涤纶树脂的生产01

1、1聚对苯二甲酸乙二醇酯Polyethylene Terephthalate (PET).2PET概述 1941年用对苯二甲酸与乙二醇缩聚获得聚对苯二甲酸乙二醇酯，经熔融纺丝制成性能优良的纤维，于1953年实现工业化。至1972年其产量居合成纤维的首位。 实验测得 PET的分子量在15000以上才有较好的可纺性，民用 PET纤维的分子量为1600020000。 目前，中国的PET产量居世界第一，占全世界产量的70%，其中仪征化纤居全国第一。.3 目前，世界研讨热点是聚乳酸PLA纤维，道路为： 淀粉葡萄糖乳酸聚乳酸纤维 PLA纤维：染色温度比PET低30，比PET吸湿性好，用途广，如用于手术缝合线

2、、骨科、牙科等。.4构造与性能苯环 共轭体系 刚性非极性亚甲基酯基 柔性，疏水性刚性为主，并有一定柔性和弱极性；构造对称规整，可以结晶，但速度慢。.5涤纶树脂PET的性能 PET纤维的性能： 强度高，在湿态下强度不变，耐冲击强度比聚酰胺高四倍； 耐热性高，熔点为255265，软化温度为230240； 弹性好。织物不易褶皱，不易变形； 耐光性好，在合成纤维中仅次于聚丙烯腈； 耐腐蚀性好，仅次于聚酰胺； 此外，耐磨性好、吸水性较低等。.6PET分类和运用按用途分：非工程塑料级、工程塑料级。 非工程塑料级：用于纤维、瓶、薄膜、片材、耐烘烤食品容器等。 工程塑料级： 电子电器方面电器插座、断电器外壳、

3、开关、仪表机械零件、电磁灶烤炉的配件等； 汽车工业方面流量控制阀、化油器盖、脚踏变速器等； 机械工业方面齿轮、皮带轮、泵零件等。 最早运用PET瓶包装清凉饮料的企业是美国可口可乐公司。矿泉水水瓶、碳酸饮料瓶等温度到达70时易变形，同时释放出对人体有害的物质，如1号塑料品运用10个月后易释放出致癌物，此类包装瓶不易放在车内暴晒，不能装油、酒等。.7消费PET的工艺道路 环氧乙烷法EO法 直接缩聚法(TPA法)酯交换法DMT法 .8 直接缩聚法(TPA法) 将对苯二甲酸(TPA)与乙二醇进展缩聚制备聚对苯二甲酸乙二醇酯涤纶的方法。 PET的消费方法是熔融缩聚。 其对单体的纯度要求很严，TPA中含有

4、杂质对羧基苯甲醛(4-CBA ) 必需将其除去。 而TPA的精制不能用普通的精制方法精馏、重结晶，由于它容易升华，并且在溶剂中的溶解性较差。因此，直接缩聚法遇到困难。 后来发明了提纯对苯二甲酸的方法，使得该法得到推行和开展。.9 直接缩聚法(TPA法)消费PET有关的反响简式 酯化阶段：为缩短反响时间，反响压力高于大气压，反响温度高于醇的沸点，为 258263。.10 直缩法的优缺陷 优点：工艺简单，节省原料，设备消费才干大，投资与本钱降低，反响速度平缓，消费控制比较稳定。目前，全世界 PET消费线大多采用此法。 缩聚阶段：缩聚反响温度必需高于聚合物的熔化温度，为 275290。为防止聚合物降

5、解，温度要低于300.11 直接酯化法的主要消费工艺主要有吉玛工艺、鈡纺工艺、杜邦工艺、伊文达工艺等。浆料配制酯化1酯化2预聚1预聚2终聚EG回收EG循环熔体保送纺丝吉玛工艺流程框图：.12 吉玛工艺流程图.13 吉玛工艺的特点德国吉玛(zimmer)公司： 选用单一的缩聚催化剂； 酯化反响温度较低，停留时间较长，但操作稳定，产品中二 甘醇DEG含量较低，产质量量较好；采用刮板冷凝器，处理了缩聚真空系统低聚物堵塞的问题。.14 .15 钟纺工艺过程的特点日本钟纺公司：1原料配制时乙二醇摩尔比低，故反响系统中EG过剩量少，能耗低，生成二甘醇副产物少，使产品中的DEG含量较低；2各级反响条件压力、

6、温度、停留时间适中，各缩聚反响级间聚合度分配合理，使产质量量较高；3利用搅拌功率以及终聚在线毛细管黏度计来调理终聚的真空度，使产品黏度控制稳定；4缩聚反响器中有两釜采用卧式反响器，内部为多槽溢流串联构造，液面稳定，减少了劣化物的生成；同时，改善了物料的活塞流情况，有利于产品的相对分子质量分布。.16.17 杜邦工艺的特点美国杜邦公司：工艺流程简单合理，停留时间短，虽然反响条件剧烈，但产质量量较好；设备简单，动设备少，维修量少，安装延续运转时间较长，可到达4年；添加剂参与口有喷嘴和静态混合器，分散性好，种类转换时间较短。.18.19 伊文达工艺的特点瑞士伊文达公司： 酯化、缩聚等主工艺过程充分利

7、用压差和位差作为物 料 搅拌和保送动力，减少动设备，能耗低； 反响器构造合理，有利于传质、传热和反响的需求； 缩聚过程的喷淋冷凝器均设有自动刮板，处理了真空 系统的堵塞问题。.20公司名称吉玛钟纺杜邦反应器数目及外形两段酯化（立式、立式）三段缩聚（立式、卧室、卧室）两段酯化（立式、立式）三段缩聚（立式、卧室、卧室）一段酯化（立式）两段缩聚（立式、卧室）单线列生产能力t/d酯化100100100200150360150240预缩聚100100100200150360150240终缩聚100150100100180150200150240270. 酯交换法DMT法 酯交换法消费PET首先将TPA和

