年產(chǎn)八萬噸聚對(duì)苯二甲酸二乙醇脂合成的工藝設(shè)計(jì)

1、酯交換法生產(chǎn)PET工藝流程設(shè)計(jì)院、部：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱專 業(yè)：班 級(jí)：完成時(shí)間：本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)八萬噸聚對(duì)苯二甲酸二乙醇脂（PET ）合成的工藝設(shè)計(jì)。本文 對(duì)PET的研究，生產(chǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的概述，闡述了其在化學(xué)工業(yè)中的作用與地位。 并介紹了 PET的制備方法和確定了 PET的生產(chǎn)工藝。在確定PET生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ) 上進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算，主要設(shè)備選型，工藝管路設(shè)計(jì)。利用Auto CAD 軟件繪制主要設(shè)備圖，工藝流程圖以及車間布置圖。文中還對(duì)三廢處理及廢料回 收、節(jié)能措施與安全防范、技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步分析核算進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。關(guān)鍵詞：聚對(duì)苯二甲酸二乙醇脂；PET； Auto CADABSTRACT

2、This design is an annual output of eighty thousand tons of polyethylene t erephthalate (PET) process design. In this paper, the PET study, a detailed ove rview of the production, expounds its role and position chemical in industry. And introduces the preparation method of the PET and set the PET pro

3、duction technology. In determining the PET production technology is conducted on the basis of the material balance calculations, heat balance calculations, the main equipment selection, process piping design. Use Auto CAD software draw the main equipment figure, process flow diagram and workshop lay

4、out figure. The paper also for waste treatment and recycling, energy saving measures and safet y, preliminary analysis on technical and economic accounting simply explained.Key words: polyethylene terephthalate; PET; Auto CAD TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第一章緒論1PET 簡(jiǎn)介1 HYPE

5、RLINK l bookmark21 o Current Document 1.1.2 PET結(jié)構(gòu)及性能3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 合成PET的副反應(yīng)4 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 1.2聚酯的應(yīng)用6 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 第二章工藝流程和方案的說明及論證62.1工藝路線的選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 合成原理6合成路線的選擇及流程簡(jiǎn)述7 H

6、YPERLINK l bookmark47 o Current Document 合成路線7 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 2.2工藝流程設(shè)計(jì)9 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 連續(xù)縮聚9 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 間歇縮聚102.3工藝參數(shù)的選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 催化劑10 HYPERLINK l bookmark68 o Current Doc

7、ument 穩(wěn)定劑10 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 縮聚反應(yīng)的溫度與時(shí)間11縮聚反應(yīng)的壓力11 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 攪拌的影響12其他添加劑122.4影響聚酯反應(yīng)的因素13EG/DMT投料比13 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 反應(yīng)溫度13酯化反應(yīng)時(shí)間13縮聚反應(yīng)釜的真空度14縮聚反應(yīng)溫度14縮聚反應(yīng)時(shí)間14 HYPERLINK l bookmark95 o Current Document 2.5工藝流程圖的繪制及說明14

8、PET生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖14生產(chǎn)工藝流程說明15第三章物料衡算錯(cuò)誤!未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark101 o Current Document 3.1酯交換階段16 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 第一酯交換器R101物料衡算16第二酯交換器R102物料衡算17 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 第三酯交換器R103物料衡算18 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 3.1.4 BHET儲(chǔ)槽物料衡算193.2縮聚階段20

9、第一縮聚釜R301物料衡算21第二縮聚釜R501物料衡算22第三縮聚釜R502物料衡算22 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document 3.3切粒包裝23第四章熱量衡算錯(cuò)誤!未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark139 o Current Document 4.1能量衡算概述23 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 4.2能量衡算遵循的原則24 HYPERLINK l bookmark147 o Current Document 4.3主要反應(yīng)條件24 HYPERLINK l bookm

10、ark150 o Current Document 4.4主要計(jì)算過程25 HYPERLINK l bookmark177 o Current Document 4.5各應(yīng)器能量平衡27第五章聚合釜及各設(shè)備選型錯(cuò)誤!未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark183 o Current Document 5.1釜的選型27 HYPERLINK l bookmark189 o Current Document 5.2其他設(shè)備的選型27 HYPERLINK l bookmark192 o Current Document 5.2. 1攪拌器的選型28換熱器的選型換熱器的選型 HYPERL

