第一组PET的生产

1、项目二1000t/yPET的生产第一组王军 吴志益 徐建 李阳目录 任务00 PET工业概貌检索 任务01 PET生产工艺条件影响因素分析 任务02 PET典型设备的选择 任务03 PET生产中安全、环保、节能措施 任务04 PET生产工艺流程组织 任务05 PET车间生产操作实训任务00 PET工业概貌检索 聚对苯二甲酸乙二醇酯，化学式为COC6H4COOCH2CH2O。英文名: polyethylene terephthalate，简称PET。为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120，电绝缘性优良，甚至在高温高频下

2、，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。作为包装材料PET优点 有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的35倍，耐折性好。 耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂。 具有优良的耐高、低温性能，可在120温度范围内长期使用，短期使用可耐150高温，可耐-70低温，且高、低温时对其机械性能影响很小。 气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、水、油及异味性能。 透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好。 无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。 PET历史历史 于1941年首先由英国JttWhinfield与JTDickon研制成功。 PET作为纤维原料已有53

3、年的历史，英国帝国化学公司(1cI)于1946年以涤纶(Teleron)纤维投入生产，继而美国杜邦公司(Dupent)于1948年以“代春纶”(Dacron)纤维投入生产。 PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料，涤纶作为化纤中产量最大的品种。非纤维级聚酯还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非纤应用市场，同时也是PET增长最快的领域。 PET分类及用途分类及用途PET主要原料对乙二醇（EG）和对苯二甲酸(PTA)大量用作纤维，可分为非工程塑料级和

4、工程塑料级两大类。PET具有优良的特性(耐热性、耐化学药品性。强韧性、电绝缘性、安全性等)，价格便宜，所以广 泛用做纤维、薄膜、工程塑料、聚酯瓶等。国际上聚酯类热塑性塑料工业化产品有以下6个方面(已形成工业化的有商品出售)。 (1)液晶聚合物 (2)聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) (3)聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN) (4)聚对苯二甲酸乙二醇酯工程级PET (5)聚对苯二甲酸乙二醇酯标准级PET (6)聚对苯二甲酸乙二醇酯回收级PET(包括共混物及100 回收料) 非工程塑料级主要用于纤维、饮料瓶、薄膜、片材、耐烘烤食品容器等。工程塑料级PET 耐有机溶剂、耐候性好。缺点是结晶速率慢，成型加工困

5、难，模塑温度高，生产周期长，冲击性能差。一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性，以玻璃纤维增强效果明显，提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。采取添加成核剂和结晶促进剂等手段，改进结晶速度慢的弊病。加阻燃剂和防燃滴落剂可改进 PET阻燃性和自熄性。此外，为改进PET性能，PET可与PC、弹性体、PBT、PS类、ABS、PA形成合金。PET（增强PET）主要采取注射成型法加工，其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和焊接、封接、机加工、真空镀膜等二次加工方法。成型前须充分干燥。主要应用为电子电器方面有：电气插座、电子连接器、电饭煲把手、电视偏向轭，端子台，断电器外壳、开关、马达风扇外

6、壳、仪表机械零件、点钞机零件、电熨斗、电磁灶烤炉的配件；汽车工业中的流量控制阀、化油器盖、车窗控制器、脚踏变速器、配电盘罩；机械工业齿轮、叶片、皮带轮、泵零件、另外还有轮椅车体及轮子、灯罩外壳、照明器外壳、排水管接头、拉链、钟表零件等。 PET性能指标性能指标 以Dupont的R ITE FR一530为例，其性能指标如下 拉伸强度 152MPa 弯曲模量（DAM） 10343MPa 悬臂梁冲击强度( od) 85Jm 比重 167 热变形温度(18MPa) 224 熔点 254 氧指数33 UL阻燃性 V一0级 热线点燃 330 S 体积电阻率 10,r ohm-cm 介电强度 169Kvmm

7、 介电常数 103Hz时3810 Hz时37 介质损耗 103Hz时001110 Hz时0018 吸水性 0. 06%-0.129% ；冲击强度 64.1-128J/m； 洛氏硬度 M 90-95；伸长率 1.8%-2.7% 聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的）的HS编码：编码：3907609000塑料瓶的底部都有一个带箭头的三角形，三角形里面有一个数字，以下这些塑料瓶底三角形中的数字，指代的是该瓶子包含的成分和该成分对人体健康的影响 1PET聚对苯二甲酸乙二醇酯 常见于矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等。温度达到70时易变形，且有对人体有害的物质融了。1号塑料品使用10个月后，可能释

8、放出致癌物DEHP。这类瓶子不能放在汽车内晒太阳，不能装酒、油等物质。 2HDPE高度密聚乙烯 常见于白色药瓶、清洁用品、沐浴产品。不要用来做水杯，或者做储物容器装其他物品。 3PVC聚氯乙烯 常见于雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等。可塑性优良，价钱便宜，故使用很普遍，耐热至81时达到顶点，高温时容易产生有害物质，很少被用于食品包装。难清洗、易残留，不要循环使用。 4PE聚乙烯 常见于保鲜膜、塑料膜等。高温时有有害物质产生，有毒物质随食物进入人体后，可能引起乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。 5PP聚丙烯 常见于豆浆瓶、优酪乳瓶、微波炉餐盒，熔点高达167，是唯一可以放进微波炉的塑料制品，可在小心清洁

