化工化纖基礎(chǔ)知識

1、關(guān)于化工化纖基礎(chǔ)知識第一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月一、化纖是什么？ 化學(xué)纖維(Chemical Fibers)是指以天然或人工高分子物質(zhì)為原料制成的纖維。化學(xué)纖維可根據(jù)原料來源的不同，分為再生纖維和合成纖維等。第二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）再生(人造)纖維(Artificial Fiber) 用纖維素和蛋白質(zhì)等天然高分子化合物為原料，經(jīng)化學(xué)加工制成高分子濃溶液，再經(jīng)紡絲和后處理而制得的紡織纖維。1、再生纖維素纖維 用天然纖維素為原料的再生纖維，由于它的化學(xué)組成和天然纖維素相同而物理結(jié)構(gòu)已經(jīng)改變，所以稱再生纖維素纖維。 粘膠纖維是以天然棉短絨、木材為原料制成的，

2、它具有幾個突出的優(yōu)點。第三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月粘膠纖維的優(yōu)點是：（1）手感柔軟光澤好，粘膠纖維像棉纖維一樣柔軟，絲纖維一樣光滑。（2）吸濕性、透氣性良好，粘膠纖維的基本化學(xué)成份與棉纖維相同，因此，它的一些性能和棉纖維接近，不同的是它的吸濕性與透氣性比棉纖維好，可以說它是所有化學(xué)纖維中吸濕性與透氣性最好的一種。（3）染色性能好，由于粘膠纖維吸濕性較強(qiáng)，所以粘膠纖維比棉纖維更容易上色，色彩純正、艷麗，色譜也最齊全。 粘膠纖維最大的缺點是濕牢度差，彈性也較差，織物易折皺且不易恢復(fù)；耐酸、耐堿性也不如棉纖維。第四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2、富強(qiáng)纖維俗稱虎木棉、強(qiáng)力人

3、造棉。它是變性的粘膠纖維。富強(qiáng)纖維同普通粘膠纖維（即人造棉、人造毛、人造絲）比較起來，有以下幾個主要特點：（1）強(qiáng)度大，也就是說富強(qiáng)纖維織物比粘膠纖維織物結(jié)實耐穿。（2）縮水率小，富強(qiáng)纖維的縮水率比粘膠纖維小1倍。（3）彈性好，用富強(qiáng)纖維制做的衣服比較板整，耐折皺性比粘膠纖維好。（4）耐堿性好，由于富強(qiáng)纖維的耐堿性比粘膠纖維好，因此富強(qiáng)纖維織物在洗滌中對肥皂等洗滌劑的選擇就不像粘膠纖維那樣嚴(yán)格。第五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月3、蛋白纖維以大豆為原料故亦稱大豆纖維。（上世紀(jì)90年代國內(nèi)新開發(fā)產(chǎn)品）（1）手感柔軟，像棉纖維一樣柔軟，絲纖維一樣光滑。（2）吸濕性、透氣性良好。（3）染色

4、性能一般。所以市面上銷售產(chǎn)品均為淺色內(nèi)衣。第六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）合成纖維(Synthetic Fiber)合成纖維是由合成的高分子化合物制成的。常用的合成纖維有滌綸、錦綸、腈綸、維綸、丙綸、氯綸、氨綸等。第七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.滌綸 滌綸的學(xué)名叫聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和包括80年代開發(fā)的聚對苯二甲酸丁二醇脂(PBT），近來開發(fā)聚對苯二甲酸丙二醇脂(PTT)簡稱聚酯纖維。滌綸是我國的商品名稱，國外有稱“大可綸”，“特利綸”，“帝特綸”等。滌綸由于原料易得、性能優(yōu)異、用途廣泛、發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在的產(chǎn)量已居化學(xué)纖維的首位。在世界范圍內(nèi)約占5

5、5%左右，國內(nèi)約占80%以上。第八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.滌綸 滌綸的優(yōu)點： 它的彈性比任何纖維都強(qiáng)；強(qiáng)度和耐磨性較好，由它紡織的面料不但牢度比其它纖維高出34倍，而且挺括、不易變形，有免燙的美稱；滌綸的耐熱性也是較強(qiáng)的；具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，在正常溫度下，都不會與弱酸、弱堿、氧化劑發(fā)生作用。第九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.滌綸滌綸的缺點： 染色性能差。吸濕性極差，由它紡織的面料穿在身上發(fā)悶、不透氣。 另外，由于纖維表面光滑，纖維之間的抱合力差，經(jīng)常摩擦之處易起毛、結(jié)球。其35%短纖維和65%棉混紡纖維織成布，俗稱“的確涼”。后續(xù)將對滌綸作比較詳細(xì)介紹，此處