11、INK l bookmark195 o Current Document 5.2.3 EG進(jìn)料管道的選型29 HYPERLINK l bookmark199 o Current Document 第六章聚酯生產(chǎn)的三廢處理29 HYPERLINK l bookmark202 o Current Document 6.1聚酯生產(chǎn)的三廢處理29 HYPERLINK l bookmark205 o Current Document 6.2聚酯廢料的回收30 HYPERLINK l bookmark211 o Current Document 參考文獻(xiàn)32致謝33第一章緒論1PET簡(jiǎn)介聚酯是熱塑性飽和聚

12、酯的總稱，它包括PET、PEN、PCT及其共聚物等。其中 PET是開發(fā)最早、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的聚酯。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，英文名 polyethylene terephthalate （簡(jiǎn)稱 PET），1941 年由英國(guó)的 J.R.Whenfield 和J.T.Dikson采用乙二醇與對(duì)苯二甲酸直接酯化縮聚而得。最初是作為合成纖維 的原料而開發(fā)的，1950年，美國(guó)Du Pont公司以它為原料，首次開發(fā)了聚酯纖 維。然而當(dāng)時(shí)對(duì)苯二甲酸的精制工藝尚未工業(yè)化，首先工業(yè)化的是對(duì)苯二甲酚二 甲酯（DMT）生產(chǎn)工藝，因此直到20世紀(jì)60年代中期，DMT 一直是PET生產(chǎn)的 主要原料。隨著高純度對(duì)苯二甲酸

13、（PTA）X藝的不斷發(fā)展，它逐漸替代了 DMT成為生 產(chǎn)PET的原料。采用高純度的PTA不需回收，也不用回收甲醇，而且還有一個(gè)優(yōu) 點(diǎn)就是預(yù)聚合物的酯化過程比酯交換反應(yīng)快得多，酯交換反應(yīng)是由DMT作原料生 產(chǎn)PET的第一步反應(yīng)。自從PET商品化以來，非纖維方面由于廉價(jià)的原料以及所制的薄膜和容器具 有諸多優(yōu)點(diǎn)，如質(zhì)輕、透明、容易重新密封，因而其使用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，用量亦 越來越大，成為塑料包裝中用量增長(zhǎng)最快的樹脂。目前世界上每年僅PET瓶消 費(fèi)樹脂就高達(dá)300萬噸以上，大部分作為一次性包裝使用。近幾年來，隨著人們 生活水平的不斷改善，和消費(fèi)水平的日益提高，對(duì)塑料包裝的高性能、多功能性 及環(huán)境保護(hù)性的

14、要求也越來越高。近幾十年來，由于聚酯在纖維和非纖維領(lǐng)域的發(fā)展都較快，需求日益擴(kuò)大， 因此在世界范圍內(nèi)，尤其是亞洲地區(qū)的聚酯生產(chǎn)飛速發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)和帶動(dòng)聚 酯上下游產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)。PET聚酯可由乙二醇和對(duì)苯二甲酸反應(yīng)而得，也可由乙二醇與對(duì)苯二甲酸二 甲酯反應(yīng)而得，但較為常見的方法還是用乙二醇與對(duì)苯二甲酸縮聚制得。對(duì)苯二甲酸的結(jié)構(gòu)式為：對(duì)苯二甲酸是芳香族二元羧酸的一種，在常溫下，外觀為白色晶體，無毒， 易燃。稍溶于水，不溶于氯仿、乙醚、醋酸，能溶于堿。物性常數(shù)如下：相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)密度166.131.55熔點(diǎn)升華點(diǎn)自然占1=1 八、八、升華熱燃燒熱384421C402 C680C98.4kJ/mol