9、后重复使用。需要注意的是，有些微波炉餐盒，盒体以5号PP制造，但盒盖却以1号PET制造，由于PET不能抵受高温，故不能与盒体一并放进微波炉。 6PS聚苯乙烯 常见于碗装泡面盒、快餐盒。不能放进微波炉中，以免因温度过高而释放出有害化学物质。避免用快餐盒打包滚烫的食物，别用微波炉煮碗装方便面。 7PC其他类 常见于水壶、太空杯、奶瓶。百货公司常用这些材质的水杯当赠品。不过，这种材质的水杯很容易释放了有毒物质双酚A，对人体有害。另外，使用这种水杯时不要加热，不要在阳光下晒。创新发展创新发展在提高和改进其性能的过程中，聚酯包装获得了新的发展。在提高和改进其性能的过程中，聚酯包装获得了新的发展。 一是改

10、进耐热性。普通PET瓶不能用于果汁、茶等需热灌装的物品包装，目前通过研究已开发了三类实用的耐热聚酯瓶：热定型瓶，可达到85灌装的要求；PETPEN合金瓶，PEN耐热性高，在普通注拉吹设备上可制得符合80以上热灌装要求的瓶子，倘若再经热定型处理，热灌装温度可达90以上；与耐热性聚芳酯等制成多层复合瓶，以提高耐热性。二是提高阻气性。尽管PET的气体阻隔性远高于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料，但对于啤酒、白酒、香水等保鲜、保味要求较苛刻的产品仍然不能满足要求。提高阻气性的方法主要有三种。一是多层复合，以PET为主，加入PVDC、EVOH、M XD6、PEN等其他气密性好的材料做成 3层或5层瓶。二是

11、采用特殊处理方法，如在PET瓶内或外层涂布环氧阻隔层，或进行等离子体处理（ACTIS技术）。三是用其他阻隔性树脂成型，以PEN或PEN与PET的共聚或共混物为原料，既提高了瓶子的阻气性，又提高了瓶子的耐热性，可满足啤酒保存36个月的要求，还可以碱洗消毒，重复使用，从而降低成本。因为前两种方法有透明性差、回收处理困难、工艺复杂、设备要求特殊等问题，而且虽然气密性提高了，但耐热性较差，只能适应无菌灌装的场合。中国啤酒行业大都采用灌装后巴氏消毒的技术，所以采用PEN或与PET的共聚、共混物为原料，通过现行PET瓶吹制设备和工艺进行成型，是适合中国国情的啤酒塑料包装发展方向，值得引起有关部门和企业的重

12、视。 全球聚酯总产量如下表： 据预测，今后2年内，全球需求年增长率为6%，每年将新增近100万吨需求量。我国是人口大国,纺织 服装等劳动密集型企业的人工成本比较优势将会在较长时期内维持 ，另外,石油化工今后仍将是我国重点发展的支柱产业,这将为聚酯工业发展提供重要保障 年份20042005200620072008200920102011产量（百万吨）3638404347505355生产方法分析比较l 1、PET生产方法及化学反应原理生产方法及化学反应原理(1)酯交换法酯交换法H3COOC-C6H4-COOCH3+2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC-C6H4-COOCH2CH20H+2

13、CH3OH(n+1)HOCH2CH2OOC-C6H4-COOCH2CH2OH Sb2O3 HOCH2CH2OOC-C6H4-CO-OCH2CH2OOC- C6H4-CO-n-OCH2CH2OH+nHOCH2CH2OH(2)直接缩聚法直接缩聚法HOOC-C6H4-COOH+2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC-C6H4-COOCH2CH2OH +2H2O(n+1)HOCH2CH2OOC-C6H4-COOCH2CH2OH Sb2O3 HOCH2CH2OOC- C6H4-CO-OCH2CH2OOC- C6H4-CO-n-OCH2CH2OH+nHOCH2CH2OH （3）环氧乙烷法）环氧乙烷

14、法HOOC-C6H4-COOH+2H2C-CH2 HOCH2CH2OOC-C6H4- OCOOCH2CH2OH(n+1)HOCH2CH2OOC-C6H4-COOCH2CH2OH Sb2O3 HOCH2CH2OOC-C6H4-CO-OCH2CH2OOC- C6H4-CO-n-OCH2CH2OH+nHOCH2CH2OH （）、酯交换缩聚法 （DMT法） 采用对苯二甲酸二甲酯（DMT）与乙二醇（EG）进行酯交换反应，然后缩聚成为PET。 该法主要包括两步:首先是对苯二甲酸二甲酯(DMT)与乙二醇或1，4-丁二醇在催化剂存在下进行酯交换反应(图1)。生成对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)或双羟丁酯，常用的

15、催化剂为锌、钴、锰的醋酸盐，或它们与三氧化二锑的混合物,其用量为DMT质量的0.010.05。反应过程中不断排出副产物甲醇。第二步为生成的BHET或双羟丁酯，在前缩聚釜及后缩聚釜中进行缩聚反应(图2)，前缩聚釜中的反应温度为270，后缩聚釜中反应温度为270280，加入少量稳定剂以提高熔体的热稳定性。缩聚反应在高真空(余压不大于 266Pa)及强烈搅拌下进行，才能获得高分子量的聚酯。(2)直接酯化缩聚法 （PTA法） 该法用高纯度对苯二甲酸 (PTA)与乙二醇或1,4-丁二醇直接酯化生成对苯二甲酸双羟乙酯或丁酯,然后进行缩聚反应。该法的关键是解决PTA与乙二醇或1,4-丁二醇的均匀混合，提高反

16、应速度和制止醚化反应。 与酯交换缩聚法相比,该法可省掉DMT的制造、精制和甲醇回收等步骤，更易制得分子量大、热稳定性好的聚合物，可用于生产轮胎帘子线等较高质量的制品。但该法对原料TPA的纯度要求较高，TPA提纯精制费用大。(3)环氧乙烷法 （EO法） 该法直接用环氧乙烷与 PTA反应生成对苯二甲酸双羟乙酯，再进行缩聚反应。优点优点 可省掉环氧乙烷合成乙二醇的生产工序， 设备利用率高，辅助设备少，产物中低聚物 少，容易精制.缺点缺点 易于开环生成聚醚，反应热大，环氧乙烷易 热分解，且在常温为气体，运输及贮存都较困难。 环氧乙烷与 PTA的加成反应需在23MPa压力下进行，对设备要求苛刻,因而影响

