化工化纤基础知识-课件

化工化纤基础知识1ppt课件化工化纤基础知识1ppt课件一、化纤是什么？

化学纤维(ChemicalFibers)是指以天然或人工高分子物质为原料制成的纤维。化学纤维可根据原料来源的不同，分为再生纤维和合成纤维等。2ppt课件一、化纤是什么？化学纤维(ChemicalFibers)（一）再生(人造)纤维(ArtificialFiber)

用纤维素和蛋白质等天然高分子化合物为原料，经化学加工制成高分子浓溶液，再经纺丝和后处理而制得的纺织纤维。1、再生纤维素纤维

用天然纤维素为原料的再生纤维，由于它的化学组成和天然纤维素相同而物理结构已经改变，所以称再生纤维素纤维。

粘胶纤维是以天然棉短绒、木材为原料制成的，它具有几个突出的优点。3ppt课件（一）再生(人造)纤维(ArtificialFiber)粘胶纤维的优点是：（1）手感柔软光泽好，粘胶纤维像棉纤维一样柔软，丝纤维一样光滑。（2）吸湿性、透气性良好，粘胶纤维的基本化学成份与棉纤维相同，因此，它的一些性能和棉纤维接近，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化学纤维中吸湿性与透气性最好的一种。（3）染色性能好，由于粘胶纤维吸湿性较强，所以粘胶纤维比棉纤维更容易上色，色彩纯正、艳丽，色谱也最齐全。

粘胶纤维最大的缺点是湿牢度差，弹性也较差，织物易折皱且不易恢复；耐酸、耐碱性也不如棉纤维。4ppt课件粘胶纤维的优点是：（1）手感柔软光泽好，粘胶纤维像棉纤维一样

2、富强纤维俗称虎木棉、强力人造棉。它是变性的粘胶纤维。富强纤维同普通粘胶纤维（即人造棉、人造毛、人造丝）比较起来，有以下几个主要特点：（1）强度大，也就是说富强纤维织物比粘胶纤维织物结实耐穿。（2）缩水率小，富强纤维的缩水率比粘胶纤维小1倍。（3）弹性好，用富强纤维制做的衣服比较板整，耐折皱性比粘胶纤维好。（4）耐碱性好，由于富强纤维的耐碱性比粘胶纤维好，因此富强纤维织物在洗涤中对肥皂等洗涤剂的选择就不像粘胶纤维那样严格。5ppt课件2、富强纤维俗称虎木棉、强力人造棉。它是变性的粘胶纤维。53、蛋白纤维以大豆为原料故亦称大豆纤维。（上世纪90年代国内新开发产品）（1）手感柔软，像棉纤维一样柔软，丝纤维一样光滑。（2）吸湿性、透气性良好。（3）染色性能一般。所以市面上销售产品均为浅色内衣。6ppt课件3、蛋白纤维以大豆为原料故亦称大豆纤维。6ppt课件（二）合成纤维(SyntheticFiber)合成纤维是由合成的高分子化合物制成的。常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶、氨纶等。7ppt课件（二）合成纤维(SyntheticFiber)合成纤维是由1.涤纶

涤纶的学名叫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和包括80年代开发的聚对苯二甲酸丁二醇脂(PBT），近来开发聚对苯二甲酸丙二醇脂(PTT)简称聚酯纤维。涤纶是我国的商品名称，国外有称“大可纶”，“特利纶”，“帝特纶”等。涤纶由于原料易得、性能优异、用途广泛、发展非常迅速，现在的产量已居化学纤维的首位。在世界范围内约占55%左右，国内约占80%以上。8ppt课件1.涤纶涤纶的学名叫聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和包括81.涤纶

涤纶的优点：

它的弹性比任何纤维都强；强度和耐磨性较好，由它纺织的面料不但牢度比其它纤维高出3～4倍，而且挺括、不易变形，有"免烫"的美称；涤纶的耐热性也是较强的；具有较好的化学稳定性，在正常温度下，都不会与弱酸、弱碱、氧化剂发生作用。9ppt课件1.涤纶涤纶的优点：9ppt课件1.涤纶涤纶的缺点：

染色性能差。吸湿性极差，由它纺织的面料穿在身上发闷、不透气。

另外，由于纤维表面光滑，纤维之间的抱合力差，经常摩擦之处易起毛、结球。其35%短纤维和65%棉混纺纤维织成布，俗称“的确凉”。后续将对涤纶作比较详细介绍，此处不再多述。10ppt课件1.涤纶涤纶的缺点：10ppt课件2.锦纶

