【正文】 因此攪拌釜反應(yīng)器對各種反應(yīng)體系適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大，使用溫度和壓力范圍廣，既可用于間歇操作，也可用于連續(xù)操作。計(jì)算時(shí)相態(tài)的年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)確定也是很重要的；4)列出熱量衡算式，然后用數(shù)學(xué)方法求解未知值；5)列出熱量衡算表；6)如果需要，計(jì)算出所需要的加熱劑或冷卻劑的用量。ΣHin——進(jìn)入設(shè)備的各物料焓之和。 能量衡算遵循的原則物流焓的基準(zhǔn)狀態(tài)包括物流的基準(zhǔn)壓強(qiáng)、基準(zhǔn)溫度、基準(zhǔn)相狀態(tài)，由能量守恒定律：輸入系統(tǒng)的能量=輸出系統(tǒng)的能量+系統(tǒng)積累的能量。衡量化工產(chǎn)品能量消耗水平的指標(biāo)是能耗，即制造單位質(zhì)量（或單位體積）產(chǎn)品的能量消耗費(fèi)用。為了使生產(chǎn)保持在適宜的工藝條件下進(jìn)行，必須掌握物料帶入或帶出體系的能量，控制能量的供給速率和放熱速率。ΔＭ r62 ＝ （－）62 ＝Ｒ203 物料平衡驗(yàn)算：總進(jìn)料量＝ kg/h 總出料量＝＋＝ 計(jì)算出的 的數(shù)量與開始計(jì)算時(shí)求出的 PET 熔體的流量相同，說明物料衡算的整個(gè)過程是正確的。（Ｍ r2x+p）Ｍ EG＝0 kg/h 聚合物：Ｎ T039。Δx18 ＝2（1－）18 ＝ kg/h 聚合物：247。39。 Ｎ T039。＝ （抽真空帶出低聚物的數(shù)量） 合計(jì)：＋＋＋＋＝ kg/hＲ201 物料平衡驗(yàn)算：總進(jìn)料量＝＋＝ kg/h 總出料量＝＋＝ kg/h④Ｒ202 物料衡算 Ｒ202年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)在Ｒ202 中由于抽真空會有少量聚合物被夾帶出，使 中的Ｎ T039。 ＝ kg/h 合計(jì)：＋＝ kg/h Ｎ T039。＝ kg/h 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/hＲ102 物料平衡驗(yàn)算：總進(jìn)料量＝＋＝ kg/h 總出料量＝＋＝③Ｒ201 物料衡算在Ｒ201 中加入消光劑 EG 溶液（） 。 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、包裝工序年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)物料損失率 ％。/（101166 ）＋ T180。Ｍ T180。Ｍ EG表 5 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)Table 5 The reactor process control parameters and related gas to liquid balance data反應(yīng)器位號 R101 R102 R201 R202 R300x 1 1P Mr 平均聚合度 抽出低聚物/％（質(zhì)量） 0 0 （a）（b） 0H2O 汽化 /％（質(zhì)量） 97 90汽相 EG/％（摩爾） 計(jì)算基準(zhǔn)：因?yàn)槭沁B續(xù)操作過程，所以計(jì)算基準(zhǔn)選時(shí)間，計(jì)算單位為 kg/h。添加劑的作用和要求在實(shí)際生產(chǎn)中，常常需要加入各種添加劑，其作用和要求（見表 4） 。設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定年產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）：10 萬噸/年。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Ｍ r＝Ｍ r0。