年產(chǎn)15萬噸PET的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

年產(chǎn)15萬噸PET的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文課題名稱年產(chǎn)15萬噸PET的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)分院/專業(yè)機(jī)械工程學(xué)院/高分子材料應(yīng)用技術(shù)班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師：中文摘要摘要：本設(shè)計(jì)主要介紹了年產(chǎn)15萬噸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，其中對(duì)PET的生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的概述，并介紹了PET的制備方法和生產(chǎn)工藝，本文采用了三釜反應(yīng)直接縮聚的生產(chǎn)方法，在確定PET的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行了物料衡算和熱量衡算，并對(duì)聚酯裝置和車間設(shè)計(jì)等進(jìn)行了簡單的介紹，最后簡述工藝流程圖和設(shè)備圖及廠區(qū)的布置圖。關(guān)鍵字：PET，工藝設(shè)計(jì)，直接酯化法，三釜AbstractAbstract:Thisdesignmainlyintroducestheannualoutputof150000tonsofpolyterephthalate(PET)oftheproductionprocessdesign,whichintheproductionandapplicationofPETweredetailedoverview,andintroducedthepreparationmethodofpetandproductionprocess,theproductionmethodofthreereactordirectpolycondensation,indeterminingthepetonthebasisoftheproductionprocessofthematerialbalanceandheatbalance,andasimpleintroductionofthePETplantandplantdesign.Attheendofthispaper,theprocessflowchartandequipmentplanandthelayoutoftheplantaredescribed.Keywords:PET,processdesign,directesterification,Threereactor 目錄1文獻(xiàn)綜述 11.1精對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）的簡介 11.1.1PET的性質(zhì) 11.1.2PET的發(fā)展史 11.1.3PET的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展 11.2PET的應(yīng)用 21.2.1纖維類 21.2.2非纖維類 21.3本論文研究的意義 22PET的生產(chǎn)流程設(shè)計(jì) 42.1PET的生產(chǎn)工藝簡介 42.1.1直接酯化法（PTA法） 42.1.2酯交換法（DMT法） 42.1.3環(huán)氧乙烷法（EO法） 52.2合成工藝的選擇 62.2.1合成方法的比較 62.3PET合成的主要原料 62.3.1PTA 62.3.2EG 72.3.3催化劑 82.3.4消光劑 92.3.5其他 92.4合成工藝過程 102.4.1酯化反應(yīng) 102.4.2縮聚反應(yīng) 112.4.3工藝流程簡圖 122.4.4聚酯切片成品的標(biāo)準(zhǔn) 143工藝計(jì)算 163.1物料衡算 163.2熱量衡算 173.3主原輔料的衡算 184設(shè)備的選型 194.1反應(yīng)釜 194.2攪拌裝置的選擇 194.3泵的選擇 205廠址選擇和車間的布置 225.1廠址的選擇 225.2車間布置 235.2.1車間布置考慮的問題 235.2.2車間的設(shè)備布置 235.2.3車間的基本內(nèi)容 236總結(jié)與展望 256.1總結(jié) 256.2展望 25致謝 26參考文獻(xiàn) 27共共27頁第29頁1文獻(xiàn)綜述1.1精對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）的簡介1.1.1PET的性質(zhì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯化學(xué)式是-OCH2-CH2OCOC6H4CO-，英文名稱Polyethyleneterephthalate簡稱PET，別名聚酯纖維，俗稱滌綸[1]。PET的外觀顏色是淺黃色或者乳白色、結(jié)晶較高的高聚物，具有良好的光澤且表面平整。而且擁有優(yōu)良的物理、化學(xué)、力學(xué)性能，使PET在溫度達(dá)到為120℃的條件下使用都沒有問題，電絕緣性是比較好的，哪怕在溫度、頻率很高的情況下，電性能還是表現(xiàn)的不錯(cuò)，能夠很好的耐蠕變、耐疲勞性，尺寸方面也可以保障。PET耐有機(jī)溶劑、耐候性好。弊端就是沒有很高的結(jié)晶速率，加工成型是個(gè)難題，模具塑造溫度要求高，生產(chǎn)時(shí)間也長，沖擊的性能弱，只有利用填充、增強(qiáng)和共混等方式來改變內(nèi)部性能，使其加工性能比較好[1]。1.1.2PET的發(fā)展史1941年，英國J．tt．Whinfield與J．T．Dickon參考美國杜邦公司的相關(guān)論文就是脂肪酸二元酸與二元醇合成聚酯，所以他們就用對(duì)苯二甲酸和乙二醇為作為原產(chǎn)料，在實(shí)驗(yàn)室中成功的研制PET[4]。PET已經(jīng)有了七十年的歷史在纖維原料方面，在那以后在1946年英國帝國化學(xué)公司(1．c．I)將滌綸纖維準(zhǔn)備投入大量的工業(yè)化生產(chǎn)，然而美國杜邦公司將此專利購買下來，并且通過不斷地努力實(shí)驗(yàn)，便在1953年成立了年產(chǎn)值達(dá)到一萬多噸的聚酯生產(chǎn)設(shè)備，杜邦公司成為了當(dāng)時(shí)世界上第一個(gè)PET的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的廠家。最初PET基本都用于合成纖維(俗稱滌綸)。上世紀(jì)80年代以來，PET在工程塑料方面有了新的突破進(jìn)展，于是乘勝追擊研發(fā)了成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑兩種助劑，現(xiàn)在都被稱為熱塑性倆種聚酯分別是PET和PBT[4]。1.1.3PET的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展全球的聚酯裝置的規(guī)模越來越大了。起初一天最大的生產(chǎn)量高達(dá)一兩百噸，但隨著時(shí)間的推移，技術(shù)也越來越成熟，后來產(chǎn)量就能夠達(dá)到五六百噸左右一天。此前最大的生產(chǎn)規(guī)模能夠一年生產(chǎn)將近一百多萬噸，隨著生產(chǎn)工藝的成熟大多數(shù)聚酯公司產(chǎn)量都在平均值上。合成PET的途徑主要是直接酯化法(PTA法)和酯交換法(DMT法)。PTA法是現(xiàn)在許多企業(yè)優(yōu)先選擇的工藝路線，因?yàn)橹苯吁セú粫?huì)對(duì)原料造成太大的浪費(fèi)，反應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。