聚酯生產(chǎn)中二甘醇含量偏高成因分析與對策

1、第26卷第4期合成纖維工業(yè)Vol.26No.4聚酯生產(chǎn)中二甘醇含量偏高成因分析與對策陸小勇雷智慧楊世杰(珠海市裕華聚酯有限公司,廣州珠海519020)摘要:闡述聚酯生產(chǎn)中影響產(chǎn)品二甘醇(DEG)含量偏高的影響因素:原料質(zhì)量、工藝參數(shù)、生產(chǎn)情況等,通過不同廠家的PTA混用、停用回用EG、合理地調(diào)整工藝參數(shù),或向系統(tǒng)外加DEG或第三組分,控制產(chǎn)品DEG含量。乙二醇聚酯關(guān)鍵詞:二甘醇中圖分類號:TQ323.4文獻識別碼:B文章編號:1001-0041(2003)04-0045-02二甘醇(DEG)含量偏高的原因分析DEG主要來源于酯化過程中的二元醇的副反應(yīng)1。1表1PTA廠家不同粒徑PTA對DEG/

2、227165.32182.71Tab.1EffectofPTApDEGcontentDEG,%1.111.551.401.18反應(yīng)方程式為:2HOCH2CH2OHHOCH2CH2OCH2CH2OH+H2造成DEG備、儀表、人等外,對DEG1.1PTA1.2回用乙二醇(EGS)對DEG含量的影響PTA,在生產(chǎn)情況、工藝參數(shù)及其它原料質(zhì)量均較穩(wěn)定的情況下,更換PTA引起的產(chǎn)品質(zhì)量差異較為明顯,是造成DEG偏高的主要原因。生產(chǎn)中多次因PTA的更換出現(xiàn)DEG含量波動,為1.1%1.6%,但轉(zhuǎn)換為另一批PTA,DEG含量會自行恢復(fù)正常。通過比較各批PTA的質(zhì)量指標,發(fā)現(xiàn)PTA的酸值、粒徑分布與DEG含量

3、有一定關(guān)系。酸值的影響:分析發(fā)現(xiàn),DEG含量偏高時,對應(yīng)的PTA酸值偏高,大于675mg(KOH)/g。在酯化反應(yīng)中,由于PTA上的羧基電離出H+,系統(tǒng)中酸性增強,加劇了乙二醇間的反應(yīng),促進了DEG生成2。粒徑的影響:PTA的粒徑及其分布直接影響漿料的漿化性3。PTA平均粒徑大,表面積小,用相同量的EG配的漿料顯得稀薄,PTA與EG接觸面積小,則漿料混合均勻,漿化性及穩(wěn)定性提高,在促進酯化反應(yīng)的同時抑制了生成DEG的副反應(yīng)2生產(chǎn)中新鮮EG的質(zhì)量較穩(wěn)定,更換EG對DEG的影響不大,但EGS對DEG含量卻影響較大,分析EGS中的酸值,發(fā)現(xiàn)EGS中的酸值與DEG含量呈正比例關(guān)系。原因是系統(tǒng)酸性增強,

4、有利于DEG的生成。1.3工藝參數(shù)對DEG含量的影響酯化工藝參數(shù)如溫度、壓力、EG/PTA摩爾比等對DEG含量的影響較大。反應(yīng)溫度:生產(chǎn)中,DEG的生成主要在酯化部分,特別是酯化生成DEG最多,縮聚部分生成DEG較少。見表2。表2不同酯化段的DEG量酯化DEG,%1.291.441.26Tab.2DEGyieldatvariousstagesofesterification序號123酯化DEG,%1.041.201.08倉庫存樣DEG,%1.401.511.32提高反應(yīng)溫度,主、副反應(yīng)速度均加快,易發(fā)收稿日期:2002-12-24;修訂日期:2003-04-18。作者簡介:陸小勇(1962-)

