【正文】 封面年產(chǎn)十萬噸聚對苯二甲酸乙二醇酯工藝設(shè)計(jì)日期：2022 年 6 月 10 日摘要本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)十萬噸聚對苯二甲酸二乙醇脂（PET ）合成的工藝設(shè)計(jì)。本文對 PET的研究，生產(chǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的概述，闡述了其在化學(xué)工業(yè)中的作用與地位。并介紹了 PET的制備方法和確定了 PET 的生產(chǎn)工藝。在確定 PET 生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算，主要設(shè)備選型，工藝管路設(shè)計(jì)。并利用 Aspen 軟件對主要的流程進(jìn)行模擬。利用 Auto CAD 軟件繪制主要設(shè)備圖，工藝流程圖以及車間布置圖。文中還對三廢處理及廢料回收、節(jié)能措施與安全防范、技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步分析核算進(jìn)行了簡單的闡述。關(guān)鍵詞：聚對苯二甲酸二乙醇脂，PET , Aspen, Auto CADABSTRACTSummaryThis design is an annual output of one hundred thousand tons of polyethylene terephthalate (PET) process design. In this paper, the PET study, a detailed overview of the production, expounds its role and position chemical in industry. And introduces the preparation method of the PET and set the PET production technology. In determining the PET production technology is conducted on the basis of the material balance calculations, heat balance calculations, the main equipment selection, process piping design. And simulating the main prograss by the software Aspen. Use Auto CAD software draw the main equipment figure, process flow diagram and workshop layout figure. The paper also for waste treatment and recycling, energy saving measures and safety, preliminary analysis on technical and economic accounting simply explained.Key words: polyethylene terephthalate, PET, Aspen, Auto CAD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 ?????????????????????????????? 18I 穩(wěn)定劑 ?????????????????????????????? 18 縮聚反應(yīng)的溫度與時(shí)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(shí)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(shí)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 ??????????????????????? 39II 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 ????????????????????? 53III ???????????????????????? 54 ????????????????????? 54 ??????????????????????? 54 ?????????????????????? 55 ?????????????????????? 55 ???????????????????? 56 ??????????????? 56 計(jì)算結(jié)果 ????????????????????????? 57參考文獻(xiàn) ??????????????????????????? 58致 謝 ???????????????????????????? 590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(shí)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(gè)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(shí)也促進(jìn)和帶動聚酯上下游產(chǎn)業(yè)的成長。1年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì) 1 1 概述 基本概念 高分子化合物（macromolcular pound）：是由成千上萬個(gè)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 naphthala