聚酯生產(chǎn)工藝設(shè)計

1、聚酯生產(chǎn)工藝設(shè)計（1）、生產(chǎn)流程PTA法合成聚酯過程包括酯化和縮聚兩個階段,每個階段根據(jù)反應(yīng)程度的不同,可以采用13個反應(yīng)器；根據(jù)反應(yīng)器數(shù)量的不同，可以將合成工藝分為三釜流程和五釜流程。杜邦技術(shù)采用三釜流程,即酯化釜、預(yù)縮聚釜和終縮聚釜;而吉瑪、鐘紡和伊文達技術(shù)均采用五釜流程,即第一酯化釜、第二酯化釜、第一預(yù)縮聚釜、第二預(yù)縮聚釜和終縮聚釜。五釜流程每個階段的反應(yīng)較均勻,副產(chǎn)物少;三釜流程的反應(yīng)均勻性稍遜色,但流程短,可減少設(shè)備和管道的數(shù)量。從發(fā)展上看,三釜流程更有前程。三釜流程與五釜流程的縮聚工藝條件基本相似,但酯化工藝條件差別較大。五釜流程采用較低酯化溫度和較低操作壓力;而三釜流程則采用較高

2、的EG/PTA摩爾比和較高的酯化溫度,目的是強化反應(yīng)條件,加快反應(yīng)速度,縮短反應(yīng)時間。五釜流程的總反應(yīng)時間約為610h;而三釜流程為3.54.0h。整個生產(chǎn)過程中，各階段溫度是逐漸提高的，由酯交換階段的230C左右升到后縮聚釜的287C左右；各階段壓強是逐漸降低的,由酯交換階段的常壓到后縮聚釜的13332400Pa（絕壓）進行操作。另外，除主生產(chǎn)線外，還有EG再生及催化劑、輔藥配制裝置。2）、生產(chǎn)設(shè)計設(shè)計單系列生產(chǎn)能力為300噸/天，采用PTA法五釜流程連續(xù)生產(chǎn)裝置，如圖1所示，以PTA裝置的精對苯二甲酸和乙二醇為原料，經(jīng)過漿料配制、酯化、預(yù)縮聚、終縮聚等工藝，生產(chǎn)熔體和聚酯切片。PTA和EG

3、添加劑一起加入混合缸中進行混合,漿料配制為間隙式,每隔幾小時配一批料。開始反應(yīng)時，PTA顆粒懸浮于EG之中，酯化反應(yīng)為多相反應(yīng)，反應(yīng)速率取決于PTA顆粒在反應(yīng)物中的溶解速度，酯化反應(yīng)速率較低PTA的溶解速度是隨著酯化產(chǎn)物（即對苯二甲酸乙二醇酯及其低聚體）含量的增加而增加，當達到清晰點之后，PTA完全被溶解于體系中，反應(yīng)呈均相反應(yīng)，反應(yīng)速率取決于PTA與EG的反應(yīng)速率，且與反應(yīng)物中的PTA與EG濃度有關(guān)，反應(yīng)速率較高。酯化反應(yīng)速率在清晰點處達到最大值，而在清晰點之前與之后，都下降很快。第一臺酯化反應(yīng)器的出口酯化率已達92%左右，完成了酯化工作的絕大部分。因此，它是酯化工作段的主要反應(yīng)器。Figu

4、re1.Processflowdiagramofatypicalfive-reactordirectesterificationPETprocess,includingthereactortrainandvaporrecoverysystem.酯化段的剩余工作，只有用另一臺反應(yīng)器來完成，如前所述，其對應(yīng)的酯化反應(yīng)速率將很低，從而導(dǎo)致反應(yīng)器體積增加。聚酯的縮聚反應(yīng)，一般分為預(yù)縮聚和終縮聚兩段，所謂終縮聚，指反應(yīng)物特性粘度高于0.3dl/g的部分。由于聚酯的縮聚反應(yīng)是一平衡可逆反應(yīng)，而且反應(yīng)平衡常數(shù)較?。ㄆ骄s為4.90），因此，在反應(yīng)過程中必須盡快地去除在反應(yīng)過程中生成的EG,否則，將會影響縮聚

5、反應(yīng)速率和聚合度，這與酯化反應(yīng)中要求迅速去除反應(yīng)生成的水是相同的。但是，隨著縮聚反應(yīng)的深化進行，反應(yīng)物的粘度不斷提高，要想去除反應(yīng)生成的EG難度也會越來越大。特別是在終縮聚階段，由于反應(yīng)物粘度已很高，EG的脫除愈加困難，必須采用特殊手段。另外,為了保證得到聚合度均勻的產(chǎn)物,必須盡量減少反應(yīng)物流的返混,并盡量改善其停留時間分布。所以,在縮聚段,特別是縮聚的后階段,應(yīng)當使反應(yīng)器的設(shè)計盡量滿足使反應(yīng)物處于平推流的要求。在特性粘度小于0.3dl/g的縮聚反應(yīng)前段，當特性粘度小于0.1dl/g時，由于此時酯化反應(yīng)仍占一定比例，且處于此種粘度時縮聚生成的EG完全可借助攪拌作用提供其蒸發(fā)機會。再者,此時反應(yīng)

6、物之聚合度尚小,分子鏈不長,所以停留時間的分布要求尚不很嚴格。特性粘度在0.10.3dl/g時，為過渡階段，此時反應(yīng)動力學(xué)與脫除EG（傳質(zhì)）的作用均重要。而且在本階段反應(yīng)物之聚合度已較高,分子鏈已較長,故對時間分布要求嚴格,反應(yīng)器的設(shè)計應(yīng)盡量為物流提供近似活塞流的可能。通過我們的研究與分析,以采用裝有臥室密圈（小螺距）螺帶式攪拌器的反應(yīng)器較為理想。當然,也可以將特性粘度小于0.1dlg段的攪拌釜與本粘度段的臥式螺帶反應(yīng)器組成L型結(jié)構(gòu)，從而簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，減少安裝空間與材料，因此，也就形成了四段反應(yīng)器的總體格局。反應(yīng)生成的熔體經(jīng)終縮出料泵打入注帶頭進行注帶、切粒、干燥、脈沖輸送到料倉、打包出廠。(3)、工藝參數(shù)的優(yōu)化影響聚酯反應(yīng)的主要因素有：反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、物料停留時間、PTA濃度、EG濃度、催化劑濃度等。在不同反應(yīng)階段，各項影響因素對最終產(chǎn)品各項指標的影響力度不同，應(yīng)找出最主要的影響因素加以調(diào)整。對于最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素，應(yīng)綜合不同反應(yīng)階段一起調(diào)整。酯化反應(yīng)主要受溫度、壓力、停留時間的影響，僅在后期受EG/PTA摩爾比的影響DEG的生成主要是在酯化階段，控制DEG含量應(yīng)主要從酯化階段入手。預(yù)縮聚階段