聚酯装置流程与聚酯生产概述

1、第一章 聚酯酯装置流流程介绍绍18万吨吨/年聚聚酯装置置是中国国纺织设设计院设设计的国国产化生生产线, 在工工艺上以以精对苯苯二甲酸酸(PTTA)和和乙二醇醇(EGG)为原原料，采采用直接接酯化连连续缩聚聚的五釜釜工艺流流程,装装置设计计负荷为为日产5500吨吨。该聚聚酯装置置具有单单系列生生产能力力大、生生产弹性性大、化化工料品品种少、原料消消耗低、三废少少等特点点。在控控制系统统上，聚聚酯装置置采用了了先进的的集中分分散DCCS控制制系统，具有操操作控制制方便、人机联联系好、功能齐齐全、可可靠性高高等特点点。本聚酯装装置的产产品为半半消光纤纤维级聚聚酯熔体体及切片片，可用用于直接接纺制涤涤

2、纶长丝丝或短纤纤。聚酯生产产装置包包括主生生产装置置和辅助助生产装装置两大大部分。主生产产装置包包括以下下生产工工序：（一）PPTA卸卸料及输输送（设设PTAA库房两两座，两两座库房房面积共共98000m22，贮存存周期约约25天天）（二）浆浆料制备备（三）酯酯化（第第一、二二酯化及及工艺塔塔）（四）预预缩聚（第一、二预缩缩聚，预预聚物过过滤及输输送）（五）终终缩聚（终缩聚聚、熔体体输送及及过滤）（六）切切片生产产、输送送及包装装（七）尾尾气淋洗洗（八）催催化剂制制备（九）消消光剂制制备辅助生产产装置包包括以下下部分：（一）热热媒站（配备单单台热负负荷8000万大大卡的热热媒炉三三台，两两用一

3、备备）（二）罐罐区（设设容积550000m3的乙二二醇贮罐罐两个，贮存周周期约552天；设容积积10000m33的燃料料油贮罐罐两个，贮存周周期约332天。）（三）过过滤器清清洗（四）化化验室聚酯装置置主工艺艺流程图图如下:外购原料料PTAA通过叉叉车将PPTA贮贮存于PPTA仓仓库,人人工将PPTA投投入链板板输送前前的小料料仓后,用链板板输送方方式将PPTA送送到聚酯酯大楼的的日料仓仓。另一一主要原原料乙二二醇贮存存在罐区区，用泵泵通过管管线送入入车间。催化剂剂三醋酸酸锑（或或乙二醇醇锑）用用桶装、消光剂剂二氧化化钛用袋袋装运入入聚酯大大楼四楼楼。聚酯装置置主要由由催化剂剂配制、二氧化化钛

4、配制制、浆料料配制、酯化、缩聚、切片生生产及包包装等几几个工序序组成。酯化缩缩聚设置置了五个个反应器器，其中中两个是是酯化反反应器，两个是是预缩聚聚反应器器，一个个后缩聚聚反应器器。两个个酯化反反应器为为立式搅搅拌釜，设内盘盘管加热热，两台台反应器器共用一一个分离离乙二醇醇和水的的工艺塔塔。第一一预缩聚聚反应器器为立式式槽，不不设搅拌拌装置，用液环环真空泵泵产生真真空。第第二预缩缩聚反应应器和后后缩聚反反应器为为圆盘转转子式，两个反反应器共共用一套套三级乙乙二醇蒸蒸汽喷射射泵系统统(它用用液环泵泵作排气气的)，在每个个缩聚反反应器和和它的真真空装置置间设刮刮板冷凝凝器。在在第二预预缩聚反反应器

5、和和后缩聚聚反应器器之后分分别设有有熔体过过滤器。从终缩缩聚反应应器出来来的熔体体每天3300吨吨供应长长丝八条条生产线线，每天天2000吨供应应另外的的长丝四四条生产产线，其其余大约约有每天天20-400吨熔体体通过水水下切粒粒机生产产半消光光切片，本装置置配有两两台切粒粒机，切切出的切切片通过过干燥装装置后，用气相相脉冲输输送方式式将切片片送至切切片料仓仓，打包包后出厂厂。辅助装置置有：热热媒(HHTM)系统（主要由由三台8800万万大卡的的热媒炉炉组成）、过滤滤器清洗洗等辅助助设施。本装置置用液相相热媒作作反应器器等设备备、管线线的加热热和保温温，共设设置了十十一个二二次热媒媒回路，分别

6、服服务不同同的使用用点。聚酯生产产中的每每一段工工序其作作用分别别简要说说明如下下：1、浆料料配制原料PTTA自PPTA储储存料仓仓采用星星型给料料器出料料，通过过振动筛筛去除夹夹带的异异状物，质量流流量计连连续计量量后，送送入浆料料调配槽槽。原料料PTAA和MEGG以及催催化剂溶溶液按规规定比例例连续送送入浆料料配制槽槽中，由由特殊设设计的搅搅拌器使使之充分分混合并并配制为为恒定摩摩尔比（MEGG/PTTA）的的浆料，经浆料料输送泵泵连续送送入酯化化反应器器中。2、酯化化反应酯化反应应系统共共设置两两台酯化化反应器器。在第第一酯化化反应器器中酯化化率可以以达到991%；第二酯酯化反应应器后控

