聚酯切片生產(chǎn)工藝

1、2021/6/211聚酯切片生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)主講人：楊禮鵬指導(dǎo)老師：梁建軍2021/6/212目目 錄錄一、簡(jiǎn)介一、簡(jiǎn)介二、生產(chǎn)原料組成二、生產(chǎn)原料組成三、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介三、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介四、主要生產(chǎn)設(shè)備四、主要生產(chǎn)設(shè)備五、生產(chǎn)過程控制五、生產(chǎn)過程控制2021/6/213簡(jiǎn)簡(jiǎn) 介介 聚酯切片學(xué)名聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片學(xué)名聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯【PET】，是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇聚合而成?！?，是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇聚合而成。按其用途可分為按其用途可分為:纖維級(jí)聚酯切片、瓶級(jí)聚酯切纖維級(jí)聚酯切片、瓶級(jí)聚酯切片、膜級(jí)聚酯切片三類。片、膜級(jí)聚酯切片三類。 2021/6/214生產(chǎn)原料w對(duì)苯二甲酸【對(duì)苯二

2、甲酸【TPA】w乙二醇【乙二醇【EG】w催化劑催化劑2021/6/215生產(chǎn)原料組成生產(chǎn)原料組成1.對(duì)苯二甲酸【對(duì)苯二甲酸【TPA】 對(duì)苯二甲酸簡(jiǎn)稱TPA，分子式 C8H6O4；分子量：166.13 密度：1.55g/cm3。該品為白色晶體或粉末，低毒，可燃。若與空氣混合，在一定的限度內(nèi)遇火即燃燒甚至發(fā)生爆炸。 主要從對(duì)二甲苯制得，是生產(chǎn)聚酯的主要原料。常溫下為固體。加熱不熔化，300以上升華。若在密閉容器中加熱，可于425熔化。常溫下難溶于水。 主要用于制造合成樹脂、增塑劑等。對(duì)苯二甲酸可發(fā)生酯化反應(yīng)；在強(qiáng)烈條件下，也可發(fā)生鹵化、硝化和磺化反應(yīng)。3 32021/6/2162.乙二醇【乙二醇【

3、EG】 乙二醇又名乙二醇又名“甘醇甘醇”、“1,2-亞乙基二醇亞乙基二醇”，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱EG?；瘜W(xué)式化學(xué)式(HOCH2)2，乙二醇是無(wú)色無(wú)臭、，乙二醇是無(wú)色無(wú)臭、有甜味液體。乙二醇能與水、有甜味液體。乙二醇能與水、丙酮丙酮互溶，但在醚類中溶解度較小。乙互溶，但在醚類中溶解度較小。乙二醇的高聚物二醇的高聚物聚乙二醇聚乙二醇（PEG）是）是一種一種相轉(zhuǎn)移催化劑相轉(zhuǎn)移催化劑。2021/6/2173.催化劑催化劑 在直接酯化法的在直接酯化法的 PET 生產(chǎn)中，酯化過程一般生產(chǎn)中，酯化過程一般不需要催化劑，而縮聚過程必需催化劑。選擇催不需要催化劑，而縮聚過程必需催化劑。選擇催化劑時(shí)，應(yīng)符合下列要求：化劑時(shí)

4、，應(yīng)符合下列要求： (1)能促進(jìn)主反應(yīng)，力求減少副反應(yīng)。能促進(jìn)主反應(yīng)，力求減少副反應(yīng)。 (2)易在原料或產(chǎn)物中溶解，便于均勻分布。易在原料或產(chǎn)物中溶解，便于均勻分布。 (3)所得產(chǎn)品在粘度、熔點(diǎn)、色相、熱穩(wěn)定性等所得產(chǎn)品在粘度、熔點(diǎn)、色相、熱穩(wěn)定性等方面，不得因使用催化劑而降低質(zhì)量指標(biāo)。方面，不得因使用催化劑而降低質(zhì)量指標(biāo)。 (4)價(jià)廉、容易取得。價(jià)廉、容易取得。 主要催化劑有二氧化鈦主要催化劑有二氧化鈦2021/6/218生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介w 生產(chǎn)原理w 工藝流程圖及主要步驟w 催化劑及反應(yīng)控制條件2021/6/219生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 直縮法直縮法 對(duì)苯二甲酸與EG直接酯化生成對(duì)苯二甲