锦纶是我国的商品名称（也是当时我国第一种能由锦西化工厂自己生产单体的化纤产品，故定名为“锦纶”），它的学名叫聚酰胺纤维；有锦纶－6、锦纶－66、锦纶－1010等不同品种。锦纶在国外的商品名又称“尼龙(Nylon)”，“耐纶”，“卡普纶(Caplon)”，“阿米纶”等。锦纶是世界上最早的合成纤维品种，由德国法本公司于1939年开发成功尼龙—6，并投入工业化生产。40年代风靡上海滩的美国“玻璃丝袜”即是杜邦公司的尼龙—66代表作。11ppt课件2.锦纶锦纶是我国的商品名称（也是当时我国第一种能由锦西化2.锦纶

由于性能优良，原料资源丰富，因此一直是合成纤维产量最高的品种。直到1970年以后，由于聚酯纤维的迅速发展，才退居合成纤维的第二位。在世界范围内约占35%左右，国内约占15%左右。锦纶的最大优点是强度高、耐磨性好，它的强度及耐磨性居所有纤维之首。12ppt课件2.锦纶12ppt课件2.锦纶锦纶的缺点与涤纶一样，吸湿性和通透性都较差。在干燥环境下，锦纶易产生静电，短纤维织物也易起毛、起球。锦纶的耐热、耐光性都不够好，熨烫承受温度应控制在140℃以下。此外，锦纶的保形性差，用其做成的衣服不如涤纶挺括，易变形。但它可以随身附体，是制做各种体形衫的好材料。1）纤维民用丝：长丝—尼龙面料（塔夫绸）、袜子等短丝—呢绒毛线配料、造纸毛毯等工业用丝：帘子布、渔网、绳缆、降落伞地毯丝（BCF)：锦纶地毯鬃丝：钓鱼线、搭扣拉链2）薄膜：流延膜、双向拉伸膜（BOPA6）3）工程塑料：铁路、汽车、电动工具、电器仪表13ppt课件2.锦纶13ppt课件简单介绍尼龙—6生产过程：从石油分离中获得的苯为原料，经加氢得到环己烷、液态环己烷在催化剂存在下进行空气氧化，产生环己酮和环己醇、再将环己醇脱氢也得到环己酮。环己酮经羟胺肟化、贝克曼转位得到粗己内酰胺，将其精制后获得产品己内酰胺(Caplonlactam)。

目前国内仅有四家生产工厂：南京帝斯曼(DSM)公司、石家庄炼化己内酰胺厂、湖南巴陵石化鹰山石化厂和浙江巨化公司锦纶厂。正在建设的是浙江恒逸集团己内酰胺有限公司。

己内酰胺聚合生成聚己内酰胺，经造粒（切片）、萃取、干燥，纺丝获得锦纶—6（尼龙—6）。14ppt课件简单介绍尼龙—6生产过程：从石油分离中获得的苯为原料，经加氢

再简单介绍尼龙—66生产过程：前面部分与上相同，环己烷氧化得到的环己酮和环己醇混合物简称KA油，经硝酸氧化获得粗己二酸、将其精制后获得产品精己二酸。

二个丙烯腈经电解偶联得到己二腈，己二腈再进行加氢制得己二胺。

将己二酸和己二胺混合进行缩聚，获得尼龙—66。纺丝得到锦纶—66。

15ppt课件再简单介绍尼龙—66生产过程：前面部分与上相同，环己烷氧化

3.腈纶

腈纶是国内的商品名称，其学名为聚丙烯腈纤维。国外又称“奥纶”，“考特尔”，“德拉纶”等。腈纶的外观呈白色、卷曲、蓬松、手感柔软，酷似羊毛，多用来和羊毛混纺或作为羊毛的代用品，故又被称为“合成羊毛”，亦称“膨体纱”。腈纶的吸湿性不够好，但润湿性却比羊毛、丝纤维好。它的耐磨性是合成纤维中较差的，腈纶纤维的熨烫承受温度在130℃以下。16ppt课件3.腈纶腈纶是国内的商品名称，其学名为聚丙烯腈纤维。国外简单介绍腈纶生产过程：从石油分离中获得的丙烯为原料与氢氰酸反应生成丙烯腈，丙烯腈聚合生成聚丙烯腈，将其纺成短纤维即是腈纶。（少有长丝）主要生产厂商：中石油抚顺石化公司、兰州石化公司，中石化上海金山石化公司。17ppt课件简单介绍腈纶生产过程：从石油分离中获得的丙烯为原料与氢氰酸反4.维纶