直接酯化工藝生產(chǎn)一般都有兩種分別是連續(xù)性和間歇性生產(chǎn)，如果是大規(guī)模生產(chǎn)會(huì)選擇連續(xù)性生產(chǎn)，反之就是比較中、小一點(diǎn)的規(guī)模就會(huì)使用間歇性的。對(duì)于直接酯化法的工藝世界上有吉瑪公司（德國）、杜邦公司（美國）、伊文達(dá)（瑞士）公司和鐘紡公司（日本）等，PTA法又分為五釜和三釜，其中使用五釜的工藝有吉瑪、伊文達(dá)、鐘紡公司，然而杜邦則使用三釜工藝，五釜和三釜的工藝差不多，但在酯化反應(yīng)上卻不一樣，三釜比五釜的酯化溫度要高出很多，卻可以加快反應(yīng)的速度，據(jù)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)PET時(shí)三釜總共需要三個(gè)多小時(shí)而五釜需要十個(gè)小時(shí)，但是五釜就反應(yīng)平緩一些，各有千秋。絕大多數(shù)的聚酯公司利用DCS系統(tǒng)也就是集散型控制系統(tǒng)來對(duì)生產(chǎn)的監(jiān)控和管理并對(duì)整個(gè)過程或者反應(yīng)堆進(jìn)行模擬計(jì)算。1.2PET的應(yīng)用1.2.1纖維類精對(duì)苯二甲酸乙二醇酯開始在合成纖維上用的比較多，差不多有三分之二的比例用于普通的服裝家紡方面，此外，有廠商也在非織造物，像一些家具中所需要的填充材料，一般我們可以在沙發(fā)、枕頭、玩具中看到這些填充材料[5]。1.2.2非纖維類一、飲料和食品包裝材料因?yàn)镻ET的韌性好透明度也高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀，成瓶的加工技術(shù)也完善。好多容器都基本采用PET來制造，像一些PET的飲料瓶質(zhì)量輕，耐摔性好還可以回收加工，當(dāng)然還有日常生活中我們所看到的飲料瓶、食品包裝及其日化用品的包裝。二、工程塑料PET力學(xué)性能比較好，絕緣性好，而且有較強(qiáng)的防腐蝕性和抗摩擦性。但是不足的是結(jié)晶速率比較低、抗沖擊能力差。國內(nèi)外工作者努力的對(duì)其進(jìn)行大量的研究工作，最后在汽車上制造出了關(guān)于PET的工程塑料，后來又在電子、儀表燈領(lǐng)域方面工程塑料也有一定的發(fā)展和突破。三、薄膜PET在薄膜方面表現(xiàn)的很高的強(qiáng)度，對(duì)光、熱也有一定的耐性，透明性也好，還不容易被破壞。主要涉及在膠片用片基、X光片用的片基、錄像帶用片基、電氣絕緣、食品包裝等。四、其他還用于醫(yī)用材料，主要用于人造血管、人造心臟和縫合線等，還有目前使用的PET板材，由于可塑性和延展性好，回收利用率大，成本低廉，并且對(duì)環(huán)境影響較小的特點(diǎn)被廣泛使用。1.3本論文研究的意義全球PET的市場(chǎng)需求比較大，工業(yè)化生產(chǎn)以來，因?yàn)榫埘ダw維可紡性好，且纖維織物產(chǎn)品價(jià)格便宜實(shí)惠，受到人們歡迎，在較大需求的推動(dòng)下，獲得了飛快的發(fā)展，對(duì)于人們來說一般的聚酯產(chǎn)品不太能夠足以供應(yīng)市場(chǎng)需求，將來的聚酯切片在非纖行業(yè)進(jìn)展也十分看好，下游產(chǎn)業(yè)的不斷快速發(fā)展。聚酯切片市場(chǎng)需求也與日俱增，在國內(nèi)產(chǎn)品大范圍的擴(kuò)展下，由于未來將隨著聚酯切片的下游企業(yè)發(fā)展而變得擴(kuò)大，現(xiàn)在慢慢的聚酯PET可以代替像鋁、陶瓷、玻璃、紙張、木材、鋼鐵等合成材料，當(dāng)然聚酯的副產(chǎn)業(yè)也在不斷持續(xù)擴(kuò)大，因而PET產(chǎn)業(yè)鏈還有潛力繼而發(fā)展。對(duì)于聚酯PET系列產(chǎn)品將來前景依然會(huì)比較廣闊。即使是這樣，對(duì)于在國內(nèi)的聚酯技術(shù)水平和海內(nèi)外最先進(jìn)的技術(shù)還有一段距離要走，在此基礎(chǔ)上，利用我在盛虹化纖股份有限公司實(shí)習(xí)經(jīng)歷所學(xué)習(xí)的內(nèi)容和對(duì)PET的生產(chǎn)聚酯裝置的一些特點(diǎn)有一定的了解，將自己所掌握的內(nèi)容和實(shí)踐相互結(jié)合，所以本設(shè)計(jì)主要選擇合理的生產(chǎn)工藝和合成方法；并且查詢一些相關(guān)的工藝知識(shí)和數(shù)據(jù)，簡單的進(jìn)行物料衡算和能量衡算，另外也對(duì)車間布置和選擇進(jìn)行簡單的介紹。2PET的生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)2.1PET的生產(chǎn)工藝簡介精對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）是對(duì)苯二甲酸(PTA)與乙二醇（EG）直接酯化再縮聚而成，還有就是酯交換反應(yīng)制得原料要用對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)與乙二醇(EG)，或者用環(huán)氧乙烷（EO）與PTA直接加成再縮聚成PET[6]。所以，海內(nèi)外生產(chǎn)PET的技術(shù)路線一共有三種分別叫作PTA法(直接酯化法)、DMT法(酯交換法)和環(huán)氧乙烷法（EO法）。2.1.1直接酯化法（PTA法）直接酯化法是從阿莫科公司將精對(duì)苯二甲酸精制成功后便開始發(fā)展起來的，PTA法利用對(duì)苯二甲酸(PTA)要求高純度與乙二醇(EG)進(jìn)行直接酯化再反應(yīng)合成聚酯，從那以后生產(chǎn)PET的技術(shù)和發(fā)展有了質(zhì)地的飛躍。直接酯化使用PTA和乙二醇為原料，PET聚酯高聚物的生產(chǎn)主要有下面的兩個(gè)過程：PTA與EG先進(jìn)行酯化反應(yīng)，產(chǎn)生對(duì)苯二甲酸乙二酯（又稱對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯，簡稱BHET）；主要因?yàn)镻TA是結(jié)晶無定型的粉末，425℃熔點(diǎn)要高于PTA的升華溫度300℃，且乙二醇的沸點(diǎn)比PTA升華溫度要低，所以直接酯化實(shí)質(zhì)是固態(tài)的精對(duì)苯二甲酸和液態(tài)的乙二醇共同存在的模式，最后BHET在催化劑作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)生成最終產(chǎn)物PET，具體反應(yīng)方程式見下面：開始對(duì)苯二甲酸與乙二醇相互混合配制成漿料，再加入到裝有攪拌的漿料釜里面，但是有個(gè)難點(diǎn)就是講這種漿料物充分混合并加熱反應(yīng)，因?yàn)闇囟忍叩脑捑珜?duì)苯二甲酸容易升華，反應(yīng)的速度也會(huì)變得遲緩，而且還會(huì)有醚化反應(yīng)的產(chǎn)生。一般為了使?jié){料混合充分均勻，在漿料罐都加入足量的乙二醇，醚化反應(yīng)也會(huì)伴隨加快，導(dǎo)致最后的產(chǎn)品不行質(zhì)量有問題，因此此工藝條件設(shè)定PTA和乙二醇的量的1：1.7左右（摩爾比），還有反應(yīng)溫度設(shè)定220-280℃等。最主要在這些條件下能夠提高反應(yīng)速度，達(dá)到實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的需求。2.1.2酯交換法（DMT法）DMT法是將對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)與乙二醇(EG)進(jìn)行酯交換的反應(yīng)，再反應(yīng)縮聚成為滌綸（PET）。