PET聚酯小試聚合設(shè)備安全操作手冊(cè)

1、小試聚合設(shè)備安全作業(yè)手冊(cè)編制：楊宇審核：批準(zhǔn)：目 錄第一章 PET聚酯合成的反應(yīng)機(jī)理21. 1 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和催化劑21.2 酯化和縮聚2第二章 PET聚酯的物化性能52.1 PET的性能參數(shù)與其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)其使用的影響52. 2影響PET性能的因素和質(zhì)量控制7第三章 原輔料的物化性質(zhì)113.1 對(duì)苯二甲酸（PTA）113.2 乙二醇（EG）113.3 醋酸銻123.4 磷酸三甲酯（TMP）12第四章 生產(chǎn)方法及工藝流程簡(jiǎn)介134.1 PET行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈134.2 聚合工藝流程134.3 工藝簡(jiǎn)介13第五章 安全操作規(guī)程145.1 開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備145.2 配料投料155.3 反應(yīng)階段165.4 出料切粒

2、175.5 洗釜關(guān)機(jī)18第六章 聚合工藝控制要點(diǎn)19第七章 安全操作注意事項(xiàng)207.1 車間取樣注意事項(xiàng)207.2 烘箱操作注意事項(xiàng)207.3 加熱爐操作注意事項(xiàng)207.4 反應(yīng)釜操作注意事項(xiàng)207.5 電爐操作注意事項(xiàng)207.6 加熱蒸餾操作注意事項(xiàng)217.7配制溶液操作注意事項(xiàng)21第 1 頁(yè) 共 22 頁(yè)第一章 PET聚酯合成的反應(yīng)機(jī)理1. 1 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和催化劑合成PET的單體是PTA和EG?？梢酝ㄟ^(guò)在聚合物中加入其他的二元羧酸或二元醇為共聚單體，而達(dá)到改性的目的。PET鏈的生成包括兩個(gè)主反應(yīng)：端羧基和端羥基的酯化反應(yīng)；帶有端羥基的乙二醇的酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)（或醇解轉(zhuǎn)移反應(yīng)），即縮聚反應(yīng)。其

3、逆反應(yīng)分別是水解和醇解反應(yīng)。在聚合物鏈增長(zhǎng)過(guò)程中所涉及到的所有化學(xué)反應(yīng)都是平衡反應(yīng)，因?yàn)樗鼈兊哪娣磻?yīng)會(huì)導(dǎo)致大分子鏈的降解。其平衡常數(shù)又相當(dāng)小，因此有效地去除低分子量的副產(chǎn)物可以使反應(yīng)向生成物的一方進(jìn)行。另外其反應(yīng)的可逆性使分子鏈的長(zhǎng)度能有效地進(jìn)行重新分布。PET的合成中，要獲得足夠高的反應(yīng)速度就必須用到催化劑，但是一些催化劑也會(huì)加速副反應(yīng)的進(jìn)行。酯化反應(yīng)，還有酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)可以分別用質(zhì)子或羧基基團(tuán)催化。在酯化反應(yīng)中，羧基的濃度是足夠高的，而不需要再額外添加催化劑。在縮聚過(guò)程中，羧基的濃度因太低而不足以有效地催化反應(yīng)，因此要加入合適的催化劑是不可避免的，而銻系化合物是在生產(chǎn)過(guò)程中最常用的催化劑。1

4、.2 酯化和縮聚PET酯化反應(yīng)溫度在260左右，配制的漿料必須從室溫升溫至反應(yīng)溫度，酯化反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物水通過(guò)汽相蒸發(fā)排出反應(yīng)體系。同時(shí)有大量乙二醇伴隨蒸出。另外酯化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以酯化反應(yīng)過(guò)程需要大量熱量 酯化反應(yīng)器都有很大的換熱面積。酯化段反應(yīng)是對(duì)苯二甲酸(PTA ) 與乙二醇(EG) 直接縮聚制聚酯, 其反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)式已有不少文獻(xiàn)報(bào)道, 主反應(yīng)有酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)兩大類。酯化反應(yīng)是直接縮聚方法的起始反應(yīng), 對(duì)苯二甲酸與乙二醇經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為聚對(duì)苯二甲酸雙-2羥乙酯(BHET)單體。其化學(xué)反應(yīng)見(jiàn)式(1-1)。 PTA EG BHET 縮聚反應(yīng)是聚酯生產(chǎn)過(guò)程中的鏈增長(zhǎng)反應(yīng), 是一個(gè)逐

5、步聚合反應(yīng)。它可以是單體(BHET )與單體、單體與低聚物、低聚物與低聚物的縮聚反應(yīng)過(guò)程, 其化學(xué)反應(yīng)式為：?jiǎn)误w與單體縮聚生成二聚體單體與二聚體和低聚物縮聚低聚物與低聚物縮聚在酯化階段除酯化反應(yīng)外，縮聚反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行, 不過(guò)此階段產(chǎn)生的是低聚物，其聚合度一般為5。除上述兩個(gè)主反應(yīng)外，還存在眾多副反應(yīng)，主要副反應(yīng)有二甘醇(DEG)生成反應(yīng)，其反應(yīng)式為： 其余還有乙醛生成反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)和降解反應(yīng)等，但它們?cè)邗セ沃猩闪可跎?。在酯化反?yīng)中，原料PTA以固體形式加到反應(yīng)器中，釜內(nèi)物料對(duì)PTA有一定溶解性，只有當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到某一程度，固體PTA才會(huì)完全溶解，即清晰點(diǎn)。在酯化階段，我們主要目標(biāo)以完成酯化反應(yīng)