维纶的学名为聚乙烯醇缩甲醛纤维。国外又称“维尼纶”，“维纳尔”等。维纶洁白如雪，柔软似棉，因而常被用作天然棉花的代用品，人称“合成棉花”。维纶的吸湿性能是合成纤维中吸湿性能最好的。另外，维纶的耐磨性、耐光性、耐腐蚀性都较好。最大缺点是染色性能差，其成品布颜色单调——只有一个浅灰。国内工厂北京有机化工厂、上海金山石化二分厂、石家庄维尼纶厂、吉林省四平联合化工厂和贵州有机化工厂、湖南维尼纶厂、福建纺织化纤集团维纶厂、兰州新西部维尼纶有限公司、中石化四川维尼纶厂(重庆长寿）等。采用电石法生产该产品的北京、吉林、湖南、贵州、石家庄五家工厂早已经停业。18ppt课件4.维纶维纶的学名为聚乙烯醇缩甲醛纤维。国外又称“维尼纶”5.氯纶

氯纶的学名为聚氯乙烯纤维。国外有“天美龙”，“罗维尔”之称。氯纶的优点较多，耐化学腐蚀性强；导热性能比羊毛还差，因此，保温性强；电绝缘性较高，难燃。另外，它还有一个突出的优点，即用它织成的内衣裤可治疗风湿性关节炎或其它伤痛，而对皮肤无刺激性或损伤。氯纶的缺点也比较突出，即耐热性极差。

一般生产长丝。而聚偏氯乙烯纤维大多以短纤维为主。19ppt课件5.氯纶氯纶的学名为聚氯乙烯纤维。国外有“天美龙”，“罗维6.氨纶

氨纶的学名为聚氨酯弹性纤维，国外又称“莱卡(Lycra)”，“斯潘齐尔”等。它是一种具有特别的弹性性能的化学纤维，1959年开始工业化生产，并成为发展最快的一种弹性纤维。其代表性生产厂商：美国杜邦公司干法和日本东洋纺湿法。20ppt课件6.氨纶氨纶的学名为聚氨酯弹性纤维，国外又称“莱卡(Lyc6.氨纶

氨纶弹性优异，伸长率300—500%。而强度比乳胶丝高2～3倍，线密度也更细，并且更耐化学降解。氨纶的耐酸碱性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好。氨纶纤维一般不单独使用，而是少量地掺入织物中，如与其它纤维合股或制成包芯纱，用于织制弹力织物。21ppt课件6.氨纶21ppt课件6.氨纶

原料：20%MDI(二苯甲烷二异氰酸酯）+80%PTMG（聚丁二醇）生产厂商：干法：上海青浦杜邦湿法：山东烟台氨纶，江苏连云港（杜钟）、常熟（泰光）、江阴（双良），浙江萧山（舒尔姿）、嘉兴（晓星）、瑞安（华峰）、绍兴（五环）、海宁（新高纤维）、诸暨、义乌、余姚等等。22ppt课件6.氨纶原料：20%MDI(二苯甲烷二异氰酸酯）+80%P

7.丙纶

聚丙烯纤维。丙纶的优点耐化学腐蚀性强；其缺点是吸湿性差、抗静电性能不良。因此，服装用已经不见踪影，其长丝都用于织造工业滤布和地毯丝（BCF）制成丙纶地毯。中空长纤维制作超滤膜。

短丝用作土工布（无纺布）23ppt课件7.丙纶聚丙烯纤维。丙纶的优点耐化学腐蚀性强；其缺点是吸8.其它其它尚有聚乙烯纤维（乙纶）、聚四氟乙烯纤维（氟纶）、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（芳纶1414）、聚酰亚胺纤维、碳素纤维、酚醛纤维等等。20世纪50年代开展合成纤维的改性研究，主要是用物理和化学方法改善合成纤维的吸湿、染色、抗静电、阻燃、抗污、抗起球等性质。总之，合成纤维向着差别化纤维和功能性纤维发展。24ppt课件8.其它其它尚有聚乙烯纤维（乙纶）、聚四氟乙烯纤维（氟纶）、8.其它为了达到上述目的开发出以下各种不同形态和特性的纤维：（1）异型纤维“三异一空”即异截面、异径、异收缩和中空（2）复合纤维锦涤复合丝（3）变形纤维DTYATY（4）有色纤维（5）离子型纤维阳离子可染25ppt课件8.其它为了达到上述目的开发出以下各种不同形态和特性的纤维：8.其它（6）超细纤维（7）海岛纤维（8）阻燃纤维（添加溴系或氮系阻燃剂）（9）抗静电纤维（10）抗污纤维（添加纳米材料）（11）特种纤维芳纶1414、聚酰亚胺纤维、碳素纤维等26ppt课件8.其它（6）超细纤维26ppt课件二、聚酯纤维生产聚酯纤维是由二元醇和二元酸聚酯线型大分子所构成的合成纤维。1941年英国卡利科印染工作者协会（CPA)协议选用对称芳香族二元酸——对苯二甲酸和乙二醇缩聚，制成了聚对苯二甲酸乙二醇脂(英文Polyester缩写PET)，并成功地在实验室中将其制成了有实用价值的聚酯纤维。并被命名为特丽纶（Terylene)。1942年CPA取得专利权。1946年美国杜邦公司购买了CPA专利，且于1951年开始建厂，1953年建成世界上第一个聚酯纤维生产工厂，年生产能力16000吨。其商品名定为达克纶（Dacron)。27ppt课件二、聚酯纤维生产聚酯纤维是由二元醇和二元酸聚酯线型大分子所构二、聚酯纤维生产1947年英国帝国化学工业公司（I.C.I)从CPA购得除美国外的全世界专利权。并分别于1949年和1955年建成年产1000吨中试工厂和5000吨生产工厂。商品名仍为特丽纶。此后，德国赫斯特公司(Höechst)、恩卡.格拉斯道夫(EnaGlanzstoff)公司，法国隆布利(Rhõne-Poulene)公司，意大利蒙德迪松(Montedison)公司以及日本东丽和帝人公司均引进了英国I.C.I(CPA)技术。并于50年代后期投入生产，从此聚酯纤维在世界范围内走上了快速发展的道路。28ppt课件二、聚酯纤维生产1947年英国帝国化学工业公司（I.C.I)聚酯用途