在起初的時(shí)候?qū)Ρ蕉姿幔≒TA）純度不高，將其提純又很困難，因此直接來合成PET的要求太高條件也苛刻，在理論上將純度不高的對(duì)苯二甲酸（PTA）和甲醇先反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT），因?yàn)镈MT提純相對(duì)來說簡單點(diǎn)；再將高純度的DMT（純度≥99.9％）與EG進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成BHET，最后縮聚成PET，具體反應(yīng)如下：酯交換反應(yīng)進(jìn)行的條件一定要有催化劑的存在下，使用的催化劑都是鋅、鈷、錳的醋酸鹽，要不就是和三氧化銻一起交叉使用，DMT法中催化劑一般使用大約DMT的0.01％~0.05％。在制造過程中，在溶解釜里面加入新鮮乙二醇，之后投進(jìn)DMT，他們的比例也是有固定的DMT是EG2.5倍（摩爾比），在溶解釜中工藝條件允許溶解溫度一般150~160℃左右，在酯交換法反應(yīng)中所有的乙二醇都參加了反應(yīng)。物料在漿料釜中充分溶解了，之后在漿料釜和酯交換釜用泵來傳輸漿料，當(dāng)然此時(shí)催化劑派上用場(chǎng)了幫助催化。此時(shí)的溫度控制在180℃左右，甲醇會(huì)在溫度在170℃左右開始蒸發(fā)。并加入氮?dú)獗苊庋趸鸬奖Ｗo(hù)的作用。直到甲醇被回收，反應(yīng)也結(jié)束了，一共得花費(fèi)3-6個(gè)小時(shí)。繼續(xù)把溫度升高，將剩下的乙二醇都蒸發(fā)出去，溫度加熱到270度左右基本上就反應(yīng)結(jié)束了。2.1.3環(huán)氧乙烷法（EO法）因?yàn)榄h(huán)氧乙烷可以制成乙二醇的，所以將環(huán)氧乙烷（EO）與PTA直接加成反形成BHET，再縮聚成PET。因?yàn)榄h(huán)氧乙烷的縮寫是EO，所以這就是叫環(huán)氧乙烷法的原因，反應(yīng)方式在下面：環(huán)氧乙烷法可以不需要先制成乙二醇，可以直接參加反應(yīng)，因此可以減少中間環(huán)節(jié)它的花費(fèi)較小，并且能夠快速反應(yīng)，比前面的兩種方法要好。三種方法看來環(huán)氧乙烷是最完美的，然而在正常溫條件下環(huán)氧乙烷實(shí)為氣體，又很容易受熱分解，特別在搬運(yùn)和存放都不太安全，所以這種方法不太合適。2.2合成工藝的選擇2.2.1合成方法的比較上文中我們知道了合成PET的三種理論生產(chǎn)方法，然而在現(xiàn)實(shí)中考慮要全面，所以受到生產(chǎn)成本還有危險(xiǎn)性的因素的限制，第一先去除環(huán)氧乙烷法由于原料危險(xiǎn)且易爆炸又由上文知道此方法不合適工廠，剩下就是直接酯化法和酯交換法。所以總結(jié)上文，環(huán)氧乙烷法在聚酯工廠生產(chǎn)PET中一般上不會(huì)被采用，而另外兩種生產(chǎn)工藝可以根據(jù)工廠的不同情況而加以選擇，具體見表2-1優(yōu)劣比較。表2-1優(yōu)劣比較表相比原料工藝溫度發(fā)展性進(jìn)步性廢水量可靠性能耗實(shí)際性直接酯化法易取酯化溫度高成熟沒有廢水量正?？煽枯^少管線短酯交換法法量小溫度平均成熟沒有廢水量大甲醇危險(xiǎn)少管線長環(huán)氧乙烷法易取酯化溫度低成熟沒有無危險(xiǎn)正常副產(chǎn)多且危險(xiǎn)由上文得知環(huán)氧乙烷法不太合適工業(yè)化生產(chǎn)所以不被使用，PTA法相比DMT法具有更多優(yōu)點(diǎn)，就打個(gè)比方PTA法使用原料方面比較低，回收EG的系統(tǒng)也小，還不產(chǎn)甲醇等副產(chǎn)物，反應(yīng)速度快，生產(chǎn)控制比較穩(wěn)定，生產(chǎn)安全，管線流程短，工程建造投資低，公用工程消耗及生產(chǎn)成本低[22]，能夠隨時(shí)改變品種，適應(yīng)市場(chǎng)的需求，且目前對(duì)苯二甲酸乙二醇酯生產(chǎn)大多都采用直接酯化法，因此通過優(yōu)劣比較下來本設(shè)計(jì)選擇直接酯化法（PTA法）。直接酯化法，按照現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)一共分為倆種，一種就是五釜反應(yīng)工藝流程，采用兩段酯化、三段縮聚，目前代表為吉瑪、鐘紡、伊文達(dá)技術(shù)；還有一種就是三釜反應(yīng)工藝流程就是杜邦工藝，查詢資料比較下來杜邦工藝較為優(yōu)選，具有工藝流程簡單合理，各釜停留時(shí)間短，雖然反應(yīng)條件較強(qiáng)烈，產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)較好，設(shè)備維修的工作量不大且設(shè)備的數(shù)量也少，其中裝置的工作時(shí)間長，且添加劑加入口特制噴嘴，產(chǎn)品的種類變換輕松，而且具有發(fā)展比較有潛力的優(yōu)點(diǎn)。2.3PET合成的主要原料2.3.1PTAPTA是精對(duì)苯二甲酸分子式為-HOOC-C6H4-COOH-，相對(duì)分子質(zhì)量是166,外觀顏色是白色的，在水中不能溶解，PTA是PET生產(chǎn)的主要原料，正常在聚酯生產(chǎn)中，PTA的純度要求最低為99.96％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）[2]。PTA的質(zhì)量會(huì)直接影響到聚酯的生產(chǎn)，比如PTA的粒度（漿料要求粘度小，所以PTA的粒度小接觸面積大節(jié)約攪拌動(dòng)力，可以便于輸送。）、金屬含量（在PTA中有些金屬含量太多，聚酯的色相也就是呼氣的上色性能會(huì)受到影響，但可以起到催化作用。）、水份(含水份過多了，PTA會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊和受潮現(xiàn)象，便會(huì)粘在管道上堵住，不利于原料輸送)、灰分（PTA和催化劑中不可燃燒的金屬等無機(jī)物含量之和的含量，含量較高會(huì)降低預(yù)縮聚和終聚的過濾器使用期限）、酸值（代表了PTA的純度的標(biāo)志）等都有影響，PTA的質(zhì)量指標(biāo)見表2-2。表2-2精對(duì)苯二甲酸的質(zhì)量指標(biāo)性能單位指標(biāo)外觀純度酸值對(duì)甲苯甲酸含量對(duì)羧基苯甲醛含量濕度總金屬重量離子含量灰分無％（質(zhì)量）mgKOH/gmg/kgmg/kg％（質(zhì)量）mg/kgμL/LμL/L白色粉末≥99.96675±2≤150≤250.1≤101～210作為主要的原料，所以要有足夠的量并儲(chǔ)存，能夠滿足日常的需求，本設(shè)計(jì)主樓和倉庫是分開的，為了日后的緊急情況，PTA的下料處設(shè)置了倆處，一處在主樓備用（緊急下料口），還有正常使用的就設(shè)置在倉庫中，方便叉車傳送節(jié)約時(shí)間和能耗，投料后利用管鏈輸送機(jī)輸送并用借助氮?dú)廨斔头乐狗蹓m過多引起爆炸，目前鏈管輸送機(jī)技術(shù)水平輸送距離達(dá)到60米，高度達(dá)到40米，因此下料到日料倉的距離有所限制。2.3.2EG乙二醇簡稱EG。分子式是-HO-CH2CH2-OH-，是最基礎(chǔ)的二元醇[2]，分子量為62.07，在20℃時(shí)，乙二醇的密度為1.1136g/cm3,乙二醇是無色透明粘稠液體，無臭、稍甜味液體，揮發(fā)度極低，乙二醇能夠溶于水、丙酮、乙醇，同時(shí)還可以作溶劑、防凍劑和合成滌綸的原料。乙二醇有毒，成年人服用超過30毫升可致死，如果不小心和眼睛和皮膚接觸了，要用水沖洗，在遵從醫(yī)囑。聚酯生產(chǎn)用乙二醇的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表2-3表2-3乙二醇的的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目指標(biāo)外觀無色透明純度≥98相對(duì)密度1.1132酸值≤0.01灰分<0.001鐵含量≤0.0006水分<0.2色相<102.3.3催化劑乙二醇銻簡稱Sb2(OCH2CH2O)3，分子量為423.66，一般是白色或青白色結(jié)晶顆粒，沒有毒性也沒有味道，在含水分過多的空氣中乙二醇銻會(huì)被分解。