6、不再多述。第十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.錦綸 錦綸是我國的商品名稱（也是當(dāng)時我國第一種能由錦西化工廠自己生產(chǎn)單體的化纖產(chǎn)品，故定名為“錦綸”），它的學(xué)名叫聚酰胺纖維；有錦綸6、錦綸66、錦綸1010等不同品種。錦綸在國外的商品名又稱“尼龍(Nylon)”，“耐綸”，“卡普綸(Caplon)”，“阿米綸”等。 錦綸是世界上最早的合成纖維品種，由德國法本公司于1939年開發(fā)成功尼龍6，并投入工業(yè)化生產(chǎn)。40年代風(fēng)靡上海灘的美國“玻璃絲襪”即是杜邦公司的尼龍66代表作。第十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.錦綸 由于性能優(yōu)良，原料資源豐富，因此一直是合成纖維產(chǎn)量最高的品

7、種。直到1970年以后，由于聚酯纖維的迅速發(fā)展，才退居合成纖維的第二位。在世界范圍內(nèi)約占35%左右，國內(nèi)約占15%左右。錦綸的最大優(yōu)點是強(qiáng)度高、耐磨性好，它的強(qiáng)度及耐磨性居所有纖維之首。第十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.錦綸錦綸的缺點與滌綸一樣，吸濕性和通透性都較差。在干燥環(huán)境下，錦綸易產(chǎn)生靜電，短纖維織物也易起毛、起球。錦綸的耐熱、耐光性都不夠好，熨燙承受溫度應(yīng)控制在140以下。此外，錦綸的保形性差，用其做成的衣服不如滌綸挺括，易變形。但它可以隨身附體，是制做各種體形衫的好材料。1）纖維 民用絲：長絲尼龍面料（塔夫綢）、襪子等 短絲呢絨毛線配料、造紙毛毯等 工業(yè)用絲：簾子布、

8、漁網(wǎng)、繩纜、降落傘 地毯絲（BCF)：錦綸地毯 鬃絲：釣魚線、搭扣拉鏈2）薄膜：流延膜、雙向拉伸膜（BOPA6）3）工程塑料：鐵路、汽車、電動工具、電器儀表第十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月簡單介紹尼龍6生產(chǎn)過程：從石油分離中獲得的苯為原料，經(jīng)加氫得到環(huán)己烷、液態(tài)環(huán)己烷在催化劑存在下進(jìn)行空氣氧化，產(chǎn)生環(huán)己酮和環(huán)己醇、再將環(huán)己醇脫氫也得到環(huán)己酮。環(huán)己酮經(jīng)羥胺肟化、貝克曼轉(zhuǎn)位得到粗己內(nèi)酰胺，將其精制后獲得產(chǎn)品己內(nèi)酰胺(Caplonlactam)。 目前國內(nèi)僅有四家生產(chǎn)工廠：南京帝斯曼(DSM)公司、石家莊煉化己內(nèi)酰胺廠、湖南巴陵石化鷹山石化廠 和浙江巨化公司錦綸廠。正在建設(shè)的是浙江恒逸

9、集團(tuán)己內(nèi)酰胺有限公司。 己內(nèi)酰胺聚合生成聚己內(nèi)酰胺，經(jīng)造粒（切片）、萃取、干燥，紡絲獲得錦綸6（尼龍6）。第十四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 再簡單介紹尼龍66生產(chǎn)過程：前面部分與上相同，環(huán)己烷氧化得到的環(huán)己酮和環(huán)己醇混合物簡稱KA油，經(jīng)硝酸氧化獲得粗己二酸、將其精制后獲得產(chǎn)品精己二酸。 二個丙烯腈經(jīng)電解偶聯(lián)得到己二腈，己二腈再進(jìn)行加氫制得己二胺。 將己二酸和己二胺混合進(jìn)行縮聚，獲得尼龍66。紡絲得到錦綸66。 第十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 3.腈綸 腈綸是國內(nèi)的商品名稱，其學(xué)名為聚丙烯腈纖維。國外又稱“奧綸”，“考特爾”，“德拉綸”等。 腈綸的外觀呈白色、卷曲、

10、蓬松、手感柔軟，酷似羊毛，多用來和羊毛混紡或作為羊毛的代用品，故又被稱為“合成羊毛”，亦稱“膨體紗”。 腈綸的吸濕性不夠好，但潤濕性卻比羊毛、絲纖維好。它的耐磨性是合成纖維中較差的，腈綸纖維的熨燙承受溫度在130以下。第十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月簡單介紹腈綸生產(chǎn)過程：從石油分離中獲得的丙烯為原料與氫氰酸反應(yīng)生成丙烯腈，丙烯腈聚合生成聚丙烯腈，將其紡成短纖維即是腈綸。（少有長絲）主要生產(chǎn)廠商：中石油撫順石化公司、蘭州石化公司，中石化上海金山石化公司。第十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月4.維綸 維綸的學(xué)名為聚乙烯醇縮甲醛纖維。國外又稱“維尼綸”，“維納爾”等。維綸潔白