分为纤维和非纤维二大类非纤维应用包括薄膜、容器和工程塑料。目前，非纤用聚酯发展很快，世界上非纤用聚酯已占聚酯需求总量的20％～30％。2010年世界聚酯产能约为6825万吨，其中亚洲及远东地区约为4832万吨。实际产量约为5372万吨，其中亚洲及远东地区约为3612万吨。而中国产量就达2356万吨。29ppt课件聚酯用途分为纤维和非纤维二大类29ppt课件1.纤维用聚酯民用丝：长丝—涤纶面料、经编织物

短丝—涤棉布料、涤腈毛混纺、涤麻混纺、喷胶棉及涤棉填充料、无纺布工业用丝：帘子布、各类帆布、硬绳线、渔网、工业缝纫线、缆绳、输送带、安全带、吊装带、牵引带、紧固带、灯、箱广告布、土工织物纤维用聚酯：全世界3352其中：短丝1379

长丝1972

亚洲及远东2817其中：短丝1124

长丝169330ppt课件1.纤维用聚酯民用丝：长丝—涤纶面料、经编织物30ppt课2.非纤维用聚酯薄膜

流延膜、双向拉伸膜（BOPET)—摄影胶片片基、包装膜、印刷膜、镀铝膜、烫金膜、亚光膜、高透明膜、高强度金拉线膜、胶带膜、绝缘膜、护卡膜、电容膜等。

31ppt课件2.非纤维用聚酯薄膜31ppt课件2.非纤维用聚酯塑料：饮料、矿泉水、食油等包装瓶工程塑料：电子电器、汽车、轻工、机械等非纤用聚酯全世界塑料1613薄膜175

亚洲及远东56210632ppt课件2.非纤维用聚酯塑料：饮料、矿泉水、食油等包装瓶32ppt课（一）聚酯纤维性能

1、强度高。短纤维强度为2.6～5.7cN/dtex，高强力纤维为5.6～8.0cN/dtex。由于吸湿性较低，它的湿态强度与干态强度基本相同。耐冲击强度比锦纶高4倍，比粘胶纤维高20倍。

2、弹性好。弹性接近羊毛，当伸长5%～6%时，几乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺寸稳定性好。弹性模数为22～141cN/dtex，比锦纶高2～3倍。

3、耐热性和热稳定性在合成纤维织物中是最好的。

4、涤纶表面光滑，内部分子排列紧密。33ppt课件（一）聚酯纤维性能1、强度高。短纤维强度为2.6～5.7c（一）聚酯纤维性能

5、耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶，比其他天然纤维和合成纤维都好。

6、耐光性好。耐光性仅次于腈纶。

7、耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉，但热碱可使其分解。

8、染色性较差，但色牢度好，不易褪色。

34ppt课件（一）聚酯纤维性能5、耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦（二）聚酯纤维品种涤纶的大类品种有短纤维、拉伸丝、变形丝、装饰用长丝、工业用长丝以及各种差别化纤维。

35ppt课件（二）聚酯纤维品种涤纶的大类品种有短纤维、拉伸丝、变形丝、装1.涤纶短纤维（1）按物理性能区分：高强低伸型、中强中伸型、低强中伸型、高模量型、高强高模量型（2）按后加工要求区分：棉型、毛型、麻型、丝型（3）按用途区分：服装用、絮棉用、装饰用、工业用（4）按功能区分：阳离子可染、吸湿、阻燃、有色、抗起球、抗静电（5）按纤维截面区分：异型丝、中空丝。