6、為主，要求酯化率達(dá)到92%97%，同時(shí)控制DEG生成量。尤其是第一酯化反應(yīng)器，DEG生成量約占生成總量的80%，只有控制了第一反應(yīng)器DEG生成量，才能保證最終產(chǎn)品DEG含量合格。酯化率和DEG含量是酯化段的主要指標(biāo)。由上述反應(yīng)可知，主反應(yīng)是可逆反應(yīng)，要使酯化率高必須要將反應(yīng)生成的水從反應(yīng)系統(tǒng)中分離出去。操作狀態(tài)越接近平衡酯化率，反應(yīng)速率越慢，這時(shí)要稍微提高些酯化率，反應(yīng)時(shí)間將需要延長(zhǎng)較多。主反應(yīng)是可逆反應(yīng)，副反應(yīng)是DEG生成反應(yīng)，構(gòu)成了酯化段的主要反應(yīng)特征，是反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作考慮的出發(fā)點(diǎn)。第二章 PET聚酯的物化性能2.1 PET的性能參數(shù)與其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)其使用的影響通過(guò)對(duì)PET的性能參數(shù)了解和與

7、其他材料的對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)PET自身性能的優(yōu)越性和存在的缺點(diǎn)。可以作為在PET材料使用過(guò)程中對(duì)其是否可以直接使用和改性方法與方向的參考依據(jù)。對(duì)于PET材料的改性將在下文中作詳細(xì)研究。 2.1.1 力學(xué)性能：較高的拉伸強(qiáng)度和硬度，良好的耐磨性、耐蠕變性并能在較寬的溫度范圍內(nèi)保持良好的力學(xué)性能。表2-1 PET樹(shù)脂與其他樹(shù)脂的物理及力學(xué)性能的比較性能測(cè)試方法PET（非晶）PEPVC（硬質(zhì)）熔點(diǎn) / DSC240255130玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 / DSC8080拉伸強(qiáng)度 / MPaASTM D638653050拉伸斷裂伸長(zhǎng)率 / %ASTM D6383509003拉伸彈性模量 / MPaASTM D6

8、3823008002500彎曲強(qiáng)度 / MPaASTM D790903090彎曲彈性模量 / MPaASTM D79027008003500懸臂梁沖擊強(qiáng)度 / J/cmASTM D2560.30.51.20.20.3從以上數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出PET的熔點(diǎn)較高，在長(zhǎng)期高溫下有較好的使用性能。拉伸強(qiáng)度，拉伸彈性模量，彎曲強(qiáng)度等都較好。但是抗沖擊強(qiáng)度等與PE相比尚有不足，作為工程塑料在某些地方使用時(shí)需要對(duì)其加入一定量的其他輔助助劑進(jìn)行改性。2.1.2 透明性：PET是支化極小的大分子，分子結(jié)構(gòu)規(guī)整，屬于結(jié)晶性高聚物，但它的結(jié)晶速度慢，結(jié)晶溫度高，所以在后加工成型的時(shí)候只要能快速冷卻，讓制品以最快的速度渡

9、過(guò)熔融結(jié)晶溫度區(qū)域，使大分子鏈沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行排列結(jié)晶，即可使制品獲得很低的結(jié)晶度（完全的無(wú)定型透光率達(dá)90%），因此可以制成透明度很高的制品。 對(duì)需要高透明度的產(chǎn)品則盡量不加入其他助劑，在PET的合成生產(chǎn)中加入適當(dāng)?shù)拈g苯二甲酸可以提高其透明度。2.1.3 尺寸穩(wěn)定性：尺寸穩(wěn)定性在包裝行業(yè)中很重要，過(guò)大的收縮會(huì)導(dǎo)致外觀、容量以及密封等方面出現(xiàn)問(wèn)題，甚至不能進(jìn)行后加工，假如瓶坯的收縮過(guò)大會(huì)導(dǎo)致后面的吹瓶無(wú)法進(jìn)行；如果制得的瓶收縮過(guò)大會(huì)給灌裝、封口以及外包裝等帶來(lái)麻煩。從下表可以看出PET的尺寸穩(wěn)定性是比較優(yōu)良的。表2-2 幾種聚合物材料的成型收縮率品種PETPEPPPVC成型收縮率< 1

10、.5< 4< 2.5<52.1.4 衛(wèi)生性能：用PET制作的食品包裝符合食品衛(wèi)生要求，因?yàn)镻ET樹(shù)脂不僅是一種無(wú)害的樹(shù)脂，而且還是一種沒(méi)有任何添加劑的純粹樹(shù)脂，它通過(guò)了包括美國(guó)、歐洲和日本相當(dāng)嚴(yán)格的食品衛(wèi)生法規(guī)的檢驗(yàn)，被認(rèn)為是一種合格并安全的藥品、食品的包裝材料。同樣滿足我國(guó)國(guó)標(biāo)中食品包裝材料用聚酯的理化指標(biāo)和感官指標(biāo)。2.1.5 電性能：表2-3 幾種聚合物材料的介電常數(shù)品種介電常數(shù)60Hz擊穿電壓kV/mm介電強(qiáng)度MV/mPET3.04.4>35100130PE2.32.418284060（薄膜）PS2.43.117275060尼龍63.8100400 從表中可見(jiàn)，

