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1、聚酯切片生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)主講人:楊禮鵬指導(dǎo)老師:梁建軍目錄一、簡介二、生產(chǎn)原料組成三、生產(chǎn)流程簡介四、主要生產(chǎn)設(shè)備五、生產(chǎn)過程控制簡介聚酯切片學(xué)名聚對苯二甲酸乙二醇酯【PET】,是由對苯二甲酸和乙二醇聚合而成。按其用途可分為:纖維級聚酯切片、瓶級聚酯切片、膜級聚酯切片三類。生產(chǎn)原料對苯二甲酸【TPA】乙二醇【EG】催化劑生產(chǎn)原料組成1.對苯二甲酸【TPA】對苯二甲酸簡稱TPA,分子式C8H6O4;分子量:166.13密度:1.55g/cm3。該品為白色晶體或粉末,低毒,可燃。若與空氣混合,在一定的限度內(nèi)遇火即燃燒甚至發(fā)生爆炸。主要從對二甲苯制得,是生產(chǎn)聚酯的主要
2、原料。常溫下為固體。加熱不熔化,300℃以上升華。若在密閉容器中加熱,可于425℃熔化。常溫下難溶于水。主要用于制造合成樹脂、增塑劑等。對苯二甲酸可發(fā)生酯化反應(yīng);在強(qiáng)烈條件下,也可發(fā)生鹵化、硝化和磺化反應(yīng)。2.乙二醇【EG】乙二醇又名“甘醇”、“1,2-亞乙基二醇”,簡稱EG?;瘜W(xué)式(HOCH2)2,乙二醇是無色無臭、有甜味液體。乙二醇能與水、丙酮互溶,但在醚類中溶解度較小。乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一種相轉(zhuǎn)移催化劑。3.催化劑在直接酯化法的PET生產(chǎn)中,酯化過程一般不需要催化劑,而縮聚過程必需催化劑。選擇催化劑時(shí),應(yīng)符合下列要求:(1).能促進(jìn)主反應(yīng),
3、力求減少副反應(yīng)。(2).易在原料或產(chǎn)物中溶解,便于均勻分布。(3).所得產(chǎn)品在粘度、熔點(diǎn)、色相、熱穩(wěn)定性等方面,不得因使用催化劑而降低質(zhì)量指標(biāo)。(4).價(jià)廉、容易取得。主要催化劑有二氧化鈦生產(chǎn)流程簡介生產(chǎn)原理工藝流程圖及主要步驟催化劑及反應(yīng)控制條件生產(chǎn)原理直縮法對苯二甲酸與EG直接酯化生成對苯二甲酸乙二醇酯再由對苯二甲酸乙二醇酯經(jīng)均縮聚反應(yīng)的PET。此法適合純度高的TPA。其反應(yīng)如下:2HOCH2CH2OH+HOOCCOOHHOCH2CH2OCCOCH2CH2OH+2HOOOOOBHETHOCH2CH2OCCOCH2CH2OH+(n-1)HOCH2CH2OH
4、工藝流程圖主要步驟:(1.)漿料配置:精對苯二甲酸和乙二醇的混合配成符合酯化反應(yīng)要求的漿料。(2.)添加劑混合:將生產(chǎn)所需的各種添加劑用EG配成溶液。(3.)酯化:TPA和EG在一定的壓力和高溫條件下,反應(yīng)生成中間產(chǎn)物對苯二甲酸乙二酯(BHET)和水,水經(jīng)精餾塔被分離,排入污水處理系統(tǒng)。(4.)聚合反應(yīng):中間產(chǎn)物對苯二甲酸乙二酯(BHET)在高溫、真空和催化劑作用下,發(fā)生聚合反應(yīng)。(5.)EG回收:對整個(gè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的EG回收提純,其中約95%被提純,重新與TPA進(jìn)行配漿。(6.)切粒:經(jīng)過濾去除雜物,經(jīng)過鑄帶,用切粒刀將其切成一定規(guī)格的聚酯切片(顆粒)。主要生產(chǎn)
5、設(shè)備酯化反應(yīng)器縮聚反應(yīng)器生產(chǎn)過程控制成品檢驗(yàn)三廢處理成品檢驗(yàn)1.粘度一般纖維級聚酯切片的特性粘度為0.645,特性粘度太低,聚酯分子量小,紡絲過程拉伸困難,粘度太高,拉伸時(shí)拉伸應(yīng)力過大,大分子不好取向。2.端羧基含量一般來說,端羧基的來源主要為未反應(yīng)TPA或降解后的產(chǎn)生,從理論上講,完全反應(yīng)的聚酯的端羧基應(yīng)該為零,實(shí)際上,因?yàn)楦鞣N因素的存在,各種工藝條件下聚酯切片的端羧基含量有很大的不同。3.熔點(diǎn)由于各種副反應(yīng)的存在,使得聚酯中存在部分雜質(zhì),同時(shí)聚合物結(jié)晶的缺陷和各處結(jié)晶度的差異也會影響聚酯的熔點(diǎn),實(shí)際聚酯的熔點(diǎn)都在265℃以下,熔點(diǎn)溫度是某一個(gè)范圍。國標(biāo)中對熔
6、點(diǎn)的規(guī)定在252℃—262℃之間。4.二甘醇聚酯二甘醇是衡量生產(chǎn)過程中醚化副反應(yīng)程度的一個(gè)重要指標(biāo),從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看,二甘醇含量的增加。可使聚酯的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)下降,耐熱氧化性和耐光性變差。在同樣的染色條件下,可使聚酯纖維的染色加深,上色率提高。5.色度聚酯的色度是一個(gè)綜合指標(biāo),不僅受到消光劑和催化劑等的影響,同時(shí)也受到聚酯生產(chǎn)中本身生產(chǎn)過程的影響。不管是外來色度的影響還是內(nèi)在質(zhì)量造成的聚酯色度影響,均會使纖維的色度發(fā)黃,影響纖維的外觀,尤其是降解或者金屬催化劑離子造成的色度發(fā)黃發(fā)灰,容易使紡絲過程中粘度降增加。6.二氧化鈦含量TiO2的作為消光劑加入聚酯產(chǎn)品中,其
7、用量根據(jù)用戶的需求來確定,一般來說有光切片含量小于0.12%,半消光切片一般在0.12~0.5%之間。三廢處理廢水處理聚酯廢水的處理是在廠內(nèi)進(jìn)行,處理的主要手段是酸堿中和,使廢水PH值達(dá)到6.5~8.0;冷卻廢水,使送到給排水廠的水溫在40℃以下;在廢水集中池中沉降除去較大顆粒狀的固體物質(zhì)。廢水池沉淀塔風(fēng)機(jī)好氧塔活性炭塔污泥罐污泥泵厭氧塔排廢水2.廢渣處理與廢水量相比較,聚酯生產(chǎn)的廢渣較少,但隨著生產(chǎn)的繼續(xù),廢渣量不斷增加,處理不好,容易造成二次污染。廢渣主要有2個(gè)來源,相應(yīng)有2種處理方法。(1)廢水中的固體廢棄物處理:廢水中的固體物質(zhì)主要是清洗水中夾帶的對苯
8、二甲酸、低聚物地板清洗水