15、3227.8kJ/mol生產(chǎn)二甲酸的方法較多，就是現(xiàn)在使用的方法也還在不斷改進(jìn)，主要的方法 有下面三種。（1）對(duì)二甲苯高溫氧化法（Amoco法一一美印第安納標(biāo)準(zhǔn)石油公司，SD法或M.C 法美國(guó) Mid-Century 公司的 A.Saffer 和 R.S.Barker 發(fā)明）其反應(yīng)如下：此法收率為90%95%,其工藝流程較簡(jiǎn)單，設(shè)備數(shù)量少，占地小，投資少， 在世界上聚酯原料產(chǎn)量的第一位，且可制成精PTA用于直接酯化。但漠化物及醋 酸對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，需用鈦材或襯鈦。（2）對(duì)二甲苯低溫氧化法（Mobil法，Kodak-Eastman法和東麗法）為了進(jìn)一步改革對(duì)二甲苯高溫氧化法，采用氧化促進(jìn)劑進(jìn)行氧

16、化，以醋酸為 溶劑，醋酸鉆作催化劑，在100150 C下進(jìn)行氧化，不用鈦材，但工藝流程較 復(fù)雜，設(shè)備臺(tái)數(shù)多。Mobil法使用的氧化促進(jìn)劑為甲乙酮，壓力為15atm，時(shí)間為2h，收率為98%。 Eastman法采用乙醛為氧化促進(jìn)劑，壓力10kg/cm2，收率為95%。東麗法用三聚 乙醛做氧化催進(jìn)劑，壓力2835kg/cm2，收率為95%。（3）對(duì)二甲苯分段氧化法（Hercules-Witten法）整個(gè)工藝過程為二步氧化和二步酯化，又稱四步法，反應(yīng)式如下：CH 3OH-對(duì)苯二甲酸二甲酯的結(jié)構(gòu)式為:對(duì)苯二甲酸二甲酯是芳香族的一種，在常溫下，外觀為白色晶體粉末，無毒、 易燃，其蒸汽或粉塵與空氣混合至一

17、定比例，能發(fā)生爆炸。物性常數(shù)如下：相對(duì)分子質(zhì)量194.18相對(duì)密度1.065熔點(diǎn)140.65C沸點(diǎn)288C純度99.9%對(duì)苯二甲酸二甲酯由對(duì)苯二甲酸與甲醇酯化，然后經(jīng)重結(jié)晶或真空蒸餾制 得。乙二醇的結(jié)構(gòu)式為：HO-CH2-CH2-OH乙二醇為無色微粘稠液體。具有較強(qiáng)的吸濕性，有醇味但不能飲用?？梢院?水、醇、醛、毗啶等混溶，微溶于乙醚。其物性常數(shù)如下： TOC o 1-5 h z 相對(duì)分子質(zhì)量62.07熔點(diǎn)一13C沸點(diǎn)197.6C閃點(diǎn)（開口）116C相對(duì)密度1.1154黏度（20oC）20.93折射率1.4316膨脹系數(shù)0.00062介電常數(shù)38.66乙二醇主要由環(huán)氧乙烷水合制得。1.1.2

18、PET結(jié)構(gòu)及性能PET分子可表示為：若原料中不含有官能度/=3的雜質(zhì)，或合成時(shí)不發(fā)生副反應(yīng)而支化，則PET 大分子是具有對(duì)稱性芳環(huán)結(jié)構(gòu)的線型大分子。由于分子中C-C鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，PET 分子中可有兩種構(gòu)象，即有順式（無 定形）和反式（結(jié)晶態(tài)）兩種。順式（重復(fù)周期為1.09nm）反式（重復(fù)周期為1.075nm）（其能量低于順式構(gòu)象）這種大分子長(zhǎng)鏈既對(duì)稱，又規(guī)整，所有的苯環(huán)幾乎處于同一平面上，且沿著 分子長(zhǎng)鏈方向拉伸時(shí)能互相平行排列，故能緊密斂集而易于結(jié)晶。表1聚酯切片的質(zhì)量指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位 指標(biāo)1特性黏度（在20C苯酚/四氧乙烷1： 1，0.5%液中測(cè)得）0.072黏度波動(dòng)范圍0.13相對(duì)黏度（在

