聚酯培训资料18215.docx

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1、第一章 聚酯装置流程介绍18万吨/年聚酯装装置是中国国纺织设计计院设计的的国产化生生产线, 在工艺上上以精对苯苯二甲酸(PTA)和乙二醇醇(EG)为原料，采采用直接酯酯化连续缩缩聚的五釜釜工艺流程程,装置设设计负荷为为日产5000吨。该该聚酯装置置具有单系系列生产能能力大、生生产弹性大大、化工料料品种少、原原料消耗低低、三废少少等特点。在在控制系统统上，聚酯酯装置采用用了先进的的集中分散散DCS控控制系统，具具有操作控控制方便、人人机联系好好、功能齐齐全、可靠靠性高等特特点。本聚酯装置置的产品为为半消光纤纤维级聚酯酯熔体及切切片，可用用于直接纺纺制涤纶长长丝或短纤纤。聚酯生产装装置包括主主生产

2、装置置和辅助生生产装置两两大部分。主主生产装置置包括以下下生产工序序：（一）PTTA卸料及及输送（设设PTA库库房两座，两两座库房面面积共98800m22，贮存周周期约255天）（二）浆料料制备（三）酯化化（第一、二二酯化及工工艺塔）（四）预缩缩聚（第一一、二预缩缩聚，预聚聚物过滤及及输送）（五）终缩缩聚（终缩缩聚、熔体体输送及过过滤）（六）切片片生产、输输送及包装装（七）尾气气淋洗（八）催化化剂制备（九）消光光剂制备辅助生产装装置包括以以下部分：（一）热媒媒站（配备备单台热负负荷8000万大卡的的热媒炉三三台，两用用一备）（二）罐区区（设容积积50000m3的乙二醇醇贮罐两个个，贮存周周期约

3、522天；设容容积10000m3的燃料油油贮罐两个个，贮存周周期约322天。）（三）过滤滤器清洗（四）化验验室聚酯装置主主工艺流程程图如下:外购原料PPTA通过过叉车将PPTA贮存存于PTAA仓库,人人工将PTTA投入链链板输送前前的小料仓仓后,用链链板输送方方式将PTTA送到聚聚酯大楼的的日料仓。另另一主要原原料乙二醇醇贮存在罐罐区，用泵泵通过管线线送入车间间。催化剂剂三醋酸锑锑（或乙二二醇锑）用用桶装、消消光剂二氧氧化钛用袋袋装运入聚聚酯大楼四四楼。聚酯装置主主要由催化化剂配制、二二氧化钛配配制、浆料料配制、酯酯化、缩聚聚、切片生生产及包装装等几个工工序组成。酯酯化缩聚设设置了五个个反应器

4、，其其中两个是是酯化反应应器，两个个是预缩聚聚反应器，一一个后缩聚聚反应器。两两个酯化反反应器为立立式搅拌釜釜，设内盘盘管加热，两两台反应器器共用一个个分离乙二二醇和水的的工艺塔。第第一预缩聚聚反应器为为立式槽，不不设搅拌装装置，用液液环真空泵泵产生真空空。第二预预缩聚反应应器和后缩缩聚反应器器为圆盘转转子式，两两个反应器器共用一套套三级乙二二醇蒸汽喷喷射泵系统统(它用液液环泵作排排气的)，在在每个缩聚聚反应器和和它的真空空装置间设设刮板冷凝凝器。在第第二预缩聚聚反应器和和后缩聚反反应器之后后分别设有有熔体过滤滤器。从终终缩聚反应应器出来的的熔体每天天300吨吨供应长丝丝八条生产产线，每天天2

5、00吨吨供应另外外的长丝四四条生产线线，其余大大约有每天天20-40吨熔熔体通过水水下切粒机机生产半消消光切片，本本装置配有有两台切粒粒机，切出出的切片通通过干燥装装置后，用用气相脉冲冲输送方式式将切片送送至切片料料仓，打包包后出厂。辅助装置有有：热媒(HTM)系统（主主要由三台台800万万大卡的热热媒炉组成成）、过滤滤器清洗等等辅助设施施。本装置置用液相热热媒作反应应器等设备备、管线的的加热和保保温，共设设置了十一一个二次热热媒回路，分分别服务不不同的使用用点。聚酯生产中中的每一段段工序其作作用分别简简要说明如如下：1、浆料配配制原料PTAA自PTAA储存料仓仓采用星型型给料器出出料，通过过

6、振动筛去去除夹带的的异状物，质质量流量计计连续计量量后，送入入浆料调配配槽。原料料PTA和MEG以及及催化剂溶溶液按规定定比例连续续送入浆料料配制槽中中，由特殊殊设计的搅搅拌器使之之充分混合合并配制为为恒定摩尔尔比（MEEG/PTTA）的浆浆料，经浆浆料输送泵泵连续送入入酯化反应应器中。2、酯化反反应酯化反应系系统共设置置两台酯化化反应器。在第一酯化反应器中酯化率可以达到91%；第二酯化反应器后控制酯化率在96.5%左右。通过调节反应器的温度、压力和液位等，可以控制反应酯化率，同时保证装置的稳定运转。两个酯化反应器的汽相物采用一个工艺塔用于乙二醇回收。分离的重组分乙二醇回流到两个酯化反应器中。

