《紡織材料生產(chǎn)》課件-項目2：聚酯纖維生產(chǎn)原理及流程

項目2：聚酯纖維生產(chǎn)原理及流程按參與反應(yīng)的單體分類：酯交換法（DMT法）直接酯化法（PTA法）—現(xiàn)大都采用此種方法按制備方法分類間歇法連續(xù)法—大生產(chǎn)以此法居多工業(yè)滌綸生產(chǎn)裝置聚酯工段：以PTA和EG為原料，在催化劑作用下，經(jīng)酯化、縮聚反應(yīng)后，生成聚酯熔體的過程。分為漿料配置、酯化反應(yīng)、預(yù)縮聚反應(yīng)和終縮聚反應(yīng)四個部分。紡絲工段：將聚酯熔體經(jīng)過加熱、紡絲、牽伸后形成初生絲的過程。短纖工段：將初生絲進(jìn)行拉伸、熱定型、加捻、變形加工等成品包裝等工序處理，改善纖維結(jié)構(gòu)。一、聚酯生產(chǎn)方法通過一定反應(yīng)制備對苯二甲酸雙羥乙二酯（BHET）之后，加入摩爾分?jǐn)?shù)為0.03％～0.04％的縮聚反應(yīng)催化劑（如Sb2O3）以及0.015％～0.03％穩(wěn)定劑，溫度逐漸升至270～280℃，壓力降低至133.3Pa（1mmHg柱）以下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，脫除乙二醇（EG），制成成纖PET。二、聚酯纖維生產(chǎn)原理所以PET的制備首先需得到BHET，目前生產(chǎn)BHET的方法有酯交換法、直接酯化法、直接加成法。酯交換法：歷史悠久，技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量好而穩(wěn)定，目前仍廣泛采用，但其工藝過程長，設(shè)備多，投資大，且需要大量甲醇，甲醇和乙二醇回收量大，增加設(shè)備和能量消耗。直接酯化法：流程短，投資少，效率高，無需使用甲醇，乙二醇耗用量少，可簡化回收過程和設(shè)備，減少環(huán)境污染，特別適合制造高聚合度PET。缺點是TPA和EG在多相體系中反應(yīng)，反應(yīng)不易均勻，容易生成較多二甘醇，影響PET的質(zhì)量。直接加成法：理論上最合理。優(yōu)點是生產(chǎn)過程短，原料低廉，產(chǎn)品純度高。但環(huán)氧乙烷沸點低(10.7℃)，常溫下為氣體，容易著火、爆炸，運輸、貯存和使用都不方便，目前采用此法的不多。二、聚酯纖維生產(chǎn)原理1.BHET制備方式PET纖維生產(chǎn)路線

二、聚酯纖維生產(chǎn)原理2.BHET原料合成①對苯二甲酸（TPA）與甲醇反應(yīng)制得對苯二甲酸二甲酯（DMT）②對苯二甲酸二甲酯（DMT）與乙二醇（EG）酯交換（1）酯交換法（即2步法）二、聚酯纖維生產(chǎn)原理2.BHET原料合成（2）直接酯化法（即1步法）對苯二甲酸（TPA）與乙二醇反應(yīng)制得對苯二甲酸二乙酯（BHET）二、聚酯纖維生產(chǎn)原理3.BHET縮聚反應(yīng)總反應(yīng)式：

切片生產(chǎn)流程漿料的配制：PTA、EG計量——漿料混合器——漿料泵酯化反應(yīng)：第一酯化釜——第二酯化釜——輸送泵預(yù)縮聚：第一縮聚釜——第二縮聚釜——輸送泵終縮聚：終縮聚釜——出料泵熔體過濾器——鑄帶頭——水下切料機(jī)——干燥機(jī)——振動篩切片料倉——包裝

反應(yīng)原料酯化單體：精對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）縮聚單體：對苯二甲酸乙二醇酯（BHET）最終聚合成聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）三、直接酯化法工藝流程低聚物PET高聚物PET酯化脫水終縮聚脫乙二醇

生產(chǎn)工藝中都設(shè)置了酯化反應(yīng)釜，使PTA與EG先生成BHET，然后進(jìn)入縮聚反應(yīng)，將不同官能團(tuán)的兩種單體之間的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為同一官能團(tuán)同一種單體內(nèi)部的反應(yīng)，從而較順利地獲得高聚合度的PET三、直接酯化法工藝流程BHET預(yù)縮聚脫乙二醇1.PET合成路線聚酯車間紡絲車間加彈車間動力部設(shè)備部品管部PTA+EGPET熔體PET熔體POY

FDYPOYDTY生產(chǎn)車間輔助車間2.直接酯化法生產(chǎn)車間三、直接酯化法工藝流程3.生產(chǎn)流程——“三釜”漿料配制酯化預(yù)縮聚終縮聚EG回收EG循環(huán)熔體輸送紡絲H2OPTAEG三、直接酯化法工藝流程漿料配制酯化1酯化2預(yù)聚終聚EG回收EG循環(huán)熔體輸送紡絲H2OPTAEG2.生產(chǎn)流程——“四釜”三、直接酯化法工藝流程3.生產(chǎn)流程——“五釜”漿料配制酯化1酯化2預(yù)聚1預(yù)聚2終聚EG回收EG循環(huán)熔體輸送紡絲H2OPTAEG“五釜”聚合工藝：（1）酯化反應(yīng)溫度較低，停留時間較長，但操作穩(wěn)定，產(chǎn)品中二甘醇（DEG）含量較低，產(chǎn)品質(zhì)量較好；（2）采用刮板冷凝器，解決了縮聚真空系統(tǒng)低聚物堵塞的問題；（3）五釜流程易于實現(xiàn)共聚合改性。三、直接酯化法工藝流程4.“五釜”