PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PPT32张)【精品】
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PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PPT32页)
高聚物
生产工艺中都设置了酯化反应釜，使PTA与EG 先生成BHET，然后进入缩聚反应，将 不同官能团的两种单体之间的反应转化为同一官能团同一种单体内部的反应，从而较 顺利地获得高聚合度的PET
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
第一节 聚酯简介
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
第一节 聚酯简介
聚酯五釜流程（酯化1、酯化2、预缩1、预缩2、终缩）
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
熔第一体节纺聚酯丝简成介 形动力学
“三釜”流程
PTA
EG
浆料配制
EG回收
酯化 H2O
EG循环
预缩聚
终缩聚 熔体输送 纺丝
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
第一节 聚酯简介
“四釜”流程
PTA
EG回收
EG
浆料配制
酯化1
酯化2
EG循环
预聚
终聚
H2O
熔体输送 纺丝
PET聚酯合成原理及工艺培训教材(PP T32页)
PTA、EG浆料配制
催化剂：锑系、锗系、锡系、钛系-在打浆阶段添加，200-300ppm 锡系催化剂
锡系催化剂缩聚活性高，但所得聚酯的端羧基量较大，软化点也较低，易带黄色； 容易生成凝胶产物。
锗系催化剂
可以得到白度高、灰分含量低和透明的PET； 所得PET中醚键含量较多，熔点较低。而且锗系催化剂价格较贵； 作为纤维聚酯的催化剂没有明显优点。
PET课件
纤维（中粘度0.72）， 薄膜（低粘度0.6），
塑料（ 高粘度1.0 ）。Байду номын сангаас
因其外观似羊毛，弹性好，织物耐穿，保型性好，易洗易干，耐光不 易变色，洗后又不易折皱，所以是理想的纺织材料。 可用作纯织物，或与羊毛、棉花等纤维混纺，大量应用于衣着织物。 工业上用途也很广，如可作电绝缘材料，轮胎帘子线等。 农业中也有各种用途，如绳索、渔网等。
分类及用途
PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。 ①纤维级聚酯主要用于：制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤 维企业加工纤维及相关产品的原料，涤纶作为化纤中产量最大的品种。 ②非纤维级聚酯主要用于：还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装 业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非 纤应用市场，同时也是PET增长最快的领域。 一般按分子量(粘度)大小分三个方面的用途：
影响因素
●EG/TPA配比 ●反应时间 ●催化剂和稳定剂浓度 ●搅拌速度 ●温度 ●羧基残存率 ●压力 ●原料PTA质量
2.5、PTA法的工艺实施 配料比的控制
保证反应的等mol比，可采用以下的措施： （1）把异缩聚变为均缩聚。 （2）易挥发组分过量，以弥补在高温下由于其逸出的损失。
小分子副产物的除去
3、PET生产工艺流程
PET生产的工艺流程：
连续式：多个反应器串联而成。产品质量稳定，适合大批量。
半连续：在酯化和缩聚中间设一个中间储槽。
间歇式：一个酯化（或酯交换）反应器及一个缩聚反应器组
成。大多为中小工厂采用。
3.1直接酯化法工艺流程
五釜流程图：
PET树脂合成工艺流程
2012-10-23
主要内容
塑料（ 高粘度1.0 ）。Байду номын сангаас
因其外观似羊毛，弹性好，织物耐穿，保型性好，易洗易干，耐光不 易变色，洗后又不易折皱，所以是理想的纺织材料。 可用作纯织物，或与羊毛、棉花等纤维混纺，大量应用于衣着织物。 工业上用途也很广，如可作电绝缘材料，轮胎帘子线等。 农业中也有各种用途，如绳索、渔网等。
分类及用途
PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。 ①纤维级聚酯主要用于：制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤 维企业加工纤维及相关产品的原料，涤纶作为化纤中产量最大的品种。 ②非纤维级聚酯主要用于：还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装 业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非 纤应用市场，同时也是PET增长最快的领域。 一般按分子量(粘度)大小分三个方面的用途：
影响因素
●EG/TPA配比 ●反应时间 ●催化剂和稳定剂浓度 ●搅拌速度 ●温度 ●羧基残存率 ●压力 ●原料PTA质量