19、20C，1%間甲苯酸中測(cè)得）1.644熔點(diǎn)C2605TiO2含量（相對(duì)于消光劑0.4%）%0.4056端羧基（一C OOH）mval/kg287二甘醇（DEG）wt%829水含量（切片）wt%0.410灰分（不含TiO2）wt%0.0411凝聚粒子10pm個(gè)/mg無125 10pm個(gè)/mg0.413鐵含量ppm3合成PET的副反應(yīng)PET合成采用高純度對(duì)苯二甲酸（PTA）與乙二醇（EG）為原料，經(jīng)過酯化 反應(yīng)階段和縮聚反應(yīng)階段生成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）?？s聚反應(yīng)過程總是通過一定的方法實(shí)現(xiàn)的。目前工業(yè)上廣泛采用的有熔融縮 聚、溶液縮聚和界面縮聚等方法PET的合成采用的是熔融縮聚，即在反應(yīng)中

20、不 加溶劑，使反應(yīng)溫度在原料單體和縮聚產(chǎn)物熔化溫度以上（一般高于熔點(diǎn)10 25C ）進(jìn)行的縮聚反應(yīng)。熔融縮聚法的特點(diǎn)是反應(yīng)溫度高（一般在200C以上）。 溫度高有利于提高反應(yīng)速率和低分子副產(chǎn)物的排除。此法一般用于室溫下反應(yīng)速 率很小的可逆縮聚反應(yīng)。熔融縮聚生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，由于不需要溶劑，減少了溶劑 蒸發(fā)的損失和省去回收溶劑的工序，減少污染，有利于降低成本。由于反應(yīng)為可逆平衡，在生成大分子的同時(shí)，還有若干副反應(yīng)產(chǎn)生，這些可 看作逆反應(yīng)，PET合成的副反應(yīng)可分以下三個(gè)方面：（1）單體或低聚物的環(huán)化反應(yīng)環(huán)化物的含量溫度的升高而增加。往往生成通式為的環(huán)化物(n 一般為2)。當(dāng)溫度有210C升到340C時(shí)

21、，其含量由1%增加到5%。單體的副反應(yīng)由于熔融縮聚的反應(yīng)溫度較高，在縮聚過程中常發(fā)生各種各樣的副反應(yīng)。單體乙二醇形成二氧六環(huán)溫度越高，反應(yīng)越明顯。乙二醇的脫水反應(yīng)如果催化劑為醋酸鋅，此種反應(yīng)更為明顯。此外，乙二醇還可進(jìn)行二聚反應(yīng)。而二元羧酸單體，在反應(yīng)溫度較高時(shí)也會(huì)發(fā)生脫羧反應(yīng)。聚合物的副反應(yīng)a大分子鏈端基的裂解與環(huán)狀齊聚物的形成HO(CH ) O(CH )OH一 CH =CHO(CH )OH + HO 2 22222CH =CHO(CH ) OH一2CHCHO22 23OO心O C由于大分子鏈中酯鍵的裂解作用，或分子內(nèi)、分子外的酯交換作用，使縮聚 過程中生成環(huán)狀齊聚物。OIIE OCb大分子

22、鏈的熱裂解與鏈交換作用PET大分子鏈中的酯基（）能與體系中存在的水、酸、醇等進(jìn)行裂解反應(yīng)， 且鏈節(jié)之間進(jìn)行交換。這種酯鍵的熱裂解反應(yīng)是一種親電子的異裂反應(yīng)，羧基上 的氧原子向位于酯鍵B位的氫原子進(jìn)攻，形成羧基和烯烴，這種熱裂解反應(yīng)可 在任意位置的酯鍵上發(fā)生。故，為防止這類副反應(yīng)，必須在無氧及惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行縮聚反應(yīng)。另外，還 可添加穩(wěn)定劑等添加劑，以提高其熱穩(wěn)定性。1.2聚酯的應(yīng)用聚酯的用途可分為纖維和非纖維兩大類。聚酯開發(fā)初期主要用于制造合 成纖維（占PET消耗量的70%左右），以聚酯為原料生產(chǎn)的聚酯纖維因其極佳的 紡用性能，能很好地替代天然纖維中的棉花、羊毛、真絲、麻類纖維等，其用量 很