聚酯生產(chǎn)中縮聚反應(yīng)中的催化劑較多，如銻系、鍺系、鈦系、錫系等催化劑。在縮聚反應(yīng)中銻系催化劑催化效果是不錯(cuò)的，在聚酯反應(yīng)中乙二醇銻是目前效果較好的的一種助劑，它和三氧化二銻和醋酸銻相比下來，乙二醇銻能夠較均勻的溶解在乙二醇中，銻的含量高，活性也大，雜質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠提高聚酯切片的后期加工性能。本設(shè)計(jì)中催化劑的配制是用乙二醇銻加入乙二醇中溶解加熱至一百三十度并配制成濃度控制在1.5±0.5%。乙二醇銻中銻含量多少會(huì)影響縮聚反應(yīng)速度，含量太少影響反應(yīng)速度提高，含量太多影響PET色相。所以選擇合適的催化劑是比較重要的，下面是表2-4是乙二醇銻的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。表2-4乙二醇銻的標(biāo)準(zhǔn)性能單位指標(biāo)外觀銻含量氯化物含量硝酸鹽含量鐵含量砷含量鉛含量溶解溫度粒徑EG含量無（wt）％％％％％％℃mm白色粉末≤57±1.0≤0.01≤0.01≤0.001≤0.0015≤0.001≤80℃0.53±1催化劑消耗計(jì)算：每天生產(chǎn)PET為500噸，在聚酯中銻濃度為170ppm=170mg/kg，因此每天銻的用量=500000kg×170×10-6=85kg/d，催化劑乙二醇銻中銻系含量57%，所以乙二醇銻一天的用量=85kg/57%=149kg/d催化劑在本設(shè)計(jì)聚酯生產(chǎn)配置成1.5±0.5%的濃度，每小時(shí)所需乙二醇溶液量為=(500000kg÷24h×170×10^-6)÷57%÷1.5%=414.23kg/h，所以按414.23公斤/小時(shí)連續(xù)送入系統(tǒng)2.3.4消光劑二氧化鈦，化學(xué)式:TiO2，分子量為79.88，又稱：鈦白粉，白色得固體或者粉末，沒有毒害，具有最好的不透明性，在保存中要做到防潮措施；二氧化鈦主要廣泛應(yīng)用在化纖、塑料、造紙、涂料、化妝品等工業(yè)中。本設(shè)計(jì)主要將TiO2配置成15%的濃度在產(chǎn)品中的濃度是0.3%±0.03。在聚酯切片中二氧化鈦的含量為0，稱為“超有光”，含量為0.1%稱為“有光”、（0.3±0.03）%稱為“半消光”、含量為2.4%-2.5%，稱為“全消光”。在二氧化鈦漿料制備中一共使用兩個(gè)機(jī)器分別為研磨機(jī)和離心機(jī)，二氧化鈦漿料的制備主要將二氧化鈦和乙二醇混合，再經(jīng)過研磨機(jī)研磨，二氧化鈦懸浮液由螺桿泵從二氧化鈦漿料配制罐打入研磨機(jī)的底部進(jìn)入筒體內(nèi)，再由研磨機(jī)的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸上的旋轉(zhuǎn)盤和平衡器旋轉(zhuǎn)，讓筒內(nèi)的研磨珠與漿料強(qiáng)烈攪動(dòng)，互相摩擦、研磨作用下在實(shí)現(xiàn)研磨碎和分散的目的，被研磨后的細(xì)漿料經(jīng)過濾網(wǎng)在流入稀釋罐，并取樣化驗(yàn)做固含量和通過率，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出添加注入多少乙二醇進(jìn)行稀釋，物料再通過離心機(jī)離心出較粗的二氧化鈦，漿料進(jìn)入離心機(jī)后，在離心力的作用下，漿料在小顆粒和分散介質(zhì)中做沉降運(yùn)動(dòng)，即分散介質(zhì)夾帶著小顆粒在大顆粒間隙中運(yùn)動(dòng)，致使?jié){料的濃度越高，顆粒之間的間隙越小，分散介質(zhì)和和小顆粒在大顆粒間隙的阻力就會(huì)增加，反之同理，因此漿料的濃度不可以過高不容漿料的分散，這也就是研磨后的漿料為什么要稀釋的原因，最后物件取樣分析，通過當(dāng)前二氧化鈦的濃度計(jì)算出需要加乙二醇的量，配比成15±0.5%的合格濃度。二氧化鈦懸浮液的消耗量計(jì)算：因?yàn)槿债a(chǎn)負(fù)荷為500噸，二氧化鈦在聚合物中濃度為0.3%，500噸/天×0.30%=1.5噸=1500公斤/天=62.5公斤/小時(shí)。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中配制二氧化鈦的濃度是15%左右，二氧化鈦的漿料量為62.5公斤/小時(shí)÷15%=417公斤/小時(shí),所以按417公斤/小時(shí)持續(xù)的送入反應(yīng)釜2.3.5其他A添和DEG，A型添加劑（單季戊四醇）主要作用是增強(qiáng)紡絲的拉伸性能，季戊四醇與乙二醇配制成百分之四的濃度，且季戊四醇的添加入口和其他添加劑不同它是單獨(dú)的加到漿料混合罐當(dāng)中，后DEG(二甘醇)作用是使熔體易于加工染色，能夠在熔體起到潤滑的作用，增加熔體的流動(dòng)性，使熔體便于加工。在杜邦工藝中DEG的控制量比較高，因?yàn)槎蚀荚诰埘ブ泻扛邥?huì)有上色容易，但是它的耐老化性能就會(huì)相對(duì)降低點(diǎn)。2.4合成工藝過程采用精對(duì)苯二甲酸(PTA)直接酯化法生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)總共需要倆部分，第一步便是PTA和EG酯化反應(yīng)，第二步是產(chǎn)生縮聚反應(yīng)。2.4.1酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)是PTA與EG先發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)式為PTA+EG=BHET+H2O，為了減少反應(yīng)的時(shí)間，酯化反應(yīng)的壓力要比大氣壓力高，反應(yīng)溫度要大于乙醇的沸點(diǎn)。具體反應(yīng)的乙二醇是PTA的摩爾比的兩倍，反應(yīng)加熱的溫度在280℃附近，應(yīng)為此反應(yīng)是可逆反應(yīng)所以在反應(yīng)過程中我們需要將生成的水去除。酯化反應(yīng)機(jī)理：PTA在酯化反應(yīng)上不需要加入催化劑，原因是PTA分子中羧基本身中的氫離子能夠催化。PTA在一定的溫度和壓力下，PTA會(huì)分解成為酸根和氫離子：氫離子的存在起到了催化反應(yīng)，所以是PTA分子先質(zhì)子化看下面反應(yīng)式：PTA分子質(zhì)子化后又和乙二醇作用反應(yīng)生成不成熟的中間體：因?yàn)橹虚g體不穩(wěn)定，發(fā)生下面反應(yīng)生成酯化物：酯化反應(yīng)是可逆的，因此上面的反應(yīng)都是可以逆推的并且也平衡，另一個(gè)在PTA分子中的羧基也是可以產(chǎn)生上面所說的反應(yīng)，最終反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，也叫對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯。簡稱BHET。要想成功的得到酯化產(chǎn)品，逼迫平衡方向直向生成酯化物的方向，持續(xù)地移走小分從產(chǎn)物從反應(yīng)區(qū)域的方向。2.4.2縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)實(shí)質(zhì)是BHET在催化劑的催化作用用下發(fā)生縮聚反應(yīng)生成PET，縮聚是需要的溫度為280-290℃之間，這段反應(yīng)使用倆個(gè)小時(shí)，當(dāng)中先去除生成的乙二醇，打破反應(yīng)平衡，不然就會(huì)影響到后面反應(yīng)的速度，導(dǎo)致聚合度不高，所以縮聚反應(yīng)只有在真空條件下進(jìn)行，尤其是縮聚后期要求在真空度很高的條件下進(jìn)行，同時(shí)需要讓蒸發(fā)面積變大。