聚酯类产业链学习报告

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聚酯类产业链学习报告

聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而成的高聚物的总称。目前市场上主要的产品是涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯,PET),同时,聚酯产品还有聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)以及聚芳酯(PAR)等。属于线型聚合物,是热塑性塑料。用途十分广泛,在服装行业,电子电器,医疗卫生,建筑汽车等领域有着广泛的应用。尤其是在化纤行业,聚酯的产品占有绝对优势。本文中的聚酯主要指涤纶产业。

背景

我国的化纤工业开始于上世纪六十年代初,主要发展的是粘胶纤维。随着石油工业的发展,七十年代我国引进了一批石油化工和合成纤维服务。改革开放后,我国引进了国外的先进技术,推动了我国化纤行业的发展。九十年代以来,民营企业的发展将我国的化纤行业推上了新的高峰。目前,我国是全球第一大化纤生产国。

在所有的化纤产品中,合成纤维占得比重逐年增加。2004年已经达到了92.8%,其中,涤纶占到了78.89%。是化纤产品中所占比重最大的。在涤纶产品中,短纤占38.2%;长纤占61.8%。涤纶的耐热性,耐光性以及化学稳定性都很好,并且有低的回潮率,初始模量高,尺寸稳定性好等优点。涤纶织物易洗涤,面料挺括,因而聚酯产业在化纤行业中的地位越来越重要。

原料

聚酯产业所涉及到原料主要有异构二甲苯(MX)、对二甲苯(PX)、

对苯二甲酸(PTA)以及乙二醇(MEG)。涤纶的产业链来说,合成PET的几个重要原料如下:

原油→石脑油→MX→PX→PTA+MEG→PET

异构二甲苯从石脑油中获得。相较于溶剂级二甲苯来说,乙苯含量都20%以内,其它三苯(邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)含量高。可以用来生产对二甲苯。

对二甲苯是一种无色透明液体,具有芳香气味。比重0.861,熔点13.2℃,沸点138.5℃,闪点25℃。能与乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂混溶。可燃,低毒化合物,毒性略高于乙醇,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,爆炸极限1.1%~7.0%(体积分数)。主要用于生产对苯二甲酸,进而生产对苯二甲酸乙二醇酯、丁二醇酯等聚酯树脂。聚酯树脂是生产涤纶纤维、聚酯薄片,聚酯中空容器的原料。涤纶纤维是我国当下第一大合成纤维。也用作涂料、染料和农药等的原料。

对苯二甲酸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、酸成纤维和增塑剂等。

环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法,该工艺是将环氧乙烷(E0)和水按1∶20-22(摩尔比)配成混合水溶液,在管式反应器中于190-220℃、1.0-2.5MPa下反应,环氧乙烷全部转化为混合醇,生成的乙二醇水溶液含量大约在10%(质量分数)左右,然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到乙二醇及副产

物二乙二醇(DEG)和三乙二醇(TEG)等。混合醇中乙二醇、二乙二醇和三乙二醇的摩尔比约为100∶10∶1,产品总收率为88%。不足之处是生产工艺流程长、设备多、能耗高,直接影响乙二醇的生产成本。

切片

由原料制成的PET熔体既可以用于熔体直纺也可以制成切片,切片可以制成瓶级切片,薄膜切片和纤维切片。有不同的用途。

瓶级切片具有均匀的晶体结构,狭窄的分子质量分布;无毒、无味、有玻璃般的透明和光泽;良好的冲击韧性和高强度;气体渗透性小(即阻隔性能好),能延长饮料的保质期;加工简单,尺寸变化小或在负载下蠕变小;相对玻璃来说,具有质量轻、安全性好的诸多特点。广泛用于瓶类包装容器;可用于制造食品、饮料包装瓶。三种常规牌号分别为:80-K用于水瓶、78-R用于热灌装瓶、86-T用于碳酸瓶。价格依次升高。

纤维切片是无定型结构的高分子聚合体。将聚酯切片加热到一定温度,其无定型结构可转变为具有一定结晶度的晶体结构。密度为1.33~1.38g/cm3,该产品具有耐热性和较好的耐光性、耐酸性,与氧化剂、还原剂接触时不易发生作用,但其耐碱性较差,吸湿性低,导电性差。该产品适用于纺制各种涤纶短纤维和长丝等,制作各种服饰面料、帘子线和编织造纸过滤网等。纤维切片根据加入二氧化钛消光剂的亮,纤维切片主要分为半消光切片,大有光切片和阳离子切片三种。

产品

涤纶纤维主要分为长丝和短丝。随着科技的发展,还研究出了工业丝和复合丝。后者相较于普通涤纶纤维的性能有很大的改善。

所谓长丝,就是长度为千米以上的丝,长丝在丝饼上绕成团。品种有初生丝,拉伸丝和变形丝。涤纶长丝做的面料比较有光泽,但是容易勾丝。

短丝的长度只有几厘米至十几厘米。主要用来纺纱,力学性能较长丝较差。短纤涤纶丝做出来的面料有毛型和棉型两种,比较容易起球,光泽自然些。品种有涤纶短丝,棉花和纯涤纱。价格上稍微低于长丝。

工业丝对涤纶丝的性能要求较高,是指高强、粗旦的涤纶工业用长丝,其纤度不小于550 dtex。根据其性能可分为高强低伸型(普通标准型)、高模低收缩型、高强低缩型、活性型。其中高模低收缩型涤纶工业丝由于具有断裂强度大、弹性模量高、延伸率低、耐冲击性好等优良性能,在轮胎和机械橡胶制品中有逐步取代普通标准型涤纶工业丝的趋势;高强低伸型涤纶工业丝具有高强度、低伸长、高模量、干热收缩率较高等特点,目前主要用作轮胎帘子线及输送带、帆布的经线以及车用安全带、传送带;高强低缩型涤纶工业丝由于受热后收缩小,其织物或织成的橡胶制品具有良好的尺寸稳定性和耐热稳定性,能吸收冲击负荷,并具有锦纶柔软的特点,主要用于涂层织物(广告灯箱布等)、输送带纬线等;活性型涤纶工业丝是一种新型的工业丝,它与橡胶、PVC具有良好的亲合力,可简化后续加工工艺,并大大提高制品的质量。

价格

根据最新的市场报价,涤纶生产链的各种主要原料及产品的价格都比较稳定。原料有小幅上调,短丝产品小幅下跌。平均价格范围如下:

表格1 各种原料及产品的平均价格范围

工艺流程

涤纶产业链的流程可以分为生产,纺丝和制造三个部分。具体如

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