【導(dǎo)讀】雖然PET自問(wèn)世以來(lái)主要都是被用于紡制纖維，應(yīng)用于服裝領(lǐng)域，但由于。絕大多數(shù)有機(jī)溶劑和無(wú)機(jī)酸的腐蝕等，使它在非纖維用途方面的應(yīng)用更為廣泛。用更是得到了飛速的發(fā)展。滌綸的分子鏈結(jié)構(gòu)-------------------------------------------------------------------4. 第二章PET的聚合工藝--------------------------------------------------------------------------------8. 酯化反應(yīng)機(jī)理：---------------------------------------------------------------------8. 螯合配位理論：--------------------------------------------------------------------10. 酯化率和聚合度：------------------------------------------------------------------11. 反應(yīng)的影響因素---------------------------------------------------------------------------11. 酯化反應(yīng)的影響因素--------------------------------------------------

　　

【正文】 M=MPET 總 8000 2= 108 kg 第五章 熱量衡算 22 第六章 聚酯裝置設(shè)備 裝置各組成部分 主裝置 漿料配制、酯化反應(yīng)、預(yù)縮聚反應(yīng)、終縮聚反應(yīng)、切片生產(chǎn)及輸送系統(tǒng)、添加劑配制、熱媒膨脹及收集系統(tǒng) 、工藝廢水汽提系統(tǒng)。 輔助裝置 過(guò)濾器清洗 、一次熱媒系統(tǒng) 、 原料及化工原料罐區(qū)。 公用工程裝置 23 工業(yè)水、生活水和消防水系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、 冷凍水系統(tǒng) 、除鹽水系統(tǒng)、壓縮空氣、制氮設(shè)施。 除以上三部分外還有：變壓器房、 MCC 馬達(dá)控制中心、中控、化驗(yàn) 室 等。 裝置的 工藝 特點(diǎn) 采用低溫工藝和較長(zhǎng)的停留時(shí)間。尤其是使第一酯化反應(yīng)器達(dá)到較高的酯化率，確保產(chǎn)品質(zhì)量和裝置穩(wěn)定運(yùn)行。本工藝的漿料摩爾比約 ，第一酯化反應(yīng)器溫度約 260℃。與高漿料摩爾比 (～ )和高溫 (280℃ )的酯化工藝比較，酯化反應(yīng)器中乙二醇的蒸汽量較小，裝置中分離乙二醇的工 作負(fù)荷也較小，大大減少了這部分的能耗。 采用多段圓盤式縮聚反應(yīng)器，并合理確定預(yù)縮聚反應(yīng)器和終縮聚反應(yīng)器的負(fù)荷分配，充分發(fā)揮終縮聚反應(yīng)器圓盤轉(zhuǎn)子的傳質(zhì)功能作用，提高生產(chǎn)能力。 乙二醇在系統(tǒng)內(nèi)全部?jī)?nèi)循環(huán)，無(wú)需設(shè)置專用的乙二醇回收設(shè)施。 設(shè)置一個(gè)工藝塔，并采用高效導(dǎo)向浮閥塔，除承擔(dān)兩臺(tái)酯化反應(yīng)器氣相物的分離外，還在乙二醇全回用流程中承擔(dān)縮聚反應(yīng)器氣相物的分離。 采用乙二醇蒸汽噴射方式產(chǎn)生真空，與水蒸汽噴射方式相比，能耗較低；乙二醇的蒸發(fā)耗熱是水的 40%，制作乙二醇蒸汽比水蒸汽的能耗低。本裝 置采用三級(jí)乙二醇蒸汽噴射，用液環(huán)泵作為大氣的排氣級(jí)，與其它裝置用五級(jí)蒸汽噴射相比較，節(jié)省能量。在乙二醇蒸汽噴射系統(tǒng)中，用循環(huán)冷卻水作冷卻介質(zhì)冷卻噴淋液。而在水蒸汽噴射系統(tǒng)中，要求在第一級(jí)噴淋冷凝器就將汽相中絕大部分乙二醇冷凝，因此需要用冷凍水作冷卻介質(zhì)冷卻噴淋液。