7、塔顶轻组分冷凝后，凝液用作塔的回流液，其余作为生产污水送污水预处理系统处理。3、预缩聚聚反应预缩聚反应应系统共设设置两台预预缩聚反应应器。第一一预缩聚反反应器的操操作压力控控制在1000mbaar左右，使使用乙二醇醇蒸汽喷射泵泵和液环真真空泵产生生真空，并并控制第二二预缩聚反反应器的操操作压力在在10mbbar左右右。并与终终缩聚反应应器共用乙乙二醇蒸汽汽喷射泵产产生真空。在预缩聚反应器及其真空设备之间设置刮板冷凝器，采用乙二醇喷淋以捕集汽相中的乙二醇及夹带物。乙二醇凝液收集在液封槽中，以循环冷却水作为冷却介质，通过冷却器降低温度后循环使用。因乙二醇凝液中水含量较高，可送入酯化反应系统工艺塔中

8、进行分离。第二预缩聚反应器采用齿轮泵出料，经预聚物熔体过滤器过滤后送入终缩聚反应器中。4、终缩聚聚反应设置一台终终缩聚反应应器，终缩缩聚反应器器中的操作作压力控制制在1mbbar左右右。通过控控制真空度度使熔体的的聚合度达达到指标要要求。为控控制终缩聚聚系统真空空度，采用用冷冻水作作为乙二醇醇喷淋液的的冷却介质质。新鲜乙乙二醇加入入在终缩聚聚反应器的的刮板冷凝凝器、乙二二醇蒸发器器和液环真真空泵组中中。终缩聚聚反应器和和乙二醇蒸蒸汽喷射泵泵组气相凝凝液水含量量较低，无无需分离即即可直接回回用。该部部分乙二醇醇和预缩聚聚系统经工工艺塔分离离后的乙二二醇混合，可可直接送到到浆料配制制槽用作浆浆料调

9、配用用。采用乙乙二醇蒸汽汽喷射产生生真空，用用液环泵作作为它的排排气级。通通过调节补补加在喷射射泵吸入口口的乙二醇醇蒸汽量，控控制操作真真空度。喷喷射泵组的的第一级混混合冷凝器器的真空度度在6 mmbar左左右，第二二予缩聚反反应器的刮刮板冷凝器器的未凝气气引至这个个混合冷凝凝器。设置置乙二醇蒸蒸发器，为为喷射泵提提供动力蒸蒸汽。5、熔体分分配及切片片生产聚酯熔体采采用齿轮泵泵出料和增增压，经熔熔体过滤器器过滤后，通通过特殊设设计的熔体体分配系统统，一部分分送熔体直直纺长丝装装置，另一一部分送切切片生产系系统铸带切切粒。设置置二条切粒粒生产线，当当其中一台台切粒机换换刀维修时时，另一台台切粒机

10、可可承担全部部负荷。聚聚酯熔体从从铸带头挤挤出成型，采采用除盐水水作为冷却却介质，通通过换热器器冷却循环环使用。6、切片输输送和包装装设置一条气气力输送线线，采用密密相输送方方式，将切切片从接收收料斗输送送到成品料料仓储存和和包装。设设置切片料料仓二台，切切片自动包包装系统一一套。7、乙二醇醇分配及催催化剂配制制新鲜EG自自原料及化化工料罐区区乙二醇储储罐经EGG输送泵送送至聚酯装装置本系统统，过滤后后分配至装装置各用户户。乙二醇醇锑作为缩缩聚反应的的催化剂，采采用间歇调配方方式，从供供料槽连续续计量加入入到浆料配配制槽中。8、二氧化化钛配制二氧化钛是是纤维级聚聚酯切片常常用消光剂剂。将二氧氧

11、化钛配制制成浓度较较高的消光光剂悬浮液液，经研磨磨机研磨打打碎聚集的的大颗粒后后，加入乙乙二醇稀释释到工艺要要求的浓度度，再并经经离心机分分离其中大大颗粒、过过滤器过滤滤后，送入入消光剂供供料槽中，计计量后连续续送入第二二酯化反应应器。辅助生产装装置1、PTAA卸料及输输送系统根据原料来来源情况，外外购袋装PPTA采用用叉车或桥桥式吊车卸卸料，并储储存在PTTA仓库。PTA采用用叉车运输输至卸料区区，由防爆爆电动葫芦芦吊至PTTA卸料口口拆包卸料料，送至聚聚酯装置PPTA日料料仓储存。2、过滤器器的清洗采用水解法法清洗聚酯酯装置预聚聚物和终聚聚物过滤器器滤芯，既既过热蒸汽汽解聚方式式。过滤器器