23、快超過尼龍纖維，成為合成纖維中的主導(dǎo)產(chǎn)品。聚酯的非纖維應(yīng)用包括薄膜、容器和工程塑料。聚酯非纖維應(yīng)用的主要領(lǐng)域 是制造充裝飲料、食品等的包裝容器。由于聚酯有較好的結(jié)晶性、剛性和強(qiáng)度， 對(duì)非極性氣體的阻隔性高，耐蠕變性和尺寸穩(wěn)定性好，線膨脹系數(shù)小，這些優(yōu)良 性能使其很適用于做包裝材料。與玻璃瓶和一般的塑料瓶相比，聚酯瓶具有透明 性好，易于回收，力學(xué)強(qiáng)度高，耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。聚酯的另一大非纖維應(yīng)用是生產(chǎn)聚酯薄膜，聚酯薄膜具有良好的熱穩(wěn)定性、 尺寸穩(wěn)定性、防潮性、耐化學(xué)性、阻隔性和較高的透明度及硬度，且易于運(yùn)輸， 因此聚酯薄膜可用作包裝、印刷、磁記錄、感光、絕緣材料等，其中尤以食品包 裝用途最為廣泛。

24、另外，根據(jù)對(duì)產(chǎn)品性能的要求，通過復(fù)合等措施，聚酯薄膜的 性能還能有進(jìn)一步的改進(jìn)。第二章工藝流程和方案的說明及論證2.1工藝路線的選擇合成原理用精制后的對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯或它與苯甲酸混合的反應(yīng)物進(jìn)行縮聚反應(yīng)，分離出乙二醇后即得聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其反應(yīng)如下:合成路線的選擇及流程簡(jiǎn)述基于以上對(duì)合成路線及工藝流程的簡(jiǎn)單介紹，再結(jié)合設(shè)計(jì)的需要，最后本次 設(shè)計(jì)采用酯交換法的連續(xù)縮聚法。由于酯交換法中其原料對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT）可用較容易的蒸餾和重結(jié)晶方法精制，連續(xù)生產(chǎn)較易，所以酯交換法應(yīng) 用最廣。目前，世界上多數(shù)工廠仍以此法為主，后兩種制法是近年來發(fā)展起來的 新合成方法。合成路線PET可由單體對(duì)苯

25、二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）經(jīng)縮聚反應(yīng)而成。工業(yè)生 產(chǎn)中，按其合成路線可分三種。（1）直縮法PTA與EG直接酯化生成對(duì)苯二甲酸二乙二醇酯（或稱對(duì)苯二甲酸雙羥乙酯，簡(jiǎn) 稱BHET），再由BHET經(jīng)縮聚反應(yīng)得PET，其反應(yīng)如下：此法是先直接酯化再縮聚，故稱直縮法。用高純度的對(duì)苯二甲酸與乙二醇反應(yīng)， 可省去對(duì)苯二甲酸二甲酯的制造和精制及甲醇的回收，因而成本有所降低。1956 年開始研究此法，于1963年開始工業(yè)化生產(chǎn)。對(duì)苯二甲酸與乙二醇的混合物不象對(duì)苯二甲酸二甲酯與乙二醇的混合物，后 者為一均勻溶液，前者為漿狀物。要將這種漿狀物混合均勻并加熱反應(yīng)很困難的， 且在高溫下PTA易升華，不但反應(yīng)速度緩

26、慢，還易產(chǎn)生醚化反應(yīng)。為使?jié){狀物混 合良好，往往加入過量的乙二醇，這樣又會(huì)加速醚化反應(yīng)，結(jié)果使所得聚合物質(zhì) 量低劣。因而直接酯化法的關(guān)鍵在于：解決漿狀物的混合問題；提高反應(yīng)速度， 使其達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的要求；抑制醚化反應(yīng)。（2）酯交換法早期生產(chǎn)的單體PTA純度不高，又不易提純，不能由直接法制得質(zhì)量合格的 PET。因而將純度不高的PTA先與甲醇反應(yīng)生成對(duì)苯二甲酸二甲酯（DMT），后者 較易提純。再由EG與高純度的DMT （N99.9%）進(jìn)行酯交換反應(yīng)生成BHET，隨 后縮聚成PET，其反應(yīng)如下：（DMT）（DMT）（EG）因合成過程中必須經(jīng)過酯交換反應(yīng)，工業(yè)中稱此法為酯交換法。BHET合成是在催化劑

