聚酯最終報(bào)告聚合匯報(bào)

1、P3 其中，酯化反應(yīng)制取BHET的生產(chǎn)方法主要有三種，即酯交換法、直接酯化法和環(huán)氧乙烷法。直接酯化法是直接用 PTA 與 EG 反應(yīng)生成 BHET的生產(chǎn)方法。直接酯化生產(chǎn) BHET 的反應(yīng)方程式為：P4（1）氫離子與羧酸上的氧原子結(jié)合，從而使得PTA分子質(zhì)子化。（2）形成碳正離子后，醇ROH中的氧進(jìn)攻碳正離子，碳上的正電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，生成一個(gè)不穩(wěn)定的中間體。（3）中間體很不穩(wěn)定，馬上進(jìn)行分子內(nèi)的重新排列生成酯化物，酯化反應(yīng)完成。在反應(yīng)過(guò)程中，氫離子起到催化作用。因?yàn)镻TA可以解離產(chǎn)生氫離子，因此該酯化反應(yīng)不需要催化劑。P5由于PTA 在 EG 中的溶解度很小。所以，酯化反應(yīng)的初期為固液非均相反應(yīng)

2、體系。由于PTA 在酯化物BHET中的溶解度要比在 EG 中要大。因此隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，酯化物濃度也相應(yīng)增加。當(dāng)酯化率達(dá)到89%時(shí)，PTA完全溶解（清晰點(diǎn)），反應(yīng)體系變成均相反應(yīng)體系。在該體系中,酯化反應(yīng)可建立如下平衡：根據(jù)阿侖尼烏斯方程，其中，A=9.73 l/molh，H= 6270 J/mol根據(jù)計(jì)算 200、250、300時(shí)時(shí)，酯化反應(yīng)平衡常數(shù)為1.974，2.302，2.610。所以，當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)較小，且不隨溫度變化而變化時(shí)，其化學(xué)平衡常數(shù)的變化隨溫度的變化也較小。增加反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度，可使酯化平衡向生成酯化物的方向移動(dòng)。實(shí)際的生產(chǎn)中往往采用增大原料中的 EG 的摩爾

3、比和減少體系中的水含量這兩種方法來(lái)促進(jìn)酯化反應(yīng)。P6與酯化反應(yīng)相比，BHET 進(jìn)行縮聚反應(yīng)時(shí)一般需要催化劑?？s合反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理存在幾種意見(jiàn)，最有代表性的螯合配位機(jī)理和中心配位機(jī)理。P7縮聚反應(yīng)過(guò)程中，BHET不斷發(fā)生縮合從而形成聚合物PET，其聚合機(jī)理為逐步聚合機(jī)理。根據(jù)等活性理論，可以把縮聚平衡用一個(gè)方程式表示，即一般來(lái)說(shuō)，縮聚平衡常數(shù)的 K 的值在 0.30.7 范圍。P8P92聚酯合成裝置聚酯合成裝置包括反應(yīng)釜主體系統(tǒng)、電溫控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、小分子回流冷凝和釋放系統(tǒng)、出料槽五個(gè)主要部分。2.1反應(yīng)釜本實(shí)驗(yàn)裝置中使用的反應(yīng)器為一臺(tái)帶錨式攪拌的立式反應(yīng)釜，其規(guī)格為8L。采用電加熱的方式供給

4、反應(yīng)所需的熱量。使用該裝置時(shí)，聚合的酯化和縮聚過(guò)程都在該反應(yīng)釜中完成，攪拌速度可以通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.2溫度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)包括傳感器、電加熱器等元件。其主要作用為控制和顯示釜體夾套溫度和釜內(nèi)物料溫度； 2.3壓力控制系統(tǒng)壓力控制系統(tǒng)的作用為顯示和控制反應(yīng)體系在酯化和縮聚階段所需要的壓力。在縮聚階段，真空系統(tǒng)通過(guò)真空泵將氣體抽出，制造負(fù)壓。目的在于使小分子逸出，有利高分子鏈增長(zhǎng)。當(dāng)體系真空度達(dá)到100Pa時(shí)，可以使用麥?zhǔn)秸婵沼?jì)顯示釜內(nèi)壓力。2.4小分子回流冷凝/釋放系統(tǒng)本裝置采用循環(huán)冷卻水對(duì)反應(yīng)體系中釋放的小分子進(jìn)行冷凝收集。另外在酯化階段采用酯化工藝塔分離EG和酯化反應(yīng)產(chǎn)生的水，酯