反應(yīng)式：BHET=PET+EG縮聚反應(yīng)機(jī)理：對(duì)苯二甲酸雙羥基乙酯（BHET）的縮聚反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是兩分子BHET進(jìn)行的酯交換反應(yīng)，酯鍵的形成，又會(huì)順勢(shì)脫去大約一個(gè)分子的乙二醇。這同樣是一個(gè)可逆反應(yīng)，縮聚階段也就是鏈增長的過程，這個(gè)時(shí)段聚合物高分子的生成，并有很多乙二醇和其他化合物的誕生，要聚酯大分子量的得到，就要求在反應(yīng)過程中把小分子的物質(zhì)脫離系統(tǒng)。所以必須在足夠高的溫度和高真空條件下縮聚反應(yīng)才能夠進(jìn)行?？s聚反應(yīng)要求加入金屬化合物的催化劑，好比醋酸鹽,金屬氧化物。目前工業(yè)使用較多的如醋酸銻，三氧化二銻。但本設(shè)計(jì)催化效果比較好的乙二醇銻。2.4.3工藝流程簡圖具體流程圖見圖2-1圖2-1流程圖聚酯裝置包括五個(gè)系統(tǒng)：PTA漿料配制系統(tǒng)、酯化系統(tǒng)、縮聚系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、切片輸送打包系統(tǒng)。PTA漿料配制：一般用貨車裝載采購的噸包裝PTA運(yùn)送到倉庫，再讓叉車工將原料卸在指定的區(qū)域，存貯一定的量一滿足日常的使用，再將囤積的PTA用叉車叉到下料的區(qū)域，再由下料工使用用防暴電動(dòng)葫蘆配合專門掛袋工將PTA料吊在日料倉的料斗上進(jìn)行下料，PTA輸送采用鏈管輸送系統(tǒng)送至PTA料倉，本設(shè)計(jì)采用EG：PTA摩爾比為2：1，漿料配制使用倆個(gè)罐分別是混合罐和喂入罐，漿料配制應(yīng)是間隙配制，每隔一段時(shí)間配一批料，以保持漿料喂入罐的充足，一般控制漿料喂入罐的液位在整個(gè)罐的三分之二。酯化系統(tǒng)：漿料經(jīng)過漿料輸送泵進(jìn)入酯化釜并進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化釜反應(yīng)是比較劇烈的，在此反應(yīng)中酯化工藝塔主要是除去生成的水和分離的EG，酯化工藝塔的原理就是利用乙二醇和水的沸點(diǎn)不同來分離的，乙二醇的沸點(diǎn)是197℃比水的沸點(diǎn)高，酯化工藝塔一共有十六層塔盤，塔盤采用的是組合導(dǎo)向浮閥，這些浮閥上面有導(dǎo)向孔，便于汽液的蒸發(fā)，副產(chǎn)物水會(huì)從工藝塔的上方流出，并經(jīng)過冷凝器冷卻后進(jìn)入收集罐中，此的工業(yè)廢水需要物檢取樣分析達(dá)到廢水COD（就是使用化學(xué)方法來測(cè)點(diǎn)廢水中需要被氧化的量）達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)，分離的EG直接收到酯化EG罐中去然后重復(fù)使用，酯化反應(yīng)中主要受三大因素：時(shí)間、溫度、壓力，與此同時(shí)，酯化階段反應(yīng)出來的二甘醇（DEG）控制是非常的重要，二甘醇對(duì)于后期的加工可紡性有一定的影響，因此在此階段將副產(chǎn)物DEG控制在相對(duì)較低的水平。下面表2-5是本設(shè)計(jì)中酯化系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置。表2-5酯化參數(shù)反應(yīng)階段酯化反應(yīng)參數(shù)反應(yīng)溫度絕對(duì)壓力停留時(shí)間酯化率數(shù)值280℃1.07×105Pa1.5h93%縮聚系統(tǒng)：縮聚系統(tǒng)有倆個(gè)，一個(gè)預(yù)縮聚一個(gè)終縮聚，先預(yù)聚后終聚，開始漿料在酯化釜中反應(yīng)，就變?yōu)辇R聚物，通過齊聚物泵輸送到預(yù)聚釜，在酯化釜到預(yù)聚釜之間有個(gè)添加劑系統(tǒng)，其中包括催化劑、二氧化鈦、DEG、穩(wěn)定EG。熔體進(jìn)入預(yù)聚釜的方式從下往上，由于穩(wěn)定EG劇烈汽化沸騰能夠給物料充當(dāng)攪拌作用，因此預(yù)聚釜無需裝攪拌裝置，并且也要足夠的升力能夠使熔體從下往上輸送，且預(yù)聚釜采用立式釜，且釜內(nèi)有12塊塔盤，最后通過液位差從預(yù)聚釜進(jìn)入終聚釜（采取臥式）進(jìn)行最后的反應(yīng)。終聚釜內(nèi)部主要使用平推流方式來讓熔體先前運(yùn)轉(zhuǎn)，終聚釜當(dāng)中有十幾塊隔板（隔板的作用就是把終聚釜分隔下來）和攪拌軸上擁有幾十塊圓盤，在攪拌的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)下的帶動(dòng)下，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)帶著熔體轉(zhuǎn)動(dòng)，又在隔板的阻擋作用下熔體被拉長增加蒸發(fā)的接觸面積，使縮聚反應(yīng)更快的進(jìn)行，熔體也不斷向前移動(dòng)最終完成反應(yīng)。其中具體參數(shù)見下面表2-6表2-6縮聚參數(shù)參數(shù)反應(yīng)溫度絕對(duì)壓力停留時(shí)間預(yù)聚釜2842.5×105Pa0.5終聚釜2861.5×105Pa1.5下面圖2-2是本設(shè)計(jì)的預(yù)聚釜和終聚釜的流程圖2-2圖2-2縮聚系統(tǒng)真空系統(tǒng)：具有壓力的流體經(jīng)過噴嘴后，伴隨流速的增加，高速度的工作流體帶走噴嘴附近的被抽介質(zhì)，在噴嘴處形成真空。不同的兩種介質(zhì)在混合室內(nèi)相互混合，并交換能量，當(dāng)工作流體的速度降低，被抽介質(zhì)帶出一部分能量，使被抽介質(zhì)的速度提升。在頭部處，兩種物質(zhì)全部融合，被抽的物質(zhì)速度達(dá)到最大。在擴(kuò)壓段，流體的速度能轉(zhuǎn)化為壓力能后，壓力提高了，通過噴射泵排出。為了增加抽真空能力，本設(shè)計(jì)真空噴射泵設(shè)有冷凝器，將易冷凝的物質(zhì)冷凝下來，最后一級(jí)為常壓。預(yù)縮聚和終聚釜共用一套四級(jí)蒸汽噴射泵建立真空，預(yù)聚釜采用后面的三級(jí)，真空系統(tǒng)EG噴射冷凝器裝有氣動(dòng)刮刀，在一定期間清除雜物以免堵塞。切片輸送打包系統(tǒng)：擁有一定壓力和較高的溫度的聚酯熔體被切粒機(jī)切粒、干燥、集中、打包、運(yùn)輸，切粒機(jī)主要包括鑄帶頭、切粒機(jī)、干燥器、振動(dòng)篩、切片緩沖罐。聚酯熔體由從鑄帶頭擠出帶條時(shí)，鑄帶條依靠本身的重力下沉到導(dǎo)流板，再由啟動(dòng)板上的溢流水中進(jìn)行冷卻，這過程當(dāng)中熔體先是固化再由上下羅拉引入到動(dòng)靜刀之間的間隔處，由于切粒機(jī)的切刀的快速旋轉(zhuǎn)將鑄帶條切斷，由于切斷的粒子中央還沒有完全冷卻下來，處于半熔融形態(tài)，為了避免粒子的粘連，還需要輸送水，水的輸送被分為倆段，一個(gè)的作用冷卻剛切下的粒子，內(nèi)外一個(gè)就是輸送粒子到干燥機(jī)，在干燥機(jī)里面離心分離干燥，將切片表面的水分離出來，使得切片的含水量正常，最后進(jìn)入振動(dòng)篩，篩出異型（超長、細(xì)?。┣衅?、切片粉末后進(jìn)入切片緩沖罐中，最后用打包袋打包并讓叉車叉去倉庫。2.4.4聚酯切片成品的標(biāo)準(zhǔn)作為產(chǎn)品必須要有不低于和市面上其他同類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，聚酯切片的衡量標(biāo)準(zhǔn)很嚴(yán)格，當(dāng)然所有企業(yè)都有自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)，表2-7是最后產(chǎn)品的聚酯切片的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。