聚酯纤维生产技术-聚酯合成工艺

聚酯合成工艺02对苯二甲酸双羟乙酯（BHET）的制备01对苯二甲酸(PTA)及乙二醇(EG)的制备CONTENT聚对苯二甲酸乙二酯的制备0304聚对苯二甲酸乙二酯的结构与性质01对苯二甲酸(PTA)及乙二醇(EG)的制备一、对苯二甲酸（PTA)的制备低温氧化法高温氧化法氧化酯化法制备方法低温氧化法高温氧化法对二甲苯（ＰＸ）【特性】【性状】无色透明液体，有芳香气味，有毒！【用途】主要用于有机合成和溶剂。【溶解情况】不溶于水，溶于乙醇和乙醚【制备或来源】由分馏煤焦油的轻油部分或催化重整轻油经分馏，或由甲苯经歧化而成。

1、高温氧化法（醋酸为溶剂）

2、低温氧化法01醋酸溶剂02CO(CH3COO)2催化剂03甲基乙基酮促进剂04130℃，1.5Mpa温度05纯氧

氧化剂

3、氧化酯化法PTA性质对苯二甲酸简称PTA，是产量最大的二元羧酸，主要从对二甲苯制得，是生产聚酯的主要原料。常温下为固体。加热不熔化，300℃以上升华。若在密闭容器中加热，可于425℃熔化。常温下难溶于水。主要用于制造合成树脂、合成纤维和增塑剂等。为白色晶体或粉末，低毒，可燃。自燃点680℃燃点384~421℃升华热98.4kJ/mol燃烧热3225.9kJ/mol闪点>110℃

密度1.55g/cm3。溶于碱溶液，微溶于热乙醇，不溶于水、乙醚、冰醋酸、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯、氯仿等大多数有机溶剂，可溶于DMF、DEF和DMSO等强极性有机溶剂。对苯二甲酸可发生酯化反应；在强烈条件下，也可发生卤化、硝化和磺化反应。包装与储运：袋装产品采用内衬塑料薄膜的包装袋，每袋产品净重1000±2kg。包装袋上应印有生产厂名、地址、商标、产品名称、等级、批号、净重和标准代号等。产品运输中应防火、防潮、防静电。袋装产品搬运时应轻装轻卸，防止包装损坏；槽车装卸作业时应注意控制装卸速度，防止产生静电。应存放在阴凉、通风、干燥的仓库内，应远离火种和热源，与氧化剂、酸碱类物品分开存放，应防止日晒雨淋，不得露天堆放。使用注意事项：属低毒类物质，对皮肤和粘膜有一定的刺激作用。对过敏症者，接触本品可引起皮疹和支气管炎。空气中最高允许浓度0.1mg/m3。操作人员应穿戴防护用品。1.环氧乙烷水解法2.氯乙醇水解法

二、乙二醇的制备及性质乙二醇工艺路线结构式：物理性质

别名：甘醇

结构简式：HO-CH2CH2-OH

沸点：197.85℃

密度：相对密度(水=1)1.1155(20℃）；相对密度(空气=1)2.14

外观与性状：无色、无臭、有甜味、粘稠液体

溶解性：与水/乙醇/丙酮/醋酸甘油吡啶等混溶，微溶于醚等,不溶于石油烃及油类，能够溶解氯化锌/氯化钠/碳酸钾/氯化钾/碘化钾/氢氧化钾等无机物。

稳定性：稳定

燃点：418℃化学性质由于分子量低,性质活泼,可起酯化/醚化/醇化/氧化/缩醛/脱水等反应。与乙醇相似，主要能与无机或有机酸反应生成酯，一般先只有一个羟基发生反应，经升高温度、增加酸用量等，可使两个羟基都形成酯。如与混有硫酸的硝酸反应，则形成二硝酸酯。酰氯或酸酐容易使两个羟基形成酯。乙二醇在催化剂（二氧化锰、氧化铝、氧化锌或硫酸）作用下加热，可发生分子内或分子间失水。主要用途主要用于制聚酯涤纶，聚酯树脂、吸湿剂，增塑剂，表面活性剂,合成纤维、化妆品和炸药，并用作染料/油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂,气体脱水剂，制造树脂、也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。生产合成树脂PET，纤维级PET即涤纶纤维，瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。还可生产醇酸树脂、表面活性剂、乙二醛及炸药，也用作防冻剂。除用作汽车用防冻剂外，还用于工业冷量的输送，一般称呼为载冷剂。

