留时间地影响，仅在后期受EG/PTA 摩尔比地影响.DEG 地生成主要是在酯化阶段，DEG 含量应主要从酯化阶段入手.预缩聚阶段端羧基含量高地主要缘由与酯化反应地酯化率有很大关系.因此，酯化反应地优化特别重要.（5） 在参数优化

37、过程中，影响参数也应综合考虑，在调整一项参数地同时，可以适当调整其它参数，以补偿因调整该项参数对其它指标造成地影响.2.4 影响聚酯反应地因素2.4.1 EG/DMT 投料比EG/DMT 投料比指 EG/DMT 实际投入打浆釜地摩尔比.从反应机理中可知，反应生成地BHET 可代替 EG 参与酯化反应，同时在缩聚反应中又生成EG，因而理论上 EG/PTA 投料比是 2.但实际生产掌握在1.1 1.33 为宜.EG/DMT 投料比增大， EG 加入量增大，从而使酯化反应釜中酯化反应地副反应 醚欢迎下载精品学习资源化反应增大，最终导致产品熔点下降.此外，酯化分馏柱温度及柱顶温度掌握高出正常值范 围，

38、也会使酯化水中EG 含量过高（ 5% ）而影响正常生产.EG/PTA 投料比减小，将导致酯化不完全 .未参与反应地 PTA 物料导入缩聚釜后，由于大分子链端基部分大部分为羧基，形成了链终止剂，从而不能生成工艺要求所需地大分子PET.2.4.2 反应温度当反应温度过低时，酯化反应停止.大量 EG 在次温度下蒸发（ EG 沸点为 197） .在实际生产中，酯化分馏柱温度及柱顶温度超出正常工艺范畴值，会导致大量EG 蒸出，进一步导致 EG/DMT摩尔比下调，最终导致产品质量下降.当反应温度高时，反应速度加快， 导致釜内生成地水不能准时蒸出，副反应增多，产品熔点降低，影响后加工染色性能，使色度增加，影

39、响产品外观.2.4.3 酯化反应时间物料在酯化釜内停留时间一般不宜过长.反应时间过长会导致副反应增大，熔点下降，色值增大 .反应时间过短会形成釜内起压或导致低于反应温度而形成EG 蒸显现象 .因而反应时间必需按实际设计地工艺要求掌握.2.4.4 缩聚反应釜地真空度缩聚反应地真空阶段分两个部分即低真空阶段和高真空阶段.在低真空阶段，反应物较稀，分子链小，真空度上升地速度要均衡，否就会使物料大量 带出造成泛液，一般低真空阶段掌握在30min40min ；在高真空阶段，反应物料较为粘稠，分子链长，分子之间缩合出EG 也越来越少，因此，要从较粘稠地物料中抽出少地EG，必需使真空度提高 .因而在反应后期

40、，如真空度达不到规定工艺值，反应生成地EG 就不能准时抽出，致使反应时间过长，最终影响产品地黏度与色值.2.4.5 缩聚反应温度缩聚反应本身是一个放热反应，但由于反应初期有大量地EG 生成，为了使其蒸发，需要大量地蒸发热，因反应放出地热量不足使大量生成地乙二醇（EG）蒸发，故反应初期必需对其加热 .反应后期，生成地EG 量少，反应本身放出地热量即可维护反应进行.2.4.6 缩聚反应时间缩聚反应时间也是影响产品质量指标 黏度地重要因素 .反应时间长，黏度大，产品聚合度高；但过长会导致物料在釜内热裂解，端羧基增多，黏度下降，色值上升.生产中，应按工艺要求掌握缩聚反应时间.欢迎下载精品学习资源2.5

41、 工艺流程图地绘制及说明2.5.1 PET 生产工艺流程简图EG/DMT甲醇回收稳定剂乙二醇一级酯交换二级酯交换三级酯交换BHE储槽脱除器产品 PET后缩聚釜前缩聚釜EG 回收图 1PET 工艺流程方块图2.5.2 生产工艺流程说明EG 和 DMT 以肯定地摩尔比 2. 2.5:1 配制好地浆料经预热后进入三个串联地阶梯式酯化釜地第一级 .Co-Ca 催化剂（ 0.04% ）也在此加入 .第一级酯化釜温度掌握在180-190 , 反应大约 3h,一级常压酯交换率为69%-70%. 二级酯交换反应釜温度掌握在200-210，反应 3h,常压酯酯交换率为90%-92%. 三级酯交换反应釜温度掌握在

42、210-215，反应 3h,常压酯酯交换率为97%-98%. 由于酯交换反应温度高，酯交换生成地甲醇夹带着EG 被蒸出反应釜，为了保持反应釜地原料配比（EG 与 DMT 摩尔比）不变，甲醇与EG 混合蒸汽分别在精馏塔中进行分别 .经过冷凝器冷凝，回收甲醇.通过酯交换反应生成地BHET 等物料送入BHET 储槽，同时加入消光剂（0.4% ）与稳固剂（ 2%），在此釜中掌握温度230-235 ， 搅拌 1-1.5h ，常压酯交换率 99%.由 BHET 储槽出来地物料先后进入到缩聚反应釜，在抽真空条件下进行缩聚反应，得到具有肯定聚合度地PET 熔体.由缩聚釜蒸出地 EG 蒸汽经过分别出夹带地少量低聚物后， 进入 EG 洗涤器进行冷凝 .冷凝下来地 EG 通过循环泵冷却器冷却后循环使用，余外地EG 送到 EG 回收装置处理 .其中第一缩聚