【正文】 R203 203.2 19 5 關鍵設備的選型 釜的選型 本工藝采用 酯交換法生產 PET， 可采用如下方法計算釜的體積。在確定泵的流量時應綜合考慮裝置的富裕能力及裝置內各設備能力的協調平衡。 5 充分考慮本裝置（車間）與其他部門在總平面布置圖上的位置，力求緊湊、聯系方便，縮短輸送管線，達到節(jié)省管材費用及運行費用的目的。第三，生產要安全。 對于為新產品工業(yè)化生產而設計的廠房，由于生產過程中對工藝流程和設備需要不斷改進和完善，一般都設計一個較高的單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼制操作平臺代替鋼筋混凝土操作臺，以適應工藝流程和設備變化的需要。在本設計中工藝用水不與產品接觸，故不做討論，對于冷卻水應該滿足下列幾點要求： （ 1）溫度盡可能低，全年溫度變化小； （ 2）不會有水垢和泥渣沉積引起的危害； （ 3）對金屬的腐蝕性 ?。? （ 4）不會促進生物或微生物的生長，從而引起管道和換熱設備的堵塞。兩個星期來，我時刻體會著 于老師 嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，我想這是夠我一生受用的人格魅力。通風的方式主要有：自然通風、機械通風兩大類，在本設計中主要采用自然通風，但在設備附近有局部通風的設施。對于為新產品工業(yè)化生產而設計的廠房，由于在生產過程中對于工藝路線還需不斷改進和完善，所以一般都設計成一個高單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼操作臺代替鋼筋混凝土操作臺或多層廠房的樓板，以適應工藝流程改變的需要。采用單層還是多層主要應根據工藝生產的需要。其次，必須從生產需要出發(fā)，最大限度的滿足生產包括設備維修的要求。 3 明火設備必須布置在處理可燃液體或氣體設備的全年最小頻率風向的下側，并集中布置在裝置（車間）邊緣。在選泵時： 首先要綜合考慮泵的流量。 所以又生成 BHET 質量為 ： MBHET3=n**254=； 生成又甲醇的質量為： M 甲醇 3= n**2*32=剩余 DMT 質量為： M 剩 DMT3=*= ； 剩余 EG 質量為： M 剩 EG3=（ ***） *62=； 故儲槽中總的物料質量為： = kg/h； BHET 的質量為： += kg/h； 縮聚階段 本工藝采取三級反應釜縮聚，具體參數如 表 42： 表 42 R201 R202 R203 x 1 1 P Mr Xn 103 損失 % 1% 0 假設在聚合之前進行的脫 EG 工藝損失物料 %，切粒包裝階段損失物料1%。 PET 纖維的生產 工藝流程如下： 13 PET 纖維的生產工藝流程 14 本工藝的配方如下（以 DMT 質量為參考標準）： DMT 100 催化劑 穩(wěn)定劑 消光劑 物料配比： DMT： EG=1:（摩爾比）。與酯交換縮聚法相比 ,該法可省掉 DMT 的制造、精制和甲醇回收等步驟，更易制得分子量大、熱穩(wěn)定12 性好的聚合物，可用于生產輪胎簾子線等較高質量的制品。該法主要包括兩步 :首先是對苯二甲酸二甲酯 (DMT)與乙二醇或 1， 4丁二醇在催化劑存在下進行酯交換反應 (圖 1)。拉伸溫度為 85～ 90℃，拉伸速率為 1000%～ 1500%，拉伸倍率為 ～ 3。 PET 的加工溫度范圍較窄，一般為 270～ 290℃，接近分解溫度為 300℃，加工中要注意溫度不能太高。 共混改性 PET ① PET 與 PBT 共混，如 PET 和 PBT 共混并加入 %滑石粉為成核劑，共混物具有收縮率低、耐熱、 沖擊性優(yōu)良等性能。 工程塑料 主要為 PET 的增強品種，具 體用于如下幾個方面。ＰＥＴ的另一個用途就是吹塑制品，用于包裝的聚酯拉伸瓶。 PET 耐候性優(yōu)良，可長期用于戶外。 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 和 PA膜的 3 倍。一般通過增強、填充、共混等方法改進其加工性和物性，以玻璃纖維增強效果明顯，提高樹脂剛性、耐熱性、耐藥品性、電氣性能和耐候性。以滌綸纖維為例，發(fā)達國家的纖維差別化率是我國的兩倍。企業(yè)單線規(guī)模除儀化、龍滌、開平和翔鷺等具有單線 300～ 400 噸 /天能力外，絕大部分為 100 噸 /天、 200 噸 /天能力。由于制備各種混配改性ＰＥＴ塑料的裝置于其他 聚合物混配改性用的裝置是通用的，國內混配用擠出機等制造業(yè)形成一定規(guī)模，所以只要市場一旦開拓，國內ＰＥＴ塑料的生產也會快速增長。 1996 年，世界聚酯包裝樹脂和薄膜產量分別為 萬噸和 萬噸，占世界聚酯總產量的 %和 %，1998 年則分別為 萬噸和 萬噸，占世界聚酯總產量的 %和 %。我國聚酯的消費絕大部分用于生產滌綸纖維。我國現已成為世界第二大聚酯生產國。 2020 年上海石化公司產量達到 42 萬噸，遼陽石油化纖公司達 40 萬噸，洛陽石化公司達 22 萬噸，天津石化公司達 21 萬噸。