二甲酸二甲酯，简称DMT。外观（Appearance）：白色针状晶体。含量（Purity）：99.90%物化性质(PhysicalProperties)熔点140.6℃沸点283℃相对密度1.084折射率1.对苯三、对苯二甲酸二甲酯（DMT)的制备为了简化流程，可把两步氧化合并在一个氧化反应器中进行，两步酯化也合并在一个酯化反应器中进行：02对苯二甲酸双羟乙二酯的生产酯交换法直接酯化法环氧乙烷法对苯二甲酸的酯化对苯二甲酸双羟乙酯（BHET)的制备

一、酯交换法酯交换过程的副反应:①生成低聚物②生成对苯二甲酸的甲乙酯③生成环状低聚物④生成二甘醇

⑤生成乙醛间歇法酯交换工艺流程①催化剂(醋酸盐)

用量一般0.05%的DMT量(重量)②单体配料比

理论比:DMT:EG=1:2.为增加BHET收率,实际DMT:EG=1:2.3～2.5③反应温度④反应时间

甲醇相阶段控制在180～200℃

乙二醇相阶段逐渐升高至230～240℃。甲醇蒸出理论量：90%时需4hr左右，余下的10%在乙二醇相和乙二醇一并蒸出，需1.5hr，即总反应时间5～6hr.间歇法酯交换工艺条件①催化剂(醋酸盐)

用量一般0.05%的DMT量(重量)②单体配料比理论比:DMT:EG=1:2.为增加BHET收率,实际DMT:EG=1:2.3～2.5③反应温度连续法酯交换工艺流程工艺流程：

连续法酯交换工艺条件：①物料配比

DMT:EG=1:2.15

②反应温度

反应温度按反应釜顺序依次升高，分别为190℃、210℃和215℃。③反应时间

为达到要求的酯化率，每个反应釜内平均停留的时间2～3hr，在BHET储槽内平均停留的时间1.5hr，总反应时间8～10hr。直接酯化法是TPA和EG直接进行酯化反应，一步法制的BHET。二、直接酯化法连续酯化法工艺流程连续酯化控制工艺参数①反应温度和压力

三釜物料温度依次为：264℃，266℃及270℃

依次控制釜压为0.35Mpa,0.27Mpa及0.12Mpa

②配料比

理论配比：TPA:EG=1:2(mol比)

配浆时TPA:EG=1:1.3而酯化时实际为1：1.8③催化剂03聚对苯二甲酸乙二酯的生产实施方法：间歇法缩聚连续法缩聚

BHET

常压蒸出EG后用氮气压入缩聚釜

缩聚催化剂

缩聚釜热稳定剂

230~240℃

前段低真空（余压约5.3KPa)

缩聚温度250~260℃

后段高真空(余压66Pa)

缩聚温度270~285℃注带切粒湿切片储存一、间歇法缩聚流程及工艺间歇法缩聚工艺条件(1)缩聚反应温度(2)缩聚真空度(3)缩聚的催化剂及稳定剂(4)缩聚时间(5)料层厚度和搅拌状态连续法缩聚流程：反应需分三段或四段进行ａ.脱除前工序中多余的ＥＧｂ.低粘度，低真空下缩聚ｃ.高粘度，高真空下完成缩聚反应二、连续缩聚流程及工艺连续缩聚工艺流程图连续缩聚工艺控制①ＥＧ脱除塔

余压：20Kpa

反应温度：235~250℃．②预缩聚和前缩聚（缩聚反应的主要阶段）

预缩聚时间1.5～3hr

温度275~280℃

余压6.6Kpa

前缩聚时间1.5～3hr

温度275~282℃

余压<400Pa.③后缩聚

温度275~285℃

余压100～300Pa

物料平均停留时间1.5～5hr.（１）大分子链端基裂解生成乙醛三、缩聚过程的副反应(2)生成环状低聚物酯键裂解并与端羟基作用生成环状低聚物（3）酯键裂解并产生酯交换作用（4）生成乙二醇醚

高温下两个或两个以上EG分子缩合，成为乙二醇的低酯物

进一步分解生成乙醛04聚对苯二甲酸乙二酯的结构与性质PET化学结构式如下：一、高分子结构

流变性质是指熔体流动变形的性能，一般用熔体粘度来表征。二、流变性质熔体粘度的影响因素死切变速率