5、酸乙二醇酯再由對(duì)苯二甲酸乙二醇酯經(jīng)均縮聚反應(yīng)的PET。此法適合純度高的TPA。其反應(yīng)如下： 2HOCH2CH2OH + HOOC COOH HOCH2CH2O C C OCH2CH2OH+2HO O O O O BHET H OCH2CH2O C C OCH2CH2OH +( n-1)HOCH2CH2OH2021/6/2110工藝流程圖工藝流程圖調(diào)配罐貯罐漿化罐混煉機(jī)第一酯化反應(yīng)器分餾塔第一預(yù)縮反應(yīng)器第 二 預(yù) 縮 反 應(yīng) 器縮 聚 反 應(yīng) 器第 二 酯 化 反 應(yīng) 器切 片催 化 劑水E G排 氣排 氣E G添 加 劑T P A過 濾 器2021/6/2111主要步驟主要步驟 ：（1.）漿料

6、配置：精對(duì)苯二甲酸和乙二醇的混合配）漿料配置：精對(duì)苯二甲酸和乙二醇的混合配成符合酯化反應(yīng)要求的漿料。成符合酯化反應(yīng)要求的漿料。 （2.）添加劑混合：將生產(chǎn)所需的各種添加劑用）添加劑混合：將生產(chǎn)所需的各種添加劑用 EG 配成溶液。配成溶液。 （3.）酯化：）酯化： TPA 和和 EG 在一定的壓力和高溫條在一定的壓力和高溫條件下，反應(yīng)生成中間產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸乙二酯件下，反應(yīng)生成中間產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸乙二酯（BHET）和水，水經(jīng)精餾塔被分離，排入污水處）和水，水經(jīng)精餾塔被分離，排入污水處理系統(tǒng)。理系統(tǒng)。 2021/6/2112（4.）聚合反應(yīng)：中間產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸乙二酯）聚合反應(yīng)：中間產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸乙二酯

7、（BHET）在高溫、真空和催化劑作用下，發(fā)）在高溫、真空和催化劑作用下，發(fā)生聚合反應(yīng)。生聚合反應(yīng)。（5.） EG 回收：對(duì)整個(gè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的回收：對(duì)整個(gè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的 EG 回回收提純，其中約收提純，其中約 95%被提純，重新與被提純，重新與 TPA 進(jìn)進(jìn)行配漿。行配漿。 （6.）切粒：經(jīng)過濾去除雜物，經(jīng)過鑄帶，用）切粒：經(jīng)過濾去除雜物，經(jīng)過鑄帶，用切粒刀將其切成一定規(guī)格的聚酯切片（顆粒）。切粒刀將其切成一定規(guī)格的聚酯切片（顆粒）。 2021/6/2113主要生產(chǎn)設(shè)備主要生產(chǎn)設(shè)備2021/6/21142021/6/2115生產(chǎn)過程控制w成品檢驗(yàn)w三廢處理2021/6/2116成品檢驗(yàn)成品檢驗(yàn) 1

8、粘度粘度 一般纖維級(jí)聚酯切片的特性粘度為一般纖維級(jí)聚酯切片的特性粘度為0.645，特性粘度太低，聚酯分子量小，紡絲過程拉伸困特性粘度太低，聚酯分子量小，紡絲過程拉伸困難，粘度太高，拉伸時(shí)拉伸應(yīng)力過大，大分子不難，粘度太高，拉伸時(shí)拉伸應(yīng)力過大，大分子不好取向。好取向。2 端羧基含量端羧基含量 一般來說，端羧基的來源主要為未反應(yīng)一般來說，端羧基的來源主要為未反應(yīng)TPA或降解后的產(chǎn)生，從理論上講，完全反應(yīng)的或降解后的產(chǎn)生，從理論上講，完全反應(yīng)的聚酯的端羧基應(yīng)該為零，實(shí)際上，因?yàn)楦鞣N因素聚酯的端羧基應(yīng)該為零，實(shí)際上，因?yàn)楦鞣N因素的存在，各種工藝條件下聚酯切片的端羧基含量的存在，各種工藝條件下聚酯切片的