17、该法的广泛使用。日本过去曾用此法进行过生产，但由于此法具有易爆，易燃、有毒等缺点，目前已淘汰。生产工艺路线选择原料催化剂工艺条件成熟性先进性安全性环保能耗经济性DMT法量不大易得、价廉酯交换温和成熟无甲醇危险废水量大低路线长PTA法易得易得、价廉酯化温度高成熟无安全废水较低路线短EO法易得易得、价廉酯化温度成熟无危险无低副产多结论：结论：采用PTA法催化剂选择 90%采用Sb2O3或Sb (OAc) 2，国外新用乙二醇锑 （重金属污染），新开发锗和钛类催化剂等结论：结论：Sb2O3或Sb (OAc) 2催化，间歇法 生产任务小（1000t/y）更经济，更方便。任务01 PET生产工艺条件影响因

18、素分析酯化阶段1、摩尔比EG/PTA EG/PTA=R热力学： R大，平衡向正反应方向移动，醇过量有利。动力学： 随着R增加酯化反应速度会加快、反应时间缩短;但DEG量也会随R升高而增加，最终产物PET的质量会下降。在酯化反应过程中生成的中间体BHET也会缩聚放出EG, R也不能过低，否则酯化产物的羧基含量会增高（一般1.8左右） 增加摩尔比EG/PTA在促进了正向反应的同时，副反应也相应加快，乙二醇的醚化生成DEG (二甘醇) 。生产中，在保证酯化率的前提下，可以适当降低进料摩尔比EG/PTA或者采取降低酯化反应压力的方法来调整产品中DEG的含量。需要注意的是进料摩尔比EG/PTA不能过低，

19、否则会影响浆料的流动性，导致过料困难，正常的生产就要受到破坏，正常生产时（100%负荷）的摩尔比EG/PTA一般控制在1.62.0。我组选择 R=1.8（1）反应原理（已知条件）主反应主反应反应热效应反应热效应：微量放热反应主要副反应主要副反应：PTA+EG MHET+H2O 2EG DEGMHET+BHET X+EG酯化反应温度 热力学分析：微放热反应，温度对化学平衡影响小，忽略。 动力学分析：温度升高，化学反应速率加快；另一方面，原料是液固相，高温有利于固相的溶解，温度高有利酯化，但PTA高温下易分解； 再次看催化剂活性温度；高温下副反应增加（产生DEG）。因此，在低于分解温度下反应较好。

20、可以采用两釜酯化，第一釜，较低温度，第二釜，较高温度；也可一釜，分段控温控压。 压力 热力学分析：不是气相反应，不讨论压力对平衡的影响。 动力学分析：压力不直接影响反应速率，但影响反应系统的温度，由于原料EG的沸点(196)相对较低，因此，要增加一定压力，使EG沸点提高至反应温度。 反应时间 反应时间短，单酯含量较大，PET质量差，浪费原料。反应时间过长，影响设备生产能力，DEG会增加。 根据实际转化率确定反应时间 配比（EG/PTA=R） 酯化反应中要让酯化反应完全R值应为2。 热力学： R大，平衡向正反应方向移动，醇过量有利。 动力学： 随着R增加酯化反应速度会加快、反应时间缩短;但DEG

21、量也会随R升高而增加，最终产物PET的质量会下降。 在酯化反应过程中生成的中间体BHET也会缩聚放出EG, R也不能过低，否则酯化产物的羧基含量会增高。 （一般1.8左右）纯度：高聚反应均要求原料纯度极高（99.9%以上）缩聚反应 温度 热力学分析：温度高，EG易分离，有利平衡移动。 动力学分析：温度升高，化学反应速率加快。压力 热力学分析：不是气相反应，压力对平衡无影响。但低压EG易分离，有利平衡移动。 动力学分析：不是气相反应，压力不直接影响反应速率。 反应时间 反应时间短，聚合度不高，PET质量差。反应时间过长，影响设备生产能力。 根据实际转化率确定反应时间2、酯化温度热力学分析：微放热

22、反应，温度对化学平衡影响小，忽略。动力学分析：温度升高，化学反应速率加快；另一方面，原料是液固相，高温有利于固相的溶解，温度高有利酯化，但PTA高温下易分解；高温下副反应DEG和CH3CHO增多，EG蒸发量加大,能耗提高。 因此，在低于分解温度下反应较好。3、酯化压力热力学分析：不是气相反应，不讨论压力对平衡的影响。 动力学分析：压力不直接影响反应速率，但影响反应系统的温度，由于原料EG的沸点(196)相对较低，因此，要增加一定压力，使EG沸点提高至反应温度。不仅有利于加速酯化反应，而且压力能使酯化生成的水不断溢出反应体系，使反应向酯化方向进行。压力过高会妨碍酯化生成水的蒸发，甚至会促进逆反应

23、（水解）。4、反应时间间歇酯化反应时间通常为23h连续酯化停留时间通常为2.53.5h；时间过短酯化不完全，过长则将导致聚酯中DEG含量增多。结论 3.54 hr5、原料纯度：高聚反应均要求原料纯度极高（99.9%以上）缩聚阶段1、缩聚温度热力学分析：温度高，EG易分离，有利平衡移动。动力学分析：温度升高，化学反应速率加快。 在缩聚反应的高温作用下，大分子PET有发生降解的倾向。温度越高或停留时间越长，PET发生热降解的倾向越大.因此，在缩聚反应阶段，要合理地控制反应温度和停留时间，尽量减少热降解。同时，还要保证缩聚反应釜的气密性，避免空气漏入所导致的热氧降解。 2、反应压力的影响 热力学分析

