聚酯切片生產(chǎn)工藝

1、2021/6/211聚酯切片生產(chǎn)工藝流程設(shè)計主講人：楊禮鵬指導老師：梁建軍2021/6/212目目 錄錄一、簡介一、簡介二、生產(chǎn)原料組成二、生產(chǎn)原料組成三、生產(chǎn)流程簡介三、生產(chǎn)流程簡介四、主要生產(chǎn)設(shè)備四、主要生產(chǎn)設(shè)備五、生產(chǎn)過程控制五、生產(chǎn)過程控制2021/6/213簡簡 介介 聚酯切片學名聚對苯二甲酸乙二醇酯聚酯切片學名聚對苯二甲酸乙二醇酯【PET】，是由對苯二甲酸和乙二醇聚合而成?！浚怯蓪Ρ蕉姿岷鸵叶季酆隙?。按其用途可分為按其用途可分為:纖維級聚酯切片、瓶級聚酯切纖維級聚酯切片、瓶級聚酯切片、膜級聚酯切片三類。片、膜級聚酯切片三類。 2021/6/214生產(chǎn)原料w對苯二甲酸【對苯二

2、甲酸【TPA】w乙二醇【乙二醇【EG】w催化劑催化劑2021/6/215生產(chǎn)原料組成生產(chǎn)原料組成1.對苯二甲酸【對苯二甲酸【TPA】 對苯二甲酸簡稱TPA，分子式 C8H6O4；分子量：166.13 密度：1.55g/cm3。該品為白色晶體或粉末，低毒，可燃。若與空氣混合，在一定的限度內(nèi)遇火即燃燒甚至發(fā)生爆炸。 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、增塑劑等。對苯二甲酸可發(fā)生酯化反應；在強烈條件下，也可發(fā)生鹵化、硝化和磺化反應。3 32021/6/2162.乙二醇【乙二醇【

3、EG】 乙二醇又名乙二醇又名“甘醇甘醇”、“1,2-亞乙基二醇亞乙基二醇”，簡稱，簡稱EG?；瘜W式化學式(HOCH2)2，乙二醇是無色無臭、，乙二醇是無色無臭、有甜味液體。乙二醇能與水、有甜味液體。乙二醇能與水、丙酮丙酮互溶，但在醚類中溶解度較小。乙互溶，但在醚類中溶解度較小。乙二醇的高聚物二醇的高聚物聚乙二醇聚乙二醇（PEG）是）是一種一種相轉(zhuǎn)移催化劑相轉(zhuǎn)移催化劑。2021/6/2173.催化劑催化劑 在直接酯化法的在直接酯化法的 PET 生產(chǎn)中，酯化過程一般生產(chǎn)中，酯化過程一般不需要催化劑，而縮聚過程必需催化劑。選擇催不需要催化劑，而縮聚過程必需催化劑。選擇催化劑時，應符合下列要求：化劑時

4、，應符合下列要求： (1)能促進主反應，力求減少副反應。能促進主反應，力求減少副反應。 (2)易在原料或產(chǎn)物中溶解，便于均勻分布。易在原料或產(chǎn)物中溶解，便于均勻分布。 (3)所得產(chǎn)品在粘度、熔點、色相、熱穩(wěn)定性等所得產(chǎn)品在粘度、熔點、色相、熱穩(wěn)定性等方面，不得因使用催化劑而降低質(zhì)量指標。方面，不得因使用催化劑而降低質(zhì)量指標。 (4)價廉、容易取得。價廉、容易取得。 主要催化劑有二氧化鈦主要催化劑有二氧化鈦2021/6/218生產(chǎn)流程簡介生產(chǎn)流程簡介w 生產(chǎn)原理w 工藝流程圖及主要步驟w 催化劑及反應控制條件2021/6/219生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 直縮法直縮法 對苯二甲酸與EG直接酯化生成對苯二甲

5、酸乙二醇酯再由對苯二甲酸乙二醇酯經(jīng)均縮聚反應的PET。此法適合純度高的TPA。其反應如下： 2HOCH2CH2OH + HOOC COOH HOCH2CH2O C C OCH2CH2OH+2HO O O O O BHET H OCH2CH2O C C OCH2CH2OH +( n-1)HOCH2CH2OH2021/6/2110工藝流程圖工藝流程圖調(diào)配罐貯罐漿化罐混煉機第一酯化反應器分餾塔第一預縮反應器第 二 預 縮 反 應 器縮 聚 反 應 器第 二 酯 化 反 應 器切 片催 化 劑水E G排 氣排 氣E G添 加 劑T P A過 濾 器2021/6/2111主要步驟主要步驟 ：（1.）漿料

6、配置：精對苯二甲酸和乙二醇的混合配）漿料配置：精對苯二甲酸和乙二醇的混合配成符合酯化反應要求的漿料。成符合酯化反應要求的漿料。 （2.）添加劑混合：將生產(chǎn)所需的各種添加劑用）添加劑混合：將生產(chǎn)所需的各種添加劑用 EG 配成溶液。配成溶液。 （3.）酯化：）酯化： TPA 和和 EG 在一定的壓力和高溫條在一定的壓力和高溫條件下，反應生成中間產(chǎn)物對苯二甲酸乙二酯件下，反應生成中間產(chǎn)物對苯二甲酸乙二酯（BHET）和水，水經(jīng)精餾塔被分離，排入污水處）和水，水經(jīng)精餾塔被分離，排入污水處理系統(tǒng)。理系統(tǒng)。 2021/6/2112（4.）聚合反應：中間產(chǎn)物對苯二甲酸乙二酯）聚合反應：中間產(chǎn)物對苯二甲酸乙二酯