5、化工藝塔頂部設(shè)置有分凝器控制塔頂溫度，塔內(nèi)部則使用高效的金屬填料。操作流程氣密性檢查正壓1、關(guān)閉所有與外界連通開(kāi)關(guān)，打開(kāi)其余所有開(kāi)關(guān)（打開(kāi)安全閥，關(guān)閉麥?zhǔn)险婵沼?jì)）2、通入氮?dú)?，使裝置內(nèi)部壓力達(dá)到0.3MPa左右3、維持10min，若壓力表讀數(shù)變化在0.05MPa的范圍內(nèi)，則說(shuō)明氣密性良好4、若變化太大，在每個(gè)閥門處涂上肥皂液，找出泄露點(diǎn)，并進(jìn)行修復(fù)，最后重新試壓，直到變化范圍符合要求即可5、試壓結(jié)束后，打開(kāi)測(cè)壓口針型閥把系統(tǒng)內(nèi)壓力釋放掉氣密性檢查負(fù)壓1、關(guān)閉所有與外界連通開(kāi)關(guān)，打開(kāi)其余所有開(kāi)關(guān)（關(guān)閉安全閥，打開(kāi)麥?zhǔn)险婵沼?jì)）2、檢測(cè)真空泵油位是否達(dá)到要求，運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。若檢查合格，可以進(jìn)行抽真空

6、3、插上真空泵電源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，當(dāng)達(dá)到20Pa以下時(shí)，關(guān)閉真空泵與真空泵緩沖罐之間的閥門4、保持真空系統(tǒng)1h，若1h內(nèi)增壓不超過(guò)50Pa，則試壓通過(guò)，否則須重新檢漏，直到合格為止3.2加料打開(kāi)循環(huán)冷卻水。將0.4L EG與TiO2超聲混勻，再與0.4 L EG混合，備用。設(shè)置反應(yīng)釜中加熱介質(zhì)溫度為250，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到150時(shí)，將混合物料加入反應(yīng)釜內(nèi)，然后加入PTA和催化劑，最后加入0.4L EG。為防止釜內(nèi)壓力過(guò)高而發(fā)生危險(xiǎn)，應(yīng)打開(kāi)反應(yīng)釜?dú)鈮罕Ｗo(hù)閥。充入N2，當(dāng)壓力達(dá)到200KPa時(shí)降壓為零，重復(fù)兩次置換裝置內(nèi)部的空氣。3.3酯化階段打開(kāi)攪拌器，運(yùn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為97 RPM

7、（50HZ）（在運(yùn)行攪拌器前先檢查其是否能夠順利轉(zhuǎn)動(dòng)），同時(shí)打開(kāi)酯化管，設(shè)置其溫度為120。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄釜內(nèi)溫度，塔頂溫度和出水量的變化。酯化反應(yīng)過(guò)程中，由于會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，因此釜內(nèi)壓力可能會(huì)過(guò)高。此時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥使得內(nèi)壓穩(wěn)定在300400kPa。如果酯化工藝塔塔頂溫度超過(guò)140，應(yīng)該開(kāi)通冷凝水使之降低到120以下?？蓮囊韵氯齻€(gè)方面判斷酯化階段完成：（1）出水量達(dá)到0.5 L。（2）塔頂溫度降至100以下。（因?yàn)槌合滤姆悬c(diǎn)為100，如果塔頂溫度低于100，則表明工藝塔中沒(méi)有水蒸氣通過(guò)。）（3）釜內(nèi)溫度迅速上升（其原因?yàn)轷セ磻?yīng)是吸熱反應(yīng)，如釜內(nèi)溫度逐漸上升，則象征著酯化反應(yīng)已經(jīng)基本結(jié)束

