【正文】 A 直接酯化縮聚連續(xù)操作物料平衡表 單位：kg/hTable 6 PTA direct esterification condensation material 圖 15 R203 物料平衡示意圖Figure15 R203 material balance年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)balance continuous operation units：kg/h物流代號(hào)PTA EG H2O 催化劑 消光劑 聚合物 合計(jì) 0 能量衡算 主要反應(yīng)條件（見表 7）表 7 PET 生產(chǎn)主要反應(yīng)條件Table 7 PET production main reaction conditions名稱 混合釜 酯化一釜 酯化二釜 前縮聚釜 中縮聚釜 后縮聚釜T（℃） 30～40 250～260 255～260 265～275 275～280 280～285t（h） ～1 ～ 1～ ～1 1～P（10 5Pa） 15～ ～ ～ ～ ～ 能量衡算概述年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)在化工生產(chǎn)中，有些過程需消耗巨大的能量，如蒸發(fā)、干燥、蒸餾等；而另一些過程則可釋放大量能量，如燃燒、放熱化學(xué)反應(yīng)過程等。39。＝＝ kg/h （由于抽真空帶出低聚物引起） 消光劑：＝ kg/h 催化劑：＝ kg/h EG：Ｎ T039。 [Ｍ T＋（2x－p）Ｍ EG－2x Ｍ W] ＝[166＋（2 －）62－218] ＝ kg/h 合計(jì)： ＋＋＋＝ kg/h 消光劑：＝ 催化劑： ＝ kg/h H2O：2Ｎ T0Δx18＋ ＝2（－）18 ＋ ＝ kg/h （Ｒ201 中生成的水加上Ｒ102 中殘留的水全部被蒸出） EG：Ｎ T0ΔＭ rＭ EG＋ ＝ （－）62 ＋ ＝ （隨消光劑帶入的乙二醇全部被蒸出） 聚合物：247。＝ kg/h（反應(yīng)液中水的殘留量是生成水量的 3％） 　EG ：Ｎ T0（Ｍ r－2x＋p）Ｍ EG＝（－2＋）62 ?。?kg/h 聚合物：Ｎ T0[Ｍ T＋（ 2x－p）Ｍ EG－2x Ｍ W] ＝[166＋（2 －）62－218] ＝ 合計(jì)：＋＋＋＝ kg/h R101 物料平衡驗(yàn)算： 總進(jìn)料量＝＋＝ kg/h 總出料量＝＋＝ kg/h②Ｒ102 物料衡算 H2O ：（2Ｎ T0Δx18＋ ） ＝[２（－）18 ＋] ＝ kg/h（Ｒ102 中生成水加上Ｒ101 中殘留水的 90％被蒸出） EG：[（1－）] 62/18＝ （氣相中 EG 摩爾分率為 ） 圖 12 Ｒ102 物料平衡示意圖Figure12 R102 material balance schemes年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì) 合計(jì)：＋＝　kg／h EG： kg/h 催化劑： kg/h H2O：247。＝19454Ｍ T180。ΔＭ r 其它數(shù)據(jù)① 生產(chǎn)規(guī)模。為了物料衡算簡化起見，只寫出用官能團(tuán)表示的三個(gè)主反應(yīng)方程式。三臺(tái)縮聚反應(yīng)器均設(shè)有液位控制，分別保證物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。從第二酯化反應(yīng)器底部排出的酯化物，由輸送泵經(jīng)過過濾器送往第一縮聚反應(yīng)器。PTA/EG 漿料在反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)。因而在反應(yīng)后期，若真空度達(dá)不到規(guī)定工藝值，反應(yīng)生成的 EG 就不能及時(shí)抽出，致使反應(yīng)時(shí)間過長，最終影響產(chǎn)品的黏度與色值。在實(shí)際生產(chǎn)中，酯化分餾柱溫度及柱頂溫度超出正常工藝范圍值，會(huì)導(dǎo)致大量 EG 蒸出，進(jìn)一步導(dǎo)致 EG/PTA 摩爾比下調(diào)，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。從反應(yīng)機(jī)理中可知，反應(yīng)生成的 BHET 可代替 EG 參加酯化反應(yīng)，同時(shí)在縮聚反應(yīng)中又生成 EG，因而理論上 EG/PTA 投料比是 2。（2）在不同反應(yīng)階段，各項(xiàng)影響因素對(duì)最終產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)的影響力度不同，應(yīng)找出最主要的影響因素加以調(diào)整。 其他添加劑（1）擴(kuò)鏈劑 在縮聚后期，EG 不易排除，?？杉尤攵岫锦ィㄈ绮菟岫锦ィ┳鳛閿U(kuò)鏈劑，可發(fā)生下列反應(yīng)。 攪拌的影響 PET 合成時(shí)，必須采用激烈的攪拌，使熔體的氣液界面不斷更新，有利于EG 逸出。反應(yīng)溫度較高時(shí)，反應(yīng)速率較快，故[η]到達(dá)極大值的時(shí)間較短，但高溫下熱降解嚴(yán)重，此極大值較低。 對(duì)穩(wěn)定劑的作用有兩種觀點(diǎn)；一種認(rèn)為是封鎖端基的作用，防止 PET 降解；另一種認(rèn)為是穩(wěn)定劑能與直接酯化過程中的催化劑金屬醋酸鹽相互結(jié)合，抑制了醋酸鹽對(duì) PET 熱降解反應(yīng)的催化作用。經(jīng)過大量的篩選和研究，至今找到的最合適的 BHET 縮聚催化劑是 Sb2O3。 間歇縮聚間歇縮聚的工藝流程比較簡單，只有一臺(tái)縮聚釜。一個(gè)中間槽可配幾個(gè)縮聚反應(yīng)器，故此法適宜生產(chǎn)多品種 PET 的需求。