由于銻系催化劑在縮聚過程中能大大促進縮聚反應，而對熱降解反應的促進程度較小，因此目前聚酯工業(yè)普遍采用銻系催化劑，主要品種有三氧化二銻、醋酸銻以及近年來開始受到廣泛關注的乙二醇銻。 2020 年初，伊文達 費希爾 (InventaFisher)(IF)公司公布了其聚酯生產流程和能耗。 聚酯工藝路線有直接酯化法 (PTA 法 )和酯交換法 (DMT 法 )。 俗稱滌綸樹脂。本文對 P ET 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。目前， PET 用于纖維和塑料制品基本各半；塑料制品主要用于透明瓶、薄膜和片材，用作工程塑料正在迅速興起，預計今后幾年會迅速增長，但目前用量很小；日本 1997 年 PET 的總產量為 萬 t，其中用于塑料 萬 t，而工程塑料只占 萬 t；西歐 1998 年用于塑料的 PET 為 萬 t，其中 87%用于吹塑瓶、 %用于薄膜和片材，包括工程塑料等其他為 %；美國 1998 年用于塑料的 PET 為 萬 t，而 %用于瓶類制品。 PTA 法連續(xù)工藝主要有德國吉瑪 (Zimmer)公司、美國杜邦公司、瑞士伊文達 (Inventa)公司和日本鐘紡 (Konebo)公司等幾家技術。然后在低于常壓和較高溫度下，藉第 3 臺串級反應器預聚合，縮聚程度大于 20，經第 4 臺 DISCAGE 精制器后，使最終縮聚物的特性粘度 (.)提高到 。 目前我國主要聚酯生產企業(yè)集中在中國石化和中國石油兩大集團公司。除儀征化纖外，我國聚酯大型企業(yè)還有遼陽石油化纖公司、上海石化股份有限公司、天津石油化工公司、翔鷺滌綸紡纖 (廈門 )有限公司。 產品構成 在產品品種方面，目前我國聚酯生產仍以纖用聚酯為主，占總年產能力的88%；國內非纖用聚酯切片年產能力約 100 萬噸，其中聚酯瓶片發(fā)展特別迅速，僅 2020 年就新增 50 多萬噸年產能力。 1990 年產量突破 100 萬噸，達到 萬噸。 中國聚酯工業(yè) 及 與國外先進水平的差距 PET 的國外生產商有 :美國杜邦公司、英國 ICI 公司、 日本帝人公司、三菱人造絲公司、東洋紡織公司、鐘淵化學公司等。 (2)上下游生產能力不配套。目前生產能力在 6 萬噸 /年以下和采用間歇法工 藝路線的小型聚酯裝置的生產能力約占我國聚酯總生產能力的 50%，造成裝置平均生產能力很低，難以發(fā)揮規(guī)模效益。雖然近年我國瓶用聚酯產能發(fā)展很快，但工程用聚酯生產仍是空白。 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。 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。 8 應用 PET 主要用于纖維，少量用于薄膜和工程塑料。目前 PET 工程塑料的總消耗量還不大，僅占 PET 總量的 %。 ③ 機械零件，齒輪、凸輪、泵殼體、皮帶輪、電動機架框及鐘表零件等。 此外還有 PET/PE、 PET/EPDM 和 PET/SBS 等，目的是為了改善沖擊性能。后處理的條件為 :溫度 130～ 140℃，時間為 1～ 2h。吹方法成型， 以保證拉伸改性效果。第二步為生成的 BHET或雙羥丁酯，在前縮聚釜及后縮聚釜中進行縮聚反應 (圖 2)，前縮聚釜中的反應溫度為 270℃，后縮聚釜中反應溫度為 270～ 280℃，加入少量穩(wěn)定劑以提高熔體的熱穩(wěn)定性。其 優(yōu)點是可省掉環(huán)氧乙烷合成乙二醇的生產工序，設備利用率高，輔助設備少，產品也易于精制。 一些物質的參數如下表 41 表 41 名稱 TPA EG 水 甲醇 BHET DMT 相對分子質量 166 62 18 32 254 194 假設 PET 的聚合度為 103，鏈節(jié)為 162，相對分子質量為 20200。 Wd Wd=80000*103/（ 300*24） = kg/d； t， t=3h； ，取 ； 故反應液的體積為： VR=*3/1084=； 反應液的總體積為： VT= VR/= m3； 對于此反應可選用國產 370m 不銹鋼聚 合釜，此釜的直徑為 3810mm，筒體切線長度為 4928mm，長徑比為 ，釜重 51660kg。 其次根據生產要求確定泵的揚程。 6 留有發(fā)展的余地 7 所采取的勞動保護、防火要求、防腐蝕措施要符合有關標準、規(guī)范的要求。即要全面妥善的解決防火、防爆、防毒、防腐、衛(wèi)生等方面的問題，符合國家的各項有關規(guī)定。 車間設備布置 車間設備平面布置 車間平面布置按其外形一般分為長方形、 L 形、 T 形和 Ⅱ 形等。 供電 車間用電通常有工廠的變電所或由供電網直接供電。在課程設計的整個過程， 于 老師都給了我無私的指導。 通風 車間通風的目的是排除余熱、余濕、有害氣體和粉塵等，使車間內作業(yè)帶的空氣保持適宜的溫 度、濕度和衛(wèi)生要求，以保證操作者的政策衛(wèi)生條件。有時因受建設場地的限制或者為了