24、：不是气相反应，压力对平衡无影响。但低压EG易分离，有利平衡移动。 动力学分析：不是气相反应，压力不直接影响反应速率。 缩聚反应是在真空条件下进行。压力越小（即真空度越高），EG扩散越容易，因而反应速度越快。但反应压力又与催化剂加入量有关，催化剂加入量少，则反应压力低。 结论 70pa 3、反应时间 反应时间短，聚合度不高，PET质量差。反应时间过长，影响设备生产能力。 根据实际转化率确定反应时间。 结论 33.5hr 4、缩聚釜搅拌速度 搅拌速度的大小直接决定熔体的成膜效果的好坏。搅拌速度增大，成膜效果变好，挥发面积增大，更有利于低分子物、EG抽出，使反应向正反应方向进行。但是如果速度太高，

25、搅拌器搅拌过程中，那些低聚物和EG还来不急被抽出就又被带入到熔体当中，不利于反应向正反应方向进行。 5、催化剂浓度 催化剂浓度决定缩聚反应的速率。催化剂浓度提高，缩聚反应速率加快，成品黏度上升。但是催化剂浓度不能太高，太高则副反应速率会增大，成品中端羧基值增大。催化剂浓度太低，则缩聚反应速率过慢，导致真空系统负荷增大，容易堵塞真空系统，更严重的会直接影响产品黏度等 。任务02 PET典型设备的选择选择材质原料部分反应部分分离部分工作温度 常温250 工作压力 常压1-3atm物料化学性质PTA弱酸性（固体），EG中性弱酸性 材 质 不锈钢不锈钢加热介质 的选用 导热油PET生产过程中，缩聚和酯

26、化反应温度均在200300之间，(酯化反应温度255、聚合反应温度275)导热油具有沸点高、蒸汽压低等特点；且化学稳定定性好，在380以下可长期使用不变质；可燃但无爆炸危险，加热温度范围很广。加热均匀，调温控制温准确，能在低蒸汽压下产生高温，传热效果好，节能，输送和操作方便等。此外，导热油的黏度较小，传热效果较好。在几乎常压的条件下，可以获得很高的操纵温、冷却的工艺需求，在同一个系统中用同一种导热油同时实现高温加热和低温冷却,降低高温加热系统的操纵压力和安全要求，可以在更宽的温度范围内满足不同温度加热、低温冷却的工艺要求, 可以降低系统和操纵的复杂性, 省略了水处理系统和设备，进一步提高了系统

27、热效率，减少了设备和管线的维护工作量。间歇操作釜式反应器BR项目原料部分酯化部分缩聚部分工作温度 常温250-260280-285 工作压力 常压0.1-0.2MPa65-75Pa物料化学性质PTA弱酸性、腐蚀性EG中性弱酸性,、腐蚀性 黏度渐高黏度渐高，高真空，高温内衬搪瓷搪瓷 材 质 铸铁铸铁不锈钢搅拌器选择1、打浆釜结论 采用桨式或框式搅拌器理由 对于固体溶解，除了要有较大循环量外，还要有较强的剪切作用，以促使其溶解，因此开启式涡轮搅拌最适合。但在实际生产中考虑到造价 、保养、使用等问题，对于一些易溶的块状固体如PTA则常用桨式或框式。桨式搅拌器适用于不需要剧烈混合的场合，例如用于物料的

28、缓慢溶解、将物料保持在悬浮状态等。框式搅拌器可以看作是浆式搅拌器的变形，二者的区别在于框式搅拌器可使物料作不大剧烈的上下混合，例如用于糊状物的稀释、浆状物的混合和使传热加强，以及在生产过程中有沉淀析出于反应釜壁和反应釜底的场合。情景中属于低粘度液体混合但不需要强烈搅拌，故用桨式或框式。2、酯化釜 采用锚式搅拌或双层桨式搅拌。理由 低粘度均相液体的混合。因反应过程中物料黏度逐渐升高。搅拌操作以传热为主。控制因素为总体循环流量和换热面上的高速流动，故首选涡轮式。但在实际生产中考虑到造价 、保养、使用等问题，选用锚式。其作用情况大体上与框式搅拌器相同，尤其适用于搅拌粘稠而且有腐蚀性的物料。为了刮除粘

29、着在釜壁上的物料，锚式搅拌器的宽度可以做成几乎与反应釜的直径相等。但在一般情况下锚式搅拌器的宽度与框式搅拌器相同，在特殊情况下，锚式搅拌器与反应釜壁的距离可缩小到5毫米左右。3、缩聚釜 采用锚式搅拌。因其物料粘度逐渐升高。2、其他设备装置、其他设备装置1、 打浆工段作给浆泵结论 齿轮泵 选择低压式 定义：定义：依靠密封在一个壳体中的两个或两个以上齿轮，在相互啮合过程中所产生的工作空间容积变化来输送液体的泵。结构组成结构组成三片式：一壳、两轮、两盖齿 型：直齿、斜齿、人字齿工作原理工作原理2、旋涡泵 备料段作进料泵 旋涡泵主要是通过多次连续作功的方式把能量传递给液体，所以能产生较高的压力。在能量