2.5、PTA法的工艺实施 配料比的控制
保证反应的等mol比，可采用以下的措施： （1）把异缩聚变为均缩聚。 （2）易挥发组分过量，以弥补在高温下由于其逸出的损失。
小分子副产物的除去
3、PET生产工艺流程
PET生产的工艺流程：
连续式：多个反应器串联而成。产品质量稳定，适合大批量。
半连续：在酯化和缩聚中间设一个中间储槽。
间歇式：一个酯化（或酯交换）反应器及一个缩聚反应器组
成。大多为中小工厂采用。
3.1直接酯化法工艺流程
五釜流程图：
PET树脂合成工艺流程
2012-10-23
主要内容
聚酯工艺基础知识汇总幻灯片
聚酯装置包括PTA下料及输送单元、浆料配置单元、酯化单元、 缩聚单元、真空系统、熔体输送单元和热媒炉单元。
EG回收
EG循环
PTA
ADD
浆料配制
酯化1
酯化2
预聚1
五釜流程工艺示意图
预聚2
H2O
终聚 熔体输送
纺丝
PTA输送及浆料配制
酯化1
酯化2
EG/H2O别离塔〔工艺塔〕
预聚1
预聚2
预聚物过滤器〔预聚物输送〕
813.1 112.3 482.8 234 266 4582.6 6490.8
820.6 112.3 482.8 234.3 273.5 4741.5 6665
820.6 127.3 514.8 256.7 273.5 4832.5 6825.4
表1-1 世界聚酯产能及预测表
5、聚酯开展趋势 a、装置的大型化和规模效益； b、新型反响器的研制和流程的简化； c、新型催化剂的使用； d、新添加剂技术； e、应用领域的拓宽。
〔2〕各级反响条件〔压力、温度、停留时间〕适中， 各缩聚反响级间聚合度分配合理，使产品质量较高；
〔3〕利用搅拌功率以及终聚在线毛细管黏度计来调节 终聚的真空度，使产品黏度控制稳定；
〔4〕缩聚反响器中有两釜采用卧式反响器，内部为多 槽溢流串联构造，液面稳定，减少了劣化物的生成； 同时，改善了物料的活塞流情况，有利于产品的相对 分子质量分布。
〔3〕环氧乙烷法〔EO法〕
HOOC
COOH+2CH2 CH2 H应该是最理想的工艺路线，但是由于环氧乙 烷原料很危险，沸点很低〔10.7℃〕，容易发生爆 炸，开展很慢。其次是PTA法开展太快造成的。
由于PTA法较DMT和EO法优点更多(原料消耗低，EG 回收系统较小，不副产甲醇，生产较平安，流程短， 工程投资低，公用工程消耗及生产本钱较低，反响 速度平缓，生产控制比较稳定)等，目前世界PET总 生产能力中大多采用PTA法。
EG回收
EG循环
PTA
ADD
浆料配制
酯化1
酯化2
预聚1
五釜流程工艺示意图
预聚2
H2O
终聚 熔体输送
纺丝
PTA输送及浆料配制
酯化1
酯化2
EG/H2O别离塔〔工艺塔〕
预聚1
预聚2
预聚物过滤器〔预聚物输送〕
813.1 112.3 482.8 234 266 4582.6 6490.8
820.6 112.3 482.8 234.3 273.5 4741.5 6665
820.6 127.3 514.8 256.7 273.5 4832.5 6825.4
表1-1 世界聚酯产能及预测表
5、聚酯开展趋势 a、装置的大型化和规模效益； b、新型反响器的研制和流程的简化； c、新型催化剂的使用； d、新添加剂技术； e、应用领域的拓宽。
〔2〕各级反响条件〔压力、温度、停留时间〕适中， 各缩聚反响级间聚合度分配合理，使产品质量较高；
〔3〕利用搅拌功率以及终聚在线毛细管黏度计来调节 终聚的真空度，使产品黏度控制稳定；
〔4〕缩聚反响器中有两釜采用卧式反响器，内部为多 槽溢流串联构造，液面稳定，减少了劣化物的生成； 同时，改善了物料的活塞流情况，有利于产品的相对 分子质量分布。
〔3〕环氧乙烷法〔EO法〕
HOOC
COOH+2CH2 CH2 H应该是最理想的工艺路线，但是由于环氧乙 烷原料很危险，沸点很低〔10.7℃〕，容易发生爆 炸，开展很慢。其次是PTA法开展太快造成的。
由于PTA法较DMT和EO法优点更多(原料消耗低，EG 回收系统较小，不副产甲醇，生产较平安，流程短， 工程投资低，公用工程消耗及生产本钱较低，反响 速度平缓，生产控制比较稳定)等，目前世界PET总 生产能力中大多采用PTA法。
聚酯的生产工艺(PTA法) PPT
缩聚
随着缩聚反应程度的提高，体系粘度 增加。在工程上，将缩聚分段在两反应器 内进行更为有利。前段预缩聚：270℃， 2000~3300Pa。后段终缩聚：280~285℃， 60~130Pa。
对苯二甲酸
乙二醇
溶解混合釜 酯交换釜1 酯交换釜2
预缩聚釜
后缩聚釜 中缩聚釜
感谢您的聆听！
酯化
对苯二甲酸与乙二醇按摩尔比1∶1.33配料，以三氧 化二锑为催化剂，在搅拌下，控制酯化温度在乙二醇沸 点以上。酯化反应在反应釜中进行。用平均聚合度为 1.1的酯化物在反应器中循环，酯化物与对苯二甲酸的 摩尔比为0.8。控制釜的夹套温度为270℃，物料在釜内 第一区室内充分混合，制成粘度为2Pa·s的浆液。这种浆 液穿过区室间档板上的小孔进入下一个区室，物料在前 进中进行反应，最后获得均一低聚物。反应产生的水， 经蒸馏排出设备外。
聚酯合成的工艺路线聚酯合成的工艺路线酯交换聚酯路线对苯二甲酸用乙二醇直接酯化聚酯路线环氧乙烷酯化聚酯路线对苯二甲酸与乙二醇直接酯化法pta法对苯二甲酸提纯技术解决后这是优先选用的经济方法
聚酯的生产工艺（PTA法）
PET （聚酯）
聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑 料的原料，是由饱和的二元酸与二元醇通过缩聚 反应制得的一类线性高分子缩聚物。这类缩聚物 的品种因随使用原料或中间体而异，故品种繁多 数不胜数。但所有品种均有一个共同特点，就是 其大分子的各个链节间都是以酯基“－COO－”相 联，所以把这类缩聚物通称为聚酯。
以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶，是三大合 成纤维（涤纶、锦纶、腈纶）之一，是最主要的 合成纤维。下面主要介绍对苯二甲酸乙二醇酯 （简称PET）生产工艺。
1．聚酯合成的工艺路线
酯交换聚酯路线
PET生产工艺介绍(PPT课件31页)
PET生产工艺介绍
——华润包装材料有限公司
线 别
生产线产能
1
四万吨
2
八万吨
3 十五万吨
4 二十万吨
CP主工艺 NOY NOY NOY 吉玛
SSP主工艺 布勒 NOY 布勒 布勒
PET聚合工艺简介
PET聚合的概念
将小分子PTA和MEG在酸性和压力条件下经 酯化反应生成单体BHET，单体在催化剂作用 和真空条件下缩合成聚合度达100的大分子 PET。整个反应过程全部在液相熔融状态下进 行，故称为熔融聚合。
主反应器锥底部特殊结构保证物料以 柱塞流出料。
冷却器
利用空气将切片冷却至能够直接打包的 温度，同时去除产品的粉尘。
冷却器采用流化床结构，避免因在冷却 器死角停留时间较长影响产品质量。
SSP生产工艺简介
关键工艺点的控制规范
一、含义和特点
• 为促进企业建立、健全、有效的日常监督管理机制， 为确保中间产品及最终产品的质量，华润包装有限公 司制定了《关键工艺点的控制规范》，从生产过程选 取一些关键的项点进行重点控制，从而保证各项内部 控制制度有效运行的一种监管体系。
PET聚合主反应方程式
CP生产工艺流程图
酯化系统
主要任务以完成酯化反应为主，使PTA 和MEG转化为PET的缩聚单体BHET。
酯化反应是在加压条件下进行脱水反应， 影响酯化反应的因素有摩尔比、温度、压 力、停留时间及原料性质。
酯化Ⅰ
酯Ⅰ采用搅拌设计，其 优点可以使酯化内物 料充分混合，同时反 应温度较无搅拌设计 要低，因而可有效降 低DEG生成。
SSP主反应方程式
SSP工艺流程简介
结晶器
利用热空气将无定形聚酯在玻璃化温度以 上（70~80℃）进行热处理。在这个过程中 必须克服切片易粘结温度区域。通过结晶， PET切片由无定形态变成结晶态。
——华润包装材料有限公司
线 别
生产线产能
1
四万吨
2
八万吨
3 十五万吨
4 二十万吨
CP主工艺 NOY NOY NOY 吉玛
SSP主工艺 布勒 NOY 布勒 布勒
PET聚合工艺简介
PET聚合的概念
将小分子PTA和MEG在酸性和压力条件下经 酯化反应生成单体BHET，单体在催化剂作用 和真空条件下缩合成聚合度达100的大分子 PET。整个反应过程全部在液相熔融状态下进 行，故称为熔融聚合。
主反应器锥底部特殊结构保证物料以 柱塞流出料。
冷却器
利用空气将切片冷却至能够直接打包的 温度，同时去除产品的粉尘。
冷却器采用流化床结构，避免因在冷却 器死角停留时间较长影响产品质量。
SSP生产工艺简介
关键工艺点的控制规范
一、含义和特点
• 为促进企业建立、健全、有效的日常监督管理机制， 为确保中间产品及最终产品的质量，华润包装有限公 司制定了《关键工艺点的控制规范》，从生产过程选 取一些关键的项点进行重点控制，从而保证各项内部 控制制度有效运行的一种监管体系。
PET聚合主反应方程式
CP生产工艺流程图
酯化系统
主要任务以完成酯化反应为主，使PTA 和MEG转化为PET的缩聚单体BHET。
酯化反应是在加压条件下进行脱水反应， 影响酯化反应的因素有摩尔比、温度、压 力、停留时间及原料性质。
酯化Ⅰ
酯Ⅰ采用搅拌设计，其 优点可以使酯化内物 料充分混合，同时反 应温度较无搅拌设计 要低，因而可有效降 低DEG生成。
SSP主反应方程式
SSP工艺流程简介
结晶器
利用热空气将无定形聚酯在玻璃化温度以 上（70~80℃）进行热处理。在这个过程中 必须克服切片易粘结温度区域。通过结晶， PET切片由无定形态变成结晶态。
《聚酯安全培训》PPT课件
火灾与爆炸风险
总结词
聚酯材料易燃，遇到明火或高温时可能引发火灾或爆炸。
详细描述
聚酯材料具有较低的燃点和较高的燃烧速度，一旦着火，火 势蔓延迅速，难以扑灭。在生产、储存、运输和使用过程中 ，应严格控制火源，并采取相应的防火措施，如安装火灾报 警器、配备灭火器材等。
中毒风险
总结词
聚酯材料在生产、加工和使用过程中可能产生有害气体和粉尘，对人体健康造成危害。
详细描述
聚酯材料硬度高、韧性好，但在加工过程中可能产生飞溅和割伤等机械伤害。为避免机械伤害，应穿戴合适的防 护服和护目镜等个人防护用品，并定期检查和维护机械设备，确保其正常运行。同时，加强员工安全培训，提高 员工的安全意识和操作技能。
04
聚酯安全事故案例分析
案例一：某化工厂聚酯车间火灾事故
事故经过
事故原因
机械故障未被及时发现和处理。
事故后果
一名操作人员手部受伤，紧急送往医 院治疗。
安全建议
加强设备的日常检查和维护，确保其 正常运行；同时为操作人员提供安全 培训，提高他们的安全意识。
05
聚酯安全培训的意义与目的
提高员工安全意识