11、如雪，柔軟似棉，因而常被用作天然棉花的代用品，人稱“合成棉花”。維綸的吸濕性能是合成纖維中吸濕性能最好的。另外，維綸的耐磨性、耐光性、耐腐蝕性都較好。最大缺點是染色性能差，其成品布顏色單調(diào)只有一個淺灰。國內(nèi)工廠北京有機(jī)化工廠、上海金山石化二分廠、石家莊維尼綸廠、吉林省四平聯(lián)合化工廠和貴州有機(jī)化工廠、湖南維尼綸廠、福建紡織化纖集團(tuán)維綸廠、蘭州新西部維尼綸有限公司、中石化四川維尼綸廠(重慶長壽）等。采用電石法生產(chǎn)該產(chǎn)品的北京、吉林、湖南、貴州、石家莊五家工廠早已經(jīng)停業(yè)。第十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月5.氯綸 氯綸的學(xué)名為聚氯乙烯纖維。國外有“天美龍”，“羅維爾”之稱。氯綸的優(yōu)點較多

12、，耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)；導(dǎo)熱性能比羊毛還差，因此，保溫性強(qiáng)；電絕緣性較高，難燃。另外，它還有一個突出的優(yōu)點，即用它織成的內(nèi)衣褲可治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎或其它傷痛，而對皮膚無刺激性或損傷。氯綸的缺點也比較突出，即耐熱性極差。 一般生產(chǎn)長絲。而聚偏氯乙烯纖維大多以短纖維為主。第十九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月6.氨綸 氨綸的學(xué)名為聚氨酯彈性纖維，國外又稱“萊卡(Lycra)”，“斯潘齊爾”等。它是一種具有特別的彈性性能的化學(xué)纖維，1959年開始工業(yè)化生產(chǎn)，并成為發(fā)展最快的一種彈性纖維。其代表性生產(chǎn)廠商：美國杜邦公司干法和日本東洋紡濕法。第二十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月6.氨綸 氨綸彈

13、性優(yōu)異，伸長率300500%。而強(qiáng)度比乳膠絲高23倍，線密度也更細(xì)，并且更耐化學(xué)降解。氨綸的耐酸堿性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均較好。氨綸纖維一般不單獨使用，而是少量地?fù)饺肟椢镏?，如與其它纖維合股或制成包芯紗，用于織制彈力織物。第二十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月6.氨綸 原料：20%MDI(二苯甲烷二異氰酸酯）+80%PTMG（聚丁二醇）生產(chǎn)廠商：干法：上海青浦杜邦 濕法：山東煙臺氨綸，江蘇連云港（杜鐘）、常熟（泰光）、江陰（雙良），浙江蕭山（舒爾姿）、嘉興（曉星）、瑞安（華峰）、紹興（五環(huán)）、海寧（新高纖維）、諸暨、義烏、余姚等等。第二十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于20

14、22年6月 7.丙綸 聚丙烯纖維。丙綸的優(yōu)點耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)；其缺點是吸濕性差、抗靜電性能不良。因此，服裝用已經(jīng)不見蹤影，其長絲都用于織造工業(yè)濾布和地毯絲（BCF）制成丙綸地毯。 中空長纖維制作超濾膜。 短絲用作土工布（無紡布）第二十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月8.其它其它尚有聚乙烯纖維（乙綸）、聚四氟乙烯纖維（氟綸）、聚間苯二甲酰間苯二胺纖維（芳綸1414）、聚酰亞胺纖維、碳素纖維、酚醛纖維等等。20世紀(jì)50年代開展合成纖維的改性研究，主要是用物理和化學(xué)方法改善合成纖維的吸濕、染色、抗靜電、阻燃、抗污、抗起球等性質(zhì)?？傊?，合成纖維向著差別化纖維和功能性纖維發(fā)展。第二十四張，PPT

15、共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月8.其它為了達(dá)到上述目的開發(fā)出以下各種不同形態(tài)和特性的纖維：（1）異型纖維 “三異一空”即異截面、異徑、異收縮和中空（2）復(fù)合纖維 錦滌復(fù)合絲（3）變形纖維 DTY ATY（4）有色纖維（5）離子型纖維 陽離子可染第二十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月8.其它（6）超細(xì)纖維（7）海島纖維（8）阻燃纖維 （添加溴系或氮系阻燃劑）（9）抗靜電纖維 （10）抗污纖維（添加納米材料）（11）特種纖維 芳綸1414、聚酰亞胺纖維、碳素纖維等第二十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、聚酯纖維生產(chǎn)聚酯纖維是由二元醇和二元酸聚酯線型大分子所構(gòu)成的合成纖維。19