本設(shè)計(jì)采用乙二醇蒸汽噴射系統(tǒng)不需用冷凍水作冷卻，相應(yīng)就節(jié)省了制備冷凍水的能耗。蒸汽凝液中含水量少，經(jīng)分離即可在裝置中循環(huán)使用；污染小，避免了蒸汽噴射排放凝液因含乙二醇等有機(jī)物，而增大治理污染的負(fù)荷。 對(duì)真空系統(tǒng)的尾氣，采用噴淋塔將尾氣中的有害 物質(zhì)噴淋吸收，以減少對(duì)環(huán)境的污染 [11]。 裝置參數(shù)及設(shè)備流程 漿料配置 原料 PTA和 IPA自 PTA日料倉(cāng)和 IPA日料倉(cāng)分別經(jīng) PTA稱重系統(tǒng)和 IPA稱重系統(tǒng) 1計(jì)量后送入漿料調(diào)配槽中。在漿料調(diào)配槽攪拌器的作用下，加入的 PTA 和 IPA粉料與經(jīng)連續(xù)計(jì)量的乙二醇、二甘醇、催化劑和添加劑溶液［根據(jù)產(chǎn)品的要求選擇］ 24 充分混合形成濃度均勻的懸浮漿料。 通常以 PTA和 IPA的加入量為主環(huán)控制，來(lái)調(diào)節(jié)控制乙二醇、二甘醇、催化劑和添加劑等的加入量，通過(guò)測(cè)量漿料密度可最終控制漿料的摩爾比［ MEG］／［ PTA］。漿料調(diào)配槽的容量可滿足聚酯裝置正常運(yùn)行 ~ 小時(shí)左右。配制完成的漿料可采用漿料輸送泵輸送至第一酯化反應(yīng)器中進(jìn)行酯化反應(yīng)。 第一酯化 將粉末狀的 PTA 溶解于乙二醇中，已溶的 PTA 再在高溫下與乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)。 反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)，溶液中精對(duì)苯二甲酸總是處于飽和狀態(tài)，反應(yīng)速度與對(duì)苯二甲酸和乙二醇的濃度無(wú)關(guān)，一直向生成對(duì)苯二甲酸乙二酯（ BHET）的方向進(jìn)行。 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，因?yàn)?PTA 在反應(yīng)混合物中溶解度遠(yuǎn)較在純 EG 中高， PTA粒子溶解速度逐漸增加，當(dāng) PTA 完全溶解時(shí)，反應(yīng)開(kāi)始 轉(zhuǎn)入均相酯化階段，此時(shí)酯化率約為 8991%，反應(yīng)速率將隨 PTA 和 EG 濃度的改變而改變。 聚酯生產(chǎn)線第一酯化反應(yīng)器設(shè)置一臺(tái)，為立式夾套反應(yīng)釜、容積 420m傳熱面積約 1710m內(nèi)設(shè)加熱盤管且?guī)嚢杵?。其中第一酯化反?yīng)攪拌器 的主要功能是強(qiáng)化傳熱，混勻物料。其電機(jī)功率約 90kW，攪拌器轉(zhuǎn)速帶變頻控制。通過(guò)控制酯化反應(yīng)器的液位（最大密度 1157kg/m3），第一酯化反應(yīng)器物料在壓力差與液位差的作用下進(jìn)入第二酯化反 應(yīng)器 [12]。 通?？刂频谝货セ磻?yīng)器 12R01 的酯化率約為 %。通過(guò)調(diào)節(jié)酯化 反應(yīng)的溫度、壓力、液位以及乙二醇的回流量等，可以控制第一酯化反應(yīng)的酯化率。 第二酯化 酯化物進(jìn)入第二酯化反應(yīng)器，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。 第二酯化反應(yīng)器 是一個(gè)有內(nèi)、外室結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，物料先進(jìn)入外室，再通過(guò)套筒上的狹縫流入內(nèi)室，內(nèi)室設(shè)有加熱盤管，并靠攪拌器循環(huán)加熱，將物料溫度提高到 265℃。乙二醇分離塔回流的乙二醇加在內(nèi)室，提高了反應(yīng)摩爾比，進(jìn)一步加速反應(yīng)進(jìn)行。在第二酯化反應(yīng)器酯化率達(dá)到～ %，靠壓差送到預(yù)縮聚反應(yīng)器。