30、传递过程中，由于液体的多次撞击，能量损失较大，泵的效率较低，一般为2050%。旋涡泵只适用于要求小流量（140米3/时）、较高扬程（可达250米）的场合，如消防泵、飞机加油车上的汽油泵、小锅炉给水泵等。旋涡泵可以输送高挥发性和含有气体的液体，但不应用来输送粘度大于7帕秒的较稠液体和含有固体颗粒的不洁净液体。旋涡泵的特点流量小，扬程高，具有自吸功能，可用来输送粘度小于5度E的无固体颗粒及其类似于水的液体 3、分馏塔+冷凝器酯化阶段EG与水的分离 分馏塔 根据混合物中各部分沸点不同将其分馏出来的装置。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。 项目中分离任务并不复杂。

31、故本组选用填料式。采用自然回流。 工作原理 加热下，醇与水形成共沸物蒸出冷凝分层再分离。 缩聚反应要求高真空，且会有低聚物抽出。因此，采用五级水蒸汽喷射泵。或罗茨-水环组合真空泵。 工作原理：4、抽真空装置 缩聚阶段回收EG用罗茨真空泵罗茨真空泵水环真空泵水环真空泵任务点03生产中安全、环保、节能措施1、工艺、设备安全措施（1）火灾燃烧危险性分析及对策危险物料状态沸点闪点爆炸极限危险性分析工艺、设备安全对策PTA固可能产生易爆固体粉尘输送设备电机采用防爆型，惰性气体保护 EG 液190 116丙类火灾危险防爆电机 BHET 液 易燃液体防爆电机（2）毒性危险性的工艺、设备措施物料主要毒害性侵入

32、途径工艺、设备安全对策PTA EG呼气 管道输送2、确定三废处理方案可能产生的三废 主要组成及原因数量预防方案处理方案废气不凝性气体微量 废液 EG滴漏 酯化水中EG 较多酯化釜采用高效蒸馏塔回收EGEG毒性小，进公共污水处理站处理 固废 PTA扬尘 少量 采用机械输送设备收集后，送锅炉焚烧 1、物料的运输与储存安全、物料的运输与储存安全 (1)、对苯二甲酸、对苯二甲酸 袋装产品时采用内衬塑料薄膜的包装袋，也可以使用不锈钢槽罐车运输。装料前应该检查槽罐车是否清洁干燥，装料后进料口应密封并施加铅封。产品运输中应防火，防潮，防静电袋装产品搬运时应轻装轻放，防止包装损坏；槽罐车装卸时应注意防止静电产

33、生应存放在阴凉通风，干燥的仓库内，应该远离火种和热源，与氧化剂，酸碱类物品分开放，应防止日晒雨淋，不得露天堆放。 对苯二甲酸属于低毒物，对皮肤和粘膜有一定刺激作用。对过敏性者接触本品可引起皮疹和支气管炎，空气中最高允许浓度为0.1/m，操作人员应穿戴好防护服。 (2)、乙二醇、乙二醇 当不幸沾染上乙二醇时，应脱去污染衣着，用大量的流动清水冲洗；眼睛接触时，提起眼脸，用流动的清水或者生理盐水冲洗，必要时及时就医；不幸吸入时应迅速脱离现场至空气清新处，保持呼吸道通畅，必要时进行人工呼吸并及时就医；误食时，要引用足量的温水，催吐，洗胃，导泻，就医。 因为乙二醇遇到明火高热或与氧化剂接触有引起燃烧爆炸

34、的危险，应避免高温，高压，明火。同时在生产操作中，应随时穿戴好防护工具，若出现违归者，应严惩不待。2、设备的安全问题、设备的安全问题 (1)、 因为在生产PET时会使用油系统加热，所以油系统的安全问题很重要。我们从以下几个方面进行分析：管道的安装 选用能承受高压的管道和附件，一般应超过工作压力的2倍。 油系统管道应尽量减少用法兰或管接头连接。 油系统管道的法兰连接，禁止使用橡胶或塑料胶片，以及其他不耐油，不耐高温材料的垫片，应使用耐油和耐高温在400500的橡胶石棉板作为垫片。 油管道宜集中安装，尽可能的远离高温管道或安装在热体下方。 油管道不允许安装在有明显震动的地方。 安装好的油管道系统应

35、该经常经过水压或油压试验，试验时的压力应大于正常工作压力的22.5倍，并仔细检查有无裂纹和渗漏现象。 中温中压以上的机组，在高压油调节系统中应设防火油门 (2)、其他相关安全及防火措施： 在人员操作单元和储罐之间尽可能的保持安全距离，操作区应保持通风，健全危险区的标识，标语，加强安全管理。而在使用电器设备的操作区，应将电气设备分室安装，进行隔离，在隔离墙上采取封堵措施，以防止爆炸性混合物进入。电动机要隔墙传动，灯泡见外照明或加隔离套，同 时所有电器设备要有较好的绝缘保护，防止漏电，短路，安装过流保护开关等相关措施。 防火方面，要配备完好的灭火器等相关器材，消防用水要保持畅通，要进行定期检查，加

36、强巡视。完善规章制度，讲责任分配到每一个人身上，定期进行安全知识讲座，强化安全意识。3、工艺安全 1、报警点 2、防爆 安全阀 爆破膜 1、报警点 2、酯化釜 加压反应 应防爆泄压 安全阀 爆破膜u高温反应 要求设计高温报警装置，最好是温度自动控制装置。温度与导热油供给量串级控制。u缩聚是高真空条件 要求设计真空报警装置。u缩聚时要先抽气，再蒸馏。因为系统内若充满空气，加热后部分溶液气化，再抽气时，大量气体来不及冷凝和吸收，会直接进入真空装置，损坏装置改变真空度。先抽气再加热，就可以避免或减少此类情况。 4、节能环保、节能环保 (1)、PET生产中的废物来源及组成生产中的废物来源及组成 项目项

