PTA顆粒分布與工藝參數(shù)優(yōu)化

1、 PTA顆粒分布與工藝參數(shù)優(yōu)化覃善木1 王文雄2(1. 珠海裕華股份有限公司聚酯分廠, 珠海519080; 2. 珠海調(diào)市紡織工業(yè)集團(tuán)公司,珠海519015)摘要：本文通過(guò)分析不同PTA的分布狀況，創(chuàng)造性地將PTA顆的分布狀況分為四種 類(lèi)型：集中型（標(biāo)準(zhǔn)型）、分散型、偏小型和偏大型。通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)踐，優(yōu) 化出不同顆粒的分布的PTA對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)，解決生產(chǎn)過(guò)程中因更換PTA造 成的工藝波動(dòng)問(wèn)題，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和連續(xù)性。關(guān)鍵詞：PTA顆粒分布狀況，摩爾比、溫度、料位。前言PTA的顆粒大小通常可以用平均粒徑、顆粒分布（過(guò)篩百分率）、堆積密度來(lái)表示。PTA的平均粒徑越大，表示該P(yáng)TA顆粒越大，反之

2、則越??；顆粒分布表示方法目前沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。一般認(rèn)為通過(guò)小目篩網(wǎng)（如45um）的百分率越多，表示此種PTA的粒徑越?。环粗畡t認(rèn)為此種PTA的粒徑越大；而PTA的堆積密度越大，表示此種PTA越小，反之則認(rèn)為此種PTA的徑越大。由于種種原因，到目前為此仍未見(jiàn)三種表示方法的相互關(guān)系。關(guān)于PTA顆粒大小對(duì)酯化反應(yīng)的影響，有的認(rèn)為PTA顆粒越大，溶解速度越慢，酯化反應(yīng)也越慢，需要的溫度越高；PTA顆粒越小，溶解速度越快，酯化反應(yīng)也越快1，2；有的則認(rèn)為PTA顆粒越大，PTA顆粒結(jié)構(gòu)疏松，溶解速度越快，反應(yīng)也越快；PTA顆粒越小，PTA顆粒結(jié)構(gòu)緊密，不易溶解，反應(yīng)也越慢3。目前并沒(méi)有成熟理論，在實(shí)踐中

3、沒(méi)有指導(dǎo)意義，本文通過(guò)對(duì)本廠投產(chǎn)以來(lái)所使用的PTA，從顆粒分布狀況進(jìn)行歸類(lèi)，探討顆粒分布法與堆積密度兩種粒度表示法的關(guān)系；并對(duì)PTA的顆粒分布狀況與酯化反應(yīng)工藝參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行探討。一、不同PTA的使用情況1、不同PTA的顆粒分布狀況 不同PTA的顆粒分布及分布曲線見(jiàn)表1和圖1。2、不同PTA對(duì)應(yīng)工藝參數(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量 a . 表2所示為在產(chǎn)量為95T/D97T/D時(shí)，不同顆粒分布的PTA (表1中第16號(hào)) 所使用的反應(yīng)條件及產(chǎn)品質(zhì)量。 b. 表3為在產(chǎn)量為90T/D92T/D時(shí)，不同顆粒分布的PTA (表1中第710號(hào))所使 用的反應(yīng)條件及產(chǎn)品質(zhì)量。 表1：不同PTA的顆粒分布狀況序號(hào)粒度分布堆

4、積密度04545160m160224m224315m大于315m12.450.835.69.41.8894.222.360.628.77.11.3881.632.468.824.23.41.2855.947.168.320.93.10.6893.85769.317.84.71.2914.1610.775.211.51.80.8899.675.956.825.510.61.2936.686.1858.3223.3111.296.375.616.40.80.9901.2109.775.412.31.80.8908.3116.96322.26.21.712043.638.616.11.7902137

5、.5877.4212.91.80.3902.6140.435.726.324.72.9883.5158.857.923.19.30.9933.61611.458.721.47.70.8925.3178.960.722.57.20.7936.71811.153.8249.91.2971.4197.75823.39.91.1943.4201.177.914.85.90.3923.0210.861.628.29.00.4867.0224.775.414.74.70.5894.1239.672.414.83.00.2926.5240.264.727.37.40.4912.6254.468.420.16

