【文章內(nèi)容簡介】 為主，在此不考慮副反應(yīng)，業(yè)不對副反應(yīng)進行物料衡算。為了描述各反應(yīng)進行的程度特做如下定義：酯化率： x ＝參加反應(yīng)PTA（mol）/PTA初始(mol)＝[PTA初始(mol)－PTA殘留(mol) ]/PTA初始（mol） ＝(NTO－NT)/NTO 縮聚反應(yīng)程度：p=生成PET鏈節(jié)（mol）/PAT初始（mol）＝NP/NTO 乙二醇與PTA摩爾比： Mr＝NP/NTO 平均聚合度： Xn＝1/(1－p) 2. 物理化學(xué)變化（相變化）。在各酯化釜中，由于反應(yīng)溫度高，高于水和EG的沸點，酯化生成的水被蒸出反應(yīng)體系。由于氣液平衡關(guān)系，所以反應(yīng)液中仍含有少量的水。水在蒸出的同時，按氣液平衡關(guān)系夾帶出一定比例的EG。為了保持酯化反應(yīng)的原料配比，蒸出的EG經(jīng)分離后全部返回到反應(yīng)器中，所以各酯化反應(yīng)器中Mr=Mr0。 在縮聚反應(yīng)釜中，為了使縮聚反應(yīng)向生成聚合物的方向移動，需盡量降低反應(yīng)液中EG的含量，所以縮聚階段特別是在反應(yīng)后期，需在高真空的條件下進行。各縮聚釜中生成的EG大部分被蒸出，使MrMr0，但由于氣液平衡關(guān)系的存在，反應(yīng)液蒸仍有少量的EG。 收集的數(shù)據(jù)資料① 生產(chǎn)規(guī)模。年產(chǎn)量(生產(chǎn)能力):10萬噸/a ② 生產(chǎn)時間。年工作日：300d/a(24h/d) ③ 相關(guān)技術(shù)指標(biāo) 工藝配方： 催化劑用量：c=%(質(zhì)量)PTA 消光劑用量：d=%(質(zhì)量)PAT(配制成20%EG混合漿液) 投料配比： Mr0=NE0:NT0= 切粒、包裝工序物料損失率：e=%。 ④化學(xué)變化及物理變化的變化關(guān)系 化學(xué)物名稱 對苯二甲酸 乙二醇 水 PET鏈節(jié) 聚合物 相對分子質(zhì)量符合 MT MEG MW MP MPET 相對分子質(zhì)量 166 62 18 162 19454 由于各反應(yīng)器中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)相同，但反應(yīng)進行的程度（x、p）不同，所以各反應(yīng)器中物質(zhì)組成變化的計量關(guān)系是相同的，分別如下： 各反應(yīng)器反應(yīng)液中聚合物數(shù)量＝N T 0 [ M T＋ (2 x－ p ) M E G － 2 x M W ] 各反應(yīng)器反應(yīng)液中乙二醇數(shù)量＝N T 0 ( M r － 2 x ＋ p ) M E G 酯化反應(yīng)生成水?dāng)?shù)量＝2 N T 0 ? x M W 各酯化釜中水、EG的汽化量和反應(yīng)液中殘留量由表15中參數(shù)計算。 各縮聚釜蒸出EG數(shù)量＝N T 0 ? M r M E G表15 各反應(yīng)器工藝控制參數(shù)及相關(guān)的氣液平衡數(shù)據(jù)反應(yīng)器位號R101R102R201R202R300xpM rX n輸出低聚物/%(質(zhì)量）H2O汽化/%(質(zhì)量)汽相EG/％（摩爾）097090（a）1（b）10計算的基準(zhǔn)、單位、順序 因為是連續(xù)操作過程，所以計算基準(zhǔn)選時間，計算單位定為kg / h。 雖然整個工藝過程比較復(fù)雜，但可以得到產(chǎn)品產(chǎn)量與主要原料（PTA）投料量之間的比例關(guān)系，所以采用順流程的計算順序。計算主要原料（PTA）投料流量PET熔體流量與PTA理論投料流量（ＭT180。）