聚酯装置流程与聚酯生产概述

第一章 聚酯装置流程介绍 18万吨/年聚酯装置是中国纺织设计院设计的国产化生产线, 在工艺上以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，采用直接酯化连续缩聚的五釜工艺流程,装置设计负荷为日产500吨。该聚酯装置具有单系列生产能力大、生产弹性大、化工料品种少、原料消耗低、三废少等特点。在控制系统上，聚酯装置采用了先进的集中分散DCS 控制系统，具有操作控制方便、人机联系好、功能齐全、可靠性高等特点。 本聚酯装置的产品为半消光纤维级聚酯熔体及切片，可用于直接纺制涤纶长丝或短纤。 聚酯生产装置包括主生产装置和辅助生产装置两大部分。主生产装置包括以下生产工序： （一）PTA 卸料及输送（设PTA 库房两座，两座库房面积共9800m 2，贮存周期约25天） （二）浆料制备 （三）酯化（第一、二酯化及工艺塔） （四）预缩聚（第一、二预缩聚，预聚物过滤及输送） （五）终缩聚（终缩聚、熔体输送及过滤） （六）切片生产、输送及包装 （七）尾气淋洗 （八）催化剂制备 （九）消光剂制备 辅助生产装置包括以下部分： （一）热媒站（配备单台热负荷800万大卡的热媒炉三台，两用一备） （二）罐区（设容积5000m 3的乙二醇贮罐两个，贮存周期约52天；设容积1000m 3的燃料油贮罐两个，贮存周期约32天。） （三）过滤器清洗 （四）化验室 聚酯装置主工艺流程图如下:

终缩聚预缩Ⅱ

预缩Ⅰ酯化Ⅱ酯化Ⅰ浆料配制EG动力蒸汽

外购原料PTA通过叉车将PTA贮存于PTA仓库,人工将PTA投入链板输送前的小料仓后,用链板输送方式将PTA送到聚酯大楼的日料仓。另一主要原料乙二醇贮存在罐区，用泵通过管线送入车间。催化剂三醋酸锑（或乙二醇锑）用桶装、消光剂二氧化钛用袋装运入聚酯大楼四楼。

聚酯装置主要由催化剂配制、二氧化钛配制、浆料配制、酯化、缩聚、切片生产及包装等几个工序组成。酯化缩聚设置了五个反应器，其中两个是酯化反应器，两个是预缩聚反应器，一个后缩聚反应器。两个酯化反应器为立式搅拌釜，设内盘管加热，两台反应器共用一个分离乙二醇和水的工艺塔。第一预缩聚反应器为立式槽，不设搅拌装置，用液环真空泵产生真空。第二预缩聚反应器和后缩聚反应器为圆盘转子式，两个反应器共用一套三级乙二醇蒸汽喷射泵系统(它用液环泵作排气的)，在每个缩聚反应器和它的真空装置间设刮板冷凝器。在第二预缩聚反应器和后缩聚反应器之后分别设有熔体过滤器。从终缩聚反应器出来的熔体每天300吨供应长丝八条生产线，每天200吨供应另外的长丝四条生产线，其余大约有每天20--40吨熔体通过水下切粒机生产半消光切片，本装置配有两台切粒机，切出的切片通过干燥装置后，用气相脉冲输送方式将切片送至切片料仓，打包后出厂。

辅助装置有：热媒(HTM)系统（主要由三台800万大卡的热媒炉组成）、过滤器清洗等辅助设施。本装置用液相热媒作反应器等设备、管线的加热和保温，共设置了十一个二次热媒回路，分别服务不同的使用点。

聚酯生产中的每一段工序其作用分别简要说明如下：

1、浆料配制

原料PTA自PTA储存料仓采用星型给料器出料，通过振动筛去除夹带的异状物，质量流量计连续计量后，送入浆料调配槽。原料PTA和MEG以及催化剂溶液按规定比例连续送入浆料配制槽中，由特殊设计的搅拌器使之充分混合并配制为恒定摩尔比（MEG/PTA）的浆料，经浆料输送泵连续送入酯化反应器中。

2、酯化反应

酯化反应系统共设置两台酯化反应器。在第一酯化反应器中酯化率可以达到91%；第二酯化反应器后控制酯化率在96.5%左右。通过调节反应器的温度、压力和液位等，可以控制反应酯化率，同时保证装置的稳定运转。两个酯化反应器的汽相物采用一个工艺塔用于乙二醇回收。分离的重组分乙二醇回流到两个酯化反应器中。塔顶轻组分冷凝后，凝液用作塔的回流液，其余作为生产污水送污水预处理系统处理。