6、.50.6957.9表2.不同PTA的顆粒在產(chǎn)量為95T/D97T/D時(shí)，所使用的反應(yīng)條件及結(jié)果序號(hào)產(chǎn)量T/D反應(yīng)條件 產(chǎn)品 DEG w.t %產(chǎn)品COOHmol/t 色值摩爾比TIC-111 PIC-111 kpaLIC-111 %TIC-121 LAB1951.11262.5165802701.2125.179.4-4.94.52971.10526316582270.51.2528.679.5-4.33.83971.12261.5165852681.1226.778.8-4.03.34951.14261.5160952711.1122.275.5-2.53.65971.1226316585

7、269.51.1924.879.0-3.24.56961.11261.5160802691.0624.178.5-4.03.6表3.不同PTA的顆粒在產(chǎn)量為90T/D92T/D時(shí)，所使用的反應(yīng)條件及結(jié)果序號(hào)產(chǎn)量T/D反應(yīng)條件產(chǎn)品DEGw.t%產(chǎn)品COOHmol/t產(chǎn)品色值摩爾比TIC-111PIC-111kpaLIC-111%TIC-121 LAB7921.10263165852691.3523.081.5-3.93.88901.1326116090270.51.0922.780.9-3.54.89921.115260165852681.1825.480.1-4.14.010901.12226

8、016090269.51.2226.376.2-2.62.8二、 分析與討論 1、PTA的顆粒分布狀況 從圖12的曲線分析，PTA的顆粒分布曲線特點(diǎn)是峰出現(xiàn)在160m附近。大 概有如下幾種情形：（1） 從第3、4、5及25號(hào)樣品的曲線圖分布可以看出，這幾種PTA的顆粒分布屬比較標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布曲線（稱(chēng)集中型或標(biāo)準(zhǔn)型），圖形的峰較高，曲線以160m為對(duì)稱(chēng)性中心，這種PTA的顆粒分布為大顆粒（大于224m）與小顆粒（小于45m） 較少而且數(shù)量相當(dāng)，PTA顆粒分布集中。（2） 從第7、8、11、15、16、17、18、19號(hào)樣品的曲線分布圖可以看出，這幾種PTA的顆粒分布屬分散型，圖形以160m為對(duì)稱(chēng)

9、性中心但峰最矮且較寬，PTA顆粒分布為大顆粒與小顆粒都較多，PTA顆粒分布分散。（3） 從第6、9、10、13、20、22及23號(hào)樣品的曲線分布圖可以看出，這幾種PTA 的顆粒分布屬偏小型，曲線特征是圖形不以160m為對(duì)稱(chēng)性中心，左邊面 積比右邊面積大，峰特別尖，而且狹窄，PTA顆粒分布為小顆粒較多，大顆 粒少。（4） 從第1、2、21、24號(hào)樣品的曲線分布圖可以看出，這幾種PTA的顆粒 分布屬偏大型，圖形的特征是圖形也不以160m為對(duì)稱(chēng)性中心，左邊面積比右邊面積小，峰較矮，且寬，PTA顆粒分布為大顆粒較多，小顆粒較少。12和14號(hào)樣品比較特別，也少見(jiàn)，可歸偏大型，也可以稱(chēng)之為不規(guī)則型。各種類(lèi)

10、型的分布曲線見(jiàn)圖1。2、PTA顆粒分布與堆積密度 從表1可看出，PTA顆粒分布與堆積密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系， 表1中7、8、11、15、16、17、18、19號(hào)樣品的堆積密度最大，而且相近，即通常所說(shuō)這些PTA顆粒最小，而事實(shí)上這些PTA的顆粒分布分散。這是由于顆粒分布屬分散型的PTA，各種粒子分布分散，相互之間交互堆積，所占體積小，堆積密度大。表1中6、9、10、13、20、22、24號(hào)樣品的堆積密度第二，而且也相近，這些PTA顆粒通常認(rèn)為比前一種大，而事實(shí)上這些PTA的顆粒分布屬偏小型，表1中1、2、12、14、21、24號(hào)樣品的堆積密度較小，而且相近，這些PTA顆粒通常認(rèn)為是最大