11、相比較而言PET是一種優(yōu)良的絕緣體。其介電損耗低，電阻率和擊穿強(qiáng)度高，可作絕緣材料使用。2.1.6 阻隔性能：表2-4 PET與其它樹(shù)脂的氣體阻隔性的比較品名氧氣/cm3 /(m2·24h·0.1Mpa)二氧化碳/cm3/(m2·24h·0.1Mpa)水蒸氣/g /(m2·24h)PET（雙相拉伸）2.06.00.62HDPE（未拉伸）722100.41PP（未拉伸）832800.3PP（雙相拉伸）401300.12PS（雙相拉伸）1206403.1PVC（未拉伸）5.210.00.71PVC（雙相拉伸）3.36.00.60 上表中的一些數(shù)據(jù)已

12、經(jīng)一目了然，很顯然PET制品的阻隔性能是很優(yōu)良的。但是對(duì)于啤酒一類的包裝，為了保證其良好的口感，PET材料的組個(gè)性能仍不能達(dá)到要求，這就需要在加工過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行改性。需要其他助劑或?qū)ζ【破康募庸し椒ㄟM(jìn)行改進(jìn)，如使用多層共吹加入其他材料的隔層等方法使其對(duì)氣體的阻隔性更好。2.1.7 耐候性能：一般聚合物在使用壽命上遇到的最大問(wèn)題就是老化問(wèn)題。而影響最大的一般是耐光性能，光化降解是聚合物老化的一個(gè)重要原因。PET對(duì)光比較穩(wěn)定，只有在一定波長(zhǎng)紫外線（250350nm）的照曬下，溫度高于100，光照達(dá)到3eV極限光能時(shí)才發(fā)生光化降解。在化妝品和有避光要求的藥品包裝上需要在PET的合成或加工過(guò)程中加入一

13、定量的抗紫外助劑或加入其他顏料改變其顏色以起到其耐光性和對(duì)光的阻隔性。2.1.8 拉伸取向性能：在PET的后加工中拉伸取向是很重要的，是別的熱塑性塑料不能比擬的，主要是因?yàn)槿∠蚩墒筆ET分子進(jìn)行有序排列，促使制品的結(jié)晶，形成的該晶體稱為應(yīng)變誘導(dǎo)晶體，其晶粒很小，不會(huì)阻礙和折射光線，故取向后的制品仍然是透明的。表2-5 雙相拉伸PET的性能項(xiàng)目雙拉伸PET瓶PET擠吹瓶軸向周向軸向周向拉伸屈服強(qiáng)度 MPa82954644拉伸斷裂強(qiáng)度 Mpa1581696169斷裂伸長(zhǎng)率 %8055340350落錘沖擊強(qiáng)度J（12.7mm落錘）3.03.03.03.0試樣厚度 mm0.300.300.600.60

14、 由上表可以看出經(jīng)拉伸取向過(guò)的PET的力學(xué)性能明顯高于直接擠出吹塑生產(chǎn)的PET容器。PET材料通過(guò)雙向拉伸后在力學(xué)性能的很多方面都有所提高，所以通過(guò)物理加工方法也可以對(duì)PET材料進(jìn)行改性。2.1.9 環(huán)保性能：PET樹(shù)脂無(wú)論是在生產(chǎn)還是使用以及回收方面都是絕對(duì)的環(huán)保產(chǎn)品。生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)染物產(chǎn)生；使用過(guò)程中不產(chǎn)生有害氣體；使用過(guò)的PET制品可以粉碎回收再利用；作為廢棄物燃燒處理時(shí)，由于它的燃燒熱卡值低而易燃，而且不產(chǎn)生有害氣體?？山到饩埘ピ谧匀画h(huán)境及肥堆場(chǎng)中只要一年就能完全降解，最終分解為CO2和H2O，無(wú)二次公害。2. 2影響PET性能的因素和質(zhì)量控制2. 2.1 IV （特性粘度）：PET樹(shù)脂

15、與常用的PP、PE不同，其熔體粘度較低且受溫度的影響較大，需要精確測(cè)定比較困難，因此一般利用其分子較強(qiáng)的極性，用一些溶劑來(lái)溶解制得溶液測(cè)定其特性粘數(shù)，因此生產(chǎn)廠家一般用特性粘數(shù)的大小來(lái)反映其產(chǎn)品分子量的大小，將其作為用戶選用PET樹(shù)脂的一項(xiàng)重要指標(biāo)，可以說(shuō)一定的測(cè)試條件下IV的大小決定的后加工產(chǎn)品的用途以及產(chǎn)品在強(qiáng)度方面的一些性能。 2.2.2 DEG （二甘醇）：DEG的存在影響大分子鏈的規(guī)整性、降低了樹(shù)脂的結(jié)晶性能，同時(shí)DEG的偏高會(huì)使產(chǎn)品的耐熱、耐光性下降，嚴(yán)重的可使分子鏈發(fā)生熱氧化分解，后加工出現(xiàn)氣泡，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。（好的方面：塑化性能好） 對(duì)生產(chǎn)纖維來(lái)講：DEG的存在對(duì)纖維的染色