36ppt课件1.涤纶短纤维（1）按物理性能区分：高强低伸型、中强中伸型、2.涤纶长丝

（1）初生丝：未拉伸丝（低速纺丝）（LOY）、半预取向丝（中速纺丝）（MOY）、预取向丝（高速纺丝）（POY）、高取向丝（超高速纺丝）（HOY）

（2）拉伸丝：拉伸丝（低速拉伸丝）（DY）、全拉伸丝（纺丝拉伸一步法）（FDY）、全取丝（纺丝一步法）（FOY）

（3）变形丝：常规变形丝（TY）、拉伸变形丝（DTY）、空气变形丝（ATY）。

37ppt课件2.涤纶长丝（1）初生丝：未拉伸丝（低速纺丝）（LOY）、（三）聚酯生产工艺

PET主要用途为合成纤维、聚酯薄膜、聚酯包装瓶和工程塑料。用途不同，对特性黏度要求也不同，常规PET特性黏度为0．66～0．68dL／g，瓶用为0．75～0．95dL／g，纺高强纤维为0．90～1．5dL／g，工程塑料为0．8～1．05dL／g。新开发的超高分子量PET纤维特性黏度达2～3dL／g。38ppt课件（三）聚酯生产工艺PET主要用途为合成纤维、聚酯薄膜、聚（三）聚酯生产工艺

其生产工艺路线很多。PET制造大致分为二个阶段，第一阶段是由基本原料对二甲苯、甲苯、邻苯二甲酸酐等制取聚酯中间体对苯二甲酸二甲脂(DMT)或对苯二甲酸(TPA)。第二阶段是由对苯二甲酸二甲脂或对苯二甲酸和乙二醇(EG)进行酯化或酯交换，生成聚酯单体——对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)，进而缩聚成PET。39ppt课件（三）聚酯生产工艺39ppt课件1.聚酯中间体生产工艺

制造聚酯中间体DMT或PTA的主要原料对二甲苯(PX)。由于当时技术条件限制而无法从石油炼制中大量获得情况下；50年代末和60年代采用煤炼焦副产品邻二甲苯(OX)、萘和甲苯为基本原料生产聚酯中间体。40ppt课件1.聚酯中间体生产工艺制造聚酯中间体DMT或PTA的主（1）第一亨格尔法

以萘或邻二甲苯(OX)为基本原料，经氧化制得邻苯二甲酸酐（简称苯酐）；苯酐与氢氧化钾(KOH))反应生成钾盐；该盐在催化剂作用下进行高温转位或歧化转变成对苯二甲酸二钾，再用甲醇酯化（或置换）生成DMT。该法由于不易大型化和连续化，又需价格昂贵的KOH，故已被淘汰。41ppt课件（1）第一亨格尔法以萘或邻二甲苯(OX)为基本原料，经氧化（2）第二亨格尔法

以甲苯为基本原料经氧化制得苯甲酸，与氢氧化钾(KOH))反应生产苯甲酸钾；将其在催化剂作用下进行高温歧化得到对苯二甲酸二钾和苯。前者再用甲醇酯化（或置换）生成DMT。同上理由且生成等分子苯，不易处理，亦已停产。42ppt课件（2）第二亨格尔法以甲苯为基本原料经氧化制得苯甲酸，与氢（3）对二甲苯(PX)氧化酯化法（威顿法）制取DMT

首先，在130—140oC、0.1—0.5bar条件下进行钴催化空气氧化成对甲基苯甲酸（PT酸)，接着用甲醇(CH3OH)酯化生成对甲基苯甲酸甲酯(PT脂)；再将PT脂进一步氧化成对苯二甲酸单甲酯(MMT)，最后再用甲醇酯化MMT生成对苯二甲酸二甲脂(DMT)。本法已基本上被淘汰。43ppt课件（3）对二甲苯(PX)氧化酯化法（威顿法）制取DMT首先，（4）对二甲苯(PX)氧化制取对苯二甲酸(PTA)随着石油化工技术的不断进步，与炼油装置和乙烯生产装置大型化同时出现的联合芳烃装置，为获得大量苯、甲苯、混合二甲苯和乙苯(BTX)提供了可能。混合二甲苯的定向异构化技术成功使直接获得对二甲苯变得非常容易，为大规模、连续化生产PTA提供了可能。（见原油到合成纤维例图）

特别是阿莫科(Amoco)公司开发的高温氧化法，以其工艺先进、流程较短、产品质量高，而得以大量采用，是目前主流方法。其简要生产过程如下：44ppt课件（4）对二甲苯(PX)氧化制取对苯二甲酸(PTA)随着石油化（4）对二甲苯(PX)氧化制取对苯二甲酸(PTA)PX在溶剂醋酸(HAc)中，160oC、12—15bar条件下进行催化空气氧化，得到粗对苯二甲酸(CTA)，经结晶分离回收溶剂后；CTA再经加氢精制、结晶、干燥获得产品—精对苯二甲酸（PTA）。单套装置生产规模已从本世纪初30—40万吨提高到中期60万吨，到目前已达到120—150万吨。（介绍有关工厂简况）45ppt课件（4）对二甲苯(PX)氧化制取对苯二甲酸(PTA)PX在溶剂2.聚酯单体(BHET)制造方法