员工安全意识是保障企业安全生产的重要前提，通过聚酯安全培训，使员工充分认识到安全操作规程和防护措 施的重要性，增强安全意识，减少事故发生。
02
聚酯安全操作规程
操作前的准备
了解操作流程
操作员应熟悉聚酯生产流程，了 解每个步骤的目的和要求。
准备工具和材料
根据生产需要，准备必要的工具 和材料，如搅拌器、容器、添加 剂等。
01
02
检查设备
确保所有设备处于良好状态，无 故障，并已通过安全检查。
03
聚酯合成部分的实验讲义课件
讨论与思考
1、在实验过程中如何控制缩聚反应速度？ 2、PET合成过程中可能的副反应及其控制方法？ 3、功能组分的引入对聚酯结构性能的影响？
聚酯的合成过程分为两步： 1)酯化过程是以PTA和EG 直接酯化脱水生成对苯二甲酸乙二醇酯(BHET) ；2)缩 聚过程是生成的对苯二甲酸乙二醇酯之间脱EG生成PET。
(1)直接酯化法
实验原理
酯化
实验原理
缩聚
实验原理
酯化催化反应机理
PTA和EG的酯化反应可在PTA的氢离子自催化和催化剂存在下进行。 自催化的反应机理：原料 PTA 羟基解离的 H + 自催化活化， EG
实验步骤
实验过程
3)在实验期间，要注意压力的变化。当压力表的视数到0.4MPa 时，要减缓氮气的放出速度。(压力控制在0.4MPa主要是由于反应 釜自身的缺陷造成的，如果压力再往上反应釜密封性会受到影响)， 1kg氮气完全放出后，打开出水下面的阀门，此时再按控制柜上的 柱加热“按钮” (绿色)
4)当压力表再次达到0.4MPa或3区(顶温)达到100℃时，可缓 慢出水，直至出水完全。
实验步骤
实验过程
1、加料 1) 按照不同的原料配比要求称量PTA 、EG以及钛酸正丁酯。 2)打开电源， 按“釜加热” 、“釜保温”与“柱加热”按钮。设定外釜 温度，设为100℃。
实验步骤
实验过程
3) 首先将所有的阀门(抽真空处的阀门、出水处阀门(两个)、真空 规的阀门)关闭，再打开真空泵。检查反应系统的真空度。观察真空规 中的水银高度是否能爬上毛细管。一般数值到 50 mmHg 就可认为反应 釜是保持真空的；否则，就要检查系统的真空密封性，直至达到试验 要求的真空度。检查完毕后关闭真空泵及相关的阀门。 4) 依次加入EG ，PTA ，EG。催化剂按需要在反应前或酯化结束后加 入。加料结束后，拧紧加料口，检查抽真空处的阀门、出水处阀门( 两个)、真空规的阀门是否关上。
第二组——PET的生产ppt课件
CH CH 2 2
生产方法
1、PET生产方法及化学反应原理 (1)酯交换法 • H3COOC-C6H4-COOCH3+2HOCH2CH2OH • COOCH2CH20H+2CH3OH • (n+1)HOCH2CH2OOC-C6H4-COOCH2CH2OH Sb2O3 HOCH2CH2OOCC6H4-COHOCH2CH2OOC-C6H4-
• C6H4-CO-[-OCH2CH2OOC- C6H4-CO-]n-OCH2CH2OH+nHOCH2CH2OH
（3）环氧乙烷法 • HOOC-C6H4-COOH+2H2C-CH2 O • COOCH2CH2OH
HOCH2CH2OOC-C6H4-
• (n+1)HOCH2CH2OOC-C6H4-COOCH2CH2OH
• OCH2CH2OOC-[- C6H4-CO-]n-OCH2CH2OH+nHOCH2CH2OH
(2)直接缩聚法
• HOOC-C6H4-COOH+2HOCH2CH2OH
• COOCH2CH2OH +2H2O • (n+1)HOCH2CH2OOC-C6H4-COOCH2CH2OH
Sb2O3
HOCH2CH2OOC-C6H4HOCH2CH2OOC-
鉴别方法
• 1、先闻味道，PET的味道不同一般塑料，用打火机 烧一下，然后会闻到非常芳香和舒适的味道(随便烧 个瓶子来闻闻)，如果PET里含有其他成分，味道就 很刺鼻。有种瓶子里面含有SEBS的成分就不能用。
[1]
• 2、看烧起来的部分，如果过分发黑或者油滴的很 快，多数熔点不正常，这在PET薄膜片中常有。 • 3、拉丝，烧着的时候在打火机上拉一下丝，看丝 拉的长不长，然后把拉出来的丝拉断，看中间的断 点，丝是不是卷成小圈状，卷的越多说明熔点高。
高分子PETPPT课件
详细描述
高分子PET对酸、碱、盐等化学物质具有较好的耐受性，不易被腐蚀或降解。此 外，高分子PET还具有较好的耐候性和耐辐射性，能够在恶劣的环境条件下保持 性能稳定。
04
高分子PET的应用实例
汽车工业
汽车零部件
高分子PET材料具有优良的耐热性、 耐腐蚀性和机械性能，广泛应用于汽 车零部件制造，如发动机罩、车门板 、保险杠等。
将高纯度对苯二甲酸与二元醇在高温 下进行熔融缩聚，直接生成高分子 PET。
直接酯化法
将对苯二甲酸与二元醇进行酯化反应， 生成对苯二甲酸双酯，再经缩聚反应 生成高分子PET。
聚合反应机理
01
02
03
酯化反应
对苯二甲酸或其衍生物与 二元醇在催化剂的作用下， 发生酯化反应，生成低分 子量预聚物。
聚合反应
题，以实现更安全、有效的生物医学应用。
04
高分子PET的跨学科交叉融合将为其带来更多创新机 会，与其他领域的合作将有助于拓展其应用领域和提 升性能。
THANKS
感谢观看
03
汽车领域
高分子PET可制成汽车零部件，如汽 车座椅、方向盘套等，具有质轻、耐 用、易清洁等特点。
05
04
航空航天领域