該反應(yīng)器的盤管加熱使用液相熱媒，該反應(yīng)器夾套和氣相管路加熱使用氣相熱媒，與預(yù)縮聚反應(yīng) 器共用一套氣相熱媒發(fā)生器。反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度是通過(guò)調(diào)節(jié)一次熱媒的補(bǔ)充量來(lái)改變二次熱媒加熱的溫度來(lái)控制的。 通過(guò)調(diào)節(jié)酯化反應(yīng)的溫度、壓力、液位以及乙二醇的回流量等，可以控制第二酯化反應(yīng)的酯化率。 25 乙二醇分離系統(tǒng)（工藝塔） 乙二醇分離塔主要 利 用 乙二醇和水的 沸點(diǎn)的不同 分離兩個(gè)酯化反應(yīng)器的混合蒸汽中的水和乙二醇。塔頂蒸汽經(jīng)過(guò)列管式冷凝器冷凝后進(jìn)入凝液收集槽，一部分作為回流液，其余作為廢水送入位于熱媒站的汽提系統(tǒng)。 冷凝器 中未凝尾氣與液環(huán)泵尾氣合并后進(jìn)入熱媒站的汽提系統(tǒng) [13]。塔釜乙二醇液經(jīng)出料泵送出，一部分是作為兩個(gè)酯化反應(yīng)器回 用乙二醇， 一部分以噴淋的方式送到乙二醇分離塔第一塊塔板處，其余部分送到回用乙二醇收集槽。乙二醇分離塔的熱媒加熱是用一組二次熱媒回路。 預(yù)縮聚反應(yīng) 由于聚酯的縮聚反應(yīng)是可逆反應(yīng)，并且反應(yīng)平衡常數(shù)較小，因此，在反應(yīng)過(guò)程中必須盡快除去反應(yīng)生成的 EG，否則，將會(huì)影響縮聚反應(yīng)速率和聚合度。 聚酯生產(chǎn)線設(shè)置預(yù)縮聚反應(yīng)器共兩臺(tái)，每臺(tái)預(yù)縮聚反應(yīng)器為立式全夾套攪拌反應(yīng)器，容積約 分上下兩個(gè)室。其中上室設(shè)有加熱盤管，操作壓力約 100 mbar 左右；下室設(shè)有加熱盤管及攪 拌器，其中 攪拌器 的電機(jī)功率約 15kW、耙式結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速 7— ，操作壓力 15mbar 左右 [14]。 終縮聚反應(yīng) 預(yù)縮聚反應(yīng)器反應(yīng)生成的預(yù)聚物分別經(jīng)熔體夾套三通閥出料、預(yù)聚物出料泵增壓后和熔體夾套三通閥匯集后，經(jīng)過(guò)預(yù)聚物過(guò)濾器 ， 再經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的熔體夾套管送至終縮聚反應(yīng)器中。 預(yù)縮聚物料被連續(xù)送入終縮聚反應(yīng)器，在攪拌和高真空條件下就可到達(dá)最終產(chǎn)品質(zhì)量?？刂茐毫?、溫度和停留時(shí)間到適當(dāng)水平，使作為聚合度測(cè)量的粘度［ η ］= ~ dl/g 可調(diào)。通過(guò)調(diào)節(jié)熱媒的溫度，可以調(diào)節(jié)反應(yīng) 器中物料溫度，控制出口物料的特性粘度 [15]。 切片生產(chǎn)系統(tǒng) 高溫和高粘度的聚合物自熔體過(guò)濾器過(guò)濾后送入相應(yīng)的切粒生產(chǎn)系統(tǒng)， 切粒機(jī)的主要設(shè)備有：鑄帶頭、切粒機(jī)、干燥器、切片分級(jí)器、切片收集料斗、脫鹽水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。 熔體由鑄帶頭出料形成細(xì)長(zhǎng)的熔體鑄帶條，進(jìn)入切粒機(jī)導(dǎo)流板，由脫鹽水噴淋冷卻固化，進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行水下切粒，切片由脫鹽水輸送至干燥器脫水干燥，進(jìn)入切片分級(jí)器，去除異型（超長(zhǎng)、細(xì)小）切片、切片粉末，進(jìn)入切片收集料斗中。 26 切粒 根據(jù)要求，冷卻固化的條狀聚合物被牽入切粒機(jī)，在水下把聚合 物鑄帶條切成顆粒狀，即聚酯切片 。 