7、控制酯化化率在996.55%左右右。通过过调节反反应器的的温度、压力和和液位等等，可以以控制反反应酯化化率，同同时保证证装置的的稳定运运转。两两个酯化化反应器器的汽相相物采用用一个工工艺塔用用于乙二二醇回收收。分离离的重组组分乙二二醇回流流到两个个酯化反反应器中中。塔顶顶轻组分分冷凝后后，凝液液用作塔塔的回流流液，其其余作为为生产污污水送污污水预处处理系统统处理。3、预缩缩聚反应应预缩聚反反应系统统共设置置两台预预缩聚反反应器。第一预预缩聚反反应器的的操作压压力控制制在1000mbbar左左右，使使用乙二二醇蒸汽汽喷射泵泵和液环环真空泵泵产生真真空，并并控制第第二预缩缩聚反应应器的操操作压力力

8、在100mbaar左右右。并与与终缩聚聚反应器器共用乙乙二醇蒸蒸汽喷射射泵产生生真空。在预缩缩聚反应应器及其其真空设设备之间间设置刮刮板冷凝凝器，采采用乙二二醇喷淋淋以捕集集汽相中中的乙二二醇及夹夹带物。乙二醇醇凝液收收集在液液封槽中中，以循循环冷却却水作为为冷却介介质，通通过冷却却器降低低温度后后循环使使用。因因乙二醇醇凝液中中水含量量较高，可送入入酯化反反应系统统工艺塔塔中进行行分离。第二预预缩聚反反应器采采用齿轮轮泵出料料，经预预聚物熔熔体过滤滤器过滤滤后送入入终缩聚聚反应器器中。4、终缩缩聚反应应设置一台台终缩聚聚反应器器，终缩缩聚反应应器中的的操作压压力控制制在1mmbarr左右。通

9、过控控制真空空度使熔熔体的聚聚合度达达到指标标要求。为控制制终缩聚聚系统真真空度，采用冷冷冻水作作为乙二二醇喷淋淋液的冷冷却介质质。新鲜鲜乙二醇醇加入在在终缩聚聚反应器器的刮板板冷凝器器、乙二二醇蒸发发器和液液环真空空泵组中中。终缩缩聚反应应器和乙乙二醇蒸蒸汽喷射射泵组气气相凝液液水含量量较低，无需分分离即可可直接回回用。该该部分乙乙二醇和和预缩聚聚系统经经工艺塔塔分离后后的乙二二醇混合合，可直直接送到到浆料配配制槽用用作浆料料调配用用。采用用乙二醇醇蒸汽喷喷射产生生真空，用液环环泵作为为它的排排气级。通过调调节补加加在喷射射泵吸入入口的乙乙二醇蒸蒸汽量，控制操操作真空空度。喷喷射泵组组的第一

10、一级混合合冷凝器器的真空空度在66 mbbar左左右，第第二予缩缩聚反应应器的刮刮板冷凝凝器的未未凝气引引至这个个混合冷冷凝器。设置乙乙二醇蒸蒸发器，为喷射射泵提供供动力蒸蒸汽。5、熔体体分配及及切片生生产聚酯熔体体采用齿齿轮泵出出料和增增压，经经熔体过过滤器过过滤后，通过特特殊设计计的熔体体分配系系统，一一部分送送熔体直直纺长丝丝装置，另一部部分送切切片生产产系统铸铸带切粒粒。设置置二条切切粒生产产线，当当其中一一台切粒粒机换刀刀维修时时，另一一台切粒粒机可承承担全部部负荷。聚酯熔熔体从铸铸带头挤挤出成型型，采用用除盐水水作为冷冷却介质质，通过过换热器器冷却循循环使用用。6、切片片输送和和包

11、装设置一条条气力输输送线，采用密密相输送送方式，将切片片从接收收料斗输输送到成成品料仓仓储存和和包装。设置切切片料仓仓二台，切片自自动包装装系统一一套。7、乙二二醇分配配及催化化剂配制制新鲜EGG自原料料及化工工料罐区区乙二醇醇储罐经经EG输送送泵送至至聚酯装装置本系系统，过过滤后分分配至装装置各用用户。乙乙二醇锑锑作为缩缩聚反应应的催化化剂，采采用间歇歇调配方方式，从从供料槽槽连续计计量加入入到浆料料配制槽槽中。8、二氧氧化钛配配制二氧化钛钛是纤维维级聚酯酯切片常常用消光光剂。将将二氧化化钛配制制成浓度度较高的的消光剂剂悬浮液液，经研研磨机研研磨打碎碎聚集的的大颗粒粒后，加加入乙二二醇稀释释

12、到工艺艺要求的的浓度，再并经经离心机机分离其其中大颗颗粒、过过滤器过过滤后，送入消消光剂供供料槽中中，计量量后连续续送入第第二酯化化反应器器。辅助生产产装置1、PTTA卸料料及输送送系统根据原料料来源情情况，外外购袋装装PTAA采用叉叉车或桥桥式吊车车卸料，并储存存在PTTA仓库库。PTA采采用叉车车运输至至卸料区区，由防防爆电动动葫芦吊吊至PTTA卸料料口拆包包卸料，送至聚聚酯装置置PTAA日料仓仓储存。2、过滤滤器的清清洗采用水解解法清洗洗聚酯装装置预聚聚物和终终聚物过过滤器滤滤芯，既既过热蒸蒸汽解聚聚方式。过滤器器芯先在在解聚槽槽中用3310过热蒸蒸汽解聚聚24小小时，然然后是224小时

13、时热碱洗洗，244小时热热水洗，在用55100Mpaa高压水水洗，最最后是超超声波处处理，鼓鼓泡检验验。3、一次次热媒系系统（热热媒站）在三期聚聚酯工程程的热媒媒站增设设三台88,0000,0000 kcaal/hh热媒炉炉，两用用一备为为聚酯装装置用户户提供热热源。热热媒循环环泵将恒恒定温度度的热媒媒（320）送至至聚酯装装置，使使用后温温度降低低的热媒媒通过循循环管路路回到热热媒站，通常称称该死循循环系统统的热媒媒为一次次热媒。送至聚酯酯装置中中每个供供热回路路循环的的热媒称称为二次次热媒。通过调调节进入入每个二二次回路路的一次次热媒量量，可以以控制二二次热媒媒的温度度，实现现工艺上上对每