16、41年英國卡利科印染工作者協(xié)會（CPA)協(xié)議選用對稱芳香族二元酸對苯二甲酸和乙二醇縮聚，制成了聚對苯二甲酸乙二醇脂(英文Polyester縮寫PET)，并成功地在實驗室中將其制成了有實用價值的聚酯纖維。并被命名為特麗綸（Terylene)。1942年CPA取得專利權(quán)。1946年美國杜邦公司購買了CPA專利，且于1951年開始建廠，1953年建成世界上第一個聚酯纖維生產(chǎn)工廠，年生產(chǎn)能力16000噸。其商品名定為達(dá)克綸（Dacron)。第二十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、聚酯纖維生產(chǎn)1947年英國帝國化學(xué)工業(yè)公司（I.C.I)從CPA購得除美國外的全世界專利權(quán)。并分別于1949年和

17、1955年建成年產(chǎn)1000噸中試工廠和5000噸生產(chǎn)工廠。商品名仍為特麗綸。此后，德國赫斯特公司(Hechst)、恩卡.格拉斯道夫(Ena Glanzstoff)公司，法國隆布利(Rhne-Poulene)公司，意大利蒙德迪松(Montedison)公司以及日本東麗和帝人公司均引進(jìn)了英國I.C.I(CPA)技術(shù)。并于50年代后期投入生產(chǎn)，從此聚酯纖維在世界范圍內(nèi)走上了快速發(fā)展的道路。第二十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月聚酯用途 分為纖維和非纖維二大類非纖維應(yīng)用包括薄膜、容器和工程塑料。目前，非纖用聚酯發(fā)展很快，世界上非纖用聚酯已占聚酯需求總量的2030。 2010年世界聚酯產(chǎn)能約為

18、6825萬噸，其中亞洲及遠(yuǎn)東地區(qū)約為4832萬噸。實際產(chǎn)量約為5372萬噸，其中亞洲及遠(yuǎn)東地區(qū)約為3612萬噸。而中國產(chǎn)量就達(dá)2356萬噸。第二十九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 纖維用聚酯民用絲：長絲滌綸面料、經(jīng)編織物 短絲滌棉布料、滌腈毛混紡、滌麻混紡、噴膠棉及滌棉填充料、無紡布工業(yè)用絲：簾子布、各類帆布、硬繩線、漁網(wǎng)、工業(yè)縫紉線、纜繩、輸送帶、安全帶、吊裝帶、牽引帶、緊固帶、燈、箱廣告布、土工織物纖維用聚酯：全世界 3352 其中：短絲 1379 長絲 1972 亞洲及遠(yuǎn)東 2817 其中：短絲 1124 長絲 1693第三十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.非纖

19、維用聚酯薄膜 流延膜、雙向拉伸膜（BOPET)攝影膠片片基、包裝膜、印刷膜、 鍍鋁膜、燙金膜、亞光膜、高透明膜、高強(qiáng)度金拉線膜、膠帶膜、絕緣膜、護(hù)卡膜、電容膜等。第三十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.非纖維用聚酯塑料：飲料、礦泉水、食油等包裝瓶工程塑料：電子電器、汽車、輕工、機(jī)械等非纖用聚酯 全世界 塑料 1613 薄膜 175 亞洲及遠(yuǎn)東 562 106第三十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）聚酯纖維性能 1、強(qiáng)度高。短纖維強(qiáng)度為2.65.7cN/dtex，高強(qiáng)力纖維為5.6 8.0cN/dtex。由于吸濕性較低，它的濕態(tài)強(qiáng)度與干態(tài)強(qiáng)度基本相同。耐沖擊強(qiáng)度比錦綸高

20、4倍，比粘膠纖維高20倍。 2、彈性好。彈性接近羊毛，當(dāng)伸長5%6%時，幾乎可以完全恢復(fù)。耐皺性超過其他纖維，即織物不折皺，尺寸穩(wěn)定性好。彈性模數(shù)為22141cN/dtex，比錦綸高23倍。 3、耐熱性和熱穩(wěn)定性在合成纖維織物中是最好的。 4、滌綸表面光滑，內(nèi)部分子排列緊密。 第三十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）聚酯纖維性能 5、耐磨性好。耐磨性僅次于耐磨性最好的錦綸，比其他天然纖維和合成纖維都好。 6、耐光性好。耐光性僅次于腈綸。 7、耐腐蝕。可耐漂白劑、氧化劑、烴類、酮類、石油產(chǎn)品及無機(jī)酸。耐稀堿，不怕霉，但熱堿可使其分解。 8、染色性較差，但色牢度好，不易褪色。 第三十

21、四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）聚酯纖維品種滌綸的大類品種有短纖維、拉伸絲、變形絲、裝飾用長絲、工業(yè)用長絲以及各種差別化纖維。 第三十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1.滌綸短纖維（1）按物理性能區(qū)分：高強(qiáng)低伸型、中強(qiáng)中伸型、低強(qiáng)中伸型、高模量型、高強(qiáng)高模量型 （2）按后加工要求區(qū)分：棉型、毛型、麻型、絲型 （3）按用途區(qū)分：服裝用、絮棉用、裝飾用、工業(yè)用 （4）按功能區(qū)分：陽離子可染、吸濕、阻燃、有色、抗起球、抗靜電 （5）按纖維截面區(qū)分：異型絲、中空絲。 第三十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.滌綸長絲 （1）初生絲：未拉伸絲（低速紡絲）（LOY）、半

