【正文】 年產(chǎn)十萬噸聚對苯二甲酸乙二醇酯工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄前 言 ????????????????????????????? 61 概述 ????????????????????????????? 7 基本概念 ?????????????????????????? 7 聚酯產(chǎn)品規(guī)格 ???????????????????????? 3 國內(nèi)外聚酯生產(chǎn)現(xiàn)狀 ????????????????????? 3 全球聚酯發(fā)展與展望 ????????????????????? 4 聚酯的應(yīng)用 ????????????????????????? 52. PET 簡介 ??????????????????????????? 6 結(jié)構(gòu)與性能 ????????????????????????? 6 原料性能指標(biāo) ???????????????????????????? 6 PET 結(jié)構(gòu)及性能 ???????????????????????????? 9 合成 PET 的副反應(yīng) ?????????????????????? 103.　 PET 生產(chǎn)工藝及工藝路線的選擇 ???????????????? 12 合成原理及路線 ?????????????????????? 12 合成原理 ?????????????????????????????? 12 合成路線 ?????????????????????????????? 12 生產(chǎn)工藝流程 ?????????????????????? 15 連續(xù)縮聚 ?????????????????????????????? 16 間歇縮聚 ?????????????????????????????? 16 合成路線的選擇及流程簡述 ????????????????? 16 世界主要生產(chǎn)技術(shù) ????????????????????? 17 PET 生產(chǎn)工藝條件 ?????????????????????? 18 催化劑 ?????????????????????????????? 18 穩(wěn)定劑 ?????????????????????????????? 18 縮聚反應(yīng)的溫度與時間 ???????????????????????? 18 縮聚反應(yīng)的壓力 ??????????????????????????? 19 攪拌的影響 ????????????????????????????? 19 其他添加劑 ????????????????????????????? 20 總結(jié) ???????????????????????????????? 20 影響聚酯切片質(zhì)量的因素 ?????????????????? 20 EG/PTA 投料比 ??????????????????????????? 21 反應(yīng)溫度 ?????????????????????????????? 21 酯化反應(yīng)時間 ???????????????????????????? 21 縮聚反應(yīng)釜的真空度 ????????????????????????? 21 縮聚反應(yīng)溫度 ???????????????????????????? 21 縮聚反應(yīng)時間 ???????????????????????????? 21 凝聚粒子 ?????????????????????????????? 224 物料衡算 ?????????????????????????? 23 物料平衡關(guān)系 ??????????????????????? 23 物料發(fā)生的化學(xué)與物理化學(xué)變化 ??????????????? 23 化學(xué)變化 ?????????????????????????????? 23 物理化學(xué)變化（相變化） ??????????????????????? 24 其它數(shù)據(jù) ?????????????????????????? 24 計(jì)算過程 ?????????????????????????? 26 物料平衡結(jié)果總匯 ?????????????????????? 315 能量衡算 ?????????????????????????? 34 主要反應(yīng)條件 ???????????????????????? 346 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的計(jì)算及定型設(shè)備的選型 ?????????????? 35 聚酯反應(yīng)器的選型原理 ??????????????????? 36 第一酯化反應(yīng)器 ?????????????????????? 37 反應(yīng)器體積 ????????????????????????????? 37 攪拌裝置的設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 397 工藝管道的計(jì)算 ??????????????????????? 39 EG 進(jìn)料管的選型 ?????????????????????? 