14、个个设备不不同温度度的要求求。4、原料料及化工工料罐区区乙二醇贮贮罐：外外购乙二二醇采用用乙二醇醇槽车运运输，经经乙二醇醇卸车泵泵卸料后后，贮存存于乙二二醇贮槽槽中。设设置2XX5,0000m33乙二醇醇贮罐二二台，经经乙二醇醇输送泵泵送至聚聚酯装置置各用户户。燃料油贮贮槽：外外购燃料料油采用用燃料油油槽车运运输，经经燃料油油卸车泵泵卸料后后，贮存存于燃料料油贮槽槽中。设设置2XX10000m3燃料油油贮罐二二台，经经燃料油油循环泵泵送至热热媒站使使用。5、分析析化验设置分析析化验室室，用于于中间产产品和产产品分析析和化验验。分析析化验项项目包括括：特性性粘度、外观、熔点、端羧基基含量、色相、

15、凝聚粒粒子、二二甘醇含含量、二二氧化碳碳含量、灰分、铁含量量、水分分、百粒粒量、异异型切片片、粉末末含量，以及催催化剂和和二氧化化钛调制制液分析析，馏出出水、熔熔体及循循环乙二二醇等。本装置有有以下几几个工艺艺特点：（一）采采用低温温工艺和和较长的的停留时时间。尤尤其是使使第一酯酯化反应应器达到到较高的的酯化率率，确保保产品质质量和装装置稳定定运行。本工艺艺的浆料料摩尔比比1.008，第第一酯化化反应器器温度在在2600。与高高浆料摩摩尔比(1.992.0)和和高温(2800)的酯酯化工艺艺比较，酯化反反应器中中乙二醇醇的蒸汽汽量较小小，装置置中分离离乙二醇醇的工作作负荷也也较小，大大减减少了

16、这这部分的的能耗。（二）采采用多段段圆盘式式缩聚反反应器，并合理理确定预预缩聚反反应器和和终缩聚聚反应器器的负荷荷分配，充分发发挥终缩缩聚反应应器圆盘盘转子的的传质功功能作用用，实现现单系列列较大的的生产能能力。（三）乙乙二醇在在系统内内全部内内循环，无需设设置专用用的乙二二醇回收收设施。（四）设设置一个个工艺塔塔并采用用高效导导向浮阀阀塔，除除承担两两台酯化化反应器器气相物物的分离离外，还还在乙二二醇全回回用流程程中承担担缩聚反反应器气气相物的的分离。（五）采采用乙二二醇蒸汽汽喷射方方式产生生真空，与水蒸蒸汽喷射射方式相相比，能能耗较低低；乙二二醇的蒸蒸发潜热热是水的的40%，制作作乙二醇醇

17、蒸汽比比水蒸汽汽的能耗耗低。本本装置采采用三级级乙二醇醇蒸汽喷喷射，用用液环泵泵作向大大气的排排气级，与其它它装置用用五级蒸蒸汽喷射射相比较较，节省省能量。在乙二二醇蒸汽汽喷射系系统中，用循环环冷却水水作冷却却介质冷冷却喷淋淋液。而而在水蒸蒸汽喷射射系统中中，要求求在第一一级喷淋淋冷凝将将汽相中中绝大部部分乙二二醇冷凝凝，因此此需要用用冷冻水水作冷却却介质冷冷却喷淋淋液。本本设计采采用乙二二醇蒸汽汽喷射系系统不需需用冷冻冻水作冷冷却（指指17EE03），相应应就节省省了制备备冷冻水水的能耗耗。蒸汽汽凝液中中含水量量少，经经分离即即可在装装置中循循环使用用；污染染小，避避免了蒸蒸汽喷射射排放凝凝

18、液因含含乙二醇醇等有机机物，而而增大治治理污染染的负荷荷。（六）对对真空系系统的尾尾气，采采用喷淋淋塔将尾尾气中的的有害物物质喷淋淋吸收，以减少少对环境境的污染染。第二章 聚酯生生产基础础知识第一节 基本本概念一、低分分子、高高分子和和聚合度度涤纶分子子是相当当长的链链状分子子，在结结构上是是对称的的苯环结结构线性性大分子子。其分分子式可可表示为为：HOOCHH2CH2COOOC6H4C00nCH2CH2OH，因因为分子子结构中中含有酯酯基-CCOO-，故称称为聚酯酯纤维。涤纶分分子链通通常由110000个以上上原子组组成，分分子量在在约为2200000-300000数数量级，分子长长度为11

19、0000-220000 ，所以以涤纶是是一种高高分子物物质，和和高分子子物质相相比，对对苯二甲甲酸和乙乙二醇的的分子量量，组成成分子的的原子数数量及分分子长度度都是很很小的，此类物物质叫做做低分子子物质。涤纶分子子之所以以很长，是因为为具有重重复单元元-CHH2CH2COOOC6H4C00-，该单单元在分分子中重重复的个个数n称称为聚合合度。在在化学反反应的不不同阶段段，n可可以为11、2、3，甚至至数百数数千以上上，反应应程度越越高，nn越大，分子链链越长。我厂生生产的聚聚酯其聚聚合度一一般在1103左左右。二、粘度度、特性性粘度粘度是用用来量度度流体粘粘性大小小的，它它的物理理意义是是指流