22、預(yù)取向絲（中速紡絲）（MOY）、預(yù)取向絲（高速紡絲）（POY）、高取向絲（超高速紡絲）（HOY） （2）拉伸絲：拉伸絲（低速拉伸絲）（DY）、全拉伸絲（紡絲拉伸一步法）（FDY）、全取絲（紡絲一步法）（FOY） （3）變形絲：常規(guī)變形絲（TY）、拉伸變形絲（DTY）、空氣變形絲（ATY）。 第三十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）聚酯生產(chǎn)工藝 PET主要用途為合成纖維、聚酯薄膜、聚酯包裝瓶和工程塑料。用途不同，對特性黏度要求也不同，常規(guī)PET特性黏度為066068dLg，瓶用為075095dLg，紡高強(qiáng)纖維為09015dLg，工程塑料為08105dLg。新開發(fā)的超高分子量PET纖

23、維特性黏度達(dá)23dLg。第三十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）聚酯生產(chǎn)工藝 其生產(chǎn)工藝路線很多。PET制造大致分為二個階段，第一階段是由基本原料對二甲苯、甲苯、鄰苯二甲酸酐等制取聚酯中間體對苯二甲酸二甲脂(DMT)或?qū)Ρ蕉姿?TPA)。第二階段是由對苯二甲酸二甲脂或?qū)Ρ蕉姿岷鸵叶?EG)進(jìn)行酯化或酯交換，生成聚酯單體對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)，進(jìn)而縮聚成PET。第三十九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.聚酯中間體生產(chǎn)工藝 制造聚酯中間體DMT或PTA的主要原料對二甲苯(PX)。由于當(dāng)時技術(shù)條件限制而無法從石油煉制中大量獲得情況下；50年代末和60年代采用煤

24、煉焦副產(chǎn)品鄰二甲苯(OX)、萘和甲苯為基本原料生產(chǎn)聚酯中間體。第四十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）第一亨格爾法 以萘或鄰二甲苯(OX)為基本原料，經(jīng)氧化制得鄰苯二甲酸酐（簡稱苯酐）；苯酐與氫氧化鉀(KOH)反應(yīng)生成鉀鹽；該鹽在催化劑作用下進(jìn)行高溫轉(zhuǎn)位或歧化轉(zhuǎn)變成對苯二甲酸二鉀，再用甲醇酯化（或置換）生成DMT。該法由于不易大型化和連續(xù)化，又需價格昂貴的KOH，故已被淘汰。第四十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（2） 第二亨格爾法 以甲苯為基本原料經(jīng)氧化制得苯甲酸，與氫氧化鉀(KOH)反應(yīng)生產(chǎn)苯甲酸鉀；將其在催化劑作用下進(jìn)行高溫歧化得到對苯二甲酸二鉀和苯。前者再用甲醇酯

25、化（或置換）生成DMT。同上理由且生成等分子苯，不易處理，亦已停產(chǎn)。第四十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）對二甲苯(PX)氧化酯化法（威頓法）制取DMT 首先，在130140oC、0.10.5bar條件下進(jìn)行鈷催化空氣氧化成對甲基苯甲酸（PT酸)，接著用甲醇(CH3OH)酯化生成對甲基苯甲酸甲酯(PT脂)；再將PT脂進(jìn)一步氧化成對苯二甲酸單甲酯(MMT)，最后再用甲醇酯化MMT生成對苯二甲酸二甲脂(DMT)。本法已基本上被淘汰。第四十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）對二甲苯(PX)氧化制取對苯二甲酸(PTA)隨著石油化工技術(shù)的不斷進(jìn)步，與煉油裝置和乙烯生產(chǎn)裝置大

26、型化同時出現(xiàn)的聯(lián)合芳烴裝置，為獲得大量苯、甲苯、混合二甲苯和乙苯(BTX)提供了可能?；旌隙妆降亩ㄏ虍悩?gòu)化技術(shù)成功使直接獲得對二甲苯變得非常容易，為大規(guī)模、連續(xù)化生產(chǎn)PTA提供了可能。（見原油到合成纖維例圖） 特別是阿莫科(Amoco)公司開發(fā)的高溫氧化法，以其工藝先進(jìn)、流程較短、產(chǎn)品質(zhì)量高，而得以大量采用，是目前主流方法。其簡要生產(chǎn)過程如下：第四十四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）對二甲苯(PX)氧化制取對苯二甲酸(PTA)PX在溶劑醋酸(HAc)中，160oC、1215bar條件下進(jìn)行催化空氣氧化，得到粗對苯二甲酸(CTA)，經(jīng)結(jié)晶分離回收溶劑后；CTA再經(jīng)加氫精制、結(jié)晶、