39 水蒸氣排放管的選型 ???????????????????? 408 聚酯生產(chǎn)的三廢處理及廢料回收 ???????????????? 40 聚酯生產(chǎn)的三廢處理 ???????????????????? 40 聚酯廢料的回收 ?????????????????????? 41 傳統(tǒng)的化學(xué)回收技術(shù) ????????????????????????? 42 聚酯回收技術(shù)進(jìn)展 ?????????????????????????? 42 聚酯回收市場及工業(yè)前景分析 ????????????????????? 449 聚酯生產(chǎn)中的節(jié)能措施與安全防范 ??????????????? 45 六種節(jié)能技術(shù)在聚酯生產(chǎn)中的應(yīng)用 ?????????????? 45 冷凝液回用 ????????????????????????????? 45 使用氧氣尾氣輸送對苯二甲酸 ????????????????????? 46 優(yōu)化工藝降低反應(yīng)水中乙二醇（EG）含量 ??????????????? 47 EG 回用 ?????????????????????????????? 47 熱媒爐“油”改“氣” ??????????????????????? 47 聚酯裝置堿洗技術(shù) ????????????????????????? 48 安全防范 ????????????????????????? 48 防火防爆 ?????????????????????????????? 48 防毒 ??????????????????????????????? 49 防燙傷 ?????????????????????????????? 49 防輻射 ?????????????????????????????? 4910 技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步分析核算 ???????????????????? 5011 計(jì)算機(jī)模擬過程 ??????????????????????? 52 ???????????????????????? 52 ????????????????????????? 52 ????????????????????????? 52 ??????????????????? 53 ????????????????????? 53 ???????????????????????? 54 ????????????????????? 54 ??????????????????????? 54 ?????????????????????? 55 ?????????????????????? 55 ???????????????????? 56 ??????????????? 56 計(jì)算結(jié)果 ????????????????????????? 57參考文獻(xiàn) ??????????????????????????? 58致 謝 ???????????????????????????? 59前 言 聚酯是熱塑性飽和聚酯的總稱，它包括 PET、 PEN、PCT 及其共聚物等。其中PET 是開發(fā)最早、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的聚酯。聚對苯二甲酸乙二醇酯，英文名 polyethylene terephthalate (簡稱 PET)，1941 年由英國的 和 采用乙二醇與對苯二甲酸直接酯化縮聚而得。最初是作為合成纖維的原料而開發(fā)的，1950 年，美國 Du Pont 公司以它為原料，首次開發(fā)了聚酯纖維。然而當(dāng)時對苯二甲酸的精制工藝尚未工業(yè)化，首先工業(yè)化的是對苯二甲酚二甲酯（DMT）生產(chǎn)工藝，因此直到 20 世紀(jì) 60 年代中期， DMT 一直是 PET 生產(chǎn)的主要原料。隨著高純度對苯二甲酸（PTA）工藝的不斷發(fā)展，它逐漸替代了 DMT 成為生產(chǎn)PET 的原料。采用高純度的 PTA 不需回收，也不用回收甲醇，而且還有一個優(yōu)點(diǎn)就是預(yù)聚合物的酯化過程比酯交換反應(yīng)快得多，酯交換反應(yīng)是由 DMT 作原料生產(chǎn) PET 的第一步反應(yīng)。聚酯的用途可分為纖維和非纖維兩大類。聚酯開發(fā)初期主要用于制造合成纖維（占PET 消耗量的 70％左右） ，以聚酯為原料生產(chǎn)的聚酯纖維因其極佳的紡用性能，能很好地替代天然纖維中的棉花、羊毛、真絲、麻類纖維等，其用量很快超過尼龍纖維，成為合成纖維的主導(dǎo)產(chǎn)品。自從 PET 商品化以來，非纖維方面由于廉價(jià)的原料以及所制的薄膜和容器具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如質(zhì)輕、透明、容易重新密封，因而其使用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，用量亦越來越大，成為塑料包裝中用量增長最快的樹脂。目前世界上每年僅 PET 瓶消費(fèi)樹脂就高達(dá) 300萬噸以上，大部分作為一次性包裝使用。