20、体体内部摩摩擦力即即粘性力力。在绝绝对制单单位中，粘度的的单位用用泊或厘厘泊表示示，国际际单位中中为帕斯斯卡秒(PPaS)。在聚酯生生产中，特性粘粘度是个个很重要要的产品品质量控控制指标标。因为为聚酯的的特性粘粘度与分分子量有有直接关关系。在在本装置置中，特特性粘度度以符号号表示，单位用用dL/g表示示，得出出特性粘粘度与高高分子物物质的分分子量之之间有如如下关系系：这里的aa和b为为常数，对每一一聚合物物和每种种溶剂都都需要实实验测定定，Mnn是某种种聚合物物的分子子量。我我厂生产产的聚酯酯其特性性粘度在在0.6640ddL/gg，数均均分子量量一般在在200000左左右。三、酯化化反应和和

21、缩聚反反应：酯化反应应：缩聚反应应：以对苯二二甲酸和和乙二醇醇为原料料生产涤涤纶聚酯酯的化学学反应可可表示为为：反应应1是有有机酸和和醇的反反应，由由酸的羧羧基与醇醇的羟基基相互作作用生成成了酯基基和水，这类反反应就叫叫酯化反反应。反反应2是是由一种种（或几几种）低低分子物物质（如如对苯二二甲酸乙乙二酯）彼此化化合生成成一种高高分子物物质（如如聚对苯苯二甲酸酸乙二酯酯），同同时还生生成另一一种低分分子物质质（如乙乙二醇）的过程程，此类类反应就就叫缩聚聚反应。四、酯化化率和缩缩聚转化化率物质在发发生化学学变化时时，不是是杂乱无无章的，而是严严格遵守守一定规规律的，化学反反应的特特征是生生成了新新

22、的物质质。在化化学变化化中，物物质按一一定的数数量关系系进行反反应，生生成一定定量的产产物。化化学计算算中，转转化率是是一个很很重要的的概念，它定义义为进料料或进料料中某种种组份转转为某种种产物的的分率。通常要要对以什什么进料料为基准准，转化化成什么么产物加加以说明明，不然然结果就就会混乱乱。酯化率和和缩聚转转化率标标志着酯酯化反应应和缩聚聚反应完完成的程程度。在在本装置置中，将将酯化率率定义为为生成酯酯基的羧羧基克分分子数对对于进料料PTAA的羧基基克分子子总数的的分率，将缩聚聚转化率率定义为为生成聚聚对苯二二甲酸乙乙二酯所所需要的的羧基克克分子数数对于进进料PTTA的羧羧基克分分子总数数的

23、分率率，这里里选择的的基准均均为进料料PTAA，酯化化产物为为BHEET，缩缩聚产物物为PEET，以以统计反反应前后后羧基克克分子数数的变化化来确定定酯化率率和缩聚聚转化率率，和上上述转化化率的定定义是统统一的。五、催化化剂在化学反反应中，催化剂剂是一种种能改变变反应速速度，但但本身不不参加化化学反应应的物质质。用于于实际生生产的催催化剂一一般应具具有催化化活性大大，对副副反应作作用小，使产品品污染程程度小等等优点。催化剂剂的浓度度要依各各具体反反应而定定。因为为如果浓浓度过小小，反应应速度会会很慢；如果浓浓度过大大，则副副反应速速度也加加大，副副产品增增加，主主产品的的质量降降低。六、压强强

24、、绝对对压、表表压、真真空度涤纶生产产过程中中所处理理的物料料，绝大大多数是是气体和和液体，气体和和液体都都是能够够流动的的，总称称为流体体。（真空度）流体垂直直作用于于单位面面积上的的压力，称为压压强。由由于在实实际生产产中，操操作压强强的高低低相差悬悬殊，有有的在正正压下操操作的，有的在在负压下下操作的的，因此此压强的的单位有有多种，在我厂厂常用的的单位有有：公斤斤/厘米米2，巴（barr）、毫毫米汞柱柱、大气气压等。各单位位之间的的操作关关系为：1巴=11.01197公公斤/厘厘米2=0.98669大气气压=7750毫毫米汞柱柱凡是用绝绝对零压压（即绝绝对真空空）作起起点计算算的压强强称

25、为绝绝对压。由压力表表上表示示的压力力读数叫叫表压，它是被被测量的的绝对压压力与大大气压压压力的差差值；即P绝=P大气气+P表。如果流体体的压强强低于大大气压，即处于于真空或或负压状状态，则则在压力力表上指指示的读读数为真真空度。真空度度与绝对对压的关关系为：绝对压压=大气气压真真空度从上式可可看出，真空度度越大，绝对压压越小。第二节 乙二二醇和对对苯二甲甲酸的性性质一、乙二二醇的性性质乙二醇（分子式式为HOOCH22CH2OH）是具有有甜味的的粘稠性性液体，分子量量为622，能以以任何比比例溶于于水，沸沸点1997.44，熔点点-122.6，密度度1.1140-1.11550克/厘米（20时

26、），比热00.5661卡/克度（20时），蒸发热热2088千卡/公斤（1900时），闪点1116（开口口容器）它具有有两个碳碳原子并并含有两两个羟基基（-OOH），故称为为乙二醇醇。乙二二醇能大大大降低低水的冰冰点，这这是其重重要性质质。含440%体体积乙二二醇的水水溶液于于-255结冰，而含660%体体积乙二二醇的水水溶液则则在于-49结冰，乙二醇醇的吸水水性强，同时也也能很好好地溶解解树酯、染料等等有机物物。乙二醇的的着火温温度为4410，起火火时可用用火、干干粉等灭灭火。二、对苯苯二甲酸酸的性质质对苯二甲甲酸（ ）系白色色针状结结晶体，分子量量1666.133，密度度1.5510克克/厘