制造聚酯中间体DMT或PTA的主要原料对二甲苯(PX)。由于当时技术条件限制而无法从石油炼制中大量获得情况下；50年代末和60年代采用煤炼焦副产品邻二甲苯(OX)、萘和甲苯为基本原料生产聚酯中间体。46ppt课件2.聚酯单体(BHET)制造方法制造聚酯中间体DMT或PT（1）DMT和EG的酯交换法

在聚酯生产早期，由于对苯二甲酸在常用溶剂中难溶，受热时有升华和脱羧现象，精制困难，一般先制成DMT再提纯使用。DMT和EG的酯交换法历史长、技术成熟、产品质量稳定。1964年前生产BHET几乎全部采用此法；但是，由于PTA转化为DMT后再和EG反应不如PTA直接酯化合理，而且这种方法还付产甲醇，需增加回收设备，经济上不如直接酯化合理。但只有当1965年阿莫科(Amoco)公司开发成功直接酯化法后，渐被淘汰。47ppt课件（1）DMT和EG的酯交换法在聚酯生产早期，由于对苯二甲酸（2）PTA和EG的直接酯化法直接酯化法工业化较晚，其原因是：（1）PTA精制困难；（2）PTA和EG为非均相反应，反应既难均匀，反应速率又慢；（3）PET产品中二甘醇含量较高，色相较差。1965年后这些问题相继获得解决，本法才得到快速发展，并成为目前PET的最主要生产方法。其主要优点是：①原料费用降低。生产1kg聚酯需要的DMT理论值为1.01kg，而PTA理论值仅为0.865kg。因此，从理论需要量看DMT将比PTA多17%。②不副产甲醇，可省去甲醇回收设备。③酯化反应可以不用催化剂，聚合物的热稳定性好。④更适合于生产高粘度聚酯。48ppt课件（2）PTA和EG的直接酯化法直接酯化法工业化较晚，其原因是（3）

PTA和EO（环氧乙烷）加成法

加成法从理论上看最为经济，乙二醇是由环氧乙烷加水而成；实验室的试验亦非常成功。但由于环氧乙烷在常压下的沸点仅10.7oC，通常情况下为气体，运输比较困难；同时反应副产的乙二醇处理麻烦，故而至今未见大规模生产

49ppt课件（3）PTA和EO（环氧乙烷）加成法加成法从理论上看最为3.聚酯单体(BHET)的缩聚聚酯中间体DMT或PTA和EG通过脂交换或酯化反应生成对苯二甲酸双羟乙脂(BHET)，再经缩聚反应即可制得聚对苯二甲酸乙二脂(PET)。

由于在当前采用PTA和EG直接酯化法大工业生产中，聚酯单体(BHET)生产和其缩聚反应是同时在一条连续生产线中完成的，很难将聚酯单体制造和缩聚这二个过程分开来进行，也不可能从过程中得到对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)这种中间体。所以，随着直接酯化法广泛运用，酯交换法逐步被淘汰。50ppt课件3.聚酯单体(BHET)的缩聚聚酯中间体DMT或PTA和EG3.聚酯单体(BHET)的缩聚

缩聚反应有三种方法：溶液和悬浮缩聚法、熔融缩聚法和固相缩聚法。目前世界各国均采用熔融缩聚。缩聚又分为间歇法和连续法两大类。前者由于产量小、批次间差异造成质量不稳定；随着工业装置大型化已被淘汰。51ppt课件3.聚酯单体(BHET)的缩聚51ppt课件（1）直接酯化连续缩聚

本法主要分为以下五个步骤：①浆料配置②酯化③预缩聚④缩聚⑤乙二醇回收（见聚酯生产流程）

52ppt课件（1）直接酯化连续缩聚本法主要分为以下五个步骤：52pp聚酯生产流程

直接酯化法采用PTA与EG直接酯化生产PET。PTA法分为间歇和连续工艺两种，连续生产工艺由于优势明显，目前已占主导地位。连续工艺又分为五釜流程、三釜流程和近年来开发的二釜流程。采用五釜生产工艺的有吉玛Zimmer、钟纺、伊文达Inventa公司；采用三釜生产工艺的有杜邦DuPont公司；采用二釜生产工艺的有意大利NOY公司。这些生产工艺缩聚工艺条件基本相似，主要酯化工艺差别较大。53ppt课件聚酯生产流程直接酯化法采用PTA与EG直接酯化生聚酯生产流程