11、，事實(shí)上這些PTA的顆粒分布屬偏大型，表1中3、4、5、25號(hào)樣品的堆積密度有最大也有最小，事實(shí)上這些PTA的顆粒分布屬標(biāo)準(zhǔn)型，如果假定顆粒都是圓球型，PTA顆粒分布屬標(biāo)準(zhǔn)型，各種粒子分布均勻，如果球體直徑大，所占體積大，堆積密度小，如果球體直徑小，所占體積小，堆積密度大。可見(jiàn)通常所說(shuō)的PTA顆粒大小是一個(gè)籠統(tǒng)概念，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)意義不大，而通過(guò)分析PTA的顆粒分布可了解各種PTA 顆粒的分布狀況，掌握PTA性能。在生產(chǎn)過(guò)程中，不斷總結(jié)不同顆粒分布的 PTA的使用條件，摸索不同顆粒分布的PTA的所需工藝條件的規(guī)律，從而縮短 工藝優(yōu)化過(guò)程，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和均一性。3、PTA顆粒與工藝參數(shù)

12、 由表2及表3數(shù)據(jù)可看出：日產(chǎn)量相同，PTA顆粒不同，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)條件不同。(1) 第3、4、5號(hào)測(cè)試結(jié)果可以看出，顆粒分布屬集中型的PTA，在相同產(chǎn)量下，既可以采用較高的酯化條件，也可以采用較低的酯化條件；這是因?yàn)镻TA顆粒分布均勻、集中，PTA溶解速度一致，PTA的適應(yīng)性好的緣故。(2) 第7、8號(hào)測(cè)試結(jié)果可以看出，顆粒分布屬分散型的PTA，在相同產(chǎn)量下，需要較特別的反應(yīng)條件，有時(shí)必須采用較低的EG/PTA摩爾比，較高酯化溫度和較低的酯化料位才可順利反應(yīng)。有時(shí)則必須采用較高的EG/PTA摩爾比，較低酯化溫度和較高的酯化料位才可順利反應(yīng)PTA顆粒分布分散；這是因?yàn)檫@種PTA的溶解速度差別較大，

13、酯化反應(yīng)速度差別也大。(3) 第6、9、10號(hào)測(cè)試結(jié)果可以看出，顆粒分布屬偏小型的PTA，小顆粒較多，即平均顆粒偏小，PTA溶解速度較快，反應(yīng)也較快，在相同產(chǎn)量下，采用較高的摩爾比，較低酯化溫度即可順利反應(yīng)。(4) 第1和2號(hào)測(cè)試結(jié)果表明，顆粒分布屬偏大型的PTA，大顆粒較多，即平均顆粒較大，因?yàn)镻TA在EG中溶解度小，而在酯化物中的溶解度大，PTA溶解速度較漫，反應(yīng)也較慢，PTA顆粒大溶解速度慢，在相同產(chǎn)量下，必須采用較低的EG/PTA摩爾比，較高酯化溫度才可順利反應(yīng)。采用較高溫度一方面加快PTA與EG的反應(yīng)，而酯化物生成速度加快，有利于PTA的溶解。最終結(jié)果加快反應(yīng)速度。采用較低的摩爾比，

14、主要是抑制副反應(yīng)的發(fā)生即DEG的生成。三、 結(jié)論 綜上所述，PTA顆粒分布狀況可分為四種類(lèi)型：集中型（標(biāo)準(zhǔn)型）、分散型、偏小 型、和偏大型。PTA的堆積密度對(duì)生產(chǎn)指導(dǎo)作用不大，PTA顆粒分布對(duì)生產(chǎn)的指 導(dǎo)具有實(shí)際意義，顆粒屬集中型的PTA，既可以采用較低的酯化條件，又可以采 用較高條件，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 。顆粒分布屬分散型PTA，需采用特別的工藝條件， 有時(shí)采用低摩爾比、高酯化溫度、低料位，有時(shí)采用高摩爾比、低酯化溫度、高 料位；在更換PTA時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生一定程度的波動(dòng)；顆粒分布屬偏小型的PTA， 宜采用較高的摩爾比，較低的酯化溫度；顆粒分布屬偏大型的PTA，宜采用較低 的摩爾比，較高的酯化溫度

15、。在生產(chǎn)實(shí)踐中，掌握PTA顆粒分布狀況與工藝參數(shù) 的相互關(guān)系，可大大縮短工藝優(yōu)化時(shí)間，解決生產(chǎn)中因更換PTA而造成的工藝波 動(dòng)，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和均一性。Discussion on the PTA particle size and the process parameter optimization Qin shan mu 1. Wang wen xiong 2 (1.Yu hua Polyester Co., of zhuhai 519080,China; 2. The Textile industry Grounp Co., of zhuhai 519015,China) Abstract: It is tried to classify the PTA particle distribution into four types: the standard one, the dispersion one, the small o