近幾年來，隨著人們生活水平的不斷改善，和消費(fèi)水平的日益提高，對塑料包裝的高性能、多功能性及環(huán)境保護(hù)性的要求也越來越高。近幾十年來，由于聚酯在纖維和非纖維領(lǐng)域的發(fā)展都較快，需求日益擴(kuò)大，因此在世界范圍內(nèi)，尤其是亞洲地區(qū)的聚酯生產(chǎn)飛速發(fā)展，同時也促進(jìn)和帶動聚酯上下游產(chǎn)業(yè)的成長。年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)1 概述 基本概念 高分子化合物（macromolcular pound）：是由成千上萬個原子通過化學(xué)鍵連接而成的高分子（macromolecule）所組成的化合物，簡稱為聚合物 [1]。 聚酯：是指高分子主鏈上具有重復(fù)羰酯結(jié)構(gòu)的樹脂狀高聚物，由二元酸或二元醇與二元或多元酸縮聚而成。有聚酯樹脂，聚酯纖維和聚酯橡膠等。 按所用酸不同，又可分為飽和聚酯和不飽和聚酯。 飽和聚酯：是飽和二元酸和二元醇經(jīng)縮聚反應(yīng)而得，是在大分子主鏈上含有許多酯鍵的一大類聚合物。飽和聚酯通常指的是聚對苯二甲酸乙二醇酯（polyethlene terephthalate，PET） ，聚對苯二甲酸丁二醇酯（ polybntylene terephthalate，PBT ） ，聚萘二甲酸乙二酯（ polyethylene naphthalate，PEN） 。 　不飽和聚酯：是含有碳碳雙鍵的線性共聚物，在有游離基引發(fā)劑存在條件下，這些雙鍵可以進(jìn)一步聚合。這種共聚酯通常是由一個飽和二元羧酸或其酸酐，一個不飽和二元羧酸或其酸酐和一個或多個二元醇生產(chǎn)的。 　高聚物按用途可分為塑料、橡膠、纖維、涂料、黏合劑、離子交換樹脂等，其中前三種成為三大合成材料。 　 纖維（fiber）：彈性模數(shù)較大（約 109～10 10 N/m2） ；受力時形變較小（百分之幾到二十） ；纖維大分子沿軸向按一定規(guī)則排列，長徑比大；在較廣泛的溫度范圍內(nèi)（－50～150 0C） ，機(jī)械性能變化不大。常用的合成纖維有尼龍、滌綸、丙綸、維尼綸等?！　∠鹉z（rubber）：彈性模數(shù)?。s 105～10 6N/m2） ；室溫下，在很小外力作用下，能產(chǎn)生很大形變（可達(dá) 1000％） ，即彈性高；除去外力后，能迅速恢復(fù)原狀。常見的橡膠有天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、硅橡膠等。　　塑料（plastics）：彈性模數(shù)介于纖維和橡膠之間（約 107～10 8N/m2） ；當(dāng)溫度稍高時，受力形變可達(dá)百分之幾十至幾百，部分形變可逆，部分形變不可逆；彈性模數(shù)，黏度等物理性能與溫度的變化直接關(guān)系，反映出塑性行為，根據(jù)塑料受熱時的不同，可以將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類型。　 三大合成塑料有時很難區(qū)分，某些高聚物即可以作橡膠使用也可以作塑料年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)或纖維使用。如尼龍、滌綸即可以作工程塑料，這完全取決于加工過程?！　】s聚反應(yīng)（polycondensation　reaction）：是在聚合過程中，除形成聚合物外，同時還有低分子副產(chǎn)物產(chǎn)生的反應(yīng)。其產(chǎn)物稱為縮聚物。實(shí)質(zhì)是官能團(tuán)之間的多次重復(fù)的縮合反應(yīng)，并在縮聚物中保留官能團(tuán)的特征，如酯鍵、醚鍵等。所以，大部分縮聚物是雜鍵高聚物。容易被水、醇、酸等藥品水解、醇解、酸解。 　 縮聚反應(yīng)依據(jù)不同的原則進(jìn)行分類，常見的有如下幾種：按反應(yīng)熱力學(xué)的特征分平衡縮聚和不平衡縮聚；按所生成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)分線型縮聚和體型縮聚；按參加反應(yīng)單體的種類分均縮聚、異縮聚（又稱混縮聚）和共縮聚；按在反應(yīng)中生成的鍵合基團(tuán)（特征基團(tuán)）分聚酯化反應(yīng)、聚醚化反應(yīng)、聚氨酯化反應(yīng)等反應(yīng)?！　□セ磻?yīng)：端羧基和端羥基在一定條件下，生成酯基和水的反應(yīng)。 聚酯產(chǎn)品規(guī)格 PET 樹脂分為標(biāo)準(zhǔn)級與工程級兩類。 標(biāo)準(zhǔn)級中有用于拉伸吹塑成型用的，又分為無色的、綠色的、琥珀色的。無色樹脂又按特性黏度分幾檔，結(jié)晶速率較慢的適用于較寬的加工條件，可以生產(chǎn)高質(zhì)量的飲料瓶。 國內(nèi)外聚酯生產(chǎn)現(xiàn)狀據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2022 年 1～11 月全國累計(jì)生產(chǎn)聚酯切片及熔體 萬噸. 我國聚酯的生產(chǎn)起步較晚，20 世紀(jì) 70 年代開始形成上海、天津、遼陽等生產(chǎn)基地，20 世紀(jì) 80 年代國產(chǎn)間歇式、半連續(xù)的小聚酯生產(chǎn)裝置建設(shè)較多，據(jù)