五釜流程有5个反应器，酯化工艺有两个串联的反应器，称为第一酯化釜、第二酯化釜，缩聚工序为3个反应器，为预缩聚釜、缩聚釜和后缩聚釜。工艺特点是：原料EG／PTA之比较低，使产品中二甘醇(DEG)含量低；各级反应条件适中，聚合度分配合理，产品质量较高。

三釜流程有3个反应器，酯化工艺有一个反应器，称为酯化釜，缩聚工序为两个反应器，为预缩聚釜和终缩聚釜。工艺特点是：原料EG／PTA之比较高(1．8～1．95)，酯化反应温度较高(275～280℃)，反应时间较短。54ppt课件聚酯生产流程54ppt课件聚酯生产流程

五釜与三釜生产工艺各有自己的特点。两者缩聚工艺基本相同，区别在于酯化工艺。五釜流程采用较低温度和压力，而三釜流程则采用高EG／PTA摩尔比和较高的酯化温度，强化反应条件，加快反应速度，缩短了反应停留时间。总的反应时间五釜流程约为6～lOh(其中酯化为5．5h)，三釜流程为3．5～4h(其中酯化为1．5h)。

二釜工艺有两个反应器，由意大利NOY公司推出。由一个预反应釜和一个终聚釜组成；预反应釜分上、中、下3部分，下部相当于第一酯化釜，中部相当于第二酯化釜，上部相当于预聚釜。该工艺流程短、设备少、节能、占地小，但反应器之间完全刚性连接，没有缓冲余地，一旦某一环节出现问题就会影响全装置，生产柔性小，目前使用还不多。55ppt课件聚酯生产流程五釜与三釜生产工艺各有自己的特点。两聚酯生产流程

我国五釜生产技术和装置从Zimmer公司引进投产的有北京燕山石化公司、江苏仪化股份有限公司、广东汕头海洋公司、广东汕头聚酯厂、黑龙江阿城涤纶厂、江苏仪化股份有限公司三厂、辽阳石化化纤公司、上海联吉合纤有限公司、天津石化公司等。从瑞士Inventa公司引进的有广东佛山化纤联合总公司、福建厦门利恒股份有限公司、广东珠海裕华股份有限公司、广东开平涤纶企业集体股份有限公司、浙江化纤联合股份有限公司、湖北昌丰化纤工业有限公司、四川广汉化纤有限公司、湖南金迪化纤有限责任公司等。三釜生产技术和装置引进的有上海石化公司、广东广州亚美聚酯有限公司、海南兴业聚酯有限公司、四川自贡聚酯有限公司、浙江杭州化纤、江苏苏州杜邦聚酯有限公司、山东淄博涤纶厂、河南洛阳石化总厂等。从日本钟纺公司引进的有上海石化公司、济南化纤总公司、乌鲁木齐石化总厂。

本公司有一套扬州惠通设计的120kt/a五釜直接酯化连续缩聚生产装置。其中二台酯化釜、二台预缩聚釜、一台终缩聚釜（后二台缩聚釜为卧式釜）。56ppt课件聚酯生产流程我国五釜生产技术和装置从Zimmer公司引进投（2）连续固相缩聚法(SSP，SolidStatePolycondensation)

在20世纪70年代中期又开发出了PET固相缩聚增黏技术，其工艺也有间歇和连续之分。1999年，DuPont公司推出了一种新的PET聚合物生产专利技术，这种生产技术被称为“新一代”PET技术，或简称NG3，专门用于生产瓶用高分子量的PET树脂。

高分子量的PET树脂广泛应用于碳酸饮料瓶、矿泉水瓶、热灌装饮料瓶、食品包装材料、非食品包装材料及工业丝(高强纤维)。瓶用PET的基本要求是特性黏度要达到0．80～0．88，较纤维级的0．65左右为高；因为要与食品接触，乙醛(AA)含量要低于1×10-6以下，瓶片的加工性能要好。在20世纪70年代中期开发出了PET固相缩聚增黏技术，一般有3种方法。57ppt课件（2）连续固相缩聚法(SSP，SolidStatePol（2）连续固相缩聚法(SSP，SolidStatePolycondensation)①延长聚酯熔融聚合过程。这种方法需要较长的缩聚时间，随着高聚物分子量的增长，熔体黏度呈指数增高，搅拌功率增大，流体输送条件更严格；长时间反应和270℃以上的高温，使聚合物降解的概率增加，易引起各种副反应，产品质量变差，乙醛含量增高(0．005％～0．015％)，但这种方法生产成本较低，适合单一品种、大型化、连续化生产过程。②使用扩链剂。这种方法反应速度快、时间短。但扩链剂一般热稳定性差，也会引起副反应或产生不需要的副产物。58ppt课件（2）连续固相缩聚法(SSP，SolidStatePol（2）连续固相缩聚法(SSP，SolidStatePolycondensation)③固相缩聚法。分两步进行，首先用常规方法产出特性黏度为0．67左右的PET切片，加热至PET的玻璃化温度(77～80℃)以上、熔点以下(约10～40℃)，在真空或用惰性气体(如氮气)固相缩聚法增黏，由于反应温度大大低于熔融温度，从而降解作用显著降低，羧基和醛基含量较低，副产物如EG、水可借助真空或惰性气体除去。产品具有热稳定性能好等优点，特别适用于生产工业丝和各种聚酯瓶等产品，因而是目前主要使用的方法。59ppt课件（2）连续固相缩聚法(SSP，SolidStatePol（2）连续固相缩聚法(SSP，SolidStatePolycondensation)④