在酯化反應(yīng)釜中，以酯化反應(yīng)與酯化縮聚反應(yīng)為主；在縮聚釜中，以酯化縮聚與縮聚反應(yīng)為主，在此不考慮副反應(yīng)，也不對副反應(yīng)進(jìn)行物料衡算。從熔體輸送泵送來的 PET 熔體，進(jìn)入鑄帶頭，在鑄帶頭中熔體被分配到一排鑄帶噴絲孔中，從噴絲孔出來的 PET 熔體鑄帶，靠重力自動(dòng)流入水下切粒機(jī)的導(dǎo)流板，并完全浸沒在約 25℃的脫鹽水中。最終聚合物熔體從反應(yīng)器的底部出料，經(jīng)熔體輸送泵、過濾器、熔體分配管分別送往切片生產(chǎn)、直接紡長絲車間。三臺縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)溫度逐步提高，而反應(yīng)器的壓力逐步降低，即在最終的縮聚反應(yīng)器中，達(dá)到最高反應(yīng)溫度和最高真空度。酯化物在第一縮聚反應(yīng)器中反應(yīng)，同時(shí)定量的加入已配制好的消光劑。酯化反應(yīng)生成水和一部分 EG蒸汽從反應(yīng)器頂部蒸出，在工藝塔中分餾。酯化反應(yīng)生產(chǎn)的水，以蒸汽的形式從反應(yīng)器的頂部排出。生產(chǎn)中，應(yīng)按工藝要求控制縮聚反應(yīng)時(shí)間。 縮聚反應(yīng)溫度 縮聚反應(yīng)本身是一個(gè)放熱反應(yīng)，但由于反應(yīng)初期有大量的 EG 生成，為了使其蒸發(fā)，需要大量的蒸發(fā)熱，因反應(yīng)放出的熱量不足使大量生成的乙二醇（EG）蒸發(fā)，故反應(yīng)初期必須對其加熱。因而反應(yīng)時(shí)間必須按實(shí)際設(shè)計(jì)的工藝要求控制。當(dāng)反應(yīng)溫度高時(shí)，反應(yīng)速度加快，導(dǎo)致釜內(nèi)生成的水不能及時(shí)蒸出，副反應(yīng)增多，產(chǎn)品熔點(diǎn)降低，影響后加工染色性能，使色度增加，影響產(chǎn)品外觀。未參加反應(yīng)的 PTA 物料導(dǎo)入縮聚釜后，由于大分子鏈端基部分大部分為羧基，形成了鏈終止劑，從而不能生成工藝要求所需的大分子 PET。但實(shí)際生產(chǎn)控制在 ～ 為宜。因此，酯化反應(yīng)的優(yōu)化非常重要。（3）對于最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素，應(yīng)綜合不同反應(yīng)階段一起調(diào)整。（3）著色劑有時(shí)可把色料和縮聚原料一起加入反應(yīng)釜中反應(yīng)，可得到顏色較為均勻的有色 PET 樹脂，這種方法稱為原液著色。 COH2CO+OCO+HOC2COCOH2CCOCH2C+2OH生成的苯酚易于逸出，有利于大分子鏈增長。臥式熔融縮聚釜具有橫臥式的中心軸，軸上安裝有多層螺旋片，可推動(dòng)物料前進(jìn)；另有數(shù)層網(wǎng)片（插在螺旋片間） ，可增加 EG 蒸發(fā)表面。在同樣反應(yīng)條件下，攪拌速率越快，獲得的 PET 分子量越高?？芍?285℃下反應(yīng)時(shí)，壓力越低，可在較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)獲得較高的[η]值。在生產(chǎn)中必須根據(jù)具體的工藝條件和要求的黏度272℃ 2 4 6 8 10 12特性黏度283℃293℃年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)值來確定最合適的縮聚溫度與反應(yīng)時(shí)間。 0 時(shí)間，h 圖 2 PET 的[η]與縮聚反應(yīng)溫度及時(shí)間的關(guān)系Figure 2 PET [η] and polycondensation reaction temperature and time of the relationship從圖中可看到每一個(gè)反應(yīng)溫度下，[η]值都出現(xiàn)一個(gè)高峰。 穩(wěn)定劑用量越高，即 PET 中含磷量越高，其熱穩(wěn)定性也越好。 