27、米米3，比热热0.228733卡/克克度，升升华热223.55千卡/克分子子，熔点点（在封封管中）4255，升华华点4002，能溶溶于碱溶溶液，稍稍溶于热热乙醇，微溶于于水。对苯二甲甲酸具有有羧酸的的一般性性质，因因此能和和醇作用用生成酯酯，与碱碱反应生生成盐，其最低低爆炸浓浓度为00.055克/升升。第三节 酯化化反应原原理直接酯化化反应是是这样进进行的：先将粉粉末状的的PTAA溶解于于乙二醇醇中，已已溶的PPTA再再在高温温下与乙乙二醇发发生酯化化反应，其反应应式如下下：根据对苯苯二甲酸酸的性质质可知，它在乙乙二醇中中的溶解解度很小小，且无无确定的的熔点，仅在4402升华，而乙二二醇的沸沸

28、点为1197.4，大大大低于PPTA的的升华点点，所以以上述反反应体系系属于固固液非均均相体系系，反应应主要只只发生在在已溶解解的PTTA和乙乙二醇之之间，所所以反应应速度很很慢。反应刚开开始时，溶液中中对苯二二甲酸总总是处于于饱和状状态，反反应速度度与对苯苯二甲酸酸和乙二二醇的浓浓度无关关，一直直向生成成对苯二二甲酸乙乙二酯（BHEET）的的方向进进行。随着反应应的进行行，因为为PTAA在反应应混全物物中溶解解度远较较在纯EEG中高高，PTTA粒子子溶解速速度逐渐渐增加，当PTTA完全全溶解时时，反应应开始转转入均相相酯化阶阶段，此此时酯化化率约为为89-911%，反反应速率率将随PPTA和

29、和EG浓浓度的改改变而改改变。另外，在在高温及及醇基浓浓度高的的条件下下，还将将发生两两分子乙乙二醇脱脱去一分分子水生生成二甘甘醇的副副反应。第四节 对苯苯二甲酸酸乙二酯酯缩聚反反应原理理缩聚反应应是发生生在乙二二醇酯基基之间的的反应，即每两两个乙二二醇酯基基缩聚并并生成一一分子乙乙二醇，反应按按下式进进行：所得初步步缩合物物，它的的每个分分子仍然然具有活活性双官官能团（乙二醇醇酯基），因此此缩合反反应还可可以继续续下去。实验指指出，反反应开始始后单体体很快消消失，生生成各种种不同聚聚合度的的低聚物物（聚合合度n为为4以下下的低聚聚体），形成的的低分子子产物与与原料单单体相互互缩合，也可以以彼

30、此之之间缩合合，这样样一直下下去，直直至形成成涤纶大大分子，总括起起来，可可将反应应式写为为：缩聚反应应是个可可逆反应应。从反反应式可可以看出出：反应应中乙二二醇浓度度低将使使反应向向生成高高聚物方方向进行行。有关关聚合度度与平衡衡常数、析出的的小分子子乙二醇醇浓度的的关系可可用下式式表明：式中：XXn为PPET的的数均聚聚合度K为平衡衡常数nw为体体系中的的乙二醇醇分子数数。从这个关关系式可可以看出出：聚合合度与KK的平方方根成正正比，而而与nww的平方方根成反反比。即即K值越越大，或或越小，PETT的聚合合度就越越高。由由于平衡衡常数KK是一定定值，且且对于缩缩聚反应应来讲，K值很很小，因

31、因此要得得到高聚聚合度的的聚合物物，就要要设法把把生成的的乙二醇醇尽量从从体系中中排出，也就是是尽量减减少nww。在高温条条件下，随着聚聚合物分分子量的的增长。同时还还会发生生可逆的的独立的的热裂解解、热氧氧化、线线性高聚聚物环化化等多样样副反应应，结果果生成乙乙醛以及及带有端端羧基的的聚合物物和环状状齐聚物物等，此此外酯化化反应中中产生的的二甘醇醇也会与与酯发生生醚化反反应，生生成醚和和酸。这这些副反反应将导导致聚酯酯分子量量降低，熔点下下降和着着色。最最终使纤纤维性能能恶化。聚酯生产产过程中中主要的的副反应应有：（1）醚醚化反应应： 2HOOCH22CH2OH HOOCH22CH2-O-C

32、H2CH2OH+H2O-OOCCC6H4COOOCH22CH2OH+HOCCH2CH2OH -OOCCC6H4COOOCH22CH2-O-CH2CH2OH+H2O（2）降降解反应应：指产物中中酯基-COOO-与水水产生水水解反应应及在一一定条件件下与PPTA、EG产生生的酸解解反应和和醇解反反应。（3）熔熔体的热热降解和和热氧化化降解：反应后期期，高温温下的产产物处于于熔融状状态，具具有发生生热降解解的倾向向，而温温度越高高，停留留时间越越长，这这种热降降解倾向向越大。如果系系统中泄泄漏进氧氧气，则则会发生生强烈的的热氧化化降解，热氧化化降解和和热降解解会导致致分子结结构发生生变化。（4）链链

33、交换反反应:即高分子子缩聚物物的端基基和另一一高分子子缩聚物物的的链链节进行行的链交交换反应应。（GM）m（GGM）nn（GMM）r（GGM）ss式中：mm + n = r + ss，GMM为聚酯酯分子链链的基本本链节第五节 聚酯装装置的主主要工艺艺参数及及其控制制在前面两两节中，我们分分别讨论论了直接接酯化反反应原理理和缩聚聚反应原原理。在在生产过过程中，实际的的化学反反应并不不是按照照先酯化化完全，再开始始缩聚的的顺序进进行，而而是当酯酯化反应应一旦生生成了一一定量的的对苯二二甲酸乙乙二酯后后，缩聚聚反应便便与酯化化反应同同时发生生了，所所以在聚聚酯装置置中很难难明确地地划分酯酯化阶段段和