高分子PET可制成飞机零部件和宇航服 等，具有高强度、耐高温、耐腐蚀等 特点。
02
高分子PET的制备
合成方法
酯交换缩聚法
熔融缩聚法
将二元醇与对苯二甲酸双羟基酯在催 化剂作用下进行酯交换，再经缩聚反 应生成高分子PET。
纯化
对原料进行精制和纯化，去除杂 质和副产物，确保聚合反应的顺
利进行和最终产品的性能。
03
高分子PET的性能特点
机械性能
高分子PET对酸、碱、盐等化学物质具有较好的耐受性，不易被腐蚀或降解。此 外，高分子PET还具有较好的耐候性和耐辐射性，能够在恶劣的环境条件下保持 性能稳定。
04
高分子PET的应用实例
汽车工业
汽车零部件
高分子PET材料具有优良的耐热性、 耐腐蚀性和机械性能，广泛应用于汽 车零部件制造，如发动机罩、车门板 、保险杠等。
将高纯度对苯二甲酸与二元醇在高温 下进行熔融缩聚，直接生成高分子 PET。
直接酯化法
将对苯二甲酸与二元醇进行酯化反应， 生成对苯二甲酸双酯，再经缩聚反应 生成高分子PET。
聚合反应机理
01
02
03
酯化反应
对苯二甲酸或其衍生物与 二元醇在催化剂的作用下， 发生酯化反应，生成低分 子量预聚物。
聚合反应
题，以实现更安全、有效的生物医学应用。
04
高分子PET的跨学科交叉融合将为其带来更多创新机 会，与其他领域的合作将有助于拓展其应用领域和提 升性能。
THANKS
感谢观看
03
汽车领域
高分子PET可制成汽车零部件，如汽 车座椅、方向盘套等，具有质轻、耐 用、易清洁等特点。
05
04
航空航天领域
高分子PET可制成飞机零部件和宇航服 等，具有高强度、耐高温、耐腐蚀等 特点。
02
高分子PET的制备
合成方法
酯交换缩聚法
熔融缩聚法
将二元醇与对苯二甲酸双羟基酯在催 化剂作用下进行酯交换，再经缩聚反 应生成高分子PET。
纯化
对原料进行精制和纯化，去除杂 质和副产物，确保聚合反应的顺
利进行和最终产品的性能。
03
高分子PET的性能特点
机械性能
聚对苯二甲酸乙二醇酯概述(PPT33张)
PET的生产方法是熔融缩聚。
其对单体的纯度要求很严，TPA中含有杂质——对羧基苯
甲醛(4-CBA ) 必须将其除去。 而TPA的精制不能用一般
的精制方法（精馏、重结晶），因为它容易升华，并且在溶
剂中的溶解性较差。因此，直接缩聚法遇到困难。 后来发明了提纯对苯二甲酸的方法，使得该法得到推广
和发展。
] C O O C H C H O H +( n 1 ) H O C H C H O H n 2 2 2 2
16
⑵ DMT法的优缺点 缺点: 需回收甲醇；生产流程复杂，投资高。 优点：工艺条件成熟；原料可以采用粗的 PTA生产。
⒊ 环氧乙烷法（EO法）
EO法是20世纪70年开发出来的一条生产PET的路线，近年来 EO法由对苯二甲酸（TPA）与环氧乙烷(EO)直接酯化制得对
BHET易于提纯；EO与TPA反应速度快，设备利用率高。
缺点：
EO的沸点低，常压下为气体，对设备的气密性要求较高； EO易燃、易爆；反应速度过快不易控制，若控制不好会使副
反应增加，影响BHET的质量。
该法在高分子合成工业中不占重要地位。
•
㈡ 酯交换法(DMT法)合成PET的生产工艺
酯交换法按操作方式有间歇法和连续法两种。连续法生产 PET工艺如下： ⒈ 酯化反应 反应温度：65℃～100℃； 反应压力：0.4 MPa～0.5MPa； 反应时间：10h～14h； 脱 水 剂： 硅胶 ⒉ 酯交换反应 酯交换反应以DMT和乙二醇为原料，在180℃的温度下， 用Zn、Mn或Co等的醋酸盐为催化剂而进行的反应。 纯的 BHET是无色的结晶体，熔点为 109℃～110℃，能 溶于过量的乙二醇中。
PET饮料瓶工艺培训课件(PPT30页)
11
PET饮料瓶工艺培训课件（PPቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ30页)
下一道工序是我们的上帝！（二）
2、外观（以下不良）
黑点、污染物 定义：瓶胚表面随机发现未熔物、或是杂质
汽泡 定义：由于空气或水汽在瓶胚壁上形成无规则的气泡 或空洞
炭化、黑点 定义：常在注点附近发现黑黄斑点，或是瓶胚壁；
已经热降解的料进入模腔
PET饮料瓶工艺培训课件（PPT30页)
12
PET饮料瓶工艺培训课件（PPT30页)
下一道工序是我们的上帝！（二）
颜色痕 定义：颜料没有充分搅拌在瓶胚壁颜料痕
热降解（瓶胚发黄） 定义：整个瓶胚壁都有不正常的黄焦色或空洞
飞边 定义：瓶胚合模线部分溢出原料
注点处结晶白化 定义：在瓶胚注点处白化；外表面、内表面、整个底 部
PET饮料瓶工艺培训课件（PPT30页)
巧妇难为无米之炊！ （四）
水分
H2O，PET是有机聚合物，在水分子作用下 PET化学键断，大分子变成小分子，造成更小的 IV和更大的AA。
包装袋不能淋湿，注塑机一定干燥彻底。
PET饮料瓶工艺培训课件（PPT30页)
6
PET饮料瓶工艺培训课件（PPT30页)
为什么生产瓶胚前要干燥PET原料？
1. 去除PET中的水份 因为PET具有一定的吸水性.运输,存放过程中会吸收大量水份.高
但PET的生成成本越高，瓶和瓶胚加工过程也越 难；IV太小，瓶和瓶胚的质量就难以保障了。
原料》瓶胚》瓶子
PET饮料瓶工艺培训课件（PPT30页)
3
PET饮料瓶工艺培训课件（PPT30页)
巧妇难为无米之炊！ （二）