的關(guān)系：熔體流量＝ＭPETＭT180。／（Ｘn＋ＭT）＋（c＋d）ＭT180。＝19454ＭT180。/（101166）＋180。＝180。kg/hPTA的實際投料量＝ＭT180。/[（1－a）（1－b）]＝熔體流量／（）ＭT180。kg/h該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量10萬噸，年開工300天，連續(xù)生產(chǎn)，切粒、％。PET熔體流量＝100000103/[30024（1－）]＝kg/hPTA投料質(zhì)量流量：ＷT0＝＝kg/hPTA投料摩爾流量：ＮT0＝247。166＝kmol/h①Ｒ101物料衡算R101物料平衡示意圖 PTA：kg/h EG：ＮT0Ｍr0ＭEG＝62＝kg/h 催化劑：ＷT0％＝％ ＝kg/h合計：＋＋＝kg/hH2O：2ＮT0ΔxＭW＝２18＝（酯化反應(yīng)生成的水有97％被汽化）EG：[（1－）]62/18＝kg/h（）合計：＋＝kg/hEG：kg/h（蒸出的乙二醇經(jīng)分離后全部返回到反應(yīng)器R101中，且無其他組分）催化劑：kg/hH2O：（1－97％）247。＝kg/h（反應(yīng)液中水的殘留量是生成水量的3％）EG：ＮT0（Ｍr－2x＋p）ＭEG＝（－2＋）62 ＝kg/h聚合物：ＮT0[ＭT＋（2x－p）ＭEG－2xＭW] ＝[166＋（2－）62－218] ＝合計：＋＋＋＝kg/hR101物料平衡驗算：總進料量＝＋＝kg/h總出料量＝＋＝kg/h②Ｒ102物料衡算 R102物料平衡示意圖H2O：（2ＮT0Δx18＋）＝[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＝（）合計：＋＝kg／hEG：kg/h催化劑：kg/hH2O：247。＝kg/hEG：ＮT0（Ｍr－2x＋p）ＭEG＝（－2＋）62＝kg/h聚合物：ＮT0[ＭT＋（2x－p）ＭEG－2xＭW] ＝[166＋（2－）62－218] ＝合計：＋＋＋＝kg/hＲ102物料平衡驗算：總進料量＝＋＝kg/h總出料量＝＋＝③Ｒ201物料衡算 R201物料平衡示意圖在Ｒ201中加入消光劑EG溶液（）。由于抽真空會有少量聚合物被夾帶出，ＮT0減少為ＮT039。，同時夾帶出極少量的消光劑及催化劑。（20％消光劑—EG混合漿液）消光劑：ＷT0％＝＝EG：247。＝kg/h合計：＋＝kg/hＮT039。＝ＮT0＝＝kmol/h（由于抽真空帶出低聚物引起）消光劑：＝kg/h催化劑：＝kg/hEG：ＮT039。（Ｍr－2x＋p）ＭEG ＝（－2＋）62 ＝kg/h聚合物：ＮT039。[ＭT＋（2x－p）ＭEG－2xＭW] ＝[166＋（2－）62－218] ＝kg/h合計：＋＋＋＝kg/h消光劑：＝催化劑：＝kg/hH2O：2ＮT0Δx18＋ ＝2（－）18＋ ＝（Ｒ201中生成的水加上Ｒ102中殘留的水全部被蒸出EG：ＮT0ΔＭrＭEG＋ ＝（－）62＋＝（隨消光劑帶入的乙二醇全部被蒸出）聚合物：247。＝（抽真空帶出低聚物的數(shù)量）合計：＋＋＋＋＝kg/hＲ201物料平衡驗算：總進料量＝＋＝kg/h總出料量＝＋＝kg/h④Ｒ202物料衡算 R202物料平衡示意圖 在Ｒ202中由于抽真空會有少量聚合物被夾帶出，39。減少為ＮT039。39。同時夾帶出極少量的消光劑及催化劑。ＮT039。39。＝ＮT039。＝＝kg/h（由于抽真空帶出低聚物引起）消光劑：＝kg/h催化劑：＝kg/hEG：ＮT039。39。（Ｍr－2x＋p）ＭEG＝（－2＋）62 ＝聚合物：ＮT039。39。[ＭT＋（2x－p）ＭEG－2xＭW] ＝[166＋（2－）62－218]＝合計：＋＋＋＝消光劑：＝kg/h催化劑：＝kg/hH2O：2ＮT039。Δx18＝2（1－）18＝kg/h聚合物：247。＝kg/hEG：ＮT039。ΔＭrＭEG16