37、目 废物来源废物来源 废物组成废物组成 废水废水酯化废水、酯化废水、 缩聚真空喷射水、热煤缩聚真空喷射水、热煤真空喷射水、地面冲洗用水、化验真空喷射水、地面冲洗用水、化验废水、废水、 切粒废水切粒废水 乙二醇和对苯二甲酸乙二醇和对苯二甲酸 废气废气 汽提废气、燃烧废气汽提废气、燃烧废气 乙醛、乙二醇、乙酸、乙醛、乙二醇、乙酸、烟尘、烟尘、SO2、 氮氧化氮氧化物、物、CO 废渣废渣 聚合釜聚酯废块及低聚物、废水中聚合釜聚酯废块及低聚物、废水中的对苯的对苯 二甲酸（二甲酸（PTA）、低聚物、）、低聚物、切片切片 粉末粉末聚酯废块、对苯二甲酸聚酯废块、对苯二甲酸（PTA）、低）、低 聚物、聚物、切

38、片粉末、切片粉末、EG（乙（乙 二二醇）醇） (2)、相关处理方法概述 切片需要切片贮槽和混合设备，还需要干燥、再熔融等设备，能量消耗较大，但可以生产多品种差别化纤维。直纺以聚合物溶体为原料，不经造粒和再熔融过程即送入去纺丝，可减少工序，降低物料损耗。 通常，聚酯短纤维采用直纺。不同的涤纶生产规模、装备水平与过程控制，在规模效益、能源消耗、资源利用、污染程度及环境保护方面，存在较大的差别。 废料回收利用率指标的确定：废聚酯块、废丝料等都是危险废物同时也是可利用 的再生聚酯资源。可直接使用在某些中低档产品上或经醇解法、熔融增粘法、固相增粘法等 进行切粒或直纺。（3）、节能1、余热利用 反应温度较

39、高，余热利用就很必要。方案 作物料预热的热源 作生活用热源2、减少能量损失l 保温措施 给设备及管道加装保温层，材料可以是泡沫石棉等，以减少能量的损失。l 管路内壁加光滑剂，减少流动阻力损失。 反应系统反应系统（反应器）（热交换） （反应物料初步分离及循环利用）（安全措施）原料系统原料系统（原料贮存）（原料输送）（原料预处理）（安全措施） 分离系统分离系统（分离单元）（热交换）（物料的贮存） （安全措施） （三废处理）绘制工艺流程图顺序图面：从左至右：原料预处理反应系统分离精制图面：从左至右：原料预处理反应系统分离精制思路：首先反应系统，再原料预处理系统，再分离精制系统思路：首先反应系统，再原

40、料预处理系统，再分离精制系统考虑原料的回收利用，能量的合理利用，三废的处理。考虑原料的回收利用，能量的合理利用，三废的处理。任务04PET生产工艺流程组织1 1、流程流程框图、流程流程框图流程说明 地面罐区的EG贮罐由进料泵（旋涡泵）将EG物料以两条管路向对应主楼上的两个EG高位槽输送。高位槽兼有计量功能。 将计量好的EG、投入打浆釜，启动搅拌。将称量好的PTA（对苯二甲酸）、催化剂三氧化二锑、稳定剂磷酸三甲酯等一起缓缓投入打浆釜内。在防爆电机的搅拌下充分打浆。 打浆结束后，通过给浆泵（齿轮泵）将料液送入酯化釜。酯化釜反应温度（255）下酯化，反应产生的副产物水蒸汽和少量乙二醇蒸汽进入分馏塔，

41、低沸点的水蒸气向上进入分凝器冷凝为水，再进入酯化冷凝器进行进一步冷凝，一路回流入塔（停车使用），一路进入水接收罐。二大部分乙醇在塔内冷凝成液回到酯化釜，少部分随水蒸气上行经分凝器进入酯化冷凝器，一路回流入塔，一路流入EG接收罐 。 酯化反应结束后，用氮气通过过滤器将酯化物导入缩聚釜。酯化物在缩聚釜与一定的温度( 275)和真空度下进行缩聚反应反应产生的EG经缩聚冷凝器、真空分离器后进入EG接收槽，缩聚冷凝器、真空分离器与乙二醇蒸汽中夹带的不凝性气体经真空冷凝器 缓冲罐后被掌控装置抽出排放大气。 缩聚反应结束后，用氮气将缩聚产物有铸带头经水槽冷却后送入切料机，聚酯切片经震动筛筛选，通过风机产生的

42、热空气从喂料器、输送管道进入成品料仓。1、确定原料预处理方案：主要原主要原料料状态状态反应设备要求反应设备要求处理方案处理方案PTA固固较高温度、溶较高温度、溶解解固体输送固体输送预混、预预混、预热热、打浆、打浆EG液液较高温度较高温度液体输送液体输送2 确定工艺配方与工艺参数 工艺配方据釜的大小而定每批投料量。 工艺参数 1、打浆 PTA投料时间 15min搅拌时间 15 min 2、酯化 PTA/ EG浆料进料时间35hr 酯化反应内温 2555 分流柱顶温度 1032 水接收量 120 Kg 酯化反应周期 3.54 hr 3、缩聚 低真空起始温度 255 低真空时间 35 min 降温点

43、 271 高真空余压 70pa 反应终点温度 2821 出料功率 缩聚反应周期 33.5hr 4、出料 氮气压力 0.30.4 Mpa 出料时间 35 min3确定确定PET 的分离工艺的分离工艺 1、原料、反应和分离的特性、原料、反应和分离的特性 (1)、原料的组成及特性 生产PET的原料为EG和PTA.EG由环氧乙烷水合法制取，乙二醇为无色微黏稠液体，有较强的吸湿性，且可以和水、醇等混容。 对苯二甲酸则是由对二甲苯制得，PTA微溶于热乙醇，微溶于水。 (2)、反应和分离的特性 PET的生产主要包括两个部分：酯化反应和聚合反应。酯化反应的最终产物为BHET和水，鉴于酯化反应为可逆反应，要想得