2、AA
airspace acetaldehyde，又叫乙醛，无毒害， 但影响口味，所以越小越好。
聚对苯二甲酸乙二醇酯概述(PPT33张)
聚对苯二甲酸乙二醇酯
Polyethylene Terephthalate (PET)
1
PET概述
1941年用对苯二甲酸与乙二醇缩聚获得聚对苯二
甲酸乙二醇酯，经熔融纺丝制成性能优良的纤维，于
1953年实现工业化。至1972年其产量居合成纤维的首
位。 目前，中国的PET产量居世界第一，占全世界产 量的70%，其中仪征化纤居全国第一。 实验测得 PET的分子量在15000以上才有较好的 可纺性，民用 PET纤维的分子量为16000~20000。
吉玛 两段酯化（立式、 立式）三段缩聚 （立式、卧室、 卧室） 100
钟纺 两段酯化（立式、 立式）三段缩聚 （立式、卧室、卧 室） 100
杜邦 一段酯化（立式） 两段缩聚（立式、 卧室）
100 150
单 线 列 生 产 能 力 t/d
酯 化 预 缩 聚 终 缩 聚
200
360
100 200
150
100
] C O O C H C H O H +( n 1 ) H O C H C H O H n 2 2 2 2
16
⑵ DMT法的优缺点 缺点: 需回收甲醇；生产流程复杂，投资高。 优点：工艺条件成熟；原料可以采用粗的 PTA生产。
⒊ 环氧乙烷法（EO法）
EO法是20世纪70年开发出来的一条生产PET的路线，近年来 EO法由对苯二甲酸（TPA）与环氧乙新型反应器的研制和流程的简化
EMS伊文达-费休(Inventa-Fisher)公司开发了创新的聚酯
反应器技术，可降低生产聚酯的原材料消耗和提高产率。可
使转化费用降低26%，提高销售收益22%和改进聚酯质量。
Polyethylene Terephthalate (PET)
1
PET概述
1941年用对苯二甲酸与乙二醇缩聚获得聚对苯二
甲酸乙二醇酯，经熔融纺丝制成性能优良的纤维，于
1953年实现工业化。至1972年其产量居合成纤维的首
位。 目前，中国的PET产量居世界第一，占全世界产 量的70%，其中仪征化纤居全国第一。 实验测得 PET的分子量在15000以上才有较好的 可纺性，民用 PET纤维的分子量为16000~20000。
吉玛 两段酯化（立式、 立式）三段缩聚 （立式、卧室、 卧室） 100
钟纺 两段酯化（立式、 立式）三段缩聚 （立式、卧室、卧 室） 100
杜邦 一段酯化（立式） 两段缩聚（立式、 卧室）
100 150
单 线 列 生 产 能 力 t/d
酯 化 预 缩 聚 终 缩 聚
200
360
100 200
150
100
] C O O C H C H O H +( n 1 ) H O C H C H O H n 2 2 2 2
16
⑵ DMT法的优缺点 缺点: 需回收甲醇；生产流程复杂，投资高。 优点：工艺条件成熟；原料可以采用粗的 PTA生产。
⒊ 环氧乙烷法（EO法）
EO法是20世纪70年开发出来的一条生产PET的路线，近年来 EO法由对苯二甲酸（TPA）与环氧乙新型反应器的研制和流程的简化
EMS伊文达-费休(Inventa-Fisher)公司开发了创新的聚酯
反应器技术，可降低生产聚酯的原材料消耗和提高产率。可
使转化费用降低26%，提高销售收益22%和改进聚酯质量。
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PTA：EG（摩尔比）≈1:1.2
乙二醇过量可以促进正反应的进行，防止EG在高温下蒸发损失； 当EG过量时，会发生EG之间、EG与BHET之间的醚化反应。
第二节 聚酯合成工艺与原理
PTA、EG浆料配制
催化剂：锑系、锗系、锡系、钛系 锑系催化剂
目前聚酯生产广泛采用的一类催化剂，三氧化二锑（Sb2O3）、乙二醇锑（Sb2EG3）； 锑系催化剂催化活性较高，对副反应的促进作用也较小； 三价锑在缩聚时可被还原物质还原产生金属锑，从而使聚酯聚合物带有灰雾色；二
H2O
熔体输送 纺丝
长乐化纤采用“五釜”聚合工艺： （1）酯化反应温度较低，停留时间较长，但操作稳定，产品中二甘醇（DEG）含量 较低，产品质量较好； （2）采用刮板冷凝器，解决了缩聚真空系统低聚物堵塞的问题； （3）五釜流程易于实现共聚合改性。
第一节 聚酯简介
聚酯五釜流程（酯化1、酯化2、预缩1、预缩2、终缩）
酯化2阶段
反应温度：260-265℃ 反应压力：0.3MPa 反应时间：0.5-1.0h 酯化率：96%-98%
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%。
注：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。
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
酯化反应是一个微放热的可逆反应，其化学平衡常数比较小，必须将反应产生 的水不断除去，才能使酯化反应不断地向正反应方向进行下去。因此，在酯化反应 阶段，都设有用于分离和去除水的工艺塔。酯化反应时由于PTA上的羧基电离出H+， 对酯化反应具有催化作用。
PTA在反应混合物中的溶解度远比在纯EG中的溶解度大，随着反应的进行，PTA 的溶解度逐渐增大。当达到一定的反应程度时，PTA完全溶解，反应进入均相酯化 反应阶段，这时的酯化率就称为“清晰点”（Es约为89％）。