NG3工艺

瓶用PET生产技术不断改进和优化，最著名的是1999年DuPont公司推出了一种新的PET生产专利技术，被称为杜邦“新一代”PET技术，简称NG3。NG3是第一种专门生产高黏度PET的工艺。在NG3工艺中，酯化反应不变，缩聚不是在减压下进行，而是在常压下进行。NG3工艺先制得较低黏度(特性黏度为0．28，聚合度为25～30)的中间体，送至回旋式颗料成形机制成半圆粒状颗粒--“锭剂”，接着以带沟槽的传送带输出。切片在输送过程中，已经过预结晶，具有足够强度，可直接送往结晶器和SSP反应器，固态下进行聚合制得特性黏度在0．80以上的瓶片。

在此之前，很多聚酯生产厂家都曾尝试过这种工艺，但都失败了，主要原因是都未能将低分子量的聚合物制成颗粒"锭剂"；杜邦公司则采用专利技术实现了将低分子量聚合物制成锭的过程。60ppt课件（2）连续固相缩聚法(SSP，SolidStatePol同传统的高黏度聚合工艺不同，NG3工艺具有一系列特点。①反应停留时间缩短50％～65％，从而大大减少产品的降解，提高产品的质量。②实现了将低分子量聚合物制成。锭剂，过程。这种微粒生成技术使得PET球具有独特的晶体结构，从而使材料具有一定的强度，以便进行后续的固相聚合。这是NG3技术的核心，这种结构可以有效地减少反应设备，并且在进行固相聚合前减少结晶时间。

61ppt课件同传统的高黏度聚合工艺不同，NG3工艺具有一系列特点。①反应同传统的高黏度聚合工艺不同，NG3工艺具有一系列特点。③工艺简化、生产和投资成本降低。NG3只采用二釜连续聚合，取消许多常规工艺中的工序，如采用真空系统、精制设备、喷淋冷凝器和热冷凝物受槽等。这种新工艺可使新装置的投资降低40%；采用NG3技术的装置单线能力可达到200kt／a。NG3工艺生产的树脂质量可以达到或超过其他技术生产的树脂。NG3树脂用于下游生产时，有以下优势：速度／产率高、模塑加工周期短、生产能力／产量可提高3％～6％，极好的透明性和光泽性，非常适合于包装市场，反应中的环三聚物和其他一些低聚物含量比其他工艺降低了50％，因此NG3树脂非常适于生产热灌装瓶，制成的瓶强度更好，树脂分子量分布较窄，加工性能更好。由于NG3法的突出优势，在瓶级PET树脂方面会带来重大的冲击。NG3法以规模的经济性、投资和操作上显著的成本优势将会取代现有的技术。62ppt课件同传统的高黏度聚合工艺不同，NG3工艺具有一系列特点。③工艺本公司共建有五套连续式流动床固相缩聚法生产装置。其中从日本东丽公司引进二套分别10kt/a和15kt/a装置；大连合纤所设计三套分别30kt/a和2×50kt/a装置。

一般过程包括5个工序：预结晶和结晶、预热切片、固相缩聚、冷却和循环氮气净化。固相缩聚工艺有固定床生产工艺、连续式流动床生产工艺和间歇式真空法生产工艺。所用聚酯切片与纤维级聚酯切片不同，原料中加有少量(1％～4％)的间苯二甲酸(IPA)和多种添加剂。添加了IPA可破坏PET大分子的规整性，从而使黏度和熔点下降，结晶速率也会降低，这有利于产品透明度的提高，并使所产瓶用PET可在较低温度下加工，不仅节能，还可减少AA的产生。

63ppt课件本公司共建有五套连续式流动床固相缩聚法生产装置。其中从日本东预结晶和结晶工序：

目的是提高PET结晶度(约40％以上)，降低水分含量(约350μL／L以下)以防止切片在进一步加工过程中黏结成团，堵塞设备。预结晶器可采