9、端羧基含量有很大的不同。有很大的不同。2021/6/21173 熔點(diǎn)熔點(diǎn) 由于各種副反應(yīng)的存在，使得聚酯中存在部分雜質(zhì)，由于各種副反應(yīng)的存在，使得聚酯中存在部分雜質(zhì)，同時(shí)聚合物結(jié)晶的缺陷和各處結(jié)晶度的差異也會(huì)影響聚酯同時(shí)聚合物結(jié)晶的缺陷和各處結(jié)晶度的差異也會(huì)影響聚酯的熔點(diǎn)，實(shí)際聚酯的熔點(diǎn)都在的熔點(diǎn)，實(shí)際聚酯的熔點(diǎn)都在265以下，熔點(diǎn)溫度是某以下，熔點(diǎn)溫度是某一個(gè)范圍。國(guó)標(biāo)中對(duì)熔點(diǎn)的規(guī)定在一個(gè)范圍。國(guó)標(biāo)中對(duì)熔點(diǎn)的規(guī)定在252 262之間。之間。4 二甘醇二甘醇 聚酯二甘醇是衡量生產(chǎn)過程中醚化副反應(yīng)程度的一個(gè)聚酯二甘醇是衡量生產(chǎn)過程中醚化副反應(yīng)程度的一個(gè)重要指標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，二甘醇含量的增加。

10、可使聚重要指標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，二甘醇含量的增加。可使聚酯的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)下降，耐熱氧化性和耐光性變差。在同酯的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)下降，耐熱氧化性和耐光性變差。在同樣的染色條件下，可使聚酯纖維的染色加深，上色率提高樣的染色條件下，可使聚酯纖維的染色加深，上色率提高。2021/6/21185 色度色度 聚酯的色度是一個(gè)綜合指標(biāo)，不僅受到消光劑和催聚酯的色度是一個(gè)綜合指標(biāo)，不僅受到消光劑和催化劑等的影響，同時(shí)也受到聚酯生產(chǎn)中本身生產(chǎn)過程的影化劑等的影響，同時(shí)也受到聚酯生產(chǎn)中本身生產(chǎn)過程的影響。不管是外來色度的影響還是內(nèi)在質(zhì)量造成的聚酯色度響。不管是外來色度的影響還是內(nèi)在質(zhì)量造成的聚酯色度影響，均會(huì)使纖維的

11、色度發(fā)黃，影響纖維的外觀，尤其是影響，均會(huì)使纖維的色度發(fā)黃，影響纖維的外觀，尤其是降解或者金屬催化劑離子造成的色度發(fā)黃發(fā)灰，容易使紡降解或者金屬催化劑離子造成的色度發(fā)黃發(fā)灰，容易使紡絲過程中粘度降增加。絲過程中粘度降增加。6 二氧化鈦含量二氧化鈦含量 TiO2的作為消光劑加入聚酯產(chǎn)品中，其用量根據(jù)用的作為消光劑加入聚酯產(chǎn)品中，其用量根據(jù)用戶的需求來確定，一般來說有光切片含量小于戶的需求來確定，一般來說有光切片含量小于0.12%，半，半消光切片一般在消光切片一般在0.120.5%之間。之間。2021/6/2119三廢處理w廢水處理 聚酯廢水的處理是在廠內(nèi)進(jìn)行，處理的主要手段是酸堿中和，使廢水 PH 值達(dá)到 6580；冷卻廢水，使送到給排水廠的水溫在 40以下；在廢水集中池中沉降除去較大顆粒狀的固體物質(zhì)。 2021/6/21202 廢渣處理廢渣處理 與廢水量相比較，聚酯生產(chǎn)的廢渣較少，但隨著生產(chǎn)的繼續(xù)，廢渣量不斷增加，處理不好，容易造成二次污染。廢渣主要有2個(gè)來源，相應(yīng)有2種處理方法。（1） 廢水中的固體廢棄物處理：廢水中的固體物質(zhì)主要是清洗水中夾帶的對(duì)苯二甲酸、低聚物地板清洗水中的 TiO2粉、切片粉末等 ,可靜置分層后處理。（2）