12、芯先在解解聚槽中用用310过热蒸汽汽解聚244小时，然然后是244小时热碱碱洗，244小时热水水洗，在用用5100Mpa高压压水洗，最最后是超声声波处理，鼓鼓泡检验。3、一次热热媒系统（热热媒站）在三期聚酯酯工程的热热媒站增设设三台8,000,000 kcall/h热媒媒炉，两用用一备为聚聚酯装置用用户提供热热源。热媒媒循环泵将将恒定温度度的热媒（320）送至聚酯装置，使用后温度降低的热媒通过循环管路回到热媒站，通常称该死循环系统的热媒为一次热媒。送至聚酯装装置中每个个供热回路路循环的热热媒称为二二次热媒。通通过调节进进入每个二二次回路的的一次热媒媒量，可以以控制二次次热媒的温温度，实现现工艺

13、上对对每个设备备不同温度度的要求。4、原料及及化工料罐罐区乙二醇贮罐罐：外购乙乙二醇采用用乙二醇槽槽车运输，经经乙二醇卸卸车泵卸料料后，贮存存于乙二醇醇贮槽中。设设置2X5,0000m3乙二醇贮贮罐二台，经经乙二醇输输送泵送至至聚酯装置置各用户。燃料油贮槽槽：外购燃燃料油采用用燃料油槽槽车运输，经经燃料油卸卸车泵卸料料后，贮存存于燃料油油贮槽中。设设置2X1000mm3燃料油贮贮罐二台，经经燃料油循循环泵送至至热媒站使使用。5、分析化化验设置分析化化验室，用用于中间产产品和产品品分析和化化验。分析析化验项目目包括：特特性粘度、外外观、熔点点、端羧基基含量、色色相、凝聚聚粒子、二二甘醇含量量、二

14、氧化化碳含量、灰灰分、铁含含量、水分分、百粒量量、异型切切片、粉末末含量，以以及催化剂剂和二氧化化钛调制液液分析，馏馏出水、熔熔体及循环环乙二醇等等。本装置有以以下几个工工艺特点：（一）采用用低温工艺艺和较长的的停留时间间。尤其是是使第一酯酯化反应器器达到较高高的酯化率率，确保产产品质量和和装置稳定定运行。本本工艺的浆浆料摩尔比比1.088，第一酯酯化反应器器温度在2260。与高浆浆料摩尔比比(1.992.00)和高温温(2800)的酯化化工艺比较较，酯化反反应器中乙乙二醇的蒸蒸汽量较小小，装置中中分离乙二二醇的工作作负荷也较较小，大大大减少了这这部分的能能耗。（二）采用用多段圆盘盘式缩聚反反

15、应器，并并合理确定定预缩聚反反应器和终终缩聚反应应器的负荷荷分配，充充分发挥终终缩聚反应应器圆盘转转子的传质质功能作用用，实现单单系列较大大的生产能能力。（三）乙二二醇在系统统内全部内内循环，无无需设置专专用的乙二二醇回收设设施。（四）设置置一个工艺艺塔并采用用高效导向向浮阀塔，除除承担两台台酯化反应应器气相物物的分离外外，还在乙乙二醇全回回用流程中中承担缩聚聚反应器气气相物的分分离。（五）采用用乙二醇蒸蒸汽喷射方方式产生真真空，与水水蒸汽喷射射方式相比比，能耗较较低；乙二二醇的蒸发发潜热是水水的40%，制作乙乙二醇蒸汽汽比水蒸汽汽的能耗低低。本装置置采用三级级乙二醇蒸蒸汽喷射，用用液环泵作作

16、向大气的的排气级，与与其它装置置用五级蒸蒸汽喷射相相比较，节节省能量。在在乙二醇蒸蒸汽喷射系系统中，用用循环冷却却水作冷却却介质冷却却喷淋液。而而在水蒸汽汽喷射系统统中，要求求在第一级级喷淋冷凝凝将汽相中中绝大部分分乙二醇冷冷凝，因此此需要用冷冷冻水作冷冷却介质冷冷却喷淋液液。本设计计采用乙二二醇蒸汽喷喷射系统不不需用冷冻冻水作冷却却（指177E03），相相应就节省省了制备冷冷冻水的能能耗。蒸汽汽凝液中含含水量少，经经分离即可可在装置中中循环使用用；污染小小，避免了了蒸汽喷射射排放凝液液因含乙二二醇等有机机物，而增增大治理污污染的负荷荷。（六）对真真空系统的的尾气，采采用喷淋塔塔将尾气中中的有

17、害物物质喷淋吸吸收，以减减少对环境境的污染。第二章 聚聚酯生产基基础知识第一节 基本概念念一、低分子子、高分子子和聚合度度涤纶分子是是相当长的的链状分子子，在结构构上是对称称的苯环结结构线性大大分子。其其分子式可可表示为：HOCCH2CH2COOCC6H4C00nCH2CH2OH，因为为分子结构构中含有酯酯基-COOO-，故故称为聚酯酯纤维。涤涤纶分子链链通常由11000个个以上原子子组成，分分子量在约约为200000-300000数量级级，分子长长度为10000-20000 ，所所以涤纶是是一种高分分子物质，和和高分子物物质相比，对对苯二甲酸酸和乙二醇醇的分子量量，组成分分子的原子子数量及分