表2-7切片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)單位優(yōu)等品一等品合格品特性粘度0.648±0.0080.648±0.0120.648±0.025dl/g二氧化鈦含量0.30±0.030.30±0.050.30±0.06%羧基含量32±432±432±5Mol/t二甘醇含量1.330±0.151.330±0.151.330±0.30%凝聚粒子（≥10um）≤0.41.06.0個(gè)/mg水分≤%熔點(diǎn)257.0±2257.0±2257.0±2℃色值L值報(bào)告值報(bào)告值報(bào)告值/B值5±25±35±4/異狀切片≤0.00.10.6%粉末≤100100100Mg/kg灰份≤0.060.070.08%鐵份≤246Mg/kg圖2-3為理想狀態(tài)下本設(shè)計(jì)聚酯切片的優(yōu)等品作為參考。圖2-3優(yōu)等品3工藝計(jì)算3.1物料衡算本設(shè)計(jì)是每年產(chǎn)量是15萬噸PET。規(guī)模計(jì)劃參數(shù)：①生產(chǎn)日：300d/a(24h/d)②PET聚合度為101③PTA/EG=1:1.9

（摩爾比）一些物質(zhì)參數(shù)如下表3-1表3-1物質(zhì)參數(shù)化合物名稱PTAEG水BHETPET相對(duì)分子質(zhì)量符號(hào)MPTAMEGMWMBHETMPET相對(duì)分子質(zhì)量1666218254192故：PET每天產(chǎn)量=年生產(chǎn)量/總工作時(shí)間=150000000kg/300d=500000kg/d縮聚反應(yīng)：nBHET→PET+（n－1）EG

262

192

62WBHET500000WEG理副WBHET=(500000×262×101)/(192×101)=682291.7kgWEG理副=（62×100×500000）/（192×101）=159859.7kg酯化反應(yīng)：2EG+PTA→BHET+2H2O62

166

262

18

WEG理

WPTA

682291.667

WH2OWEG理=2×62×682291.7/262=322916.7kgWPTA=166×682291.7/262=432291.7kg

WH2O=682291.7×18×2/262=93750kgWEG實(shí)=1.9×（432291.7/166）×62=306770.9kgWEG副=WEG理副－（WEG理－WEG實(shí)）=159859.7－(322916.7－306670.9)=143613.9kg檢驗(yàn)：投料量=WPTA+WEG實(shí)=432291.7+306670.9=738962.6kg出料量=WPET+WH2O+WEG副=500000+93750+143613.9=737363.9kg(有誤差)綜上所述有：投料量與出料量誤差不大。具體一天進(jìn)出量見表3-2表3-2一天進(jìn)出量統(tǒng)計(jì)成分千克原料進(jìn)量PTA432291.7EG306670.9加入量總計(jì)738962.6出料出量PET500000H2O93750EG副143613.9出量總計(jì)737363.93.2熱量衡算3.2.1（1）主要物性參數(shù)，由相關(guān)資料查得以下數(shù)據(jù)：BHET:H=7599.6Kcal/mol=31818KJ/mol=125.3KJ/kgCP=0.33Kcal/㎏.℃=1.38KJ/㎏.℃EG:CP=3.2KJ/㎏。℃PTA：CP=0.3253Kcal/㎏.℃=1.36KJ/㎏.℃PET：H=-2000Kcal/mol=-8.37×KJ/mol=-0.432KJ/㎏H2O：氣態(tài)H=2676.3KJ/㎏液態(tài)H=416.9KJ/㎏[8]酯化：Q升=QPTA+QEG=mPTA×CPPTA×?t+mEG×CPEG×?t=432291.7×1.36×（260—25）+322916.7×（260—25）×3.2=162387385.7KJQ反=mBHET×HBHET=682291.7×125.3=85491150.01KJQH2O=mH2O×HH2O=93750×416.9=39084375KJQ回=mH2O/Φ×HH2O=93750/1.5×2676.3=167268750KJQ損=10%Q升+10%Q反=25275990KJQ酯=479507650.7KJ縮聚：Q升=mBHET×CpBHET×?t=682291.7×1.38×（280－260）=18831250.92KJQ反=mPET×HPET=500000×（－0.432）=-216000QEG=mEG×HEG=159859.7×(－6.92)=－1106229.124KJQ損=10%Q升+10%Q反=1861525.092KJQ聚=19370546.89KJQ總=Q酯+Q聚=498878197.6KJ3.3主原輔料的衡算由于PTA+EGPET+2H2O1666219236所以PTA理論上生產(chǎn)一噸的PET消耗166/192=0.864噸，同理一噸PET所需EG=62/192=0.323噸，二氧化鈦需要3公斤，催化劑需要0.3公斤。具見表3-3原輔料的理想年消耗量。表3-3原輔料的理想年消耗量序號(hào)名稱單耗（千克）年使用量（噸/年）1精對(duì)苯二甲酸8641296002乙二醇32348437.53二氧化鈦34504催化劑0.3454設(shè)備的選型4.1反應(yīng)釜本設(shè)計(jì)采用三釜設(shè)計(jì)，所以釜主要為漿料釜、酯化釜、預(yù)聚釜和終聚釜。釜的選型和大小極為重要。下面通過裝料系數(shù)（是反應(yīng)釜的有效容積比上反應(yīng)釜設(shè)計(jì)容積）等數(shù)據(jù)計(jì)算來確定重要釜的容積大小。漿料釜：mPTA=432291.7kgρPTA=1510kg/m3mEG=322916.7kgρEG=1113.6kg/m3ρ=m/vm漿料=432291.7+322916.7=755208.4kgρ漿料=m漿料/VPTA+VEG=755208.4/（432291.7/1510+322916.7/1113.6）=1310.53kg/m3v漿料釜=m漿料/ρ漿料=755208.4/3/1310.53=192.09m3漿料釜也就是最初的漿料混合罐，攪拌采用三層槳式攪拌葉，這樣可以充分混合。漿料釜一般是兩個(gè)一個(gè)負(fù)責(zé)混合，那一個(gè)專門喂入罐。酯化釜：確定裝料系數(shù)φ值確定攪拌反應(yīng)器取值為0.6mBHET=682291.7kgρBHET=1368kg/m3ρ漿料=1310.53kg/m3V酯化釜=（682291.7+93750）/3/1310.53=197.38m3VT=197.38/0.6=329m3縮聚釜：裝料系數(shù)φ值確定攪拌反應(yīng)器φ為0.5V縮聚釜=682291.7/3/1368=166.25m3VT=166.25/0.5=332.5m3有了選擇釜的容積在確定下，暫定漿料釜和酯化釜和預(yù)聚釜采用立式型，而終聚釜為臥式。4.2攪拌裝置的選擇攪拌裝置目前有三種，漿葉式攪拌器、渦輪式攪拌器、鼠籠式攪拌器[20]，根據(jù)各罐的介質(zhì)，攪拌的選擇和具體參數(shù)見表4-1表4-1具體參數(shù)設(shè)備名稱形式漿葉層數(shù)轉(zhuǎn)速功率材質(zhì)漿料混合罐渦輪式336.518.5316SS催化劑混合罐螺旋槳式12752.2316SSTiO2混合罐螺旋槳式12883.0316SS終聚釜鼠籠式1440.6-6110316SS聚酯裝置的終聚釜使用的是鼠籠式攪拌器，是杜邦的專利設(shè)備攪拌有130塊柵網(wǎng)平行或呈螺旋形安裝在15邊形的骨架上，兩端用六棱短袖支撐，柵網(wǎng)的網(wǎng)格從進(jìn)口到出口逐漸變稀，由于終聚釜操作條件為高真空，所以攪拌的密封十分嚴(yán)格。攪拌器采用較低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)并采用特殊的刮板能夠避免熔體在終聚釜壁上長時(shí)間停留。4.3泵的選擇化工中泵一共分為齒輪泵、螺桿泵、屏蔽泵、隔膜泵、離心泵。