5、,男,工程師。從事聚酯生產(chǎn)管理、技術(shù)工作。,見表1。© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 46合成纖維工業(yè)第26卷生EG熱分解和自聚的副反應(yīng),使產(chǎn)品中DEG增多;反應(yīng)溫度低,生成的DEG少,但反應(yīng)速度慢2。反應(yīng)壓力:酯化反應(yīng)通常在加壓下進行,提高壓力反應(yīng)速度加快,DEG的含量增加。經(jīng)驗表明,反應(yīng)壓力對DEG的生成影響不大。EG/PTA摩爾比:摩爾比低,漿料粘度大,反應(yīng)慢且不均勻,隨EG/PTA摩爾比的提高,漿料的粘度下降,漿料混合均勻,酯化率提高,但過量

6、的EG存在于系統(tǒng)中,相互的反應(yīng)也會使DEG含量偏高。另外,反應(yīng)時間越長,有利于DEG的生成。真空效果好,EG脫出速度快,縮聚反應(yīng)速度也快,DEG含量會有所下降。1.4輔料對DEG的影響輔料主要是指二氧化鈦、銻催化劑等。生產(chǎn)中使用的催化劑為中性,且產(chǎn)品DEG含量偏高時,酯化反應(yīng)釜中的DEG也相應(yīng)偏高,而所有的輔料均在酯化反應(yīng)釜中加入,故可確認,輔料的質(zhì)量對DEG的影響不大。解決措施2.1PTA由于DEG含量偏高,調(diào)整工藝參數(shù)可抑制生成,但有時由于PTA的2產(chǎn)日期相差較遠的同一牌號PTA混用;如生產(chǎn)日期較遠,則要采用不同廠家的PTA混用。2.2停用EGS生產(chǎn)過程中DEG含量偏高,可采取停用EGS,

7、避免其中的DEG再次返回到系統(tǒng)中。實踐表明,停用EGS確能使產(chǎn)品DEG含量降低。2.3酯化工藝參數(shù)調(diào)整生產(chǎn)操作過程中,平穩(wěn)地控制物料液位、反應(yīng)溫度、EG/PTA摩爾比、反應(yīng)壓力、真空度等工藝參數(shù),減少生產(chǎn)波動,能減少DEG含量的波動;DEG含量雖高,但只要穩(wěn)定,對后道工序影響不大,當工藝參數(shù)的調(diào)整無效,可直接加入一定量的DEG來保證產(chǎn)品的DEG穩(wěn)定。另外,在反應(yīng)系統(tǒng)中加入第三組分如對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)或低聚物等,以降低PTA的濃度,有利于其溶解,使酯化反,低,原料PTA的質(zhì)量差異是DEG含量偏高的主要原因,輔料二氧化鈦、銻催化劑對DEG含量的影響不大。PTA的混用、EGS的停用、工藝

8、參數(shù)調(diào)整、外加DEG對穩(wěn)定產(chǎn)品DEG含量有一定作用。參考文獻1解文健.聚酯裝置高負荷運行條件分析A.聚酯和滌綸纖粒徑分布過寬,參數(shù)調(diào)整作用不大,生產(chǎn)中采取PTA混合使用的方法來控制DEG含量。當更換不同廠家的PTA引起DEG偏高時,可以采用不同廠家或不同批號的PTA按一定比例混合的方式來生產(chǎn);當使用同一廠家的PTA引起DEG偏高時,要檢查引起DEG偏高所用的PTA的生產(chǎn)日期。如生產(chǎn)日期相近,可采用生維專業(yè)委員會論文集C.1999.86872藍清華,吳文鶯.合成纖維生產(chǎn)工藝原理M.北京:中國石化出版社,1991.1011053孟繼承.聚酯生產(chǎn)中PTA使用性能的探討A.聚酯和滌綸纖維專業(yè)委員會論文

9、集C.1999.28AnalysisandcountermeasurestohighcontentofdiethyleneglycolduringpolyesterproductionLuXiaoyong,LeiZhihui,YangShijie(YuhuaPolyesterCo.,Ltd.,Zhuhai519020)Abstract:ThefactorscausinghighcontentofDEGduringpolyesterproductionwerediscussed,suchasfeedstockquality,processparameters,productionsituation.ThecontentofDEGcouldbecontrolledbyusingPTAfromdifferentmanufacturers,notusingreclaimedEG,properlyadjustingprocessparametersandaddingDEGorthethirdmonomerintothereac