聚酯工艺基础知识.

2、从1953年开始工业化生产至今，虽然只有50多年，但一 直保持高速发展。进入20世纪90年代，聚酯工业的发展重 心开始转向亚洲。90年代末以后，聚酯用量的增加以及较 高利润的回报，使聚酯产能急剧扩大。进入21世纪，我国 内地聚酯工业的发展有了重大的突破。生产、科研、设计和 设备制造部门通过技术改造和消化吸收引进技术，研发成功 了国产化成套设备。大容量连续生产聚酯技术与设备国产化 的成功，使聚酯装置投资成本比90年代初下降七八成，进 而掀起了新一轮的聚酯投资热潮。 3、2005年全球聚酯产能接近5500万吨/年，我国的聚酯产能 约2160多万吨/年，约占40%，而2005年我国内地聚酯的需 求量仅为1300万吨左右，因此产能增长过快，使国内聚酯 装置产能利用率持续低位徘徊，供大于求的局面可能会保持 一个较长的阶段。
表1-1 世界聚酯产能及预测表
5、聚酯发展趋势 a、装置的大型化和规模效益； b、新型反应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。
三、聚酯生产工艺路线
1、生产工艺路线 PTA法生产聚酯包括酯化和缩聚两个部分 2、聚酯单体对苯二甲酸乙二醇酯的生产方法 对苯二甲酸乙二醇酯（BHET）的生产方法目前主要有三种， 即酯交换法、直接酯化法和环氧乙烷法，形成聚酯生产的三 大工艺线路。
聚酯工艺基础知 识
概述 聚酯发展概况 聚酯生产主要工艺路线 聚酯生产的反应机理 聚酯生产的工艺流程介绍（中纺院五釜流程） 聚酯产品的质量指标及各指标的影响因素

Hale Waihona Puke Baidu
一、概述
聚酯是由二元或多元酸和二元或多元醇缩聚而 成的高分子化合物的总称，用不同原料、不同方法 合成的聚酯品种繁多，可用于纤维、容器、薄膜、 涂料、工程塑料、橡胶等不同的领域。目前聚酯的 主要品种有聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对 苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸丙二醇 酯（PTT）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）等高分 子化合物以及某些共聚酯系列。以对苯二甲酸 （PTA）和乙二醇（EG）为原料缩聚而成的聚对苯 二甲酸乙二醇酯是世界上第一个实现工业化和广泛 得到应用的聚酯产品，也是目前世界上产量最高、 用量最大、用途最广泛的高分子合成材料。
4、我国聚酯行业的现状 a、产能大，产能利用率低； b、生产能力过剩，效益下降； c、非纤用聚酯生产比例低，国内聚酯绝大多数应用于纺织行业
2005 北美 南美 西欧 东欧 非洲/中东 亚洲/远东 世界合计 752 77.8 379.8 83.1 134.8 3346 5285.3 2006 752.3 88.3 421.7 197.6 240.3 4103.5 5803.7 2007 729.6 108.3 482.8 233.9 266 4414.8 6298.4 2008 813.1 112.3 482.8 234 266 4582.6 6490.8 2009 820.6 112.3 482.8 234.3 273.5 4741.5 6665 2010 820.6 127.3 514.8 256.7 273.5 4832.5 6825.4
酯交换法的优点： 1、反应产生的副产物DEG含量较少； 2、DMT能与EG完全混合，反应速度快； 3、原料可以使用粗PTA进行生产。 酯交换发的缺点： 1、需要把甲醇进行回收； 2、流程复杂，投资大。 由于酯交换法的生产复杂，需要甲醇的回收装置，而且投资 大，现在新建的装置基本上已经很少用酯交换的工艺路线， 而以前的装置也慢慢的淘汰了。
（2）直接酯化法 直接酯化法是直接用对苯二甲酸与乙二醇反应生成对苯二甲 酸乙二醇酯的方法，也称之为PTA法。直接酯化法是由高纯 度的对苯二甲酸与乙二醇配制成的浆料投入反应釜，发生如 下反应： HOOC COOH+2HOCH2CH2OH 2H2O+ HOCH2CH2OOC COOCH2CH2OH 目前也有用中度纯度对苯二甲酸（QTA）代替PTA进行直接酯 化的工艺。 （3）环氧乙烷法（EO法） HOOC COOH+2CH2 CH2 HOCH2CH2OOC COOCH2CH2OH O
EO法技术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，发展很慢。其次是PTA法发展太快造成的。 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，生产较安全，流程短， 工程投资低，公用工程消耗及生产成本较低，反应 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。
3、缩聚 经过上述三种方法得到对苯二甲酸乙二醇酯后，缩聚反应便可 开始进行，其化学反应式如下：
nHOCH2CH2OOC HO〔CH2CH2OOC HOCH2CH2OH COOCH2CH2OH COO 〕nCH2CH2OH+（n-1）
（1）酯交换法（DMT法） a、对苯二甲酸与甲醇反应生成对羧基苯甲酸甲酯（MMP）： HOOC COOH+CH3OH CH3OOC COOH+H2O
b、对羧基苯甲酸甲酯再与甲醇反应生成对苯二甲酸二甲酯 （DMT）： CH3OOC COOH+CH3OH CH3OOC COOCH3+H2O c、得到DMT以后，与乙二醇进行酯交换反应就可以获得BHET： CH3OOC COOCH3+2HOCH3CH3OH 2CH3OH + HOCH2CH2OOC COOCH2CH2OH
二、聚酯发展概况
发展历史： 1、 20世纪40年代初，英国的J.R.Whenfield和 J.T.Dikeon参阅了美国杜邦公司关于脂肪族二元酸 与二元醇合成聚酯的论文，对苯二甲酸和乙二醇为 原料，在实验室中成功地合成了聚对苯二甲酸乙二 醇酯，并制成了聚酯纤维。并与1946年发表了世界 上第一个生产聚酯纤维的专利。50年代，美国杜邦 公司购买了生产聚酯的专利权，经过中间试验，在 1953年建成了年产1.6万吨的生产装置（间歇）， 成为世界上第一个实现聚酯生产工业化的厂家。 1962年，聚酯工业开始采用连续缩聚工艺，使生产 能力有了突破性的增长，单线的生产能力大幅提高。