直接酯化路線雖起步較晚，但與酯交換聚酯路線相比，因漿料混合器 熔化槽水分餾塔水酯化 酯交換 甲醇分餾塔預(yù)縮聚中等黏度縮聚排出蒸汽冷凝甲醇廢乙二醇結(jié)晶干燥熔融擠壓機(jī)造粒結(jié)晶高黏度的最終反應(yīng)器固相縮聚 成型紡絲長絲加工 成型 中黏度切片料倉 高黏度切片料倉 成型 紡絲拉伸短纖維 織物和工業(yè)用絲 薄膜片基 瓶子 容器 塑料 高強(qiáng)度紗線年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)具有消耗定額低，乙二醇配料比低，無甲醇回收，生產(chǎn)控制穩(wěn)定，流程短，投資低等優(yōu)點(diǎn)，而發(fā)展迅速。BHET203。在酯交換過程中應(yīng)通入氮?dú)獗Ｗo(hù)以防止氧化。245。因而直接酯化法的關(guān)鍵在于：解決漿狀物的混合問題；提高反應(yīng)速度，使其達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的要求；抑制醚化反應(yīng)。1163。249。（3）聚合物的副反應(yīng)a 大分子鏈端基的裂解與環(huán)狀齊聚物的形成 COH2CO COH +C3HO2COH2COCOC+HO(C2)(H2)OHO(CH2)2O(CH2)OH→ CH2＝CHO(CH 2)OH + H2OCH2=CHO(CH2)2OH→2CH 3CHO 由于大分子鏈中酯鍵的裂解作用，或分子內(nèi)、分子外的酯交換作用，使縮聚過程中生成環(huán)狀齊聚物。 由于反應(yīng)為可逆平衡，在生成大分子的同時(shí)，還有若干副反應(yīng)產(chǎn)生，這些可看作逆反應(yīng)，PET 合成的副反應(yīng)可分以下三個(gè)方面：（1）單體或低聚物的環(huán)化反應(yīng)環(huán)化物的含量溫度的升高而增加。m鐵含量wt％個(gè)/mg個(gè)/mgppm≤無≤3 合成 PET 的副反應(yīng) [1]年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì) PET 合成采用高純度對(duì)苯二甲酸（PTA）與乙二醇（EG）為原料，經(jīng)過酯化反應(yīng)階段和縮聚反應(yīng)階段生成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET ） 。表 1 直接酯化聚酯法對(duì)對(duì)苯二甲酸和乙二醇的質(zhì)量指標(biāo)Table 1 Direct esterification of terephthalic acid and ethylene glycol polyester method of quality indicators原料 性能 單位 指標(biāo)純度酸值%(質(zhì)量)mg KOH/g對(duì)甲苯甲酸含量 μL/L對(duì)苯二甲酸乙二醇4羧基苯甲醛含量濕度金屬含量離子含量灰分相對(duì)密度沸點(diǎn)二縮、三縮乙二醇水分鐵離子含量乙酸含量醛含量μL/L%(質(zhì)量)μL/LμL/LμL/L℃%(質(zhì)量)%(質(zhì)量)μL/L%(質(zhì)量)μL/L≥67560～1005～106～71～210～140177。物性常數(shù)如下：相對(duì)分子質(zhì)量　 相對(duì)密度 熔點(diǎn) ℃沸點(diǎn) 288℃純度 ％對(duì)苯二甲酸二甲酯由對(duì)苯二甲酸與甲醇酯化，然后經(jīng)重結(jié)晶或真空蒸餾制得。169。186。206。238。175?！　〗鼛资陙?，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)，尤其是在亞洲地區(qū)的聚酯生產(chǎn)飛速發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)和帶動(dòng)聚酯上下游產(chǎn)業(yè)的成長。聚酯非纖維應(yīng)用的主要領(lǐng)域是制造充裝飲料、食品等的包裝容器。每年以兩位數(shù)的速率快速增長，在過去的十年中它的增長速度超過了其他任何塑料產(chǎn)品，在全球塑料市場需求的份額也由 3%增長到 6％。 韓國為了保持韓國化學(xué)纖維產(chǎn)品的競爭力，韓國政府組織學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同制定了改善化學(xué)纖維結(jié)構(gòu)的計(jì)劃。預(yù)計(jì)到 2022 年在世界十大聚酯生產(chǎn)商中，中國將至少占有 2～3 家。2022年上海石化公司產(chǎn)量達(dá)到 42 萬 t，遼陽石油化纖公司達(dá) 40 萬 t，洛陽石化公司達(dá) 22 萬 t，天津石化公司達(dá) 21 萬 t，2022 年我國共有 100 多家聚酯生產(chǎn)企業(yè)，其中小聚酯（指采用間隙法生產(chǎn)工藝的裝置）企業(yè)有近 70 家，為大聚酯企業(yè)總數(shù)的 2 倍多，而產(chǎn)能約占全國總生產(chǎn)能力的 32％。資料表明，全國 93 家較大聚酯生產(chǎn)廠總聚酯生產(chǎn)能力已由 1997 年 334 萬 t/a 增加到 2022 年 676 萬 t/a，2022 年底約達(dá)到 730 萬t/a。所以，大部分縮聚物是雜鍵高聚物?！　∠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。 按所用酸不同，又可分為飽和聚酯和不飽和聚酯。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。年產(chǎn)十萬噸聚對(duì)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(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 ?????????????