16、性能起了很好的作用。主要是DEG的存在降低大分子鏈的規(guī)整性從而降低了纖維的結(jié)晶速率，從而改善了纖維的結(jié)晶度，最終影響到纖維的染色性能。 對(duì)薄膜之類而言：對(duì)膜的破膜，生產(chǎn)速度的提高以及電性能等方面都有很大的影響。同樣醚鍵的存在還會(huì)降低薄膜的強(qiáng)度和電性能。生成DEG的反應(yīng)如下： 反應(yīng)器內(nèi)的EG濃度對(duì)DEG生成量的影響最明顯，在酯化率調(diào)節(jié)范圍不大的情況下。通過(guò)穩(wěn)定酯化反應(yīng)器壓力、液位和溫度。調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)的EG濃度，控制DEG的生成量。在酯化率較高的情況下。可以從反應(yīng)溫度的角度考慮降低DEG含量。2.2.3 水分：PET樹(shù)脂有很好親水性，使它容易吸收空氣中的水分（一般在空氣濕度為65%的環(huán)境中，PET

17、樹(shù)脂經(jīng)過(guò)20天左右，其吸濕量達(dá)到飽和，這時(shí)PET樹(shù)脂中的含水量在0.4%左右）。 但PET切片中的含水量過(guò)高對(duì)后加工很不利，在塑化時(shí)降解導(dǎo)致特性粘數(shù)下降，而且水分在加工溫度下汽化產(chǎn)生過(guò)多的氣體，使排氣困難，具體在產(chǎn)品中會(huì)表現(xiàn)為：制品強(qiáng)度下降而不能達(dá)到使用要求，制品中出現(xiàn)大量氣泡而使產(chǎn)品報(bào)廢等等。反應(yīng)方程式如下： 因此在切片包裝以及后加工中都應(yīng)該注意水分的問(wèn)題，作為切片生產(chǎn)廠家我們應(yīng)注意在包裝和倉(cāng)儲(chǔ)中對(duì)水分的控制。而后加工的廠家除注意倉(cāng)儲(chǔ)之外，最重要的是加工之前料的干燥，一般在170190下干燥46小時(shí)，熱空氣的露點(diǎn)<-40即可。2.2.4 AA（乙醛）：作為食品級(jí)的包裝材料，乙醛會(huì)滲透到

18、被包裝的這些飲料或食品中去，或改變飲料、食品的口感，或與之作用，使飲料、食品變質(zhì)。所以原料切片中的乙醛含量要加以控制，一般含量不能超過(guò)1.0mg/kg。 AA的產(chǎn)生一般是由于熱氧化反應(yīng)，反應(yīng)如下：2.2.5 色值：切片的色值直接會(huì)影響產(chǎn)品的外觀，如使產(chǎn)品發(fā)黃、發(fā)灰、發(fā)藍(lán)、或光亮透明，尤其瓶口處明顯，切片色值一般受3個(gè)因素影響：原料純度，原料的雜質(zhì)如稍高，則瓶用切片偏灰；合成過(guò)程中工藝不穩(wěn)定，會(huì)影響色值；催化劑及添加劑的品種及添加量對(duì)切片的影響甚大。 后加工對(duì)制品的色值有很大的影響，如：干燥時(shí)間、干燥溫度、螺桿溫度、在料筒內(nèi)的停留時(shí)間等等。2.2.6 COOH（端羧基）：端羧基含量是聚酯切片的一

19、項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)，它不僅反映了生產(chǎn)狀況的好壞，還會(huì)影響到紡絲的產(chǎn)品質(zhì)量。從文獻(xiàn)可知，端羧基含量對(duì)酯交換和縮聚反應(yīng)都有影響。因此，減少聚酯切片中的端羧基含量就成為提高聚酯產(chǎn)品質(zhì)量很重要的環(huán)節(jié)之一。 在相同的IV下，端羧基的值在一定程度上表明了數(shù)均分子量的分布，端羧基的值越高反映分子量的分布越寬，相反則越窄。在平均分子量一定的情況下分子量分布越寬，其后加工的加工性能相對(duì)比較好，而制品的強(qiáng)度也相應(yīng)會(huì)下降。 影響端羧基含量的因素有：端羧基隨反應(yīng)的時(shí)間的增長(zhǎng)而增加；隨著溫度的升高，熱降解反應(yīng)的加劇而增多；攪拌、催化劑、空氣的混入都會(huì)影響端羧基含量17。 同樣在后加工中由于升溫、剪切和水解等作用也會(huì)使COO

20、H升高，也就意味著部分的大分子鏈已經(jīng)斷裂，使相對(duì)分子量降低，從而制品的強(qiáng)度也會(huì)降低。第三章 原輔料的物化性質(zhì)3.1 對(duì)苯二甲酸（PTA） 對(duì)苯二甲酸是芳香族二羧酸中的一種，常溫下為白色的、較松散的結(jié)晶粉末，無(wú)毒，易燃。相對(duì)分子質(zhì)量為166.13，物質(zhì)密度為1.55g/mL（堆積密度1.12g/cm3），熔點(diǎn)425，升華點(diǎn)300，自然點(diǎn)680。對(duì)苯二甲酸室溫下難溶于水，也不溶于氯仿、乙醚等一般有機(jī)溶劑，僅溶于吡啶、二甲基甲酰胺和甲基亞砜等幾種特殊的溶劑。常溫下難溶于乙二醇，但在140開(kāi)始可溶。分子式：C8H6O4結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：表3-1 聚酯生產(chǎn)用PTA的要求項(xiàng) 目指標(biāo)項(xiàng) 目指標(biāo)外觀白色粉末總重金屬/

