PTA颗粒分布与工艺参数优化

1、 PTA颗粒分布与工艺参数优化覃善木1 王文雄2(1. 珠海裕华股份有限公司聚酯分厂, 珠海519080; 2. 珠海调市纺织工业集团公司,珠海519015)摘要：本文通过分析不同PTA的分布状况，创造性地将PTA颗的分布状况分为四种 类型：集中型（标准型）、分散型、偏小型和偏大型。通过生产过程实践，优 化出不同颗粒的分布的PTA对应的工艺参数，解决生产过程中因更换PTA造 成的工艺波动问题，确保产品质量稳定性和连续性。关键词：PTA颗粒分布状况，摩尔比、温度、料位。前言PTA的颗粒大小通常可以用平均粒径、颗粒分布（过筛百分率）、堆积密度来表示。PTA的平均粒径越大，表示该PTA颗粒越大，反之

2、则越小；颗粒分布表示方法目前没有一个统一的标准。一般认为通过小目筛网（如45um）的百分率越多，表示此种PTA的粒径越小；反之则认为此种PTA的粒径越大；而PTA的堆积密度越大，表示此种PTA越小，反之则认为此种PTA的径越大。由于种种原因，到目前为此仍未见三种表示方法的相互关系。关于PTA颗粒大小对酯化反应的影响，有的认为PTA颗粒越大，溶解速度越慢，酯化反应也越慢，需要的温度越高；PTA颗粒越小，溶解速度越快，酯化反应也越快1，2；有的则认为PTA颗粒越大，PTA颗粒结构疏松，溶解速度越快，反应也越快；PTA颗粒越小，PTA颗粒结构紧密，不易溶解，反应也越慢3。目前并没有成熟理论，在实践中

3、没有指导意义，本文通过对本厂投产以来所使用的PTA，从颗粒分布状况进行归类，探讨颗粒分布法与堆积密度两种粒度表示法的关系；并对PTA的颗粒分布状况与酯化反应工艺参数的优化进行探讨。一、不同PTA的使用情况1、不同PTA的颗粒分布状况 不同PTA的颗粒分布及分布曲线见表1和图1。2、不同PTA对应工艺参数及产品质量 a . 表2所示为在产量为95T/D97T/D时，不同颗粒分布的PTA (表1中第16号) 所使用的反应条件及产品质量。 b. 表3为在产量为90T/D92T/D时，不同颗粒分布的PTA (表1中第710号)所使 用的反应条件及产品质量。 表1：不同PTA的颗粒分布状况序号粒度分布堆

4、积密度04545160m160224m224315m大于315m12.450.835.69.41.8894.222.360.628.77.11.3881.632.468.824.23.41.2855.947.168.320.93.10.6893.85769.317.84.71.2914.1610.775.211.51.80.8899.675.956.825.510.61.2936.686.1858.3223.3111.296.375.616.40.80.9901.2109.775.412.31.80.8908.3116.96322.26.21.712043.638.616.11.7902137

5、.5877.4212.91.80.3902.6140.435.726.324.72.9883.5158.857.923.19.30.9933.61611.458.721.47.70.8925.3178.960.722.57.20.7936.71811.153.8249.91.2971.4197.75823.39.91.1943.4201.177.914.85.90.3923.0210.861.628.29.00.4867.0224.775.414.74.70.5894.1239.672.414.83.00.2926.5240.264.727.37.40.4912.6254.468.420.16

6、.50.6957.9表2.不同PTA的颗粒在产量为95T/D97T/D时，所使用的反应条件及结果序号产量T/D反应条件 产品 DEG w.t %产品COOHmol/t 色值摩尔比TIC-111 PIC-111 kpaLIC-111 %TIC-121 LAB1951.11262.5165802701.2125.179.4-4.94.52971.10526316582270.51.2528.679.5-4.33.83971.12261.5165852681.1226.778.8-4.03.34951.14261.5160952711.1122.275.5-2.53.65971.1226316585

7、269.51.1924.879.0-3.24.56961.11261.5160802691.0624.178.5-4.03.6表3.不同PTA的颗粒在产量为90T/D92T/D时，所使用的反应条件及结果序号产量T/D反应条件产品DEGw.t%产品COOHmol/t产品色值摩尔比TIC-111PIC-111kpaLIC-111%TIC-121 LAB7921.10263165852691.3523.081.5-3.93.88901.1326116090270.51.0922.780.9-3.54.89921.115260165852681.1825.480.1-4.14.010901.12226

8、016090269.51.2226.376.2-2.62.8二、 分析与讨论 1、PTA的颗粒分布状况 从图12的曲线分析，PTA的颗粒分布曲线特点是峰出现在160m附近。大 概有如下几种情形：（1） 从第3、4、5及25号样品的曲线图分布可以看出，这几种PTA的颗粒分布属比较标准的正态分布曲线（称集中型或标准型），图形的峰较高，曲线以160m为对称性中心，这种PTA的颗粒分布为大颗粒（大于224m）与小颗粒（小于45m） 较少而且数量相当，PTA颗粒分布集中。（2） 从第7、8、11、15、16、17、18、19号样品的曲线分布图可以看出，这几种PTA的颗粒分布属分散型，图形以160m为对称