18、分子长度都都是很小的的，此类物物质叫做低低分子物质质。涤纶分子之之所以很长长，是因为为具有重复复单元-CCH2CH2COOCC6H4C00-，该该单元在分分子中重复复的个数nn称为聚合合度。在化化学反应的的不同阶段段，n可以以为1、22、3，甚至数数百数千以以上，反应应程度越高高，n越大大，分子链链越长。我我厂生产的的聚酯其聚聚合度一般般在1033左右。二、粘度、特特性粘度粘度是用来来量度流体体粘性大小小的，它的的物理意义义是指流体体内部摩擦擦力即粘性性力。在绝绝对制单位位中，粘度度的单位用用泊或厘泊泊表示，国国际单位中中为帕斯卡卡秒(PaaS)。在聚酯生产产中，特性性粘度是个个很重要的的产品

19、质量量控制指标标。因为聚聚酯的特性性粘度与分分子量有直直接关系。在在本装置中中，特性粘粘度以符号号表示，单单位用dLL/g表示示，得出特特性粘度与与高分子物物质的分子子量之间有有如下关系系：这里的a和和b为常数数，对每一一聚合物和和每种溶剂剂都需要实实验测定，MMn是某种种聚合物的的分子量。我我厂生产的的聚酯其特特性粘度在在0.6440dL/g，数数均分子量量一般在2200000左右。三、酯化反反应和缩聚聚反应：酯化反应：缩聚反应：以对苯二甲甲酸和乙二二醇为原料料生产涤纶纶聚酯的化化学反应可可表示为：反应1是是有机酸和和醇的反应应，由酸的的羧基与醇醇的羟基相相互作用生生成了酯基基和水，这这类反

20、应就就叫酯化反反应。反应应2是由一一种（或几几种）低分分子物质（如如对苯二甲甲酸乙二酯酯）彼此化化合生成一一种高分子子物质（如如聚对苯二二甲酸乙二二酯），同同时还生成成另一种低低分子物质质（如乙二二醇）的过过程，此类类反应就叫叫缩聚反应应。四、酯化率率和缩聚转转化率物质在发生生化学变化化时，不是是杂乱无章章的，而是是严格遵守守一定规律律的，化学学反应的特特征是生成成了新的物物质。在化化学变化中中，物质按按一定的数数量关系进进行反应，生生成一定量量的产物。化化学计算中中，转化率率是一个很很重要的概概念，它定定义为进料料或进料中中某种组份份转为某种种产物的分分率。通常常要对以什什么进料为为基准，转

21、转化成什么么产物加以以说明，不不然结果就就会混乱。酯化率和缩缩聚转化率率标志着酯酯化反应和和缩聚反应应完成的程程度。在本本装置中，将将酯化率定定义为生成成酯基的羧羧基克分子子数对于进进料PTAA的羧基克克分子总数数的分率，将将缩聚转化化率定义为为生成聚对对苯二甲酸酸乙二酯所所需要的羧羧基克分子子数对于进进料PTAA的羧基克克分子总数数的分率，这这里选择的的基准均为为进料PTTA，酯化化产物为BBHET，缩缩聚产物为为PET，以以统计反应应前后羧基基克分子数数的变化来来确定酯化化率和缩聚聚转化率，和和上述转化化率的定义义是统一的的。五、催化剂剂在化学反应应中，催化化剂是一种种能改变反反应速度，但

22、但本身不参参加化学反反应的物质质。用于实实际生产的的催化剂一一般应具有有催化活性性大，对副副反应作用用小，使产产品污染程程度小等优优点。催化化剂的浓度度要依各具具体反应而而定。因为为如果浓度度过小，反反应速度会会很慢；如如果浓度过过大，则副副反应速度度也加大，副副产品增加加，主产品品的质量降降低。六、压强、绝绝对压、表表压、真空空度涤纶生产过过程中所处处理的物料料，绝大多多数是气体体和液体，气气体和液体体都是能够够流动的，总总称为流体体。（真空度）流体垂直作作用于单位位面积上的的压力，称称为压强。由由于在实际际生产中，操操作压强的的高低相差差悬殊，有有的在正压压下操作的的，有的在在负压下操操作

23、的，因因此压强的的单位有多多种，在我我厂常用的的单位有：公斤/厘厘米2，巴（bbar）、毫毫米汞柱、大大气压等。各各单位之间间的操作关关系为：1巴=1.01977公斤/厘厘米2=0.99869大大气压=7750毫米米汞柱凡是用绝对对零压（即即绝对真空空）作起点点计算的压压强称为绝绝对压。由压力表上上表示的压压力读数叫叫表压，它它是被测量量的绝对压压力与大气气压压力的的差值；即P绝=PP大气+P表。如果流体的的压强低于于大气压，即即处于真空空或负压状状态，则在在压力表上上指示的读读数为真空空度。真空空度与绝对对压的关系系为：绝对对压=大气气压真空空度从上式可看看出，真空空度越大，绝绝对压越小小。

