聚酯的生产过程.doc

聚酯的生产过程一、聚酯的生产概述聚酯是由二元或多元醇和二元或多元酸(或酸酐)缩聚而成的高分子化合物的总称。聚酯的主要用途是制备聚酯纤维,1998年聚酯纤维的世界产量达到1600多万t,在聚酯的应用分配中约占60,。按用途可分为聚酯树脂、聚酯纤维、聚酯橡胶等。按所用酸的不同(饱和酸和不饱和酸),又可分为饱和聚酯和不饱和聚酯。聚酯的制备方法很多,目前聚酯的起始原料是对二甲苯,由对二甲苯生产对苯二甲酸(PTA),然后再与多元醇(常用乙二醇)缩聚。具体的生产方法有精对苯二甲酸直接酯化缩聚法(简称直缩法)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)先经酯交换再进行缩聚的问接酯交换缩聚法(简称间缩法),目前前者已占绝对优势。这两种方法按生产过程划分又有连续法、问歇法及介于连续法和间歇法之间的半连续法。直缩法(即PTA法)与问缩法(即DMT法)相比有如下优点。?PTA法单耗低、成本低。因DMT分子中有两个甲醋基在酯交换过程中析出,因此PTA单耗比DMT低近15,,而PTA价格通常比DMT低,因而聚酯的原料成本比较低。?PTA法无甲醇生成,因而可省去甲醇回收工序,流程简短并节省投资,而且不存在甲醇的防爆问题,可降低消防和安全要求。?PTA法的乙二醇(EG),PTA配比通常低于EG,DMT配比,因而乙二醇精制工序处理量小,有利于减少投资。近年已解决PTA法中EG的直接循环利用问题,省去了EG精制工序。?PTA法可利用PTA酸性自催化,省去了酯化剂,不会有催化荆沉积等问题。直缩法的连续工艺有如下优点。?在自控条件下,过程和设备长期处于稳定运行状态,产品质量好,没有工艺各批产品的差别问题。?产品聚酯熔体可直接纺丝,省去了熔体冷却、切粒以及再干燥、熔融等工序,保证质量、降低成本,特别适用于高强工业丝的生产。-1-?适用于大品种大批量生产。随着柔性生产体系的建立和完善,近年大型连续工艺已解决了多品种生产问题。?可节省投资。日产30t和60t的连续装置,投资比问歇法节省30,和60,。因而日前直接缩法工艺中,连续工艺中占了明显优势,间歇法的优点是可随时改变品种以适应市场要求,切片易贮存和远程运输,开停车影响较小等,因而仍占有一定地位。从工艺路线来看,直缩法(P'TA法)义有五釜和三二釜流程之分。五釜流程的典型代表有吉玛技术、钟纺技术、伊文达技术;三釜流程的典型代表是杜邦技术。两种流程的缩聚工艺条件相仿,而酯化工艺条件有较犬差别,但两种流程的基本原理是相似的。二、精对苯二甲酸(PTA)直缩法工艺(一)化学反应及其影响因素用PTA与乙二醇(EG)直接缩聚成聚酯的化学反应,除副反应外,主反应包括酯化反应和缩聚反应。(1)酯化反应酯化反应是直缩过程中的起始反应,PTA与EG反直首先转化成对苯二甲酸双β-羟乙酯(DGT)单体。化学反应如式(1010)所示。在温度为220,300?和EG,PTA(摩尔比),,PTA仪能部分溶解,所以PTA与EG的酯化反应小完全是均相反应,还伴有多相反应。对于多相反应来说,因为PTA是从固相溶解得来,它在液枷中总保持着固定的浓度,故PTA粒子形状对反应速率没有多大影响。EG浓度如果比溶解的PTA浓度高,也同样地由于PTA浓度固定不变而对反应速率没有影响,可粗略地表示为零级反应,反应速率仅依赖于温度。但是,对于均相酯化反应来说,PTA与EG浓度对反应