27、存在下進(jìn)行的，催化劑多為乙酸鋅、乙酸錳或乙酸鉆， 或者與三氧化銻混合使用，催化劑用量為0.01%0.05%(DMT重)。在生產(chǎn)中，先將乙二醇加入溶解釜中，然后加入DMT，EG： DMT=1： 2.5 (mol)， 溶解溫度為150160C，EG過量可促使酯交換反應(yīng)進(jìn)行完全。當(dāng)物料完全溶解 后用泵溶液輸送至酯交換釜，同時(shí)加入催化劑。加料完畢后升溫到180190C， 甲醇在170C左右開始蒸出。在酯交換過程中應(yīng)通入氮?dú)獗Ｗo(hù)以防止氧化。當(dāng)甲 醇餾出量為理論的85%95%時(shí)，就可認(rèn)為酯交換反應(yīng)完畢，時(shí)間約為36小 時(shí)。當(dāng)溫度上升到260280C時(shí)即達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)。環(huán)氧乙烷加成法因?yàn)橐叶际怯森h(huán)氧乙烷制成的

28、，若由環(huán)氧乙烷(EO)與PTA直接加成得 BHET，再縮聚成PET。這個(gè)方法稱為環(huán)氧乙烷法，反應(yīng)步驟如下：(PTA)(EO)此法可省去由EO制取乙二醇這一個(gè)步驟，故成本低，而反應(yīng)又快，優(yōu)于直 縮法。但因EO易于開環(huán)生成聚醚，反應(yīng)熱大(約100kJ/mol)，EO易熱分解，又 EO在常溫下為氣體，運(yùn)輸及貯存都較困難，故此法尚未大規(guī)模采用。在三種合成路線中，酯交換聚酯法和直接酯化法現(xiàn)在依然是合成聚酯的兩大圖1酯交換和直接酯化聚酯法工藝路線的生產(chǎn)2.2工藝流程設(shè)計(jì)PET生產(chǎn)的工藝流程可分為間歇法、連續(xù)法和半連續(xù)法。間歇法比較簡(jiǎn)單， 主要是一個(gè)酯化（或酯交換）反應(yīng)器及一個(gè)縮聚反應(yīng)器組成；而連續(xù)法，則由

29、很 多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)而成，最終產(chǎn)品PET可連續(xù)不斷地送去鑄帶、切拉，或直接紡絲。 連續(xù)式所得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，適合大批量生產(chǎn)。我國(guó)幾個(gè)大的石化公司如：上海金 山石化公司、北京燕山石化總公司等均采用連續(xù)縮聚。也有人研究并開發(fā)了半連 續(xù)法，即在酯化和縮聚兩個(gè)過程之間設(shè)一個(gè)中間貯存糟，酯化后得到的BHET可 存放于此槽中，定時(shí)定量的送入間歇縮聚反應(yīng)器中進(jìn)行縮聚。一個(gè)中間槽可配幾 個(gè)縮聚反應(yīng)器，故此法適宜生產(chǎn)多品種PET的需求。連續(xù)縮聚一般可分為三段：第一段是除去酯化或酯交換反應(yīng)中多余或產(chǎn)生的乙二醇； 第二段是低聚合度物料縮聚，這時(shí)物料黏度較低，設(shè)備可以用釜式、塔式（容量 板塔）和臥式反應(yīng)器，設(shè)備容量較大，