這裝置主要泵（離心泵）的輸送的介質(zhì)就是漿料、EG、催化劑、二氧化鈦等，所以在考慮選泵時(shí)應(yīng)注意流量、揚(yáng)程、功率材質(zhì)等，經(jīng)查相關(guān)資料得知漿料輸送供給、催化劑輸送和二氧化鈦輸送都使用的是離心泵。本設(shè)計(jì)具體介紹圖4-1離心泵。圖4-1離心泵離心泵的原理：泵的內(nèi)部液體被電機(jī)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，液體被葉片甩出，當(dāng)泵的空室中液體集中達(dá)到一定的壓力，液體被壓力帶出，然而吸入口的壓減少成為負(fù)壓與，吸入管線中的介質(zhì)由于壓力差作用下不斷地被葉輪傳送進(jìn)行循環(huán)的周期[10]，具體原輔料的選擇技術(shù)參數(shù)見下表4-2。表4-2具體參數(shù)名稱流量（m3/hr）揚(yáng)程(m)功率(kw)漿料輸送泵393515新鮮EG輸送泵396430二氧化銻輸送泵8427.5催化劑輸送泵18447.5在此設(shè)計(jì)聚酯裝置中的所有泵一般至少為兩個(gè)例如A\B之分，因?yàn)橐苑雷鳛閭溆没蛘咄话l(fā)情況的切換，還有就是方便泵一定期限的檢修和日常工作人員對(duì)設(shè)備的巡檢和區(qū)分。5廠址選擇和車間的布置在化工企業(yè)中車間的布置和廠址的選擇是很重要的，良好的車間布置不僅可以適應(yīng)工藝要求，而且對(duì)于人員要求實(shí)際上具有很好的操作性（比如設(shè)備的維修、電儀的檢測(cè)、工藝的操作等），而且車間一定要有應(yīng)有的設(shè)施條件，在車間的設(shè)計(jì)在細(xì)心研究，考慮周全，權(quán)衡利弊，想比較下找到一個(gè)比較理想的方案。車間的組成圖5-1車間車間生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)輔助設(shè)施生活行政福利設(shè)施其他生產(chǎn)工段，倉庫，控制室，儲(chǔ)罐區(qū)等變電配電室，機(jī)修儀修室，化驗(yàn)室，儲(chǔ)藏室車間辦公室，工人休息室，洗浴間，廁所等勞動(dòng)保健室等圖5-1車間組成圖5.1廠址的選擇由于本設(shè)計(jì)該廠屬于化工企業(yè)，所以要對(duì)交通方面，風(fēng)向方面，地形方面，能源方面，用水等方面考慮[14]。第一、交通因?yàn)樯a(chǎn)企業(yè)，所以對(duì)原料的需求大，產(chǎn)品運(yùn)輸有要求，建廠要選擇離水陸運(yùn)輸近的地方。第二、風(fēng)向如果有風(fēng)向的影響，那必須是遠(yuǎn)離居民區(qū)不能對(duì)居民的環(huán)境和任何農(nóng)作物有影響。第三、地形地勢(shì)要平坦，要有發(fā)展的空間。運(yùn)輸方便快捷。廠區(qū)附近要有能夠處理污水的設(shè)備或者工廠來集中處理。第四、能源供電、供水要有保障離供電廠近一點(diǎn)畢竟用電都是工業(yè)電而且對(duì)電的需求比較大，生產(chǎn)原輔料一定的充足供給日常及屯庫。第五、用水該廠設(shè)計(jì)中對(duì)水的需求量大比如（生產(chǎn)水、冷卻水、除鹽水等），最好靠近河流運(yùn)河等相關(guān)處。5.2車間布置5.2.1車間布置考慮的問題對(duì)于車間布置第一要滿足工藝流程的要求，第二要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，交通，水電，資源等去實(shí)施的。在進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)時(shí)，要統(tǒng)籌兼顧[23]。注意事項(xiàng)：①控制室和配電室遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)，盡可能設(shè)置在車間的中間部位。②車間留有發(fā)展的余地，便于以后改造。③設(shè)有安全通道（如內(nèi)外樓梯）并且設(shè)備之間的過道一定要合理。。④做好防火、防爆、防毒、防腐、衛(wèi)生等方面的問題。⑤做好采光，通風(fēng)。5.2.2車間的設(shè)備布置第一層：預(yù)聚、終聚熱井、撈料器及其廢料收集罐、漿料輸送泵、二氧化鈦輸送泵、催化劑供給泵、漿料混合罐第二層：催化劑、二氧化鈦、A添、DEG混合罐、齊聚物泵、切片緩沖管、酯化預(yù)聚終聚過濾器、循環(huán)EG罐第三層：添加劑喂入泵、酯化加熱器、切粒機(jī)、振動(dòng)篩、干燥機(jī)、熔體泵第四層：預(yù)聚、終聚釜、研磨機(jī)、離心機(jī)、回流水罐第五層：EG、水分離塔、真空EG噴淋冷凝器、真空噴射泵5.2.3車間的基本內(nèi)容廠房的整體設(shè)計(jì)一般車間平面設(shè)計(jì)有三種類型分別有L型、T型和矩形[14]，絕大多數(shù)使用矩形，因?yàn)榫匦蔚脑O(shè)計(jì)有利于設(shè)備的和管線的排列，節(jié)約用地，設(shè)計(jì)不復(fù)雜，容易安排安全出口和逃生路線。車間的立面設(shè)計(jì)也較為講究，一般車間會(huì)使用單層和多層形式，單層設(shè)計(jì)能夠避免浪費(fèi)減少建設(shè)成本費(fèi)用，但占用較大的建筑面積；多層能夠節(jié)約建筑面積，但建筑費(fèi)用較高。目前工業(yè)上會(huì)使用單層與多層結(jié)合使用，具體設(shè)計(jì)還需考慮工藝的需求和實(shí)際問題，本設(shè)計(jì)中使用矩形的平面設(shè)計(jì)且多層和單層合用，單層主要是倉庫和一些日常的基礎(chǔ)設(shè)施，而多層則設(shè)為裝置主樓畢竟聚酯好多裝置需要一定的上下高度要求。設(shè)備的排列和布置根據(jù)工藝流程先將較大和較重要的設(shè)備（反應(yīng)釜、配制罐、切粒機(jī)等）確定下來，其次再依次排列所需設(shè)備。還有一些閥門，儀表等相關(guān)的設(shè)備可以安放合理的高度，便于日后的檢修和操作。公用工程方面一共就包括四個(gè)方面，簡單來講就是水、電、暖、氣。第一是水，因?yàn)樵诰埘ET車間生產(chǎn)過程中需要大量的水，主要包括冷卻水、除鹽水、生產(chǎn)水及消防水；第二是電，一般工廠使用的電都是工廠的變電所要不就是供電網(wǎng)直接供電，車間使用的電最大為六千伏特，比較中和小型電機(jī)和裝置只需要三百八十伏特，一把情況下變壓器室正常情況下安置在車間內(nèi)或者車間附近，便于降低電壓，然后向各用電設(shè)備分配；第三是暖，暖就是車間需求供熱，采暖的方式主要燒鍋爐的方式提供熱量，無論春夏秋冬什么溫度條件下，都能夠保持和滿足裝置工作要求，其次采暖主要是按照設(shè)備的不知情況分為集中供暖和局部供暖；第四種就是氣，車間按工藝要求需要分為壓縮空氣、氮?dú)夂蛢x表風(fēng)，氮?dú)庠谲囬g作用就是作為保護(hù)氣、置換氣和洗滌氣來保障生產(chǎn)安全。壓縮空氣主要用于吹掃和各工作電磁閥的作用。還有儀表風(fēng)用于有些氣動(dòng)閥門是需要?dú)鈦眚?qū)動(dòng)的。還有每個(gè)管線一定要區(qū)別例如用管線不同的顏色區(qū)分。6總結(jié)與展望6.1總結(jié)經(jīng)過為期幾個(gè)月的實(shí)習(xí)經(jīng)歷來寫這關(guān)于年產(chǎn)十五萬噸的精對(duì)苯二甲酸乙二醇酯工藝設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從中我學(xué)習(xí)到了的PET的生產(chǎn)工藝，合成方法及其反應(yīng)機(jī)理三種的不同，選擇了直接酯化法，酯化法又分有三釜和五釜的工藝，倆種不同和優(yōu)缺點(diǎn)，通過就比較選出了合適的工藝，在此基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)到每一步反應(yīng)流程和所需條件，原輔料的工業(yè)要求，特別涉及到工藝計(jì)算能夠了解每天的投料量和產(chǎn)出量，還有廠址的確定，車間廠房的設(shè)計(jì)，設(shè)備的安置涉及到很多實(shí)際因素，都是一個(gè)個(gè)不小的難題，反正論文的制作讓我學(xué)到很多很多，當(dāng)然論文中有不足之處，還希望老師指正。