44、到纯度较高的中间体，就需要将生成的水及时的除掉，这样就需要安装一套分离装置。 聚合反应阶段得到的是产品和 EG，同时该反应也是一个可逆反应，EG也是用于生产产品原料，在这一过程后接一分离装置，既可以回收EG，又可促进反应的进行，得到高纯度的产品。 2、分离工艺方案、分离工艺方案 分离任务包括：从原料、产物、副产物中脱除杂质，循环物料，分离从废气、废水中脱除污染物。 (1)、酯化阶段的分离、酯化阶段的分离 酯化反应：250260之间反应，水和EG都成气态反应式 水的减少可大大使反应向正反应方向进行，在酯化釜上安装一个分馏塔和冷凝塔配合使用即能控制压力又能排除出水，使反应生成的BHET能增多，精馏

45、塔能使EG和水充分的分离。它能使沸点低的水经冷凝后先分离出来，而EG因沸点高经分离器后分离出并流回酯化釜进行循环使用。 (2)、缩聚阶段的分离、缩聚阶段的分离 由于缩聚反应有EG生成，并且该反应为可逆反应，要得到较纯的PET使反应向正方向移动，用抽真空的方法即能利用压力差将BHET从酯化釜内抽入聚合釜，还能提高缩聚釜的混合。反应230270的温度下进行， EG为蒸汽，由于真空状态，EG在压力的作用会漂浮在缩聚釜内，这时在缩聚釜出口处安装一个冷凝器使EG变成液体经旋风分离器分离流入EG回收槽循环利用。 所以用分馏塔+冷凝器来分离EG和水。 用EG冷凝器+旋风分离器来回收EG循环使用。总结 确定分

46、离方案：分离物料分离物料物料特性物料特性分离方案分离方案缩聚物催缩聚物催化剂分离化剂分离聚合反应聚合反应不需分离不需分离缩聚工段分缩聚工段分离离EG回用回用、不凝性、不凝性气体气体EG冷凝器+旋风分离器酯化工段分酯化工段分离离H2O+EG分馏塔分馏塔+冷凝器冷凝器两釜酯化、三釜缩聚工艺 EG/PTA按比例加入打浆罐，同时加入催化剂醋酸锑和回收的精制EG。 打浆完后用送入第一酯化釜，在0.11MPa, 257下酯化，酯化率达到93%后压差送入第二酯化釜，在0.10.105MPa, 265下继续酯化，使酯化率提高到97。 酯化产物送入预缩聚釜，在0.025MPa, 273下进行预缩聚；lhr后送入

47、缩聚釜，在0.01MPa, 278下继续缩聚，达到预定粘度后，送入卧式终缩聚釜，在100Pa, 285、充分搅拌缩聚到终点(聚合度达到100以上)。 预缩聚采用水循环泵抽真空，缩聚和终缩聚采用EG蒸汽喷射泵抽真空。（一）打浆岗位（一）打浆岗位1 1、备、备EGEG（1 1）检查）检查EGEG贮罐贮罐(V101 ) (V101 ) 出料阀，出料阀，EGEG高位计量槽高位计量槽(102)(102)进料阀、出料阀，进料阀、出料阀， 打打浆釜浆釜(R101)(R101)进料阀是否处于关闭状态。进料阀是否处于关闭状态。（2 2）手动打开）手动打开V101V101出料阀，出料阀，V192V192，进料阀，

48、启动，进料阀，启动EGEG泵（泵（P101P101）向）向V101V101进料。进料。（3 3）V102V102液位达到设定值时，自动停液位达到设定值时，自动停EGEG泵，泵，EGEG备料结束。备料结束。2 2、打浆、打浆（1 1）手动启动）手动启动R101R101进料阀，遥控打开进料阀，遥控打开V101V101出料阀，将出料阀，将V101V101内内EGEG放入打浆釜。放入打浆釜。（2 2）当）当V101EGV101EG液位回复零后，关闭液位回复零后，关闭V101V101出产阀，开启出产阀，开启R101R101搅拌。搅拌。（3 3）将称量好的）将称量好的PTAPTA和和CATCAT、稳定剂缓

49、慢投入、稳定剂缓慢投入V101V101。（4 4）继续搅拌）继续搅拌1 5min1 5min，打浆结束，准备向酯化釜（，打浆结束，准备向酯化釜（R102R102）进料。）进料。（5 5）打浆釜内浆液放完后，）打浆釜内浆液放完后， 关闭关闭R101R101出料料阀，进行下一批打浆操作。出料料阀，进行下一批打浆操作。安全注意事项：安全注意事项：（1 1）投料操作前，应检查电动葫芦状态是否良好。）投料操作前，应检查电动葫芦状态是否良好。（2 2）检查各电器开关是否绝缘良好。）检查各电器开关是否绝缘良好。（3 3）操作人员应穿戴防护用品。）操作人员应穿戴防护用品。（二）酯化岗位（二）酯化岗位（1 1）

50、检查酯化分凝器）检查酯化分凝器(E101)(E101)、酯化冷凝器、酯化冷凝器(E102)(E102)冷却水进出口阀、回流箱手动出口阀、冷却水进出口阀、回流箱手动出口阀、空阀是否处于开启状态，回流箱、回流调节阀、空阀是否处于开启状态，回流箱、回流调节阀、V103AV103AB B、V104AV104AB B进出口阀应处于进出口阀应处于关闭状态，关闭状态，V103AV103AB B、V104AV104AB B放空阀处于开启状态。放空阀处于开启状态。（2 2）打开）打开V104 (A)V104 (A)进口阀，打开进口阀，打开R102R102釜上进料阀和釜上汽相出口阀、液相回流阀，控制釜上进料阀和釜