COOH
自催化加速
+ 2 CH2OH
H+
O HOCH2CH2 O C
CH2OH
COOH
O
+ C O CH2CH2OH 2 H2O
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
酯化1阶段
反应温度：250-255℃ 反应压力：0.3MPa 反应时间：1.0-1.5h。 酯化率：92%-94%
13
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
HOOC
COOH ＋ HOCH2CH2OH - H2O BHET
PTA
EG
酯化反应可在PTA的氢离子（H+）自催化作用下进行，自催化的反应机理是原料PTA羧 基解离的H+自催化和EG进行亲和酯化反应。其实，酯化反应和缩聚反应在整个生产过 程中都同时存在，在反应刚开始，反应条件有利于酯化反应的进行。酯化反应为可逆 反应，为了向正反应方向进行，必须及时除去生成的水。在实际生产过程中，酯化反 应生成的BHET经本体聚合生成二聚体、三聚体等，在反应结束时，反应物料大部分为 BHET的四聚体和五聚体。在酯化反应过程中，也有缩聚反应、水解反应（酯化反应的 逆反应）、醇解反应、生成醚的副反应等。
第一节 聚酯简介
“三釜”流程
PTA
EG
浆料配制
EG回收
酯化 H2O
EG循环
预缩聚
终缩聚 熔体输送 纺丝
第一节 聚酯简介
“四釜”流程
PTA
EG回收
EG
浆料配制
酯化1
酯化2
EG循环
预聚
终聚
H2O
熔体输送 纺丝
第一节 聚酯简介
“五釜”流程
PTA
EG回收
EG
浆料配制
酯化1
酯化2
EG循环
预聚1
预聚2
终聚
是具有毒性。特别对肝脏有不良的影响。
钛系催化剂
钛系催化剂缩聚是很有前途的催化剂，因为它催化活性特性高； 钛系催化剂促进副反应也较明显，所得到的聚酯热稳定性差，色泽发黄。
第二节 聚酯合成工艺与原理
PTA、EG浆料配制
催化剂：锑系、锗系、锡系、钛系-在打浆阶段添加，200-300ppm 锡系催化剂
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
在所发生的化学反应中，固态粉末状的PTA和液态EG之间所发生的酯化反应反 应速率很慢，一般忽略部不计。在酯化反应的初始阶段，固态PTA和EG之间进行的 酯化反应分为如下两步：固态粉末状的PTA溶解于EG/酯化物的混合物中，已溶解的 PTA在高温下与EG发生酯化反应，生成酯化物；其中主要的酯化物是对苯二甲酸双 羟乙酯（简称BHET）。反应的方程式如下：
锡系催化剂缩聚活性高，但所得聚酯的端羧基量较大，软化点也较低，易带黄色； 容易生成凝胶产物。
锗系催化剂
可以得到白度高、灰分含量低和透明的PET； 所得PET中醚键含量较多，熔点较低。而且锗系催化剂价格较贵； 作为纤维聚酯的催化剂没有明显优点。
第二节 聚酯合成工艺与原理
PTA、EG浆料配制
熔第一体节纺聚酯丝简成介 形动力学
聚酯五釜流程（酯化1、酯化2、预缩1、预缩2、终缩）
第二节 聚酯合成工艺与原理
PTA、EG浆料配制
PTA：精对苯二甲酸，熔点300℃，不溶于水 外观：白色粉末 平均粒径：M±10μm（中心值范围95～120μm）
EG：乙二醇，沸点197.3℃，与水互溶 外观：无色透明液体 酸值：≤0.03mgkOH/g
PET 聚 酯 合 成 原 理 及 工 艺
主讲人：吉鹏 2017年06月23日
第一节 聚酯简介
聚对苯二甲酸乙二醇酯，常简称为聚酯（Polyethylene terephthalate，PET ）
➢ 官能团：酯基-COO- 、羟基、羧基 ➢ 分子链刚性大 ➢ 半晶高聚物：结晶度45% ➢ 热学性质:熔点255-265℃，熔融热0.05-0.06kJ/g； ➢ 耐热性和热稳定性好，尺寸稳定性高；
第一节 聚酯简介
生产车间
PTA EG
聚酯车间
PET熔体
PET熔体 纺丝车间
POY FDYBiblioteka POY 加弹车间DTY
辅助车间
品管部 设备部 动力部
第一节 聚酯简介
直接酯化法的合成路线
酯化脱水
低聚物 缩聚脱乙二醇
高聚物
生产工艺中都设置了酯化反应釜，使PTA与EG 先生成BHET，然后进入缩聚反应，将 不同官能团的两种单体之间的反应转化为同一官能团同一种单体内部的反应，从而较 顺利地获得高聚合度的PET
乙二醇过量可以促进正反应的进行，防止EG在高温下蒸发损失； 当EG过量时，会发生EG之间、EG与BHET之间的醚化反应。
第二节 聚酯合成工艺与原理
PTA、EG浆料配制
催化剂：锑系、锗系、锡系、钛系 锑系催化剂
目前聚酯生产广泛采用的一类催化剂，三氧化二锑（Sb2O3）、乙二醇锑（Sb2EG3）； 锑系催化剂催化活性较高，对副反应的促进作用也较小； 三价锑在缩聚时可被还原物质还原产生金属锑，从而使聚酯聚合物带有灰雾色；二
H2O
熔体输送 纺丝
长乐化纤采用“五釜”聚合工艺： （1）酯化反应温度较低，停留时间较长，但操作稳定，产品中二甘醇（DEG）含量 较低，产品质量较好； （2）采用刮板冷凝器，解决了缩聚真空系统低聚物堵塞的问题； （3）五釜流程易于实现共聚合改性。
第一节 聚酯简介
聚酯五釜流程（酯化1、酯化2、预缩1、预缩2、终缩）
