聚酯纖維生產(chǎn)技術(shù)-聚酯合成工藝

聚酯合成工藝02對苯二甲酸雙羥乙酯（BHET）的制備01對苯二甲酸(PTA)及乙二醇(EG)的制備CONTENT聚對苯二甲酸乙二酯的制備0304聚對苯二甲酸乙二酯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)01對苯二甲酸(PTA)及乙二醇(EG)的制備一、對苯二甲酸（PTA)的制備低溫氧化法高溫氧化法氧化酯化法制備方法低溫氧化法高溫氧化法對二甲苯（ＰＸ）【特性】【性狀】無色透明液體，有芳香氣味，有毒！【用途】主要用于有機(jī)合成和溶劑?！救芙馇闆r】不溶于水，溶于乙醇和乙醚【制備或來源】由分餾煤焦油的輕油部分或催化重整輕油經(jīng)分餾，或由甲苯經(jīng)歧化而成。

1、高溫氧化法（醋酸為溶劑）

2、低溫氧化法01醋酸溶劑02CO(CH3COO)2催化劑03甲基乙基酮促進(jìn)劑04130℃，1.5Mpa溫度05純氧

氧化劑

3、氧化酯化法PTA性質(zhì)對苯二甲酸簡稱PTA，是產(chǎn)量最大的二元羧酸，主要從對二甲苯制得，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、合成纖維和增塑劑等。為白色晶體或粉末，低毒，可燃。自燃點(diǎn)680℃燃點(diǎn)384~421℃升華熱98.4kJ/mol燃燒熱3225.9kJ/mol閃點(diǎn)>110℃

密度1.55g/cm3。溶于堿溶液，微溶于熱乙醇，不溶于水、乙醚、冰醋酸、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯、氯仿等大多數(shù)有機(jī)溶劑，可溶于DMF、DEF和DMSO等強(qiáng)極性有機(jī)溶劑。對苯二甲酸可發(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)。包裝與儲運(yùn)：袋裝產(chǎn)品采用內(nèi)襯塑料薄膜的包裝袋，每袋產(chǎn)品凈重1000±2kg。包裝袋上應(yīng)印有生產(chǎn)廠名、地址、商標(biāo)、產(chǎn)品名稱、等級、批號、凈重和標(biāo)準(zhǔn)代號等。產(chǎn)品運(yùn)輸中應(yīng)防火、防潮、防靜電。袋裝產(chǎn)品搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕裝輕卸，防止包裝損壞；槽車裝卸作業(yè)時(shí)應(yīng)注意控制裝卸速度，防止產(chǎn)生靜電。應(yīng)存放在陰涼、通風(fēng)、干燥的倉庫內(nèi)，應(yīng)遠(yuǎn)離火種和熱源，與氧化劑、酸堿類物品分開存放，應(yīng)防止日曬雨淋，不得露天堆放。使用注意事項(xiàng)：屬低毒類物質(zhì)，對皮膚和粘膜有一定的刺激作用。對過敏癥者，接觸本品可引起皮疹和支氣管炎?？諝庵凶罡咴试S濃度0.1mg/m3。操作人員應(yīng)穿戴防護(hù)用品。1.環(huán)氧乙烷水解法2.氯乙醇水解法

二、乙二醇的制備及性質(zhì)乙二醇工藝路線結(jié)構(gòu)式：物理性質(zhì)

別名：甘醇

結(jié)構(gòu)簡式：HO-CH2CH2-OH

沸點(diǎn)：197.85℃

密度：相對密度(水=1)1.1155(20℃）；相對密度(空氣=1)2.14

外觀與性狀：無色、無臭、有甜味、粘稠液體

溶解性：與水/乙醇/丙酮/醋酸甘油吡啶等混溶，微溶于醚等,不溶于石油烴及油類，能夠溶解氯化鋅/氯化鈉/碳酸鉀/氯化鉀/碘化鉀/氫氧化鉀等無機(jī)物。

穩(wěn)定性：穩(wěn)定

燃點(diǎn)：418℃化學(xué)性質(zhì)由于分子量低,性質(zhì)活潑,可起酯化/醚化/醇化/氧化/縮醛/脫水等反應(yīng)。與乙醇相似，主要能與無機(jī)或有機(jī)酸反應(yīng)生成酯，一般先只有一個羥基發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)升高溫度、增加酸用量等，可使兩個羥基都形成酯。如與混有硫酸的硝酸反應(yīng)，則形成二硝酸酯。酰氯或酸酐容易使兩個羥基形成酯。乙二醇在催化劑（二氧化錳、氧化鋁、氧化鋅或硫酸）作用下加熱，可發(fā)生分子內(nèi)或分子間失水。主要用途主要用于制聚酯滌綸，聚酯樹脂、吸濕劑，增塑劑，表面活性劑,合成纖維、化妝品和炸藥，并用作染料/油墨等的溶劑、配制發(fā)動機(jī)的抗凍劑,氣體脫水劑，制造樹脂、也可用于玻璃紙、纖維、皮革、粘合劑的濕潤劑。生產(chǎn)合成樹脂PET，纖維級PET即滌綸纖維，瓶片級PET用于制作礦泉水瓶等。還可生產(chǎn)醇酸樹脂、表面活性劑、乙二醛及炸藥，也用作防凍劑。除用作汽車用防凍劑外，還用于工業(yè)冷量的輸送，一般稱呼為載冷劑。