6.2展望由于中國石化擁有煉化一體化的資源綜合優(yōu)勢(shì)，所以下游的聚酯產(chǎn)業(yè)得到有力的保障，目前PET產(chǎn)品的多樣化，不再局限于滌綸短纖維、滌綸長絲、聚酯瓶等，例如工程塑料，飲料包裝、膜用、片材等等，據(jù)統(tǒng)計(jì)世界非纖PET消耗量逐年出現(xiàn)增長，而且PET的回收加工技術(shù)的大量出現(xiàn)，PET回收后的產(chǎn)品能夠在八十多個(gè)主要包括非織造布、地毯、家紡、汽車等產(chǎn)品種類，讓PET的制造成本降低了，現(xiàn)在，許多經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的國家頭如了大量的精力在產(chǎn)品的新品種和發(fā)展研究。因此聚酯產(chǎn)業(yè)在日后還會(huì)蒸蒸日上，不斷地革新適應(yīng)市場(chǎng)。致謝本論文是我在在指導(dǎo)老師栗娟老師的精心指導(dǎo)下完成的，在老師專業(yè)知識(shí)淵博，認(rèn)真處事的態(tài)度和較強(qiáng)的責(zé)任感時(shí)時(shí)刻刻的激勵(lì)著我，使我在盛虹化纖實(shí)習(xí)的這六個(gè)月中受益匪淺，在此衷心的感謝老師的指導(dǎo)與幫助。在論文的制作過程中，第一次將論文打印成紙質(zhì)稿給老師檢查，老師看到后不斷地翻閱一眼就指出論文的所不足之處和一些小錯(cuò)誤，并不辭辛勞地一遍又一遍地指導(dǎo)我修改論文直至修改成功為止，再次衷心的感謝栗娟老師！當(dāng)然其他專業(yè)老師的諄諄教導(dǎo)給本次論文的制作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我才能夠輕松的將論文完成，也衷心地感謝輕化工系的各位老師！由于經(jīng)驗(yàn)匱乏，能力有限，設(shè)計(jì)中難免有許多考慮不周全的地方，希望各位老師多加指教。在此還要感謝盛虹化纖股份有限公司，因?yàn)樵趯?shí)習(xí)時(shí)間盛虹化纖給了我這個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓我從學(xué)校到社會(huì)的一個(gè)過渡的平臺(tái)，讓我的知識(shí)不再來局限于死板的教材中，帶著學(xué)校的理論知識(shí)加上車間的努力的實(shí)踐讓我在論文上如魚得水。再次還要感謝對(duì)于我論文指點(diǎn)和幫助的車間的運(yùn)行班長、工藝員及其主任助理等，還在實(shí)習(xí)期間不厭其煩指導(dǎo)我的工作。還要感謝聚酯部的所有成員，在我最迷茫的時(shí)候，給了我無盡的幫助，讓我從剛剛踏入社會(huì)的恐懼中走出來，讓我從一個(gè)剛出校門的毛頭小伙子成長為能夠擔(dān)任一些任務(wù)的合格員工。六個(gè)月的實(shí)習(xí)生活，不僅讓我積累了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也讓我了解了一些社會(huì)經(jīng)驗(yàn)比如學(xué)會(huì)了如何與人相處，以及處理問題的方法，在此衷心地感謝身邊的同事和領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心與幫助。最后我還要感謝我的父母，在實(shí)習(xí)期間我遇到挫折我有想過要放棄打退堂鼓，覺得工作不太合適枯燥無味，但他們一直鼓勵(lì)我讓我堅(jiān)持，勸導(dǎo)我，在我人生的道路上指點(diǎn)迷津，還有將我養(yǎng)育那么大，不求任何回報(bào)，所以我想謝謝我的父母給我生命和這么多的養(yǎng)育之恩。參考文獻(xiàn)倪成義等．關(guān)于PET塑料原料的性能和用途簡介．［學(xué)士學(xué)位論文］．2011．張曉黎，關(guān)琦，楊曉燕．高聚物產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)．[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2010．許茜,王保偉,許根慧.乙二醇合成工藝的研究進(jìn)展[J].石油化工,2007,02:194-199.孟烈.PET發(fā)展的技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù),1998,06:61-68+74.沈莉莉.非纖聚酯的生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)展[J].合成纖維,2009,09:16-19.孔蘇煒等．關(guān)于PET的生產(chǎn)工藝的介紹．［碩士學(xué)位論文］．2011．馬登學(xué).高分子化學(xué)材料成分分析裝置[P].山東：CN204988988U,2016-01-20.劉光啟等．化工物性算圖手冊(cè)．[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2002．.趙斌,張及瑞.《化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.[M].河北工業(yè)大學(xué).2005.閆磊.化學(xué)工藝及設(shè)備安全性的評(píng)價(jià)體系[J].黑龍江科技信息,2014,06:108.嚴(yán)旭明,卞少卿,胡慶國,張瑞良.PET生產(chǎn)工藝與反應(yīng)器的討論[J].聚酯工業(yè),1998,04:6-10.張勝玲,劉高才,李楠.PTA質(zhì)量對(duì)PET生產(chǎn)的影響及對(duì)策[J].聚酯工業(yè),2003,06:51-53.張留成，翟雄偉，丁會(huì)利等．高分子材料基礎(chǔ)．[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2001．黃璐，王保國編.化工設(shè)計(jì).[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2000.譚亦武主編.PET行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望.化學(xué)工業(yè)出版社，2010.AhmedSoufianeBenosman.MineralogicalStudyofPolymer-MortarCompositeswithPETPolymerbyMeansofSpectroscopicAnalyses，2012.武榮瑞.PET合成化學(xué)[J].合成纖維工業(yè),1983,04:41-48.譚天恩等.化工原理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.LeeDC.DesignDataforChemicalEngineeringProgress.ChemEngProg，2006.王凱，虞軍主編.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書——攪拌設(shè)備[M].化學(xué)工業(yè)出版社2003.HG/T20643-1998,化工設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)定[S].李宗緒.聚酯生產(chǎn)中兩種方法——DMT法和TPA法的抉擇[J].合成纖維,1982,06:50-52.婁愛娟，吳志泉，吳敘美編.化工設(shè)計(jì).華東理科大學(xué)出版社.2002.盛虹化纖企業(yè)培訓(xùn)資料.基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)