21、(mg/kg)10酸值/(mgKOH/g)675±2鐵/(mg/kg)2對(duì)羧基苯甲醛/（mg/kg）25水分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%0.5灰分/(mg/kg)15對(duì)甲基苯甲酸/(mg/kg)2003.2 乙二醇（EG）乙二醇是脂肪族二元醇的一種，是沸點(diǎn)較高的粘稠性透明液體，稍有甜味，無(wú)氣味，揮發(fā)度低，能與水互溶。相對(duì)分子質(zhì)量為：62.07，物質(zhì)密度為1.1155g/mL，熔點(diǎn)-13，沸點(diǎn)：197.6，閃點(diǎn)116。分子式：C2H6O2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： 表3-2 聚酯生產(chǎn)用EG的質(zhì)量要求項(xiàng) 目指標(biāo)項(xiàng) 目指標(biāo)外觀無(wú)色透明液體鐵（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%0.0005乙二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%99灰分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%0.00

22、2密度（20）/（g/cm3）1.11251.1140二乙二醇（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%0.1沸程（在0，0.10133MPa）醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以甲醛計(jì)）/%0.0008 初餾點(diǎn)/195紫外線透過(guò)率/% 終餾點(diǎn)/200 220nm時(shí)75水分/%0.2 275nm時(shí)92酸度（以醋酸計(jì)）/%0.003 350nm時(shí)993.3 醋酸銻醋酸銻是一種白色或灰白色結(jié)晶粉末，具備強(qiáng)烈的醋酸氣味。相對(duì)分子質(zhì)量298.89，熔點(diǎn)（123±2），沸點(diǎn)142，密度1.987g/mL，易溶于乙二醇，甲苯、二甲苯，遇抄易分解。分子式：C6H9O6Sb結(jié)構(gòu)式： 表3-3 聚酯生產(chǎn)用醋酸銻的質(zhì)量要求項(xiàng) 目指標(biāo)項(xiàng) 目指標(biāo)外觀白色

23、粉末乙二醇中可溶性透明溶液純度/%99氯化物/（mg/kg）100銻含量/%3844甲苯/%0.2鐵/（mg/kg）1003.4 磷酸三甲酯（TMP）磷酸三甲酯外觀與性狀為無(wú)色透明液體，熔點(diǎn)-46，沸點(diǎn)197，閃點(diǎn)107，溶解性溶于水、溶于汽油，微溶于醇，相對(duì)密度(水=1)1.215(19.5)，相對(duì)密度 1.215，折射率 1.3967。第四章 生產(chǎn)方法及工藝流程簡(jiǎn)介4.1 PET行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)蛯?duì)二甲苯PX對(duì)苯二甲酸PTA對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET乙二醇MEG纖維聚酯非纖維聚酯瓶級(jí)聚酯聚酯薄膜工程塑料聚合反應(yīng)乙烯滌綸短纖滌綸長(zhǎng)絲另外加入單體和催化劑4.2 聚合工藝流程50Pa250KPa278

24、240EG + PTA 漿料 酯化 預(yù)聚 終聚添加劑4.3 工藝簡(jiǎn)介本工藝流程只針對(duì)本套聚合設(shè)備：（1）主要原料EG和PTA加入添加劑打漿投入反應(yīng)釜；（2）升溫至240保壓250KPa進(jìn)行酯化反應(yīng)；（3）低真空環(huán)境下進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)；（4）高真空環(huán)境下進(jìn)行終聚反應(yīng)；（5）終聚結(jié)束進(jìn)行出料切粒。第五章 安全操作規(guī)程5.1 開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備5.1.1 檢查現(xiàn)場(chǎng)水、電、氣確保無(wú)安全隱患。 5.1.1.1 檢查冷卻水進(jìn)水、回水管的總閥及各支路進(jìn)水、回水閥門(mén)保證打開(kāi)狀態(tài)； 5.1.1.2 檢查電器柜在停機(jī)狀態(tài)總電源和各支路電源均應(yīng)在關(guān)閉狀態(tài)； 5.1.1.3 檢查氮?dú)?、壓縮空氣閥門(mén)在不使用時(shí)均應(yīng)在關(guān)閉狀態(tài)。5.1.

25、2 檢查設(shè)備閥門(mén)確保在停機(jī)狀態(tài)應(yīng)有的位置。 5.1.2.1 檢查設(shè)備熱媒管道上所有閥門(mén)所在的位置，熱媒管道支路要保持一定的開(kāi)度，根據(jù)熱媒泵出口壓力可作適當(dāng)調(diào)整；反應(yīng)釜和反應(yīng)釜蓋的熱媒管道正常情況保持常開(kāi)狀態(tài)；為加快升溫速度和節(jié)能，鑄帶頭熱媒管道閥門(mén)正常情況保持關(guān)閉狀態(tài)，在切粒前半個(gè)小時(shí)左右在不影響反應(yīng)釜溫度的情況下緩慢打開(kāi)； 5.1.2.2 檢查真空變送器、麥?zhǔn)秸婵毡黹y門(mén)，正常情況保持關(guān)閉狀態(tài)，反應(yīng)處于高真空階段時(shí)開(kāi)啟，高真空反應(yīng)結(jié)束即在切粒之前應(yīng)及時(shí)關(guān)閉； 5.1.2.3 檢查備用加料口閥門(mén)，正常情況應(yīng)保持常關(guān)狀態(tài)； 5.1.2.4 檢查工藝塔進(jìn)口閥門(mén)、酯化水出口閥門(mén)關(guān)機(jī)狀態(tài)應(yīng)該在打開(kāi)狀態(tài)；