24、第二节 乙二醇和和对苯二甲甲酸的性质质一、乙二醇醇的性质乙二醇（分分子式为HHOCH22CH2OH）是是具有甜味味的粘稠性性液体，分分子量为662，能以以任何比例例溶于水，沸沸点1977.4，熔点-112.6，密度11.1400-1.11500克/厘米米（20时），比比热0.5561卡/克度（220时），蒸蒸发热2008千卡/公斤（1190时），闪闪点1166（开口容容器）它具具有两个碳碳原子并含含有两个羟羟基（-OOH），故故称为乙二二醇。乙二二醇能大大大降低水的的冰点，这这是其重要要性质。含含40%体体积乙二醇醇的水溶液液于-255结冰，而而含60%体积乙二二醇的水溶溶液则在于于-49结冰

25、，乙乙二醇的吸吸水性强，同同时也能很很好地溶解解树酯、染染料等有机机物。乙二醇的着着火温度为为410，起火时时可用火、干干粉等灭火火。二、对苯二二甲酸的性性质对苯二甲酸酸（ ）系白白色针状结结晶体，分分子量1666.133，密度11.5100克/厘米米3，比热00.28773卡/克克度，升华华热23.5千卡/克分子，熔熔点（在封封管中）4425，升华点点402，能溶于于碱溶液，稍稍溶于热乙乙醇，微溶溶于水。对苯二甲酸酸具有羧酸酸的一般性性质，因此此能和醇作作用生成酯酯，与碱反反应生成盐盐，其最低低爆炸浓度度为0.005克/升升。第三节 酯化反应应原理直接酯化反反应是这样样进行的：先将粉末末状的

26、PTTA溶解于于乙二醇中中，已溶的的PTA再再在高温下下与乙二醇醇发生酯化化反应，其其反应式如如下：根据对苯二二甲酸的性性质可知，它它在乙二醇醇中的溶解解度很小，且且无确定的的熔点，仅仅在4022升华，而而乙二醇的的沸点为1197.44，大大低低于PTAA的升华点点，所以上上述反应体体系属于固固液非均相相体系，反反应主要只只发生在已已溶解的PPTA和乙乙二醇之间间，所以反反应速度很很慢。反应刚开始始时，溶液液中对苯二二甲酸总是是处于饱和和状态，反反应速度与与对苯二甲甲酸和乙二二醇的浓度度无关，一一直向生成成对苯二甲甲酸乙二酯酯（BHEET）的方方向进行。随着反应的的进行，因因为PTAA在反应混

27、混全物中溶溶解度远较较在纯EGG中高，PPTA粒子子溶解速度度逐渐增加加，当PTTA完全溶溶解时，反反应开始转转入均相酯酯化阶段，此此时酯化率率约为899-911%，反应应速率将随随PTA和和EG浓度度的改变而而改变。另外，在高高温及醇基基浓度高的的条件下，还还将发生两两分子乙二二醇脱去一一分子水生生成二甘醇醇的副反应应。第四节 对苯二甲甲酸乙二酯酯缩聚反应应原理缩聚反应是是发生在乙乙二醇酯基基之间的反反应，即每每两个乙二二醇酯基缩缩聚并生成成一分子乙乙二醇，反反应按下式式进行：所得初步缩缩合物，它它的每个分分子仍然具具有活性双双官能团（乙乙二醇酯基基），因此此缩合反应应还可以继继续下去。实实

28、验指出，反反应开始后后单体很快快消失，生生成各种不不同聚合度度的低聚物物（聚合度度n为4以以下的低聚聚体），形形成的低分分子产物与与原料单体体相互缩合合，也可以以彼此之间间缩合，这这样一直下下去，直至至形成涤纶纶大分子，总总括起来，可可将反应式式写为：缩聚反应是是个可逆反反应。从反反应式可以以看出：反反应中乙二二醇浓度低低将使反应应向生成高高聚物方向向进行。有有关聚合度度与平衡常常数、析出出的小分子子乙二醇浓浓度的关系系可用下式式表明：式中：Xnn为PETT的数均聚聚合度K为平衡常常数nw为体系系中的乙二二醇分子数数。从这个关系系式可以看看出：聚合合度与K的的平方根成成正比，而而与nw的的平方

29、根成成反比。即即K值越大大，或越小小，PETT的聚合度度就越高。由由于平衡常常数K是一一定值，且且对于缩聚聚反应来讲讲，K值很很小，因此此要得到高高聚合度的的聚合物，就就要设法把把生成的乙乙二醇尽量量从体系中中排出，也也就是尽量量减少nww。在高温条件件下，随着着聚合物分分子量的增增长。同时时还会发生生可逆的独独立的热裂裂解、热氧氧化、线性性高聚物环环化等多样样副反应，结结果生成乙乙醛以及带带有端羧基基的聚合物物和环状齐齐聚物等，此此外酯化反反应中产生生的二甘醇醇也会与酯酯发生醚化化反应，生生成醚和酸酸。这些副副反应将导导致聚酯分分子量降低低，熔点下下降和着色色。最终使使纤维性能能恶化。聚酯生