34、缩聚聚阶段。我们把把在两个个酯化釜釜和两个个缩聚釜釜中进行行的反应应过程称称为酯化化阶段，此时酯酯化率约约为977%，缩缩聚率约约为900%，而而在最终终反应器器里进行行的反应应过程称称为缩聚聚阶段。鉴于在在反应过过程中酯酯化反应应和缩聚聚反应同同时发生生，相应应的工艺艺控制就就不能只只从一种种反应出出发，而而要结合合两种反反应机理理来考虑虑，当然然在不同同时期两两种反应应的深度度不一，工艺控控制又要要有所侧侧重。下下面就PPTA和和乙二醇醇一次混混合配成成浆料、经两段段酯化、两段预预缩聚和和最终缩缩聚生成成聚酯熔熔体的整整个生产产过程谈谈谈其主主要工艺艺参数的的控制。一、原料料摩尔比比根据P

35、TTA和乙乙二醇直直接酯化化原理，提高乙乙二醇的的浓度，酯化率率和反应应速率都都会加大大，同时时也会使使生成二二甘醇的的醚化副副反应的的速率增增大，为为了抑制制由于乙乙二醇浓浓度过高高而引起起的醚化化副反应应，通常常将第一一酯化釜釜中的EEG和PPTA之之比控制制在1.3-2，加加料摩尔尔比则控控制在11.088左右。不足部部分靠把把酯化釜釜中蒸出出的乙二二醇-水水气相混混合物分分离而得得到的EEG重新新返回酯酯化釜来来补充，从而使使乙二醇醇的耗用用量得到到减少。二、温度度控制在反应初初期，反反应体系系属非均均相体系系，此时时提高温温度有利利于PTTA的分分散和溶溶解，促促进反应应体系均均匀化

36、。实验表表明：温温度每升升高1，反应应速率大大约可以以增加一一倍。但但是生成成二甘醇醇的副反反应速率率也有相相应程度度的提高高。对缩聚反反应来讲讲，提高高反应温温度可加加快反应应速度，有利于于乙二醇醇的排除除，促使使反应向向生成物物方向进进行，缩缩短缩聚聚时间，但温度度过高会会使聚合合物发生生热降解解，也易易使EGG及BHHET分分子间发发生脱水水的醚化化副反应应，影响响涤纶树树酯的色色泽和和和质量，故缩聚聚温度要要控制在在PETT的热降降解温度度（2990）以下下。综合上述述因素考考虑后本本装置各各反应的的温度控控制为：第一酯酯化釜为为2600左右，以后温温度沿各各级逐渐渐上升，以满足足缩聚

37、反反应的要要求，在在最终缩缩聚阶段段，则将将温度控控制在2284左右。三、压力力控制酯化反应应可在加加压或常常压下进进行。但但当酯化化温度高高于EGG在常压压下的沸沸点时，若在常常压下进进行反应应，乙二二醇就会会大量蒸蒸发，根根据压力力升高，液体相相应的沸沸点也升升高的原原理，高高温下的的酯化反反应应在在加压下下进行，这样液液相中乙乙二醇浓浓度得到到提高，从而可可加快反反应应速速度，减减少进料料中乙二二醇与PPTA的的配比。不过压压力提高高不利于于酯化反反应生成成的水的的逸出，这就要要影响酯酯化率的的提高，因此要要找一个个适宜的的压力，并在不不同的酯酯化阶段段进行不不同的压压力控制制，酯化化率

38、低时时时使反反应在较较高压力力下进行行，以提提高液相相中乙二二醇的浓浓度；酯酯化率高高时使反反应在较较低压力力下进行行，以利利于水的的逸出，进一步步提高反反应度。对于缩聚聚反应而而言，压压力（通通常用真真空度表表示）是是其最重重要的工工艺参数数，因为为在生产产上采取取对反应应体系抽抽真空的的办法来来达到排排除体系系中残留留乙二醇醇的目的的。如果果真空度度不高，乙二醇醇排除慢慢，系统统中残留留乙二醇醇就高，相应的的粘度就就低，同同时还引引起逆反反应应速速度增大大，正反反应速度度减小，反应时时间处长长，热氧氧化降解解增多而而使产品品泛黄等等，因此此，缩聚聚反应必必须在高高真空下下进行。本聚酯装装置

39、中，第一酯酯化釜的的压力为为1800KPaa（绝），第二二酯化釜釜降低到到22KKPa （表）,在第第一预缩缩和第二二预缩过过程中逐逐渐形成成真空（0.008-0.116 KKPa左左右，绝绝）。这这种采取取不同压压力的控控制方法法符合不不同反应应阶段的的要求，并能保保证生产产的稳定定。如果果在预缩缩聚阶段段立即形形成高真真空，则则会由于于反应混混合液中中低聚物物的蒸发发而造成成设备和和管道的的堵塞，从而带带来生产产的不稳稳定。四、催化化剂对于酯化化反应来来讲，可可以用催催化剂，也可以以不用催催化剂，反就体体系中来来自PTTA的氢氢离子（H）具有有自催化化作用，加入催催化剂可可以提高高反应速速