8、）。酯化結(jié)束時(shí)關(guān)閉反應(yīng)釜?dú)鈮罕Ｗo(hù)閥?？s聚酯化階段結(jié)束后，1、調(diào)節(jié)溫度至2702802、將反應(yīng)釜?dú)庀喑隹谇袚Q到縮聚冷凝器一側(cè)3、開(kāi)啟真空系統(tǒng)抽真空。4、維持30min左右后，打開(kāi)攪拌器開(kāi)始攪拌（頻率調(diào)節(jié)要由慢到快）判斷縮聚階段完成：觀察攪拌器功率的變化（2）觀察麥?zhǔn)秸婵沼?jì)示數(shù)（示數(shù)到達(dá)-100kPa以下）縮聚完成后1、除反應(yīng)釜保持加熱外，關(guān)閉其他溫度調(diào)節(jié)。2、關(guān)閉縮聚閥門和酯化閥門和真空閥3、向反應(yīng)釜中充入N2使得內(nèi)壓變?yōu)槌骸?、打開(kāi)反應(yīng)釜底閥，使得反應(yīng)產(chǎn)物幾乎流完。洗釜1、調(diào)節(jié)反應(yīng)釜油溫為150左右2、等到釜內(nèi)溫度冷卻至180以下，關(guān)閉反應(yīng)釜底閥，向釜內(nèi)倒入2.5L EG3、調(diào)節(jié)釜油溫240

9、左右，打開(kāi)攪拌器，攪拌30min左右4、打開(kāi)縮聚系統(tǒng)并再保持20min左右5、調(diào)節(jié)油溫為150，當(dāng)釜內(nèi)溫度下降到180以下，打開(kāi)反應(yīng)釜底閥，放出洗料6、重復(fù)以上步驟，若洗料較澄清，則洗釜完成壓力1、及時(shí)關(guān)注釜內(nèi)壓力，防止超壓運(yùn)行2、麥?zhǔn)险婵沼?jì)只有在負(fù)壓條件下方可使用，若損壞，需及時(shí)上報(bào)處理3、正壓過(guò)程，務(wù)必打開(kāi)氣壓保護(hù)閥4、拆除反應(yīng)釜底部鑄帶孔的密封螺栓時(shí)一定要保持釜內(nèi)處于常壓狀態(tài)，防止因壓力將物料壓出燙傷溫度1、縮聚時(shí)，防止溫度過(guò)高引起產(chǎn)品質(zhì)量下降2、洗釜過(guò)程中，放料需要在釜內(nèi)溫降至180以下方可進(jìn)行，防止噴出燙傷3、加熱過(guò)程必須通循環(huán)冷卻水，防止設(shè)備損壞其他1、攪拌器只有在確保能順利攪動(dòng)的

10、情況下，方可開(kāi)啟2、真空泵使用完后需接通大氣，再切掉電源，防止倒吸實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況1、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于反應(yīng)釜底閥有漿料漏出。原因：實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前未將底閥螺栓徹底擰緊。2、縮聚過(guò)程中攪拌功率達(dá)保持在50W，沒(méi)有進(jìn)一步提高。原因：真空度達(dá)到100KPa后沒(méi)有繼續(xù)升高。（1）螺栓未擰緊 （2）裝置氣密性問(wèn)題（2）真空泵油位可能不合格，運(yùn)轉(zhuǎn)不正常PET 合成過(guò)程中可能的副反應(yīng)及其控制方法？PET 合成中醚鍵的生成醚鍵的存在,影響了聚合物的分子構(gòu)型,使 PET大分子之間的作用力降低,從而造成產(chǎn)品的熔點(diǎn)下降,同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致聚酯的耐熱，耐光，耐氧化等性能變壞醚鍵生成的影響因素：溫度、乙二醇PET 的降解反應(yīng)熱降解和熱氧化降解導(dǎo)致 PET 分子量下降，端羧基含量增加，色澤發(fā)黃；怎樣選擇縮聚反應(yīng)溫度和真空度？3.1溫度溫度與反應(yīng)速率、粘度、分子量、熱降解有關(guān)，275-285為最佳。3.1.1溫度對(duì)縮聚反應(yīng)速率常數(shù)的影響縮聚