30、产过过程中主要要的副反应应有：（1）醚化化反应： 22HOCHH2CH2OH HHOCH22CH2-O-CH2CH2OH+H2O-OOCCC6H4COOCCH2CH2OH+HOCHH2CH2OH -OOCCC6H4COOCCH2CH2-O-CH2CH2OH+H2O（2）降解解反应：指产物中酯酯基-COOO-与水水产生水解解反应及在在一定条件件下与PTTA、EG产生的的酸解反应应和醇解反反应。（3）熔体体的热降解解和热氧化化降解：反应后期，高高温下的产产物处于熔熔融状态，具具有发生热热降解的倾倾向，而温温度越高，停停留时间越越长，这种种热降解倾倾向越大。如如果系统中中泄漏进氧氧气，则会会发生强烈

31、烈的热氧化化降解，热热氧化降解解和热降解解会导致分分子结构发发生变化。（4）链交交换反应:即高分子缩缩聚物的端端基和另一一高分子缩缩聚物的的的链节进行行的链交换换反应。（GM）mm（GMM）n（GGM）r（GMM）s式中：m + n = r + s，GGM为聚酯酯分子链的的基本链节节第五节 聚聚酯装置的的主要工艺艺参数及其其控制在前面两节节中，我们们分别讨论论了直接酯酯化反应原原理和缩聚聚反应原理理。在生产产过程中，实实际的化学学反应并不不是按照先先酯化完全全，再开始始缩聚的顺顺序进行，而而是当酯化化反应一旦旦生成了一一定量的对对苯二甲酸酸乙二酯后后，缩聚反反应便与酯酯化反应同同时发生了了，所

32、以在在聚酯装置置中很难明明确地划分分酯化阶段段和缩聚阶阶段。我们们把在两个个酯化釜和和两个缩聚聚釜中进行行的反应过过程称为酯酯化阶段，此此时酯化率率约为977%，缩聚聚率约为990%，而而在最终反反应器里进进行的反应应过程称为为缩聚阶段段。鉴于在在反应过程程中酯化反反应和缩聚聚反应同时时发生，相相应的工艺艺控制就不不能只从一一种反应出出发，而要要结合两种种反应机理理来考虑，当当然在不同同时期两种种反应的深深度不一，工工艺控制又又要有所侧侧重。下面面就PTAA和乙二醇醇一次混合合配成浆料料、经两段段酯化、两两段预缩聚聚和最终缩缩聚生成聚聚酯熔体的的整个生产产过程谈谈谈其主要工工艺参数的的控制。一

33、、原料摩摩尔比根据PTAA和乙二醇醇直接酯化化原理，提提高乙二醇醇的浓度，酯酯化率和反反应速率都都会加大，同同时也会使使生成二甘甘醇的醚化化副反应的的速率增大大，为了抑抑制由于乙乙二醇浓度度过高而引引起的醚化化副反应，通通常将第一一酯化釜中中的EG和和PTA之之比控制在在1.3-2，加加料摩尔比比则控制在在1.088左右。不不足部分靠靠把酯化釜釜中蒸出的的乙二醇-水气相混混合物分离离而得到的的EG重新新返回酯化化釜来补充充，从而使使乙二醇的的耗用量得得到减少。二、温度控控制在反应初期期，反应体体系属非均均相体系，此此时提高温温度有利于于PTA的的分散和溶溶解，促进进反应体系系均匀化。实实验表明

34、：温度每升升高1，反应速速率大约可可以增加一一倍。但是是生成二甘甘醇的副反反应速率也也有相应程程度的提高高。对缩聚反应应来讲，提提高反应温温度可加快快反应速度度，有利于于乙二醇的的排除，促促使反应向向生成物方方向进行，缩缩短缩聚时时间，但温温度过高会会使聚合物物发生热降降解，也易易使EG及及BHETT分子间发发生脱水的的醚化副反反应，影响响涤纶树酯酯的色泽和和和质量，故故缩聚温度度要控制在在PET的的热降解温温度（2990）以下。综合上述因因素考虑后后本装置各各反应的温温度控制为为：第一酯酯化釜为2260左右，以以后温度沿沿各级逐渐渐上升，以以满足缩聚聚反应的要要求，在最最终缩聚阶阶段，则将将

35、温度控制制在2844左右。三、压力控控制酯化反应可可在加压或或常压下进进行。但当当酯化温度度高于EGG在常压下下的沸点时时，若在常常压下进行行反应，乙乙二醇就会会大量蒸发发，根据压压力升高，液液体相应的的沸点也升升高的原理理，高温下下的酯化反反应应在加加压下进行行，这样液液相中乙二二醇浓度得得到提高，从从而可加快快反应应速速度，减少少进料中乙乙二醇与PPTA的配配比。不过过压力提高高不利于酯酯化反应生生成的水的的逸出，这这就要影响响酯化率的的提高，因因此要找一一个适宜的的压力，并并在不同的的酯化阶段段进行不同同的压力控控制，酯化化率低时时时使反应在在较高压力力下进行，以以提高液相相中乙二醇醇的