27、干燥獲得產(chǎn)品精對苯二甲酸（PTA）。單套裝置生產(chǎn)規(guī)模已從本世紀(jì)初3040萬噸提高到中期60萬噸，到目前已達(dá)到120150萬噸。（介紹有關(guān)工廠簡況）第四十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2.聚酯單體(BHET)制造方法 制造聚酯中間體DMT或PTA的主要原料對二甲苯(PX)。由于當(dāng)時技術(shù)條件限制而無法從石油煉制中大量獲得情況下；50年代末和60年代采用煤煉焦副產(chǎn)品鄰二甲苯(OX)、萘和甲苯為基本原料生產(chǎn)聚酯中間體。第四十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）DMT和EG的酯交換法 在聚酯生產(chǎn)早期，由于對苯二甲酸在常用溶劑中難溶，受熱時有升華和脫羧現(xiàn)象，精制困難，一般先制成DM

28、T再提純 使用。DMT和EG的酯交換法歷史長、技術(shù)成熟、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。1964年前生產(chǎn)BHET幾乎全部采用此法；但是，由于PTA轉(zhuǎn)化為DMT后再和EG反應(yīng)不如PTA直接酯化合理，而且這種方法還付產(chǎn)甲醇，需增加回收設(shè)備，經(jīng)濟(jì)上不如直接酯化合理。 但只有當(dāng)1965年阿莫科(Amoco)公司開發(fā)成功直接酯化法后，漸被淘汰。第四十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）PTA和EG的直接酯化法直接酯化法工業(yè)化較晚，其原因是：（1）PTA精制困難；（2）PTA和EG為非均相反應(yīng)，反應(yīng)既難均勻，反應(yīng)速率又慢；（3）PET產(chǎn)品中二甘醇含量較高，色相較差。1965年后這些問題相繼獲得解決，本法才得到快

29、速發(fā)展，并成為目前PET的最主要生產(chǎn)方法。其主要優(yōu)點是：原料費用降低。生產(chǎn)1kg聚酯需要的DMT理論值為1.01kg，而PTA理論值僅為0.865kg。因此，從理論需要量看DMT將比PTA多17%。不副產(chǎn)甲醇，可省去甲醇回收設(shè)備。酯化反應(yīng)可以不用催化劑，聚合物的熱穩(wěn)定性好。更適合于生產(chǎn)高粘度聚酯。第四十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（3） PTA和EO（環(huán)氧乙烷）加成法 加成法從理論上看最為經(jīng)濟(jì)，乙二醇是由環(huán)氧乙烷加水而成；實驗室的試驗亦非常成功。但由于環(huán)氧乙烷在常壓下的沸點僅10.7oC，通常情況下為氣體，運輸比較困難；同時反應(yīng)副產(chǎn)的乙二醇處理麻煩，故而至今未見大規(guī)模生產(chǎn) 第四十

30、九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.聚酯單體(BHET)的縮聚聚酯中間體DMT或PTA和EG通過脂交換或酯化反應(yīng)生成對苯二甲酸雙羥乙脂(BHET)，再經(jīng)縮聚反應(yīng)即可制得聚對苯二甲酸乙二脂(PET)。 由于在當(dāng)前采用PTA和EG直接酯化法大工業(yè)生產(chǎn)中，聚酯單體(BHET)生產(chǎn)和其縮聚反應(yīng)是同時在一條連續(xù)生產(chǎn)線中完成的，很難將聚酯單體制造和縮聚這二個過程分開來進(jìn)行，也不可能從過程中得到對苯二甲酸雙羥乙酯(BHET)這種中間體。所以，隨著直接酯化法廣泛運用，酯交換法逐步被淘汰。第五十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.聚酯單體(BHET)的縮聚 縮聚反應(yīng)有三種方法：溶液和懸浮縮聚法

31、、熔融縮聚法和固相縮聚法。目前世界各國均采用熔融縮聚。縮聚又分為間歇法和連續(xù)法兩大類。前者由于產(chǎn)量小、批次間差異造成質(zhì)量不穩(wěn)定；隨著工業(yè)裝置大型化已被淘汰。第五十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）直接酯化連續(xù)縮聚 本法主要分為以下五個步驟 ： 漿料配置 酯化 預(yù)縮聚 縮聚 乙二醇回收 （見聚酯生產(chǎn)流程） 第五十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月聚酯生產(chǎn)流程 直接酯化法采用PTA與EG直接酯化生產(chǎn)PET。PTA法分為間歇和連續(xù)工藝兩種，連續(xù)生產(chǎn)工藝由于優(yōu)勢明顯，目前已占主導(dǎo)地位。連續(xù)工藝又分為五釜流程、三釜流程和近年來開發(fā)的二釜流程。采用五釜生產(chǎn)工藝的有吉瑪Zimmer、鐘