26、 5.1.2.5 檢查聚合冷凝器、EG收集罐2#閥門(mén)、旋風(fēng)分離器2#閥門(mén)、低真空泵管道、高真空泵管道閥門(mén)，正常情況應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)；EG收集罐1#閥門(mén)、旋風(fēng)分離器1#閥門(mén)正常情況應(yīng)處于打開(kāi)狀態(tài)，便于抽真空時(shí)縮短操作時(shí)間。5.1.3 檢查反應(yīng)釜機(jī)械密封EG罐，確保有足夠EG。檢查反應(yīng)釜攪拌機(jī)械密封的EG罐，確保有足夠的EG，并保證正常情況機(jī)械密封系統(tǒng)的各個(gè)閥門(mén)處于打開(kāi)狀態(tài)，包括冷卻水進(jìn)出口閥門(mén)、EG罐下端閥門(mén)、機(jī)械密封-反應(yīng)釜的壓力平衡閥。在聚合階段應(yīng)關(guān)閉機(jī)械密封-反應(yīng)釜的壓力平衡閥，以免影響真空度。5.1.4 檢查真空泵潤(rùn)滑油情況。 檢查低真空泵和高真空泵的潤(rùn)滑油情況，要求在停泵靜止?fàn)顟B(tài)下潤(rùn)滑油

27、液位處于視鏡的三分之一處。同時(shí)仔細(xì)觀察潤(rùn)滑油的使用情況，如潤(rùn)滑油有乳化現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)更換。5.1.5 依次開(kāi)啟電腦，電氣柜總電源，電氣柜各分路電源。 5.1.5.1 開(kāi)電腦插入組態(tài)王運(yùn)行狗打開(kāi)小試聚合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)輸入密碼，進(jìn)入系統(tǒng)； 5.1.5.2 打開(kāi)電器柜，依次開(kāi)啟總電源和各設(shè)備分路電源； 5.1.5.3 切粒機(jī)電源需在切粒前，插入切粒機(jī)電源插座后開(kāi)啟。5.1.6 開(kāi)啟冷卻塔的管道泵和冷卻風(fēng)機(jī)。冷卻塔在樓頂，需不定期上樓檢查冷卻塔風(fēng)機(jī)和管道泵的運(yùn)行情況，以保證設(shè)備和生產(chǎn)的正常運(yùn)行。5.1.7 開(kāi)啟攪拌電機(jī)，注意機(jī)封和釜內(nèi)是否有異響。 5.1.7.1在電腦組態(tài)王操作界面上設(shè)置攪拌頻率40Hz并開(kāi)啟攪

28、拌電機(jī)，注意反應(yīng)釜內(nèi)和機(jī)械密封是否有異響，如有機(jī)械密封有異響，檢查機(jī)械密封閥門(mén)和EG罐狀態(tài)是否正常，并進(jìn)行維護(hù)，如不能消除應(yīng)及時(shí)關(guān)閉攪拌電機(jī)，并通知機(jī)修人員進(jìn)行檢查和維修； 5.1.7.2如反應(yīng)釜內(nèi)有異響，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉攪拌電機(jī)，先進(jìn)行反應(yīng)釜升溫，升溫至200后再次開(kāi)啟攪拌電機(jī)，注意反應(yīng)釜異響是否消除，如依然存在，應(yīng)通知機(jī)修人員進(jìn)行檢查和維修。5.1.8開(kāi)啟熱媒泵，注意觀察熱媒泵出口壓力。 通過(guò)電腦組態(tài)王操縱界面開(kāi)啟熱媒循環(huán)泵，注意觀察熱媒循環(huán)泵出口壓力。正常情況熱媒循環(huán)泵出口壓力在0.35MPa左右，優(yōu)先通過(guò)熱媒系統(tǒng)旁通閥門(mén)調(diào)節(jié)壓力，如不能達(dá)到調(diào)節(jié)效果可通過(guò)熱媒循環(huán)泵出口閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。5.2 配

29、料投料5.2.1 原輔料的稱量和配制。 漿料的配制可有兩種方法，分別為人工配制和反應(yīng)釜攪拌配制。人工配制步驟如以下6條，反應(yīng)釜攪拌配制如以下第一條，稱量好后一次投入反應(yīng)釜。 5.2.1.1 分別稱取PTA8Kg、EG3.7Kg、Sb（Ac）3 3.5g、TMP1.6mL。 5.2.1.2 將TMP和Sb（Ac）3溶解在200 mL EG中。 5.2.1.3 將剩下的EG再留200mL左右留作沖洗溶劑燒杯用。 5.2.1.4 將PTA倒入剩下的EG中， 并盡量攪拌均勻。 5.2.1.5 將溶有Sb（Ac）3和磷酸三甲酯的EG溶液倒入漿料中并用留下的200mL EG沖洗干凈燒杯。 5.2.1.6