36、浓度；酯化率高高时使反应应在较低压压力下进行行，以利于于水的逸出出，进一步步提高反应应度。对于缩聚反反应而言，压压力（通常常用真空度度表示）是是其最重要要的工艺参参数，因为为在生产上上采取对反反应体系抽抽真空的办办法来达到到排除体系系中残留乙乙二醇的目目的。如果果真空度不不高，乙二二醇排除慢慢，系统中中残留乙二二醇就高，相相应的粘度度就低，同同时还引起起逆反应应应速度增大大，正反应应速度减小小，反应时时间处长，热热氧化降解解增多而使使产品泛黄黄等，因此此，缩聚反反应必须在在高真空下下进行。本聚酯装置置中，第一一酯化釜的的压力为1180KPPa（绝），第第二酯化釜釜降低到222KPaa （表）,

37、在第一预预缩和第二二预缩过程程中逐渐形形成真空（00.08-0.116 KPPa左右，绝绝）。这种种采取不同同压力的控控制方法符符合不同反反应阶段的的要求，并并能保证生生产的稳定定。如果在在预缩聚阶阶段立即形形成高真空空，则会由由于反应混混合液中低低聚物的蒸蒸发而造成成设备和管管道的堵塞塞，从而带带来生产的的不稳定。四、催化剂剂对于酯化反反应来讲，可可以用催化化剂，也可可以不用催催化剂，反反就体系中中来自PTTA的氢离离子（H）具有自自催化作用用，加入催催化剂可以以提高反应应速度，但但了可能产产生副作用用，如引起起副反应增增多，使聚聚合物着色色等，本装装置的酯化化反应没有有采用催化化剂。缩聚催

38、化剂剂有很多种种，本装置置用的是锑锑催化剂，因因为锑催化化剂具有很很高的活性性，尤其是是在高粘度度阶段，对对副反应的的影响较小小。对于一一定的反应应，催化剂剂浓度了有有一定的值值。提高催催化剂浓度度可加快缩缩聚反应速速度，但浓浓度过高也也会使降解解反应速度度加快，且且由于分散散不均或沉沉结结块在在聚酯熔体体中形成局局部过催化化，增加凝凝聚粒子，影影响纺丝生生产和纤维维质量。五、消光剂剂由于化学纤纤维表面光光滑，具有有一定透明明度，所以以在光线照照射下，因因为反射光光强度很大大而产生极极光，使纤纤维具有肉肉眼看起来来很不愉快快的强烈的的光泽，若若在纤维中中添加少量量折射率不不同的物质质，则光线线

39、向不同方方向进行漫漫射，纤维维光泽就变变暗，这种种方法称为为消光，加加入的物质质称为消光光剂。本厂所生产产的涤纶长长丝、聚酯酯切片都是是加入了消消光剂的。所所用的消光光剂为二氧氧化钛，因因为二氧化化钛的折射射率与涤纶纶的相差较较大，二氧氧化钛比常常见的合成成纤维树脂脂的折射率率高近2倍倍，其消光光原理主要要利用了它它的高折射射率，两者者的折射率率之差越大大消光效果果越好（锐锐钛型二氧氧化钛：22.55；聚酯：11.7255），二氧氧化钛同时时还具有化化学稳定性性高，不溶溶于水，在在高温下不不起变化，在在后处理过过程中不会会消失等优优点。大有有光（也称称其为“超超有光”）聚聚酯切片中中的二氧化化

40、钛含量为为零；“有有光”聚酯酯切片中的的二氧化钛钛含量为00.10%左右；“半半消光”聚聚酯切片中中的二氧化化钛含量为为（0.3320.03）%；“全消消光”聚酯酯切片中的的二氧化钛钛含量为22.4%2.5%。工业二氧化化钛根据其其晶型结构构可分为锐锐钛型和金金红石型。金金红石型晶晶体结构紧紧密，相对对密度大，耐耐候性好，遮遮盖力高，着着色力强，但但颗粒硬，不不容易分散散，在化学学纤维纺丝丝时容易磨磨损喷丝板板、切丝刀刀，不宜作作化学纤维维的消光剂剂；锐钛矿矿型比较松松软，白度度白，易分分散，适宜宜用作化学学纤维的消消光剂。化纤钛白粉粉平均粒径径一般在00.35m，粒子子很细，表表面积很大大，

41、任何质质量优越的的钛白粉在在储运、包包装、堆放放、和运输输过程中又又絮凝或凝凝聚在一起起形成大粒粒粒团，在在使用前一一定要通过过研磨才能能使用，否否则由于分分散性不好好会造成粒粒子在纤维维中分散不不均匀，不不仅消光效效果不好，甚甚至会出现现毛丝、断断丝现象。二二氧化钛经经球磨分散散后不仅能能使絮凝后后的二氧化化钛重新分分散开来，而而且可能去去除钛白粉粉中可能夹夹带的极微微量大粒子子（大于55微米）。二二氧化钛粒粒子表面带带有负电荷荷，在溶液液中由于相相同电荷电电斥力的作作用使它保保持稳定分分散状态，如如果在制造造过程或于于分散介质质中吸附了了其他离子子，就会使使分散性能能降低。二二氧化钛分分散