8、甲醇反响制备成对苯二甲酸二甲酯DMT，然后，再将DMT与乙二醇进展酯交换制备成对苯二甲酸二乙二醇酯BHET，再以BHET为单体进展均缩聚，从而消费PET。 DMT法是消费PET的最早的方法，也是最成熟的方法。 酯交换法消费PET有关的反响简式 .22. DMT法的优缺陷 缺陷: 需回收甲醇；消费流程复杂，投资高。 优点：工艺条件成熟；原料可以采用粗的 PTA消费。 环氧乙烷法EO法 EO法是20世纪70年开发出来的一条消费PET的道路，近年来已有不少消费厂家进展试消费。 EO法由对苯二甲酸TPA与环氧乙烷(EO)直接酯化制得对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)，然后以BHET为单体进展均缩聚。.2

9、4 环氧乙烷法消费PET有关的反响简式. EO法的优缺陷 优点: 用EO直接与TPA反响省去了制备乙二醇的工序；与酯交换法相比较，不用甲醇，原料和设备都比较节省；与直缩法相比较可不采用高纯度的对苯二甲酸，生成的 BHET易于提纯；EO与TPA反响速度快，设备利用率高。缺陷：EO的沸点低，常压下为气体，对设备的气密性要求较高；EO易燃、易爆；反响速度过快不易控制，假设控制不好会使副 反响添加，影响BHET的质量。 该法在高分子合成工业中不占重要位置。.26 酯交换法(DMT法)合成PET的消费工艺 酯交换法按操作方式有间歇法和延续法两种。延续法消费PET工艺如下： 酯化反响 反响温度：65100

10、； 反响压力：0.4 MPa0.5MPa； 反响时间：10h14h； 脱 水 剂： 硅胶 酯交换反响 酯交换反响以DMT和乙二醇为原料，在180的温度下，用Zn、Mn或Co等的醋酸盐为催化剂而进展的反响。 纯的BHET是无色的结晶体，熔点为 109110，能溶于过量的乙二醇中。.催化剂要求：对以后的缩聚反响不能产生不良影响，应溶于最终产品中且不显现出不良的色泽，常用量为DMT的0.01%0.05%。 缩聚反响 缩聚反响的工艺条件 在缩聚过程中缩聚物的Xn不断添加，其熔点不断提高，最后生成的缩聚物的熔点可达260。缩聚反响的温度普通控制在超越反响物的熔点2030，但思索到PET的分解温度为290

11、，因此，高分子合成工业中合成PET的缩聚反响温度控制在270280，压力为0.1kPa，聚合时间以到达极值为准。.28当粘度到达极大值后，应尽快出料，防止因出料时间延长使得分子链断裂降解而引起分子量下降。压力越低，可在较短的时间内获得较高的分子量。. 缩聚反响的催化剂 缩聚反响的催化剂为Sb2O3 ，其用量为DMT的0.03%0.04%。 添加剂 在PET树脂的合成中常参与添加剂，如扩链剂、消光剂、着色剂、相对分子质量稳定剂等。 扩链剂 在PET树脂的合成中参与的扩链剂为草酸二苯酯 其与PET反响缩去苯酚，使PET的相对分子质量成倍添加，扩链反响如下： .30. 相对分子质量稳定剂 为控制PE

12、T树脂的相对分子质量和防止PET高温时分解氧化，缩聚反响中常参与相对分子质量稳定剂，常用的是磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯或磷酸等，其用量为DMT的1.5%3%。 消光剂 消光剂为TiO2它同时有增白作用，其用量为PET的0.5%。 着色剂 耐温型的着色剂如酞青兰和炭黑等，以得到颜色较均匀的有色PET树脂。.32.1-酯交换塔；2,7-过滤器；3-脱乙二醇塔；4-加热器；5,6-泵；8-预聚塔；9-乙二醇洗涤塔；10-中间接受槽；11,14,16-齿轮泵；12-第一卧式缩聚釜；13-低聚物搜集罐；15-第二卧式缩聚釜.34终聚.35 中心轴上安装有多层螺旋片，可推进物料前进。 另有数层网

13、片，旋转时网片上的网孔将粘附有薄膜状的物料暴露于缩聚釜上半部的空间，不断构成新外表，有助于小分子的排除。.36 聚酯开展趋势a、安装的大型化和规模效益；b、新型反响器的研制和流程的简化；c、新型催化剂的运用；d、新添加剂技术；e、运用领域的拓宽。.37 EMS伊文达-费休(Inventa-Fisher)公司开发了创新的聚酯反响器技术，可降低消费聚酯的原资料耗费和提高产率。可使转化费用降低26%，提高销售收益22%和改良聚酯质量。 目前，这种新技术除已有一套1t/d的中型安装外，还有三套聚酯安装采用新的反响器技术，德国240t/d安装正在建立中，荷兰180吨/日安装处于根底工程阶段，中国台湾120t/d安装已决议采用这种反响器。 新型反响器的研制和流程的简化.38 目前世界绝大多数PET聚酯消费安装仍采用锑类催化剂，其用量约占90%，虽然这些锑类催化剂的催化效果很好，但锑的毒性问题愈来愈遭到人们关注。因此近年来PET非锑催化剂研讨非常活泼。 杜邦、东洋纺、帝人、吉玛等公司纷纷推出无锑无重金属环保型催化剂。如PET非锑催化剂的开发： ACORDIS公司的C-94催化剂，具有新型、高活性Ti/Si、不含重金属等特点，用量只需