7、（BHET）在高溫、真空和催化劑作用下，發(fā)）在高溫、真空和催化劑作用下，發(fā)生聚合反應。生聚合反應。（5.） EG 回收：對整個生產(chǎn)中產(chǎn)生的回收：對整個生產(chǎn)中產(chǎn)生的 EG 回回收提純，其中約收提純，其中約 95%被提純，重新與被提純，重新與 TPA 進進行配漿。行配漿。 （6.）切粒：經(jīng)過濾去除雜物，經(jīng)過鑄帶，用）切粒：經(jīng)過濾去除雜物，經(jīng)過鑄帶，用切粒刀將其切成一定規(guī)格的聚酯切片（顆粒）。切粒刀將其切成一定規(guī)格的聚酯切片（顆粒）。 2021/6/2113主要生產(chǎn)設(shè)備主要生產(chǎn)設(shè)備2021/6/21142021/6/2115生產(chǎn)過程控制w成品檢驗w三廢處理2021/6/2116成品檢驗成品檢驗 1

8、粘度粘度 一般纖維級聚酯切片的特性粘度為一般纖維級聚酯切片的特性粘度為0.645，特性粘度太低，聚酯分子量小，紡絲過程拉伸困特性粘度太低，聚酯分子量小，紡絲過程拉伸困難，粘度太高，拉伸時拉伸應力過大，大分子不難，粘度太高，拉伸時拉伸應力過大，大分子不好取向。好取向。2 端羧基含量端羧基含量 一般來說，端羧基的來源主要為未反應一般來說，端羧基的來源主要為未反應TPA或降解后的產(chǎn)生，從理論上講，完全反應的或降解后的產(chǎn)生，從理論上講，完全反應的聚酯的端羧基應該為零，實際上，因為各種因素聚酯的端羧基應該為零，實際上，因為各種因素的存在，各種工藝條件下聚酯切片的端羧基含量的存在，各種工藝條件下聚酯切片的

9、端羧基含量有很大的不同。有很大的不同。2021/6/21173 熔點熔點 由于各種副反應的存在，使得聚酯中存在部分雜質(zhì)，由于各種副反應的存在，使得聚酯中存在部分雜質(zhì)，同時聚合物結(jié)晶的缺陷和各處結(jié)晶度的差異也會影響聚酯同時聚合物結(jié)晶的缺陷和各處結(jié)晶度的差異也會影響聚酯的熔點，實際聚酯的熔點都在的熔點，實際聚酯的熔點都在265以下，熔點溫度是某以下，熔點溫度是某一個范圍。國標中對熔點的規(guī)定在一個范圍。國標中對熔點的規(guī)定在252 262之間。之間。4 二甘醇二甘醇 聚酯二甘醇是衡量生產(chǎn)過程中醚化副反應程度的一個聚酯二甘醇是衡量生產(chǎn)過程中醚化副反應程度的一個重要指標，從實驗結(jié)果來看，二甘醇含量的增加。

10、可使聚重要指標，從實驗結(jié)果來看，二甘醇含量的增加?？墒咕埘サ娜埸c或軟化點下降，耐熱氧化性和耐光性變差。在同酯的熔點或軟化點下降，耐熱氧化性和耐光性變差。在同樣的染色條件下，可使聚酯纖維的染色加深，上色率提高樣的染色條件下，可使聚酯纖維的染色加深，上色率提高。2021/6/21185 色度色度 聚酯的色度是一個綜合指標，不僅受到消光劑和催聚酯的色度是一個綜合指標，不僅受到消光劑和催化劑等的影響，同時也受到聚酯生產(chǎn)中本身生產(chǎn)過程的影化劑等的影響，同時也受到聚酯生產(chǎn)中本身生產(chǎn)過程的影響。不管是外來色度的影響還是內(nèi)在質(zhì)量造成的聚酯色度響。不管是外來色度的影響還是內(nèi)在質(zhì)量造成的聚酯色度影響，均會使纖維的

11、色度發(fā)黃，影響纖維的外觀，尤其是影響，均會使纖維的色度發(fā)黃，影響纖維的外觀，尤其是降解或者金屬催化劑離子造成的色度發(fā)黃發(fā)灰，容易使紡降解或者金屬催化劑離子造成的色度發(fā)黃發(fā)灰，容易使紡絲過程中粘度降增加。絲過程中粘度降增加。6 二氧化鈦含量二氧化鈦含量 TiO2的作為消光劑加入聚酯產(chǎn)品中，其用量根據(jù)用的作為消光劑加入聚酯產(chǎn)品中，其用量根據(jù)用戶的需求來確定，一般來說有光切片含量小于戶的需求來確定，一般來說有光切片含量小于0.12%，半，半消光切片一般在消光切片一般在0.120.5%之間。之間。2021/6/2119三廢處理w廢水處理 聚酯廢水的處理是在廠內(nèi)進行，處理的主要手段是酸堿中和，使廢水 PH 值達到 6580；冷卻廢水，使送到給排水廠的水溫在 40以下；在廢水集中池中沉降除去較大顆粒狀的固體物質(zhì)。 2021/6/21202 廢渣處理廢渣處理 與廢水量相比較，聚酯生產(chǎn)的廢渣較少，但隨著生產(chǎn)的繼續(xù)，廢渣量不斷增加，處理不好，容易造成二次污染。廢渣主要有2個來源，相應有2種處理方法。（1） 廢水中的固體廢棄物處理：廢水中的固體物質(zhì)主要是清洗水中夾帶的對苯二甲酸、低聚物地板清洗水中的 TiO2粉、切片粉末等 ,可靜置分層后處理。（2）