42、在树脂脂中，其表表面会吸附附一层树脂脂层，这种种单分子吸吸附层，具具有走向缓缓冲作用，又又称空间位位阻效应，也也能起到分分散作用，使使其保持稳稳定分散状状态。本装置中是是将二氧化化钛与乙二二醇配制成成悬浮液，经经球磨分散散、离心、沉沉降、过滤滤后再加入入第二酯化化釜内室中中的反应物物中。为了了保证聚酯酯产品的可可纺性，也也就是说聚聚酯熔体或或切片中的的凝聚粒子子不得超过过规定指标标，对二氧氧化钛的粒粒度分布有有一定的要要求，对配配制悬浮液液过程中的的工艺参数数，如分散散时间、沉沉降时间、过过滤方式等等也有严格格的控制。本装置设一一套消光剂剂配制系统统，每天制制备一批供供生产所需需。第六节 主要

43、工艺艺设备1、第一酯酯化反应器器 型型式为立式式单室搅拌拌釜，釜内内设有盘管管式内加热热器。为减减少热损失失，增加加加热渠道，反反应器设有有外部夹套套。为保证证物料清洁洁，减少制制造成本及及热阻，内内筒体和内内封头采用用304LL16MMn复合钢钢板。 夹夹套采用螺螺旋盘绕的的“L”型液相热热媒夹套，由由于热媒无无腐蚀性，故故夹套选用用16MnnR钢板制制造。内盘盘管采用螺螺旋型盘管管，材质为为0Cr118Ni99。搅拌器器采用上装装式，桨叶叶靠近反应应器内筒低低部。由于于轴很长，轴轴下端设有有下稳定支支撑轴承。轴轴封采用双双端面机械械密封，有有独立的润润滑、冷却却系统。搅搅拌器选用用防爆电机

44、机驱动。本本反应器由由国内自行行设计、制制造，搅拌拌器选用进进口产品。 22、第二酯酯化反应器器 本本反应器为为立式双筒筒夹套搅拌拌釜，在圆圆筒型立式式反应器内内装有一圆圆筒型隔离离筒，将反反应器分为为内、外两两室，物料料由外室入入，内室下下部出。物物料在搅拌拌下进行反反应，由内内盘管和夹夹套进行加加热与保温温。 搅搅拌桨为上上部安装，下下部设有剪剪切轮和稳稳定轴承。内内加热盘管管结构与第第一酯化反反应器相同同，夹套结结构和搅拌拌器密封结结构也类似似。本反应应器由国内内自行设计计、制造，搅搅拌器选用用进口产品品。 33、第一预预缩聚反应应器 本本反应器为为立式夹套套真空反应应釜，釜内内不设搅拌

45、拌器。反应应器设有“L”型液相夹夹套和螺旋旋型液相盘盘管，并设设有分室圆圆形筒将反反应器分为为内、外两两室，外室室安装螺旋旋盘绕的“L”型夹套。内内室安装有有螺旋型盘盘管。全部部国内设计计、制造。 44、第二预预缩聚反应应器 本本反应器为为卧式圆盘盘真空反应应器，在夹夹套式卧置置圆筒型反反应器体内内，设一圆圆盘搅拌系系统。该系系统为一横横向支承的的主轴，轴轴上用特殊殊键固定多多块圆盘。圆圆盘搅拌系系统由特殊殊的电机、减减速机驱动动。轴与穿穿出的端盖盖间用橡胶胶“J”型密封装装置进行密密封，以保保持缩聚反反应器所需需的真空度度。传动装装置和密封封设有独立立的润滑、冷冷却油系统统。除减速速机和轴承

46、承引进外，其其余国内设设计、制造造。 55、后缩聚聚反应器 本本反应器为为卧式双驱驱动圆盘反反应器，在在卧置夹套套式圆筒型型釜体内，放放置纵向串串联的两根根转动主轴轴，在各轴轴上用键固固定多块圆圆盘。两根根主轴在釜釜内的轴端端支承在同同一轴承座座上。除减减速机和轴轴承引进外外，其余国国内设计、制制造。第三章 聚酯原辅辅材料1、精对苯苯二甲酸（ppuriffied terrephtthaliic aacid 简称PPTA） 分分子量 1666.133 外外观白色粉粉末 酸酸值67552mg KKOH/gg4-羧基苯苯甲醛（44-CBAA） 25pppm 对对甲基苯甲甲酸 （PPT酸） 150pppm 灰灰分6ppm 特特种金属总总量 10ppmm（Mo, Cr, Ni, Fe, Mn, Ti, Co） 铁铁1ppm 水水分0.2wt % 色色相b值 1.6AAPHA5%DMFF色相 10APPHA 粒粒度分布：2550 mm 3.0wwt %500 mmm 0wwt % 平平均粒径（中中心值范围围95-1120mm） M10mm PTA各项项质量指标标对聚