聚酯生产工艺方法
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聚酯生产工艺方法
聚酯生产的工艺路线虽然多种多样,但归根到底是由酯化(或酯交换)和缩聚两个步骤组成。
其中酯化过程可以分一段酯化、二段酉旨化或者三段酯化,而缩聚又可以分为预聚和最终缩聚等几个阶段。
从整体上看,从酯化到缩聚,反应温度由低到高,反应压力由高到低,PET得高分子量PET产品,在最终缩聚阶段往往采用高真空技术,使缩聚反应平衡向目标产品方向移动。
一、聚酯生产工艺流程(略)
二、酯化
1.酯化系统工艺流程(略)
2.酯化过程的工艺操作条件
3.酯化过程的分段
根据不同的工艺要求,酯化过程可分一段、二段、三段来完成。
以二段酯化较普遍,也有采用一段酯化的工艺技术,少数老厂则采用三段酯化。
不管酯化过程的分段数量是多少,在酯化反应结束时,总要求其酯化率大于95%。
在实际过程中,每段酯化过程需要一个反应器,所以,一段酯化工艺要比三段酯化工艺少两只反应釜,在工艺流程上前者就显得十分紧凑,而且反应所需的时间也比较短,这就要求酯化反应器的设计思路新颖,结构合理,工艺参数选择适当。
例外,吉玛公司在长征厂设计三段酯化,而仪化聚酯则改成二段酯化,从反应器结构上看,仪化装置的酯化
釜由于使用了环形隔板,物料运动的情况仍可以看作是分三个阶段进行(理想混合流一平推流一理想混合流):
①PTA—EG浆料先在IOROl内室呈理想混合流混合升温反应;
②反应物料进入IOROl环形外室呈平推流运动,再进入10R02外室呈平推流运动;
③IORO2外室又溢流至内室呈理想混合流反应。
三、预聚物
1.预缩聚工艺流程(略)
2.预缩聚过程的工艺操作条件
经过酯化反应,虽然PTA的酯化率已达到95%以上,但仍有部分竣基未完成酯化反应。
为了使这部分竣基进一步发生反应,缩聚过程往往采用逐步提高真空度的方法,达到既充分完成酯化反应,又尽快加速缩聚反应的目的,所以,将缩聚过程分为预缩聚和最终缩聚。
在预缩聚阶段,真空度控制较低,可适当保持物料中有较多的EG含量,促使其与竣基充分反应,而最终缩聚阶段,真空度控制较高,以便获得较高分子量的聚酯产品。
预缩聚段的工艺操作条件如下:
3,预缩聚过程的真空系统(略)
四、最终缩聚
1.最终缩聚工艺流程(略)
2.最终缩聚工艺操作条件
反应温度(C) 284
反应压力(KPa,绝压) 0.16
反应时间(min) 220
搅拌器转速(r/min) 4.5
产品酯化率(%) 99.75
缩聚转化率(%) 99.03
产品特性粘度》n] 0.645
产品聚合度W3
3.最终聚合真空系统
最终缩聚反应需要较高的真空度,最常用的是使用多级串联的喷射泵来获得真空。
喷射泵有水蒸汽喷射和非水蒸汽喷射两种。
水蒸汽喷射泵的优点是操作弹性大,安全性高,技术成熟,设备定型。
但真空度要求较高时,所需的蒸汽压力相当高,而且喷射泵的级数较多,设备布置拥挤,设备投资费用高。
由于最终缩聚反应釜内抽吸出来的物料中含有一定量的EG、水和低聚物,如果选用水蒸汽喷射,冷却水冷却时,排出的废水量较大,而且含有这些有机物很难回收利用,容易造成环境污染。
所以,仪化聚酯装置使用EG蒸汽作喷射泵的动力蒸汽,并用EG循环喷淋冷却,使最终缩聚釜抽空的EGH等全部进入喷淋液中得到回收利用。
EG蒸汽喷射所用的压力低、效果好,EG利用率高,无环境污染。