【正文】 ............................... 35 供暖 ............................................................................................................. 35 通風 ............................................................................................................. 36 7 生產安全及環(huán)境保護 ............................................................................................... 36 安全要求 ...................................................................................................... 36 環(huán)境保護 ...................................................................................................... 36 三廢治理 .................................................................................................. 37 噪聲控制 .................................................................................................. 38 8 經濟衡算 ................................................................................................................. 38 參考文獻 .................................................................................................................... 39 致 謝 ....................................................................................................................... 40 湖南 工學院 20 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書 ....................................................... 41 湖南工學院本科生畢業(yè)論文開題報告 .......................................................................... 43 湖南工學院畢業(yè)設計 (論文 )工作進度檢查表 ............................................................... 46 湖南工學院 20 屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 ................................................ 47 湖南工學院畢業(yè)設計（論文）評閱評語表 ................................................................... 48 湖南工學院 畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查表 ............................................................ 49 湖南工學院 20 屆畢業(yè)設計（論文）答辯及最終成績評定表 ...................................... 51 附件 ..................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 3 摘 要 本設計是年產 10 萬噸 滌綸 （ PET） 生產工藝 設計。本文 主要 對 PET 的研究，生產和應用進行了詳細的概述，闡述了其在化學工業(yè)中的作用和地 位。并介紹了PET 的制備方法和確定 PET 的生產工藝。在確定 PET 生產工藝的基礎上進行了物料衡算 、熱量衡算、經濟衡算 ，設備選型和車間設計等過程。 并對安全，供水，排污等方面進行簡單的闡述。最后繪制帶控制點的工藝流程圖，主要設備圖及廠區(qū)布置圖。 關鍵詞 ： 聚對苯二甲酸乙二醇酯， PET，酯交換法，縮聚 ABSTRACT This design is to produce 100,000 tons of polyester (PET) production process design. In this paper, PET research, production and application of a detailed overview described its role in the chemical industry and status. And describes the preparation of PET and determining the PET production process. In determining the PET production process based on a material balance, heat balance, economic accounting, equipment selection and plant design process. And safety, water supply, sewage and other aspects of simple exposition. Finally drawing flow chart with control points, the main equipment drawings and plant layout. Key words ： Polyethylene terephthalate ； PET ； Transesterification。 