32、紡、伊文達(dá)Inventa公司；采用三釜生產(chǎn)工藝的有杜邦Du Pont公司；采用二釜生產(chǎn)工藝的有意大利NOY公司。這些生產(chǎn)工藝縮聚工藝條件基本相似，主要酯化工藝差別較大。第五十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月聚酯生產(chǎn)流程 五釜流程有5個反應(yīng)器，酯化工藝有兩個串聯(lián)的反應(yīng)器，稱為第一酯化釜、第二酯化釜，縮聚工序為3個反應(yīng)器，為預(yù)縮聚釜、縮聚釜和后縮聚釜。工藝特點是：原料EGPTA之比較低，使產(chǎn)品中二甘醇(DEG)含量低；各級反應(yīng)條件適中，聚合度分配合理，產(chǎn)品質(zhì)量較高。 三釜流程有3個反應(yīng)器，酯化工藝有一個反應(yīng)器，稱為酯化釜，縮聚工序為兩個反應(yīng)器，為預(yù)縮聚釜和終縮聚釜。工藝特點是：原料EGP

33、TA之比較高(18195)，酯化反應(yīng)溫度較高(275280)，反應(yīng)時間較短。第五十四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月聚酯生產(chǎn)流程 五釜與三釜生產(chǎn)工藝各有自己的特點。兩者縮聚工藝基本相同，區(qū)別在于酯化工藝。五釜流程采用較低溫度和壓力，而三釜流程則采用高EGPTA摩爾比和較高的酯化溫度，強(qiáng)化反應(yīng)條件，加快反應(yīng)速度，縮短了反應(yīng)停留時間?？偟姆磻?yīng)時間五釜流程約為6lOh(其中酯化為55h)，三釜流程為354h(其中酯化為15h)。 二釜工藝有兩個反應(yīng)器，由意大利NOY公司推出。由一個預(yù)反應(yīng)釜和一個終聚釜組成；預(yù)反應(yīng)釜分上、中、下3部分，下部相當(dāng)于第一酯化釜，中部相當(dāng)于第二酯化釜，上部相當(dāng)于預(yù)聚

34、釜。該工藝流程短、設(shè)備少、節(jié)能、占地小，但反應(yīng)器之間完全剛性連接，沒有緩沖余地，一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就會影響全裝置，生產(chǎn)柔性小，目前使用還不多。第五十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月聚酯生產(chǎn)流程 我國五釜生產(chǎn)技術(shù)和裝置從Zimmer公司引進(jìn)投產(chǎn)的有北京燕山石化公司、江蘇儀化股份有限公司、廣東汕頭海洋公司、廣東汕頭聚酯廠、黑龍江阿城滌綸廠、江蘇儀化股份有限公司三廠、遼陽石化化纖公司、上海聯(lián)吉合纖有限公司、天津石化公司等。從瑞士Inventa公司引進(jìn)的有廣東佛山化纖聯(lián)合總公司、福建廈門利恒股份有限公司、廣東珠海裕華股份有限公司、廣東開平滌綸企業(yè)集體股份有限公司、浙江化纖聯(lián)合股份有限公司、

35、湖北昌豐化纖工業(yè)有限公司、四川廣漢化纖有限公司、湖南金迪化纖有限責(zé)任公司等。三釜生產(chǎn)技術(shù)和裝置引進(jìn)的有上海石化公司、廣東廣州亞美聚酯有限公司、海南興業(yè)聚酯有限公司、四川自貢聚酯有限公司、浙江杭州化纖、江蘇蘇州杜邦聚酯有限公司、山東淄博滌綸廠、河南洛陽石化總廠等。從日本鐘紡公司引進(jìn)的有上海石化公司、濟(jì)南化纖總公司、烏魯木齊石化總廠。 本公司有一套揚(yáng)州惠通設(shè)計的120kt/a 五釜直接酯化連續(xù)縮聚生產(chǎn)裝置。其中二臺酯化釜、二臺預(yù)縮聚釜、一臺終縮聚釜（后二臺縮聚釜為臥式釜）。第五十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）連續(xù)固相縮聚法(SSP，Solid State Polycondensa

36、tion) 在20世紀(jì)70年代中期又開發(fā)出了PET固相縮聚增黏技術(shù)，其工藝也有間歇和連續(xù)之分。1999年，Du Pont公司推出了一種新的PET聚合物生產(chǎn)專利技術(shù)，這種生產(chǎn)技術(shù)被稱為“新一代”PET技術(shù)，或簡稱NG3，專門用于生產(chǎn)瓶用高分子量的PET樹脂。 高分子量的PET樹脂廣泛應(yīng)用于碳酸飲料瓶、礦泉水瓶、熱灌裝飲料瓶、食品包裝材料、非食品包裝材料及工業(yè)絲(高強(qiáng)纖維)。瓶用PET的基本要求是特性黏度要達(dá)到080088，較纖維級的065左右為高；因為要與食品接觸，乙醛(AA)含量要低于110-6以下，瓶片的加工性能要好。在20世紀(jì)70年代中期開發(fā)出了PET固相縮聚增黏技術(shù)，一般有3種方法。第五