9、性中心但峰最矮且较宽，PTA颗粒分布为大颗粒与小颗粒都较多，PTA颗粒分布分散。（3） 从第6、9、10、13、20、22及23号样品的曲线分布图可以看出，这几种PTA 的颗粒分布属偏小型，曲线特征是图形不以160m为对称性中心，左边面 积比右边面积大，峰特别尖，而且狭窄，PTA颗粒分布为小颗粒较多，大颗 粒少。（4） 从第1、2、21、24号样品的曲线分布图可以看出，这几种PTA的颗粒 分布属偏大型，图形的特征是图形也不以160m为对称性中心，左边面积比右边面积小，峰较矮，且宽，PTA颗粒分布为大颗粒较多，小颗粒较少。12和14号样品比较特别，也少见，可归偏大型，也可以称之为不规则型。各种类

10、型的分布曲线见图1。2、PTA颗粒分布与堆积密度 从表1可看出，PTA颗粒分布与堆积密度的对应关系不是一一对应关系， 表1中7、8、11、15、16、17、18、19号样品的堆积密度最大，而且相近，即通常所说这些PTA颗粒最小，而事实上这些PTA的颗粒分布分散。这是由于颗粒分布属分散型的PTA，各种粒子分布分散，相互之间交互堆积，所占体积小，堆积密度大。表1中6、9、10、13、20、22、24号样品的堆积密度第二，而且也相近，这些PTA颗粒通常认为比前一种大，而事实上这些PTA的颗粒分布属偏小型，表1中1、2、12、14、21、24号样品的堆积密度较小，而且相近，这些PTA颗粒通常认为是最大

11、，事实上这些PTA的颗粒分布属偏大型，表1中3、4、5、25号样品的堆积密度有最大也有最小，事实上这些PTA的颗粒分布属标准型，如果假定颗粒都是圆球型，PTA颗粒分布属标准型，各种粒子分布均匀，如果球体直径大，所占体积大，堆积密度小，如果球体直径小，所占体积小，堆积密度大。可见通常所说的PTA颗粒大小是一个笼统概念，对实际生产的指导意义不大，而通过分析PTA的颗粒分布可了解各种PTA 颗粒的分布状况，掌握PTA性能。在生产过程中，不断总结不同颗粒分布的 PTA的使用条件，摸索不同颗粒分布的PTA的所需工艺条件的规律，从而缩短 工艺优化过程，确保产品质量的稳定性和均一性。3、PTA颗粒与工艺参数

12、 由表2及表3数据可看出：日产量相同，PTA颗粒不同，对应的反应条件不同。(1) 第3、4、5号测试结果可以看出，颗粒分布属集中型的PTA，在相同产量下，既可以采用较高的酯化条件，也可以采用较低的酯化条件；这是因为PTA颗粒分布均匀、集中，PTA溶解速度一致，PTA的适应性好的缘故。(2) 第7、8号测试结果可以看出，颗粒分布属分散型的PTA，在相同产量下，需要较特别的反应条件，有时必须采用较低的EG/PTA摩尔比，较高酯化温度和较低的酯化料位才可顺利反应。有时则必须采用较高的EG/PTA摩尔比，较低酯化温度和较高的酯化料位才可顺利反应PTA颗粒分布分散；这是因为这种PTA的溶解速度差别较大，

13、酯化反应速度差别也大。(3) 第6、9、10号测试结果可以看出，颗粒分布属偏小型的PTA，小颗粒较多，即平均颗粒偏小，PTA溶解速度较快，反应也较快，在相同产量下，采用较高的摩尔比，较低酯化温度即可顺利反应。(4) 第1和2号测试结果表明，颗粒分布属偏大型的PTA，大颗粒较多，即平均颗粒较大，因为PTA在EG中溶解度小，而在酯化物中的溶解度大，PTA溶解速度较漫，反应也较慢，PTA颗粒大溶解速度慢，在相同产量下，必须采用较低的EG/PTA摩尔比，较高酯化温度才可顺利反应。采用较高温度一方面加快PTA与EG的反应，而酯化物生成速度加快，有利于PTA的溶解。最终结果加快反应速度。采用较低的摩尔比，

14、主要是抑制副反应的发生即DEG的生成。三、 结论 综上所述，PTA颗粒分布状况可分为四种类型：集中型（标准型）、分散型、偏小 型、和偏大型。PTA的堆积密度对生产指导作用不大，PTA颗粒分布对生产的指 导具有实际意义，颗粒属集中型的PTA，既可以采用较低的酯化条件，又可以采 用较高条件，产品质量稳定 。颗粒分布属分散型PTA，需采用特别的工艺条件， 有时采用低摩尔比、高酯化温度、低料位，有时采用高摩尔比、低酯化温度、高 料位；在更换PTA时，产品质量发生一定程度的波动；颗粒分布属偏小型的PTA， 宜采用较高的摩尔比，较低的酯化温度；颗粒分布属偏大型的PTA，宜采用较低 的摩尔比，较高的酯化温度

15、。在生产实践中，掌握PTA颗粒分布状况与工艺参数 的相互关系，可大大缩短工艺优化时间，解决生产中因更换PTA而造成的工艺波 动，确保产品质量的稳定性和均一性。Discussion on the PTA particle size and the process parameter optimization Qin shan mu 1. Wang wen xiong 2 (1.Yu hua Polyester Co., of zhuhai 519080,China; 2. The Textile industry Grounp Co., of zhuhai 519015,China) Abstract: It is tried to classify the PTA particle distribution into four types: the standard one, the dispersion one, the small o