酯化2阶段
反应温度：260-265℃ 反应压力：0.3MPa 反应时间：0.5-1.0h 酯化率：96%-98%
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%。
注：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。
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
酯化反应是一个微放热的可逆反应，其化学平衡常数比较小，必须将反应产生 的水不断除去，才能使酯化反应不断地向正反应方向进行下去。因此，在酯化反应 阶段，都设有用于分离和去除水的工艺塔。酯化反应时由于PTA上的羧基电离出H+， 对酯化反应具有催化作用。
PTA在反应混合物中的溶解度远比在纯EG中的溶解度大，随着反应的进行，PTA 的溶解度逐渐增大。当达到一定的反应程度时，PTA完全溶解，反应进入均相酯化 反应阶段，这时的酯化率就称为“清晰点”（Es约为89％）。
COOH
自催化加速
+ 2 CH2OH
H+
O HOCH2CH2 O C
CH2OH
COOH
O
+ C O CH2CH2OH 2 H2O
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
酯化1阶段
反应温度：250-255℃ 反应压力：0.3MPa 反应时间：1.0-1.5h。 酯化率：92%-94%
13
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
HOOC
COOH ＋ HOCH2CH2OH - H2O BHET
PTA
EG
酯化反应可在PTA的氢离子（H+）自催化作用下进行，自催化的反应机理是原料PTA羧 基解离的H+自催化和EG进行亲和酯化反应。其实，酯化反应和缩聚反应在整个生产过 程中都同时存在，在反应刚开始，反应条件有利于酯化反应的进行。酯化反应为可逆 反应，为了向正反应方向进行，必须及时除去生成的水。在实际生产过程中，酯化反 应生成的BHET经本体聚合生成二聚体、三聚体等，在反应结束时，反应物料大部分为 BHET的四聚体和五聚体。在酯化反应过程中，也有缩聚反应、水解反应（酯化反应的 逆反应）、醇解反应、生成醚的副反应等。
第一节 聚酯简介
“三釜”流程
PTA
EG
浆料配制
EG回收
酯化 H2O
EG循环
预缩聚
终缩聚 熔体输送 纺丝
第一节 聚酯简介
“四釜”流程
PTA
EG回收
EG
浆料配制
酯化1
酯化2
EG循环
预聚
终聚
H2O
熔体输送 纺丝
第一节 聚酯简介
“五釜”流程
PTA
EG回收
EG
浆料配制
酯化1
酯化2
EG循环
预聚1
预聚2
终聚
是具有毒性。特别对肝脏有不良的影响。
钛系催化剂
钛系催化剂缩聚是很有前途的催化剂，因为它催化活性特性高； 钛系催化剂促进副反应也较明显，所得到的聚酯热稳定性差，色泽发黄。
第二节 聚酯合成工艺与原理
PTA、EG浆料配制
催化剂：锑系、锗系、锡系、钛系-在打浆阶段添加，200-300ppm 锡系催化剂
第二节 聚酯合成工艺与原理
酯化反应
在所发生的化学反应中，固态粉末状的PTA和液态EG之间所发生的酯化反应反 应速率很慢，一般忽略部不计。在酯化反应的初始阶段，固态PTA和EG之间进行的 酯化反应分为如下两步：固态粉末状的PTA溶解于EG/酯化物的混合物中，已溶解的 PTA在高温下与EG发生酯化反应，生成酯化物；其中主要的酯化物是对苯二甲酸双 羟乙酯（简称BHET）。反应的方程式如下：
锡系催化剂缩聚活性高，但所得聚酯的端羧基量较大，软化点也较低，易带黄色； 容易生成凝胶产物。
锗系催化剂
可以得到白度高、灰分含量低和透明的PET； 所得PET中醚键含量较多，熔点较低。而且锗系催化剂价格较贵； 作为纤维聚酯的催化剂没有明显优点。
第二节 聚酯合成工艺与原理
PTA、EG浆料配制
熔第一体节纺聚酯丝简成介 形动力学
聚酯五釜流程（酯化1、酯化2、预缩1、预缩2、终缩）
第二节 聚酯合成工艺与原理
PTA、EG浆料配制
PTA：精对苯二甲酸，熔点300℃，不溶于水 外观：白色粉末 平均粒径：M±10μm（中心值范围95～120μm）
EG：乙二醇，沸点197.3℃，与水互溶 外观：无色透明液体 酸值：≤0.03mgkOH/g
PET 聚 酯 合 成 原 理 及 工 艺
主讲人：吉鹏 2017年06月23日
第一节 聚酯简介
聚对苯二甲酸乙二醇酯，常简称为聚酯（Polyethylene terephthalate，PET ）
➢ 官能团：酯基-COO- 、羟基、羧基 ➢ 分子链刚性大 ➢ 半晶高聚物：结晶度45% ➢ 热学性质:熔点255-265℃，熔融热0.05-0.06kJ/g； ➢ 耐热性和热稳定性好，尺寸稳定性高；
第一节 聚酯简介
生产车间
PTA EG
聚酯车间
PET熔体
PET熔体 纺丝车间
POY FDYBiblioteka POY 加弹车间DTY
辅助车间
品管部 设备部 动力部
第一节 聚酯简介
直接酯化法的合成路线
酯化脱水
低聚物 缩聚脱乙二醇
高聚物
生产工艺中都设置了酯化反应釜，使PTA与EG 先生成BHET，然后进入缩聚反应，将 不同官能团的两种单体之间的反应转化为同一官能团同一种单体内部的反应，从而较 顺利地获得高聚合度的PET