37、十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）連續(xù)固相縮聚法(SSP，Solid State Polycondensation)延長聚酯熔融聚合過程。這種方法需要較長的縮聚時間，隨著高聚物分子量的增長，熔體黏度呈指數(shù)增高，攪拌功率增大，流體輸送條件更嚴(yán)格；長時間反應(yīng)和270以上的高溫，使聚合物降解的概率增加，易引起各種副反應(yīng)，產(chǎn)品質(zhì)量變差，乙醛含量增高(00050015)，但這種方法生產(chǎn)成本較低，適合單一品種、大型化、連續(xù)化生產(chǎn)過程。使用擴(kuò)鏈劑。這種方法反應(yīng)速度快、時間短。但擴(kuò)鏈劑一般熱穩(wěn)定性差，也會引起副反應(yīng)或產(chǎn)生不需要的副產(chǎn)物。第五十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）連續(xù)

38、固相縮聚法(SSP，Solid State Polycondensation)固相縮聚法。分兩步進(jìn)行，首先用常規(guī)方法產(chǎn)出特性黏度為067左右的PET切片，加熱至PET的玻璃化溫度(7780)以上、熔點以下(約1040)，在真空或用惰性氣體(如氮氣)固相縮聚法增黏，由于反應(yīng)溫度大大低于熔融溫度，從而降解作用顯著降低，羧基和醛基含量較低，副產(chǎn)物如EG、水可借助真空或惰性氣體除去。產(chǎn)品具有熱穩(wěn)定性能好等優(yōu)點，特別適用于生產(chǎn)工業(yè)絲和各種聚酯瓶等產(chǎn)品，因而是目前主要使用的方法。第五十九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）連續(xù)固相縮聚法(SSP，Solid State Polycondensat

39、ion) NG3工藝 瓶用PET生產(chǎn)技術(shù)不斷改進(jìn)和優(yōu)化，最著名的是1999年Du Pont公司推出了一種新的PET生產(chǎn)專利技術(shù)，被稱為杜邦“新一代”PET技術(shù)，簡稱NG3。 NG3是第一種專門生產(chǎn)高黏度PET的工藝。在NG3工藝中，酯化反應(yīng)不變，縮聚不是在減壓下進(jìn)行，而是在常壓下進(jìn)行。NG3工藝先制得較低黏度(特性黏度為028，聚合度為2530)的中間體，送至回旋式顆料成形機(jī)制成半圓粒狀顆粒-“錠劑”，接著以帶溝槽的傳送帶輸出。切片在輸送過程中，已經(jīng)過預(yù)結(jié)晶，具有足夠強(qiáng)度，可直接送往結(jié)晶器和SSP反應(yīng)器，固態(tài)下進(jìn)行聚合制得特性黏度在080以上的瓶片。 在此之前，很多聚酯生產(chǎn)廠家都曾嘗試過這種工

40、藝，但都失敗了，主要原因是都未能將低分子量的聚合物制成顆粒 錠劑；杜邦公司則采用專利技術(shù)實現(xiàn)了將低分子量聚合物制成錠的過程。第六十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月同傳統(tǒng)的高黏度聚合工藝不同，NG3工藝具有一系列特點。反應(yīng)停留時間縮短5065，從而大大減少產(chǎn)品的降解，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。實現(xiàn)了將低分子量聚合物制成。錠劑，過程。這種微粒生成技術(shù)使得PET球具有獨特的晶體結(jié)構(gòu)，從而使材料具有一定的強(qiáng)度，以便進(jìn)行后續(xù)的固相聚合。這是NG3技術(shù)的核心，這種結(jié)構(gòu)可以有效地減少反應(yīng)設(shè)備，并且在進(jìn)行固相聚合前減少結(jié)晶時間。 第六十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月同傳統(tǒng)的高黏度聚合工藝不同，NG3工藝具有一系列特點。工藝簡化、生產(chǎn)和投資成本降低。NG3只采用二釜連續(xù)聚合，取消許多常規(guī)工藝中的工序，如采用真空系統(tǒng)、精制設(shè)備、噴淋冷凝器和熱冷凝物受槽等。這種新工藝可使新裝置的投資降低40%；采用NG3技術(shù)的裝置單線能力可達(dá)到200kta。NG3工藝生產(chǎn)的樹脂質(zhì)量可以達(dá)到或超過其他技術(shù)生產(chǎn)的樹脂。NG3樹脂用于下游生產(chǎn)時，有以下優(yōu)勢：速度產(chǎn)率高、模塑加工周期短、生產(chǎn)能力產(chǎn)量可提高36，極好的透明性和光澤性，非常適合于包裝市場，反應(yīng)中的環(huán)三聚物和其他一些低聚物含量比其他工藝降低了50，因此NG3樹脂非常適