穩(wěn)定劑 為了防止 PET 在合成過程中和后加工熔融紡絲時(shí)發(fā)生熱降解（包括熱氧年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)降解）常加入一些穩(wěn)定劑。由動(dòng)力學(xué)研究測知， Sb2O3 的催化活性與反應(yīng)中羥基的濃度成反比。 PET 生產(chǎn)工藝條件 [4] 催化劑 為了加速 BHET 的縮聚反應(yīng)，常須加入催化劑。酯交換結(jié)束后的物料年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)（BHET）用氮?dú)鈮喝肟s聚釜，在低真空下（40mmHg）進(jìn)行前縮聚，然后在高真空下進(jìn)行后縮聚。防止物料滯留、局部過熱降解，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 連續(xù)縮聚 一般可分為三段：第一段是除去酯化或酯交換反應(yīng)中多余或產(chǎn)生的乙二醇；第二段是低聚合度物料縮聚，這時(shí)物料黏度較低，設(shè)備可以用釜式、塔式（容量板塔）和臥式反應(yīng)器，設(shè)備容量較大，要求物料接觸充分，加熱均勻，不堵塞、不返料，采用二級蒸汽噴射泵抽真空，一般稱這一階段為預(yù)縮聚。連續(xù)式所得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，適合大批量生產(chǎn)。目前國內(nèi)引進(jìn)的聚酯裝置多以后者為主，其生產(chǎn)能力 1997 年就已達(dá)到 。但因 EO 易于開環(huán)生成聚醚，反應(yīng)熱大（約 100kJ/mol） ，EO 易熱分解，又 EO 在常溫下為氣體，運(yùn)輸及貯存都較困難，故此法尚未大規(guī)模采用。245。211。當(dāng)甲醇餾出量為理論的 85％～95％時(shí)，就可認(rèn)為酯交換反應(yīng)完畢，時(shí)間約為 3～6 小時(shí)。 在生產(chǎn)中，先將乙二醇加入溶解釜中，然后加入DMT，EG ：DMT=1： （mol ） ，溶解溫度為 150～160℃，EG 過量可促使酯交換反應(yīng)進(jìn)行完全。190。189。（2）酯交換法早期生產(chǎn)的單體 PTA 純度不高，又不易提純，不能由直接法制得質(zhì)量合格的 PET。 對苯二甲酸與乙二醇的混合物不象對苯二甲酸二甲酯與乙二醇的混合物，后者為一均勻溶液，前者為漿狀物。169。168。203。2.　PET 生產(chǎn)工藝及工藝路線的選擇 合成原理及路線 [2] 合成原理用精制后的對苯二甲酸雙羥乙酯或它與苯甲酸混合的反應(yīng)物進(jìn)行縮聚反應(yīng)，分離出乙二醇后即得聚對苯二甲酸乙二醇酯，其反應(yīng)如下： 　 (n+1)HOC2OCCOH2COSb23 HOC2OCCOCH2OCCOCH2O+nHC2OHn 合成路線PET 可由單體對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）經(jīng)縮聚反應(yīng)而成。 OCCOH2OCOCCCOH2OOH2CO +CCOHC2O H2COOb 大分子鏈的熱裂解與鏈交換作用PET 大分子鏈中的酯基（ ）能與體系中存在的水、酸、醇等CO進(jìn)行裂解反應(yīng)，且鏈節(jié)之間進(jìn)行交換。b. 乙二醇的脫水反應(yīng)COCOO(CH2) nOO(H2)O年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)HOC2H2OCH3COH +2O如果催化劑為醋酸鋅，此種反應(yīng)更為明顯。往往生成通式為的環(huán)化物（n 一般為 2） 。溫度高有利于提高反應(yīng)速率和低分子副產(chǎn)物的排除。 縮聚反應(yīng)過程總是通過一定的方法實(shí)現(xiàn)的。3 相對黏度（在 20℃，1％間甲苯酸中測得） ≤+4 熔點(diǎn) ℃ 2605 TiO2 含量（相對于消光劑 ％） ％ 177?！堋堋?0年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)外觀 無色透明 PET 結(jié)構(gòu)及性能 PET 分子可表示為： HOC2HO OCH2OCCn若原料中不含有官能度 ?