30、將所配原輔料充分?jǐn)嚢柚辆鶆驖{料。5.2.2 檢查料前閥門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)。 為加快投料速度需在酯化工藝塔和酯化水出口閥門(mén)以及聚合真空管線聚合冷凝器的進(jìn)口閥門(mén)和EG收集罐下端的閥門(mén)處于打開(kāi)狀態(tài)以用于排氣。5.2.3 打開(kāi)投料口閥門(mén)，進(jìn)行投料。 5.2.3.1 如在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行配料攪拌可依次加入稱量好的原料和添加劑； 5.2.3.2 亦可在桶中人工進(jìn)行攪拌配制，攪拌好后通過(guò)投料口進(jìn)行投料； 5.2.3.3 投料時(shí)釜溫不得超過(guò)100。5.2.4 關(guān)閉閥門(mén)。 關(guān)閉投料口閥門(mén)，酯化水出口閥門(mén)，聚合冷凝器進(jìn)口閥門(mén)、EG收集罐2#閥門(mén)。5.2.5 氣體置換。 5.2.5.1 攪拌5分鐘后打開(kāi)氮?dú)怃撈块y門(mén)、減壓閥、

31、反應(yīng)釜氮?dú)膺M(jìn)口閥，向釜內(nèi)充入150KPa氮?dú)猓P(guān)閉氮?dú)膺M(jìn)口閥，開(kāi)啟酯化水出口閥放出氮?dú)庵脸海P(guān)閉酯化水出口閥。重復(fù)以上操作23次； 5.2.5.2 最后一次充壓力至200KPa不必放出氮?dú)?。但需關(guān)閉氮?dú)怃撈块y門(mén)和減壓閥，以及反應(yīng)釜氮?dú)膺M(jìn)口閥； 5.2.5.3 為節(jié)省氮?dú)猓脫Q兩次后也可不再向反應(yīng)釜內(nèi)充壓，使?jié){料在氮?dú)夥諊谐荷龎褐刘セ鑹毫Α?.3 反應(yīng)階段5.3.1 開(kāi)啟加熱器進(jìn)行升溫。 5.3.1.1加熱器開(kāi)啟時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況而定，但需釜溫在100之前投料，以保證投料人員安全，和保證酯化反應(yīng)前使?jié){料有充足時(shí)間攪拌均勻。 5.3.1.2通過(guò)組態(tài)王操作界面設(shè)定油溫上限320，設(shè)定目標(biāo)油溫

32、285，設(shè)定合適的PID控制參數(shù)。5.3.2酯化反應(yīng)。 5.3.2.1 釜溫升至230時(shí)可認(rèn)定酯化反應(yīng)開(kāi)始，酯化反應(yīng)釜溫為235250之間。 5.3.2.2 通過(guò)酯化水出口閥門(mén)調(diào)節(jié)釜壓，使酯化反應(yīng)釜壓在250±50KPa左右； 5.3.2.3 通過(guò)工藝塔頂冷卻水流量和酯化水出口閥門(mén)控制工藝塔頂溫在140左右，會(huì)有酯化水溜出，理論酯化水量為1700mL左右； 5.3.2.4 在酯化反應(yīng)后期反應(yīng)釜壓力會(huì)逐漸降低，整個(gè)酯化反應(yīng)在2.5小時(shí)左右，在發(fā)現(xiàn)釜溫有上升趨勢(shì)，釜壓下降，工藝塔溫度下降，酯化出水量離理論值差200mL左右時(shí)可將釜壓泄至常壓。 5.3.2.5 當(dāng)反應(yīng)釜溫度不斷上升，關(guān)閉工

33、藝塔頂冷卻水工藝塔頂溫持續(xù)下降，出水量達(dá)到理論值，并且出水停止或非常緩慢時(shí)可認(rèn)定酯化反應(yīng)結(jié)束。5.3.3 聚合反應(yīng)。 5.3.3.1 酯化反應(yīng)結(jié)束后關(guān)閉工藝塔進(jìn)口閥門(mén)、酯化水出口閥門(mén)。 5.3.3.2 檢查聚合真空系統(tǒng)管線上各閥門(mén)狀態(tài)，參考開(kāi)機(jī)準(zhǔn)備章節(jié)相關(guān)內(nèi)容。檢查聚合冷凝器冷卻水、旋風(fēng)分離器冷卻水進(jìn)出口閥門(mén)，確保打開(kāi)狀態(tài)。 5.3.3.3 開(kāi)啟低真空管閥門(mén)，通過(guò)組態(tài)王操作界面的真空程控開(kāi)啟低真空泵。 5.3.3.4 低真空反應(yīng)時(shí)間設(shè)定為35分鐘，根據(jù)時(shí)間的推移逐步提高低真空泵頻率，以逐步提高真空度。 5.3.3.5 抽真空階段和聚合反應(yīng)階段適當(dāng)降低熱媒設(shè)定溫度，釜溫保持在278±2

34、。 5.3.3.6 低真空結(jié)束后依次開(kāi)啟高真空泵、關(guān)閉低真空管閥門(mén)、打開(kāi)高真空管閥門(mén)、關(guān)閉低真空泵、關(guān)閉EG收集罐1#閥門(mén)、關(guān)閉旋風(fēng)分離器1#閥門(mén)，進(jìn)入高真空狀態(tài)； 5.3.3.7 關(guān)閉EG收集罐1#閥門(mén)、旋風(fēng)分離器1#閥門(mén)，打開(kāi)EG收集罐2#閥門(mén)、旋風(fēng)分離器2#閥門(mén)排出EG收集罐中收集到的粗EG和旋風(fēng)分離器中收集到的殘?jiān)?5.3.3.8 關(guān)閉EG收集罐2#閥門(mén)、旋風(fēng)分離器2#閥門(mén)。 5.3.3.9 進(jìn)入高真空后打開(kāi)真空變送器閥門(mén)； 5.3.3.10縮聚反應(yīng)時(shí)間約為2.5小試左右，根據(jù)攪拌電流判斷反應(yīng)進(jìn)度，從而判斷出料時(shí)間。5.4 出料切粒5.4.1 根據(jù)反應(yīng)釜攪拌電流判斷物料粘度，并確定切