40、度，但但了可能能产生副副作用，如引起起副反应应增多，使聚合合物着色色等，本本装置的的酯化反反应没有有采用催催化剂。缩聚催化化剂有很很多种，本装置置用的是是锑催化化剂，因因为锑催催化剂具具有很高高的活性性，尤其其是在高高粘度阶阶段，对对副反应应的影响响较小。对于一一定的反反应，催催化剂浓浓度了有有一定的的值。提提高催化化剂浓度度可加快快缩聚反反应速度度，但浓浓度过高高也会使使降解反反应速度度加快，且由于于分散不不均或沉沉结结块块在聚酯酯熔体中中形成局局部过催催化，增增加凝聚聚粒子，影响纺纺丝生产产和纤维维质量。五、消光光剂由于化学学纤维表表面光滑滑，具有有一定透透明度，所以在在光线照照射下，因为

41、反反射光强强度很大大而产生生极光，使纤维维具有肉肉眼看起起来很不不愉快的的强烈的的光泽，若在纤纤维中添添加少量量折射率率不同的的物质，则光线线向不同同方向进进行漫射射，纤维维光泽就就变暗，这种方方法称为为消光，加入的的物质称称为消光光剂。本厂所生生产的涤涤纶长丝丝、聚酯酯切片都都是加入入了消光光剂的。所用的的消光剂剂为二氧氧化钛，因为二二氧化钛钛的折射射率与涤涤纶的相相差较大大，二氧氧化钛比比常见的的合成纤纤维树脂脂的折射射率高近近2倍，其消光光原理主主要利用用了它的的高折射射率，两两者的折折射率之之差越大大消光效效果越好好（锐钛钛型二氧氧化钛：2.555；聚聚酯：11.7225），二氧化化钛

42、同时时还具有有化学稳稳定性高高，不溶溶于水，在高温温下不起起变化，在后处处理过程程中不会会消失等等优点。大有光光（也称称其为“超有光光”）聚聚酯切片片中的二二氧化钛钛含量为为零；“有光”聚酯切切片中的的二氧化化钛含量量为0.10%左右；“半消消光”聚聚酯切片片中的二二氧化钛钛含量为为（0.320.003）%；“全全消光”聚酯切切片中的的二氧化化钛含量量为2.4%2.55%。工业二氧氧化钛根根据其晶晶型结构构可分为为锐钛型型和金红红石型。金红石石型晶体体结构紧紧密，相相对密度度大，耐耐候性好好，遮盖盖力高，着色力力强，但但颗粒硬硬，不容容易分散散，在化化学纤维维纺丝时时容易磨磨损喷丝丝板、切切丝

43、刀，不宜作作化学纤纤维的消消光剂；锐钛矿矿型比较较松软，白度白白，易分分散，适适宜用作作化学纤纤维的消消光剂。化纤钛白白粉平均均粒径一一般在00.355m，粒粒子很细细，表面面积很大大，任何何质量优优越的钛钛白粉在在储运、包装、堆放、和运输输过程中中又絮凝凝或凝聚聚在一起起形成大大粒粒团团，在使使用前一一定要通通过研磨磨才能使使用，否否则由于于分散性性不好会会造成粒粒子在纤纤维中分分散不均均匀，不不仅消光光效果不不好，甚甚至会出出现毛丝丝、断丝丝现象。二氧化化钛经球球磨分散散后不仅仅能使絮絮凝后的的二氧化化钛重新新分散开开来，而而且可能能去除钛钛白粉中中可能夹夹带的极极微量大大粒子（大于55微

44、米）。二氧氧化钛粒粒子表面面带有负负电荷，在溶液液中由于于相同电电荷电斥斥力的作作用使它它保持稳稳定分散散状态，如果在在制造过过程或于于分散介介质中吸吸附了其其他离子子，就会会使分散散性能降降低。二二氧化钛钛分散在在树脂中中，其表表面会吸吸附一层层树脂层层，这种种单分子子吸附层层，具有有走向缓缓冲作用用，又称称空间位位阻效应应，也能能起到分分散作用用，使其其保持稳稳定分散散状态。本装置中中是将二二氧化钛钛与乙二二醇配制制成悬浮浮液，经经球磨分分散、离离心、沉沉降、过过滤后再再加入第第二酯化化釜内室室中的反反应物中中。为了了保证聚聚酯产品品的可纺纺性，也也就是说说聚酯熔熔体或切切片中的的凝聚粒粒

45、子不得得超过规规定指标标，对二二氧化钛钛的粒度度分布有有一定的的要求，对配制制悬浮液液过程中中的工艺艺参数，如分散散时间、沉降时时间、过过滤方式式等也有有严格的的控制。本装置设设一套消消光剂配配制系统统，每天天制备一一批供生生产所需需。第六节 主要要工艺设设备1、第一一酯化反反应器 型式为为立式单单室搅拌拌釜，釜釜内设有有盘管式式内加热热器。为为减少热热损失，增加加加热渠道道，反应应器设有有外部夹夹套。为为保证物物料清洁洁，减少少制造成成本及热热阻，内内筒体和和内封头头采用3304LL166Mn复复合钢板板。 夹套采采用螺旋旋盘绕的的“L”型液相相热媒夹夹套，由由于热媒媒无腐蚀蚀性，故故夹套选

46、选用166MnRR钢板制制造。内内盘管采采用螺旋旋型盘管管，材质质为0CCr188Ni99。搅拌拌器采用用上装式式，桨叶叶靠近反反应器内内筒低部部。由于于轴很长长，轴下下端设有有下稳定定支撑轴轴承。轴轴封采用用双端面面机械密密封，有有独立的的润滑、冷却系系统。搅搅拌器选选用防爆爆电机驱驱动。本本反应器器由国内内自行设设计、制制造，搅搅拌器选选用进口口产品。 2、第第二酯化化反应器器 本反应应器为立立式双筒筒夹套搅搅拌釜，在圆筒筒型立式式反应器器内装有有一圆筒筒型隔离离筒，将将反应器器分为内内、外两两室，物物料由外外室入，内室下下部出。物料在在搅拌下下进行反反应，由由内盘管管和夹套套进行加加热与