=3 的雜質(zhì)，或合成時(shí)不發(fā)生副反應(yīng)而支化，則PET 大分子是具有對稱性芳環(huán)結(jié)構(gòu)的線型大分子。 H2CH2O2CH2203。乙二醇的結(jié)構(gòu)式為：HO－CH 2－CH 2－OH乙二醇為無色微粘稠液體。 Eastman 法采用乙醛為氧化促進(jìn)劑，壓力 10kg/cm2，收率為 95％。此法收率為 90%～95％，其工藝流程較簡單，設(shè)備數(shù)量少，占地小，投資少，在世界上聚酯原料產(chǎn)量的第一位，且可制成精 PTA 用于直接酯化。242。180。188。239。229。220。210。188。（1）對二甲苯高溫氧化法（Amoco 法——美印第安納標(biāo)準(zhǔn)石油公司，SD法或 法— —美國 MidCentury 公司的 和 發(fā)明）其反應(yīng)如下： CH3CH3+3O2180。 PET 簡介　 原料性能指標(biāo) PET 聚酯可由乙二醇和對苯二甲酸反應(yīng)而得，也可由乙二醇與對苯二甲酸二甲酯反應(yīng)而得，但較為常見的方法還是用乙二醇與對苯二甲酸縮聚制得?！　〈送?，聚酯還作為工程塑料，用于電子、電器等領(lǐng)域，如做接插件、儀表殼、熱風(fēng)口罩等。由于聚酯有較好的結(jié)晶性、剛性和強(qiáng)度，對非極性氣體的阻隔性高，耐蠕變性和尺寸穩(wěn)定性好，線膨脹系數(shù)小，這些優(yōu)良性能使其很適用于做包裝材料。 聚酯的用途可分為纖維和非纖維兩大類。 　 根據(jù) CMAI 的一份分析報(bào)告指出，未來五年，全球 PET 市場需求將以每年接近 10%的速度快速增長。 全球聚酯發(fā)展與展望 　近來，隨著生產(chǎn)能力的過剩和毛利的下降，聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）已經(jīng)顯示了快速商品化的跡象。根據(jù)這個(gè)計(jì)劃，著重推進(jìn)生產(chǎn)設(shè)施的自動(dòng)化和省力化，增加了技術(shù)開發(fā)投資，追求產(chǎn)品的高級化和多樣化，為了取得更好的效果，韓國選擇附加價(jià)值大、技術(shù)差距大的染色加工業(yè)為突破口，給予戰(zhàn)略上的支援。日本化學(xué)纖維工業(yè)有著較長的發(fā)展歷史，長期的科技投入已積累了雄厚的產(chǎn)品開發(fā)基礎(chǔ)。　　根據(jù)報(bào)導(dǎo)，聚酯纖維產(chǎn)品的市場競爭已日趨激烈。因近年國內(nèi)聚酯樹脂和滌綸產(chǎn)品需求量較大，每年進(jìn)口總量均在 100 萬 t 以上。 　1999 年至今，我國民營聚酯企業(yè)激增，聚酯生產(chǎn)能力急劇膨脹。中國石油 2022 年產(chǎn)量為 萬 t，占全國總產(chǎn)量的 ％。 2022 年我國聚酯生產(chǎn)能力同比增加 200 萬 t/a 以上，一舉突破 1000 萬 t/a大關(guān)，達(dá)到 1100 萬 t/a，占世界聚酯總生產(chǎn)能力的 1/4 以上，居世界聚酯生產(chǎn)的首位。 標(biāo)準(zhǔn)級中有用于拉伸吹塑成型用的，又分為無色的、綠色的、琥珀色的。容易被水、醇、酸等藥品水解、醇解、酸解?！　】s聚反應(yīng)（polycondensation　reaction）：是在聚合過程中，除形成聚合物外，同時(shí)還有低分子副產(chǎn)物產(chǎn)生的反應(yīng)。常見的橡膠有天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、硅橡膠等。 　高聚物按用途可分為塑料、橡膠、纖維、涂料、黏合劑、離子交換樹脂等，其中前三種成為三大合成材料。 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。年產(chǎn) 8 萬噸的聚乙烯醇聚合工段的工藝設(shè)計(jì)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（macromo