30、要求物料接觸充分，加熱均勻，不堵塞、 不返料，采用二級(jí)蒸汽噴射泵抽真空，一般稱這一階段為預(yù)縮聚。遼寧石化總公 司的預(yù)縮聚結(jié)構(gòu)較特殊，有12塊塔板，塔板上有熱油盤管，加熱均勻，無返料， 副反應(yīng)少；第三段是在高真空下進(jìn)行的縮聚，稱后縮聚，此時(shí)進(jìn)入后縮聚釜的物 料黏度較大（反應(yīng)后期已達(dá)200Pas以上），設(shè)備的結(jié)構(gòu)較新，以利于小分子副 產(chǎn)物排除。盡量使物料呈活塞流動(dòng)，不發(fā)生返混現(xiàn)象。防止物料滯留、局部過熱降解，影響產(chǎn)品質(zhì)量?？s 聚釜的形式很多，常見的有盤環(huán)式、鼠籠式、螺桿反應(yīng)式等。物料用泵強(qiáng)制輸送，采用四、五級(jí)蒸汽噴射泵抽真空。間歇縮聚間歇縮聚的工藝流程比較簡(jiǎn)單，只有一臺(tái)縮聚釜。酯交換結(jié)束后的物料

31、（BHET）用氮?dú)鈮喝肟s聚釜，在低真空下（40mmHg）進(jìn)行前縮聚，然后在高真空 下進(jìn)行后縮聚?？s聚結(jié)束后由氮?dú)鈱⑽锪蠅撼?，鑄帶、冷卻、切粒及干燥，最后得粒狀產(chǎn)物。2.3工藝參數(shù)的選擇催化劑為了加速BHET的縮聚反應(yīng)，常須加入催化劑。對(duì)催化劑的要求應(yīng)為：有較 強(qiáng)的催化作用；不催化副反應(yīng)及PET的熱降解反應(yīng)；能很好地溶解于PET中，且 不使PET著色。在PTA與EG直接酯化中所用催化劑，如醋酸鉆、鈣、鋅等化合物雖然對(duì)BHET 的縮聚反應(yīng)也有催化作用，但他們?cè)诟邷叵聟s能使PET加速熱降解，自身又能被 產(chǎn)生的羧基抑制而“中毒”失去催化效用。經(jīng)過大量的篩選和研究，至今找到的 最合適的BHET縮聚催化劑

32、是SbO。由動(dòng)力學(xué)研究測(cè)知，SbO的催化活性與反應(yīng)2 32 3中羥基的濃度成反比。在縮聚反應(yīng)的后期，PET分子量上升，羥基濃度下降，使 得SbO的催化活性更為有效。SbO的用量一般為PTA質(zhì)量的0.05%，或DMT質(zhì)2323量的 0.03%0.05%。因Sb2O3溶解性稍差，近年來有采用溶解性好的醋酸銻，或熱降解作用小的 錯(cuò)化合物，也有用鈦化合物的。穩(wěn)定劑為了防止PET在合成過程中和后加工熔融紡絲時(shí)發(fā)生熱降解（包括熱氧降 解）常加入一些穩(wěn)定劑。工業(yè)上最常用的是磷酸三甲酯（TMP）和亞磷酸三苯酯 和磷酸三苯酯。尤其是后者效果更佳，因?yàn)樗€具有抗氧化作用。對(duì)穩(wěn)定劑的作用有兩種觀點(diǎn)；一種認(rèn)為是封鎖端

33、基的作用，防止PET降解； 另一種認(rèn)為是穩(wěn)定劑能與直接酯化過程中的催化劑金屬醋酸鹽相互結(jié)合，抑制了 醋酸鹽對(duì)PET熱降解反應(yīng)的催化作用。穩(wěn)定劑用量越高，即PET中含磷量越高，其熱穩(wěn)定性也越好。但是穩(wěn)定劑可 使縮聚反應(yīng)的速度下降，在同樣的反應(yīng)時(shí)間下所得PET的分子量較低，即對(duì)縮聚 反應(yīng)有遲緩作用，工業(yè)生產(chǎn)中必須考慮這個(gè)副作用。穩(wěn)定劑用量一般為PTA的1.25%（質(zhì)量），或DMT的1.5%3%（質(zhì)量）?？s聚反應(yīng)的溫度與時(shí)間縮聚時(shí)產(chǎn)物PET的分子量（即n）與反應(yīng)溫度及時(shí)間的關(guān)系（見圖2）所示。從圖中可看到每一個(gè)反應(yīng)溫度下，n值都出現(xiàn)一個(gè)高峰。說明縮聚時(shí)既有 使分子鏈增長(zhǎng)的反應(yīng)，同時(shí)存在有使分子鏈斷裂