3、预缩聚反应

预缩聚反应系统共设置两台预缩聚反应器。第一预缩聚反应器的操作压力控制在100mbar左右，使用乙二醇蒸汽喷射泵和液环真空泵产生真空，并控制第二预缩聚反应器的操作压力在10mbar左右。并与终缩聚反应器共用乙二醇蒸汽喷射泵产生真空。在预缩聚反应器及其真空设备之间设置刮板冷凝器，采用乙二醇喷淋以捕集汽相中的乙二醇及夹带物。乙二醇凝液收集在液封槽中，以循环冷却水作为冷却介质，通过冷却器降低温度后循环使用。因乙二醇凝液中水含量较高，可送入酯化反应系统工艺塔中进行分离。第二预缩聚反应器采用齿轮泵出料，经预聚物熔体过滤器过滤后送入终缩聚反应器中。

4、终缩聚反应

设置一台终缩聚反应器，终缩聚反应器中的操作压力控制在1mbar左右。通过控制真空度使熔体的聚合度达到指标要求。为控制终缩聚系统真空度，采用冷冻水作为乙二醇喷淋液的冷却介质。新鲜乙二醇加入在终缩聚反应器的刮板冷凝器、乙二醇蒸发器和液环真空泵组中。终缩聚反应器和乙二醇蒸汽喷射泵组气相凝液水含量较低，无需分离即可直接回用。该部分乙二醇和预缩聚系统经工艺塔分离后的乙二醇混合，可直接送到浆料配制槽用作浆料调配用。采用乙二醇蒸汽喷射产生真空，用液环泵作为它的排气级。通过调节补加在喷射泵吸入口的乙二醇蒸汽量，控制操作真空度。喷射泵组的第一级混合冷凝器的真空度在6 mbar左右，第二予缩聚反应器的刮板冷凝器的未凝气引至这个混合冷凝器。设置乙二醇蒸发器，为喷射泵提供动力蒸汽。

5、熔体分配及切片生产

聚酯熔体采用齿轮泵出料和增压，经熔体过滤器过滤后，通过特殊设计的熔体分配系统，一部分送熔体直纺长丝装置，另一部分送切片生产系统铸带切粒。设置二条切粒生产线，当其中一台切粒机换刀维修时，另一台切粒机可承担全部负荷。聚酯熔体从铸带头挤出成型，采用除盐水作为冷却介质，通过换热器冷却循环使用。

6、切片输送和包装

设置一条气力输送线，采用密相输送方式，将切片从接收料斗输送到成品料仓储存和包装。设置切片料仓二台，切片自动包装系统一套。

7、乙二醇分配及催化剂配制

新鲜EG自原料及化工料罐区乙二醇储罐经EG输送泵送至聚酯装置本系统，过滤后分配至装置各用户。乙二醇锑作为缩聚反应的催化剂，采用间歇调配方式，从供料槽连续计量加入到浆料配制槽中。

8、二氧化钛配制

二氧化钛是纤维级聚酯切片常用消光剂。将二氧化钛配制成浓度较高的消光剂悬浮液，经研磨机研磨打碎聚集的大颗粒后，加入乙二醇稀释到工艺要求的浓度，再并经离心机分离其中大颗粒、过滤器过滤后，送入消光剂供料槽中，计量后连续送入第二酯化反应器。

辅助生产装置

1、PTA卸料及输送系统

根据原料来源情况，外购袋装PTA采用叉车或桥式吊车卸料，并储存在PTA 仓库。

PTA采用叉车运输至卸料区，由防爆电动葫芦吊至PTA卸料口拆包卸料，送至聚酯装置PTA日料仓储存。

2、过滤器的清洗

采用水解法清洗聚酯装置预聚物和终聚物过滤器滤芯，既过热蒸汽解聚方式。过滤器芯先在解聚槽中用310℃过热蒸汽解聚24小时，然后是24小时热碱洗，24小时热水洗，在用5～10Mpa高压水洗，最后是超声波处理，鼓泡检验。

3、一次热媒系统（热媒站）

在三期聚酯工程的热媒站增设三台8,000,000 kcal/h热媒炉，两用一备为聚酯装置用户提供热源。热媒循环泵将恒定温度的热媒（~320℃）送至聚酯装置，