47、保保温。 搅拌桨桨为上部部安装，下部设设有剪切切轮和稳稳定轴承承。内加加热盘管管结构与与第一酯酯化反应应器相同同，夹套套结构和和搅拌器器密封结结构也类类似。本本反应器器由国内内自行设设计、制制造，搅搅拌器选选用进口口产品。 3、第第一预缩缩聚反应应器 本反应应器为立立式夹套套真空反反应釜，釜内不不设搅拌拌器。反反应器设设有“L”型液相相夹套和和螺旋型型液相盘盘管，并并设有分分室圆形形筒将反反应器分分为内、外两室室，外室室安装螺螺旋盘绕绕的“L”型夹套套。内室室安装有有螺旋型型盘管。全部国国内设计计、制造造。 4、第第二预缩缩聚反应应器 本反应应器为卧卧式圆盘盘真空反反应器，在夹套套式卧置置圆筒

48、型型反应器器体内，设一圆圆盘搅拌拌系统。该系统统为一横横向支承承的主轴轴，轴上上用特殊殊键固定定多块圆圆盘。圆圆盘搅拌拌系统由由特殊的的电机、减速机机驱动。轴与穿穿出的端端盖间用用橡胶“J”型密封封装置进进行密封封，以保保持缩聚聚反应器器所需的的真空度度。传动动装置和和密封设设有独立立的润滑滑、冷却却油系统统。除减减速机和和轴承引引进外，其余国国内设计计、制造造。 5、后后缩聚反反应器 本反应应器为卧卧式双驱驱动圆盘盘反应器器，在卧卧置夹套套式圆筒筒型釜体体内，放放置纵向向串联的的两根转转动主轴轴，在各各轴上用用键固定定多块圆圆盘。两两根主轴轴在釜内内的轴端端支承在在同一轴轴承座上上。除减减速

49、机和和轴承引引进外，其余国国内设计计、制造造。第三章 聚酯酯原辅材材料1、精对对苯二甲甲酸（ppuriifieed terrephhthaalicc aacidd 简简称PTTA） 分子量量 1666.113 外观白白色粉末末 酸值66752mg KOHH/g4-羧基基苯甲醛醛（4-CBAA） 25pppm 对甲基基苯甲酸酸 （PPT酸） 1500ppmm 灰分6ppmm 特种金金属总量量 10pppm（Mo, Crr, NNi, Fe, Mnn, TTi, Co） 铁1ppmm 水分0.2wt % 色相bb值 1.66APHHA5%DMMF色相相 10AAPHAA 粒度分分布：2250 m

50、3.0wtt %500 m 0wtt % 平均粒粒径（中中心值范范围955-1120mm） M10m PTA各各项质量量指标对对聚酯生生产的影影响：酸值酸值基本本上可以以看作PPTA纯纯度的标标志，如如果酸值值异常要要进一步步分析其其他有机机酸含量量，一般般该项目目数值稳稳定。灰份灰份为PPTA和和催化剂剂中不可可燃烧的的金属等等无机化化合物含含量之和和，灰份份过高时时会使熔熔体在纺纺丝过程程中断头头，使聚聚酯生产产中过滤滤器寿命命缩短和和喷丝板板易堵。铁、特特种金属属含量其含量过过大时影影响所生生产聚酯酯产品色色相，这这些金属属是聚酯酯降解反反应的催催化剂，使断链链逆反应应加速。4-羧羧基苯

51、甲甲醛（44-CBBA）4-CBBA是PPTA生生产过程程中的中中间产物物，其在在聚酯生生产过程程中会形形成黄色色共轭产产物，44-CBBA含量量上升，聚酯产产品B值值上升，又由于于4-CCBA一一端有醛醛基，会会阻止聚聚酯链段段的增长长，所以以4-CCBA含含量上升升，特性性粘度下下降。水份PTA中中的水份份含量较较高时，使PTTA结块块严重，潮湿的的PTAA对投料料工作造造成不便便，容易易在料仓仓底部架架桥、震震动筛堵堵塞，致致使配料料中断，严重时时使PTTA和EEG浆料料中PTTA含量量减少。对甲基基苯甲酸酸 （PPT酸）PT酸是是PX在在氧化过过程的中中间产物物，也是是对苯二二甲酸在在

52、精制过过程中使使4-CCBA氢氢化的产产物，易易溶于水水，可在在精制过过程中从从PTAA中除去去，具有有单官能能团，会会阻碍PPET链链段增长长，含量量过高时时，会使使PETT特性粘粘度下降降。色相PTA的的色相与与其所生生产的PPET色色相有直直接关系系，PTTA色相相差，在在其他条条件不变变的情况况下，PPTA色色相也差差。粒径平均粒径径：PTTA平均均粒径小小，浆料料粘度就就大，不不利于浆浆料输送送和增加加搅拌动动力（111TAA01搅搅拌器电电流上升升）；PPTA比比表面积积大，容容易溶解解，反应应速度快快，反之之各项情情况也相相反，所所以要求求PTAA平均粒粒径不要要变化太太大。2、乙二二醇（EETHYYLENNE GGLYCCOL 简称EEG） 分子量量 622.077 外观 无无色透明明粘稠液液体 密度 1.11228-11.11138gg/cmm3 酸值 0.003mgg-KOOH/gg 醛（以以甲醛计计） 8ppmm 灰分 10pppm 铁 0.1ppmm 氯化物物 0.55ppmm 二甘醇醇 0.055wt % 水份 0.055wt % 色相 5APPHA 盐酸中中的色相相 20AAPHAA 馏程 初馏点点 1966 终终馏点1999 紫外线线透过率率 2200 nm