二甲酸二甲酯，簡稱DMT。外觀（Appearance）：白色針狀晶體。含量（Purity）：99.90%物化性質(zhì)(PhysicalProperties)熔點(diǎn)140.6℃沸點(diǎn)283℃相對密度1.084折射率1.對苯三、對苯二甲酸二甲酯（DMT)的制備為了簡化流程，可把兩步氧化合并在一個氧化反應(yīng)器中進(jìn)行，兩步酯化也合并在一個酯化反應(yīng)器中進(jìn)行：02對苯二甲酸雙羥乙二酯的生產(chǎn)酯交換法直接酯化法環(huán)氧乙烷法對苯二甲酸的酯化對苯二甲酸雙羥乙酯（BHET)的制備

一、酯交換法酯交換過程的副反應(yīng):①生成低聚物②生成對苯二甲酸的甲乙酯③生成環(huán)狀低聚物④生成二甘醇

⑤生成乙醛間歇法酯交換工藝流程①催化劑(醋酸鹽)

用量一般0.05%的DMT量(重量)②單體配料比

理論比:DMT:EG=1:2.為增加BHET收率,實(shí)際DMT:EG=1:2.3～2.5③反應(yīng)溫度④反應(yīng)時(shí)間

甲醇相階段控制在180～200℃

乙二醇相階段逐漸升高至230～240℃。甲醇蒸出理論量：90%時(shí)需4hr左右，余下的10%在乙二醇相和乙二醇一并蒸出，需1.5hr，即總反應(yīng)時(shí)間5～6hr.間歇法酯交換工藝條件①催化劑(醋酸鹽)

用量一般0.05%的DMT量(重量)②單體配料比理論比:DMT:EG=1:2.為增加BHET收率,實(shí)際DMT:EG=1:2.3～2.5③反應(yīng)溫度連續(xù)法酯交換工藝流程工藝流程：

連續(xù)法酯交換工藝條件：①物料配比

DMT:EG=1:2.15

②反應(yīng)溫度

反應(yīng)溫度按反應(yīng)釜順序依次升高，分別為190℃、210℃和215℃。③反應(yīng)時(shí)間

為達(dá)到要求的酯化率，每個反應(yīng)釜內(nèi)平均停留的時(shí)間2～3hr，在BHET儲槽內(nèi)平均停留的時(shí)間1.5hr，總反應(yīng)時(shí)間8～10hr。直接酯化法是TPA和EG直接進(jìn)行酯化反應(yīng)，一步法制的BHET。二、直接酯化法連續(xù)酯化法工藝流程連續(xù)酯化控制工藝參數(shù)①反應(yīng)溫度和壓力

三釜物料溫度依次為：264℃，266℃及270℃

依次控制釜壓為0.35Mpa,0.27Mpa及0.12Mpa

②配料比

理論配比：TPA:EG=1:2(mol比)

配漿時(shí)TPA:EG=1:1.3而酯化時(shí)實(shí)際為1：1.8③催化劑03聚對苯二甲酸乙二酯的生產(chǎn)實(shí)施方法：間歇法縮聚連續(xù)法縮聚

BHET

常壓蒸出EG后用氮?dú)鈮喝肟s聚釜

縮聚催化劑

縮聚釜熱穩(wěn)定劑

230~240℃

前段低真空（余壓約5.3KPa)

縮聚溫度250~260℃

后段高真空(余壓66Pa)

縮聚溫度270~285℃注帶切粒濕切片儲存一、間歇法縮聚流程及工藝間歇法縮聚工藝條件(1)縮聚反應(yīng)溫度(2)縮聚真空度(3)縮聚的催化劑及穩(wěn)定劑(4)縮聚時(shí)間(5)料層厚度和攪拌狀態(tài)連續(xù)法縮聚流程：反應(yīng)需分三段或四段進(jìn)行ａ.脫除前工序中多余的ＥＧｂ.低粘度，低真空下縮聚ｃ.高粘度，高真空下完成縮聚反應(yīng)二、連續(xù)縮聚流程及工藝連續(xù)縮聚工藝流程圖連續(xù)縮聚工藝控制①ＥＧ脫除塔

余壓：20Kpa

反應(yīng)溫度：235~250℃．②預(yù)縮聚和前縮聚（縮聚反應(yīng)的主要階段）

預(yù)縮聚時(shí)間1.5～3hr

溫度275~280℃

余壓6.6Kpa

前縮聚時(shí)間1.5～3hr

溫度275~282℃

余壓<400Pa.③后縮聚

溫度275~285℃

余壓100～300Pa

物料平均停留時(shí)間1.5～5hr.（１）大分子鏈端基裂解生成乙醛三、縮聚過程的副反應(yīng)(2)生成環(huán)狀低聚物酯鍵裂解并與端羥基作用生成環(huán)狀低聚物（3）酯鍵裂解并產(chǎn)生酯交換作用（4）生成乙二醇醚

高溫下兩個或兩個以上EG分子縮合，成為乙二醇的低酯物

進(jìn)一步分解生成乙醛04聚對苯二甲酸乙二酯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)PET化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：一、高分子結(jié)構(gòu)

流變性質(zhì)是指熔體流動變形的性能，一般用熔體粘度來表征。二、流變性質(zhì)熔體粘度的影響因素死切變速率