51、上汽相出口阀、液相回流阀，控制爷内温度达到要求，通知打浆岗位，准备进料。爷内温度达到要求，通知打浆岗位，准备进料。（3 3）手动打开）手动打开P101P101进山口阀和进山口阀和R101R101出料阀，启动浆液泵出料阀，启动浆液泵(P102)(P102)，用变频器调节浆液泵流，用变频器调节浆液泵流量，向酯化釜进料。量，向酯化釜进料。（4 4）根据工艺要求，釜内温度由热媒调节阀自动控制：分馏柱柱顶温度由回流箱回流调）根据工艺要求，釜内温度由热媒调节阀自动控制：分馏柱柱顶温度由回流箱回流调节阀控制。节阀控制。（5 5）若升温调节阀处全开状态，内温仍低于工艺温度，则由变频器调节浆液泵转速控制）若升温

52、调节阀处全开状态，内温仍低于工艺温度，则由变频器调节浆液泵转速控制进料速度，使反应内温满足工艺要求。进料速度，使反应内温满足工艺要求。（6 6）待浆液进料结束，水接收量达到工艺要求后，通知打浆岗位，手动打开）待浆液进料结束，水接收量达到工艺要求后，通知打浆岗位，手动打开EGEG清洗罐出清洗罐出口阀，清洗浆料泵并停泵，开口阀，清洗浆料泵并停泵，开N2N2阀对酯化进料管、打浆釜出口进行吹扫。阀对酯化进料管、打浆釜出口进行吹扫。安全注意事项：安全注意事项：（1 1）开车前应检查各电机状态是否良好，电气开关绝缘是否良好。）开车前应检查各电机状态是否良好，电气开关绝缘是否良好。（2 2）停车前应将所有换

53、热器内余水放尽。）停车前应将所有换热器内余水放尽。（3 3）操作工应穿戴防护用品）操作工应穿戴防护用品（三）缩聚岗位（三）缩聚岗位（1 1）检查各阀门状态，缩聚冷凝器）检查各阀门状态，缩聚冷凝器(E103)(E103)真空冷凝器（真空冷凝器（E104E104）、冷却）、冷却水进出口阀应处于开开启位置。水进出口阀应处于开开启位置。（2 2）检查过滤器）检查过滤器Z101Z101是否安装好滤芯。是否安装好滤芯。（3 3）待前）待前批缩聚出料完毕，酯化釜具备导料条件时，遥控关酯化釜上批缩聚出料完毕，酯化釜具备导料条件时，遥控关酯化釜上汽相出口阀和液相回流阀，手动关汽相出口阀和液相回流阀，手动关R10

54、2R102釜上进料阀，打开釜上进料阀，打开R103R103和和R102R102釜釜N2N2平衡阀，压力平衡后随即关闭平衡阀。打开平衡阀，压力平衡后随即关闭平衡阀。打开R103R103釜上汽相出口阀，釜上汽相出口阀，遥控开启缩聚冷凝器遥控开启缩聚冷凝器(E103)(E103)出口阀和分离器出口阀和分离器(V106)(V106)进出口阀、放空阀、进出口阀、放空阀、平衡阀：开平衡阀：开EGEG受槽受槽(V107)(V107)放空阀，关闭放空阀，关闭V107V107出口阀。出口阀。（4 4）开）开R102R102釜上釜上N2N2阀控制阀控制R102R102压力压力0 005050 01MPa1MPa。

55、手动打开。手动打开R103R103进进料阀，再打开料阀，再打开R102R102进料阀开始向进料阀开始向R103R103导料，当导料，当R102R102釜上压力为零时，釜上压力为零时，即；为导料结束。即；为导料结束。（5 5）手动关）手动关R102R102导料阀和导料阀和R103R103进料阀，开进料阀，开R103R103减速机循环油泵和轴封减速机循环油泵和轴封冷却水阀，启动搅拌。冷却水阀，启动搅拌。（6 6）反应釜内温由升温切断阀自动控制。）反应釜内温由升温切断阀自动控制。（8 8）待调节阀到全关状态遥控关闭）待调节阀到全关状态遥控关闭V106V106出口阀和真空平衡阀，进入高真出口阀和真空平

56、衡阀，进入高真空反应。空反应。（9 9）高真空时）高真空时R103R103釜内余压应在釜内余压应在70Pa70Pa以卜，并按工艺要求进行降温以卜，并按工艺要求进行降温( (停停止供热止供热) )。（1010）反应过程中，搅拌功率上升，离出料前约）反应过程中，搅拌功率上升，离出料前约1 hr1 hr左右，用变频器左右，用变频器调节缩聚搅拌速度调节缩聚搅拌速度(30HZ)(30HZ)；出料前；出料前30hr30hr，开铸带头，开铸带头(X101)(X101)升温阀，将升温阀，将铸带头温度升至铸带头温度升至290290以上。待搅拌功率达到工艺值时，准备出料。以上。待搅拌功率达到工艺值时，准备出料。安全注意事项：安全注意事项： （1 1）每批操作前应检查过滤器状态，拧紧螺栓。）每批操作前应检查过滤器状态，拧紧螺栓。 （2 2）检查电气开关是否完好。）检查电气开关是否完好。 （3 3）换过滤芯时要穿工作服，并戴手套，防止烫伤。）换过滤芯时要穿工作服，并戴手套，防止烫伤。 （4 4）停车前，应将所有换热器内余水放尽。）停车前，应将所有换热器内余水放尽。（四）出料（四）出料（1 1）检查水槽内冷却水，开启风