干燥－聚酯切片與除鹽水的混合物通過(guò)分離器除去水分后，其中切片進(jìn)入干燥器 ， 用過(guò)的除鹽水經(jīng)過(guò)濾后返回至除鹽水儲(chǔ)槽 中 。干燥機(jī)中先除去切片中的大部分水分，剩余的水在表面干燥機(jī)中被分離去除，形成的結(jié)塊將通過(guò)離心干燥機(jī)前安裝的分離器篩出。 分離－聚酯切片通過(guò)振動(dòng)篩去除異形粒子［超長(zhǎng)和粉末等］分離后，合格切片分別收集在切片收集料斗中。 第七章 結(jié)束語(yǔ) 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的 人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 回首四年，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。 學(xué)友情深，情同兄妹。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。 27 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開(kāi)父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。 最后，我要特別感謝 楊老師。 是 她 在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì) ,使我 能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心的感激。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝她耐心的輔導(dǎo)。 在論文的撰寫過(guò)程中也 感謝海南逸盛 給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠(chéng)的感謝。 參考文獻(xiàn)： [1] 張師民編著 .聚酯的生產(chǎn)及應(yīng)用 [M]. 中國(guó)石化出版社 , 1997 [2] 郭玉海 . PET纖維高性能化的研究 [D]. 四川大學(xué) 2020 [3] 史君 . PET合成與改性新工藝 及其合金制備研究 [D]. 北京化工大學(xué) 2020 [4] 冷純廷 ,袁成俠 . 聚酯瓶片紡再生短纖維技術(shù) [J]. 產(chǎn)業(yè)用紡織品 , 1996,(02) . [5] 陳玉君 ,楊始堃 ,陳仕國(guó) . 聚酯及共聚酯化學(xué)組成分析 [J]. 聚酯工業(yè) . 2020(06) [6] 郭大生 ,王文科編著 .聚酯纖維科學(xué)與工 程 [M]. 中國(guó)紡織出版社 , 2020 [7] 合成纖維工業(yè) [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1970 [8] 張勝玲 ,劉高才 ,李楠 . PTA質(zhì)量對(duì) PET生產(chǎn)的影響及對(duì)策 [J]. 聚酯工業(yè) . 2020(06) 28 [9] 夏啟明 . PET裝置運(yùn)行中的 EG平衡控制 [J]. 聚酯工業(yè) . 2020(02) [10] 付德生 ,王洪艷 . PET主要品質(zhì)指標(biāo)影響因素探討 [J]. 聚酯工業(yè) . 2020(03) [11] 工藝及設(shè)備 [J]. 化纖文摘 . 2020(01) [12] 沈瀛坪 ,趙玲 ,戴迎春 ,朱中南 . 聚酯生產(chǎn)過(guò)程中第一酯化反應(yīng)器操作對(duì)縮聚反應(yīng)影響的 模算 [J]. 聚酯工業(yè) . 1999(01) [13] 卞江群 ,邵國(guó)紅 . PET工藝塔的優(yōu)化設(shè)計(jì) [J]. 聚酯工業(yè) . 2020(02) [14] 趙玲 ,戴迎春 ,朱中南 ,沈瀛坪 ,張偉 . PET預(yù)縮聚反應(yīng)器淺析 [J]. 聚酯工業(yè) . 1997(03) [15] 高網(wǎng)蘭 ,史定林 . PET裝置真空系統(tǒng)的改造及節(jié)能 [J]. 聚酯工業(yè) . 2020(02)