35、粒時(shí)間。 5.4.1.1縮聚反應(yīng)終點(diǎn)判斷：反應(yīng)溫度278，攪拌頻率40Hz，攪拌電流0.95A時(shí)物料特性粘度約為0.67。可根據(jù)需要進(jìn)行估算調(diào)整出料時(shí)電流值； 5.4.1.2 在出料前30分鐘左右在不影響釜溫的情況下緩慢打開(kāi)鑄帶頭熱媒管道閥門(mén)； 5.4.1.3 出料前提前向水槽內(nèi)加水，將切粒機(jī)移到合適位置，盛放切片的桶內(nèi)加入一定量的冷水。5.4.2 出料前依次關(guān)閉釜攪拌電機(jī)，縮聚冷凝器閥門(mén)，高真空泵管線閥門(mén)，高真空泵。5.4.3 停止攪拌5分鐘左右打開(kāi)氮?dú)夤芫€閥門(mén)緩慢向釜內(nèi)充入氮?dú)庵脸海{(diào)整切粒機(jī)轉(zhuǎn)速為700r/min。5.4.4 打開(kāi)反應(yīng)釜出料閥門(mén)，向釜內(nèi)緩慢充入氮?dú)庵?.2Kg。5.4.

36、5 將冷卻水槽移至鑄帶頭下，將料帶經(jīng)過(guò)水槽引至切粒機(jī)進(jìn)行切粒。5.5 洗釜關(guān)機(jī)5.5.1 洗釜準(zhǔn)備。 5.5.1.1 切粒結(jié)束后開(kāi)大氮?dú)膺M(jìn)口閥，從鑄帶口吹出釜內(nèi)殘留的PET熔體； 5.5.1.2 后關(guān)閉氮?dú)夤芫€閥門(mén)、關(guān)閉反應(yīng)釜出料閥門(mén)，打開(kāi)工藝塔進(jìn)口閥門(mén)、酯化水出口閥門(mén)、EG收集罐1# 2#閥門(mén)、旋風(fēng)分離器1# 2#閥門(mén)，打開(kāi)反應(yīng)釜投料閥門(mén)； 5.5.1.3 從投料口向反應(yīng)釜內(nèi)加入4L左右EG； 5.5.1.4 關(guān)閉投料口閥門(mén)，關(guān)閉真空管線所有閥門(mén)，關(guān)閉酯化水出口閥門(mén)。5.5.2洗釜。 5.5.2.1打開(kāi)釜攪拌電機(jī)，注意釜內(nèi)是否有異響，如有異響即時(shí)關(guān)閉攪拌，待釜溫升至200以上再開(kāi)啟； 5.5

37、.2.2 通過(guò)酯化水出口閥門(mén)控制釜壓在250KPa左右，釜溫要求盡量高，將工藝塔頂冷卻水開(kāi)至最大，維持3040分鐘。 5.5.2.3 達(dá)到預(yù)期時(shí)間后從EG收集罐的排放口放出釜內(nèi)EG； 5.5.2.4 反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄至常壓后打開(kāi)反應(yīng)釜出料口閥門(mén)，打開(kāi)氮?dú)夤艿篱y門(mén)，關(guān)閉酯化水出口閥門(mén)，關(guān)閉EG收集罐1#閥門(mén)，將釜內(nèi)廢料從反應(yīng)釜出料口吹出； 5.5.2.5 關(guān)閉氮?dú)夤芫€所有閥門(mén)，打開(kāi)酯化水出口閥門(mén)，關(guān)閉釜攪拌、加熱器，最后關(guān)閉反應(yīng)釜出料閥；5.5.3關(guān)機(jī)。 5.5.3.1 加熱器關(guān)閉20分鐘后關(guān)閉熱媒循環(huán)泵。 5.5.3.2 關(guān)閉冷卻水，電氣柜各個(gè)開(kāi)關(guān)，關(guān)閉熱媒泵。 5.5.3.3 認(rèn)真檢查水、電、氣，確認(rèn)各個(gè)閥門(mén)和開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，確保安全。第六章 聚合工藝控制要點(diǎn)6.1 開(kāi)機(jī)前必須確認(rèn)冷卻水可正常使用，入冷卻管道循環(huán)泵或冷卻風(fēng)機(jī)故障，不得開(kāi)機(jī)。 6.2 長(zhǎng)期停機(jī)后開(kāi)機(jī)如熱媒泵出口無(wú)壓力或壓力表跳動(dòng)較大，需要把熱媒泵出口閥門(mén)關(guān)閉后緩慢打開(kāi)然后進(jìn)行緩慢升溫排水。 6.3 投料操作釜溫應(yīng)在100以下進(jìn)行，以保證在酯化反應(yīng)前有足夠時(shí)間將漿料攪拌均勻。 6.4 酯化反應(yīng)為保證在高溫環(huán)境中漿料不被氧氣氧化導(dǎo)致影響產(chǎn)品色值，必須進(jìn)行氮?dú)庵脫Q。 6.5 酯化反