Condensation polymerization 4 1 綜述 聚對苯二甲酸乙二醇酯 （ PET） 的簡介 PET 一般性質 聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)是用 聚對苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚對苯二甲酸二甲酯與乙二醇酯交換法制的， 英文名稱 Polyethyleerephthalate，簡稱 PET 或 PETP， 俗稱滌綸樹脂 。他是對苯二甲酸與乙二醇的縮聚物，與 PBT一起統(tǒng)稱為熱塑性聚酯，或飽和聚酯。 分子結構式為： PET 是乳白色或淺黃色、高度結晶的聚合物， 表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內 都 具有優(yōu)異的機械性能，可在 120℃長期使用，耐蠕變性 佳 ，耐疲勞性 好 ，耐磨性 強，尺寸穩(wěn)定性 良好 ,電絕緣性 優(yōu)異 ，即使在高溫 高頻 下，其電性能仍好，但耐電暈性較差。 PET 含 有酯鍵，在 強 酸，堿和水蒸汽 下會發(fā)生分解反應 ，耐有機溶劑性，耐候性 良好 。缺點是結晶速率慢， 加工 成型困難，模塑溫度高，生產周期長， 抗 沖擊性能 較 差。一般 能通過增強，填充，共混 等方法，以提高它們的可加工性和物理性能，以 玻璃纖維增強 效果明顯， 顯著改善樹脂的剛性，耐熱性，耐化學性， 耐藥品性， 電性能和耐候性。但仍然需要 進一步改良 結晶速度慢的弊病，可以采取添加成核劑和結晶促進劑等手段 。 加阻燃劑 能增強PET 的阻燃性，加 防滴落劑可改進 PET 的 自熄性。 PET 的組織結構 化學結構 ： 滌綸的基本組成物質是 聚對苯二甲酸二乙酯 ，故也稱聚酯纖維（ PET） ，其長鏈分子的化學結構式為 H(OCH2CCOCO)NOCH2CH2OH,相對分子量一般在 18000~25000 左右。實際上，其 中還有少量的單體和低聚物存在。 這些低聚物的聚合度較低，又以環(huán)狀形式存在。聚對苯二甲酸乙二酯可由對苯二甲酸 (PTA)和乙二醇 (EG)通過直接酯化法制取對苯二甲酸乙二酯后縮聚而成。 C COO C H 2 C H 2 O *O*n 5 由 PET 分子的結構來看，它是短鏈的脂族烴，酯基，苯環(huán)， 端羥基構成 該組合物的。此外， 其除了兩個端羥基外 ，沒有其他的極性基團， 從而滌綸 纖維 的親水性非常 差。 且 PET 分子中含有約 46％的酯基，酯基 高溫 下 可水解，熱裂 解 ，遇堿則皂解，使聚合度降低 ； 滌綸分子中還含有脂肪族烴鏈 ， 它可以使 PET 分子 有一定程度的 柔性彎曲，但 其內部還有不能發(fā)生 內旋轉 的苯環(huán)， 所以大分子的PET 基本上是剛性的分子，分子鏈易于保持線。因此，在 一定 條件下， PET 大分子可以 很 容易 的進行 結晶 ，因此 PET 具有 較高的結晶度和取向 性 。 物理結構： 采用熔紡法制得的滌綸在顯微鏡中觀察到的形態(tài)結構具有圓形的截面和無特殊的縱向結構。在電子顯微鏡下可觀察到絲狀的原纖組織， 異形纖維可改變纖維的彈性，使纖維具有特殊的光澤與膨松性，并改善纖維的抱合性能與覆蓋能力以及抗起球、減少靜電等性能。如三角形纖維有閃光效應；五葉形纖維有肥光般光澤，手感良好，并抗起球；中空纖維由于內部有空腔，密度小，保暖性好。 聚集態(tài)結構 ： 應用電子衍射測得的滌綸折疊鏈片晶的厚度約為 10NM 左右，而滌綸單基的長度為 ，因此，可認為片晶厚度相當于 9 個滌綸分子的單基長度。但是，滌綸大分子鏈長約為 *130（平均聚合度） =140NM,由此可見滌綸片晶大分子鏈必須取折疊鏈結構。折疊有可能發(fā)生在 CH2CH2鏈段處，其原因是該處鏈的柔曲性較好，易于折曲。 此外，由于滌綸大分子也能形成伸直鏈結晶（原纖化結晶）?？梢?，滌綸內部折疊鏈結晶和原纖結晶共存。這兩種結晶比例隨拉伸倍數、熱定型條件而異。 聚對苯二甲酸乙二醇酯 （ PET） 的特性與應用 特性 PET 的分子為高度對稱芳環(huán)的線性聚合物，易于取向和結晶，具有較高的強度和良好的成纖性及成膜 性，結晶度為 40%～ 60%，結晶速度慢。 純 PET 耐磨耗、低摩擦、吸水性小、尺寸穩(wěn)定性高，但力學性能、耐熱性和沖擊性能較差，經玻璃纖維增強 后 PET 的力學性能和耐熱性大幅度提高，可用于工程塑料 。 6 PET 及增強 PET 的具體性能如下表所示。 表 11 純 PET 和玻璃纖維增強 PET 的性能 性能 純 PET 30%GF－ PET 相對密度 吸水率 /% 成型收縮率 /% 拉伸 強度 /MPa 斷裂伸長率 /% 彎曲強度 /MPa 缺口沖擊強度 /(kJ/m 2) 洛氏硬度 熱膨脹系數 /(10 5 K 1 ) 熱變形溫度 ()/℃ 介電常數 (60～ 106 Hz) 介電強度 /(kV/mm) 體積電阻率 /(Ωcm) 78 50 115 4 10 85 ～ 30 1018 ～ 3 80 R120 1016 （ 1） 一般性能 PET 樹脂 為乳白色半透明或無色透明體，相對密度 ， 折射率為 ，透光率為 90%； PET 屬于中等阻隔性材料，對 O2 的透過系數為50～ 90cm3 ?mm/(m2 ?d?MPa)， 對 CO2 的透過系數為 180 cm3 ?mm/(m2 ?d?MPa)；PET 的吸水率為 %，吸水性較大。 （ 2） 力學性能 PET 膜的拉伸強度很高，可與鋁箔媳美，是 HDPE 膜 的 9 倍 ， 是 PC（ 聚碳酸酯薄膜 ） 和 PA（ 聚酰胺 ，尼龍） 膜的 3 倍。增強 PET 的蠕變性小、耐疲勞極好 (好于增強 PC 和 PA)、耐磨性和耐摩擦性良好 。 PET 的力學性能受 溫度影響較小。 （ 3） 熱學性能 純 PET 的耐熱性能不高，但增強處理后大幅度提高， 在 180℃ 時的機械性能比 PF 層壓板好，是增強的熱塑性工程塑料中耐熱較好的品種； PET 的耐熱老化性好，脆化溫度為 70℃ ，在 30℃ 時仍具有一定韌性； PET 不易燃燒，火焰呈黃色，有落滴。 （ 4） 電學性能 7 PET 雖為極性聚合物，但電絕緣性優(yōu)良，在高頻下仍能很好保持。 PET 的耐電暈性較差，不能用于高壓絕緣；電絕緣性受溫度和濕