34、的降解反應(yīng)。反應(yīng)開始時(shí)，由低 聚物縮聚成較大分子的反應(yīng)為主，待PET分子增大后，裂解反應(yīng)起主要作用。反 應(yīng)溫度較高時(shí)，反應(yīng)速率較快，故n到達(dá)極大值的時(shí)間較短，但高溫下熱降解 嚴(yán)重，此極大值較低。在生產(chǎn)中必須根據(jù)具體的工藝條件和要求的黏度值來確定 最合適的縮聚溫度與反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)黏度達(dá)到極大值后，應(yīng)盡快出料，避免因出料 時(shí)間延長(zhǎng)而引起分子量下降。圖2 PET的n與縮聚反應(yīng)溫度及時(shí)間的關(guān)系縮聚反應(yīng)的壓力因?yàn)锽HET縮聚反應(yīng)是一個(gè)平衡常數(shù)很小的可逆反應(yīng)，為了使反應(yīng)向產(chǎn)物PET生 成的方向移動(dòng)，必須盡量除去EG，也就是說反應(yīng)過程中需要抽高真空。圖3指 出不同壓力下PET的n與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系?？芍?85

35、C下反應(yīng)時(shí)，壓力越低， 可在較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)獲得較高的n值1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 時(shí)間，h圖3 PET的n與壓力及反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系一般在縮聚反應(yīng)的后階段中可要求反應(yīng)壓力低達(dá)0.1kPa。工業(yè)上常用五級(jí) 蒸汽噴射泵或乙二醇噴射泵來達(dá)到這個(gè)要求。攪拌的影響PET合成時(shí)，必須采用激烈的攪拌，使熔體的氣液界面不斷更新，有利于EG 逸出。在同樣反應(yīng)條件下，攪拌速率越快，獲得的PET分子量越高。在連續(xù)縮聚法中，當(dāng)反應(yīng)處于初縮聚階段，?？刹捎盟皆O(shè)備。黏度不太大 的熔體可在塔內(nèi)的垂直管中自上而下作薄層運(yùn)動(dòng)，以提高EG蒸發(fā)的表面積。當(dāng) 縮聚反應(yīng)進(jìn)行至中、后期，熔體黏度較大，通常采用臥式熔融縮聚釜

36、。臥式熔融 縮聚釜具有橫臥式的中心軸，軸上安裝有多層螺旋片，可推動(dòng)物料前進(jìn)；另有數(shù) 層網(wǎng)片(插在螺旋片間)，可增加EG蒸發(fā)表面。網(wǎng)片旋轉(zhuǎn)時(shí)，網(wǎng)片上的網(wǎng)孔將粘 附有薄膜狀的物料暴露于縮聚釜上半部的空間中，不斷形成新表面，有助于EG 的排除。總之，無論采用哪種攪拌形式，其作用是增加EG的蒸發(fā)擴(kuò)散的表面積，或 減少擴(kuò)散液層的厚度，以加速縮聚反應(yīng)。其他添加劑擴(kuò)鏈劑在縮聚后期，EG不易排除，常可加入二元酸二苯酯(如草酸二苯酯)作為 擴(kuò)鏈劑，可發(fā)生下列反應(yīng)。生成的苯酚易于逸出，有利于大分子鏈增長(zhǎng)。如n=0.5的PET樹脂，加入一 定量的擴(kuò)鏈劑，抽至高真空，在20分鐘左右即可提高至n = 1.0。消光劑由此

37、可以改進(jìn)反光色調(diào)，并具有增白作用。其用量常為PET的0.5%。著色劑有時(shí)可把色料和縮聚原料一起加入反應(yīng)釜中反應(yīng)，可得到顏色較為均勻的有色 PET樹脂，這種方法稱為原液著色。因?yàn)榭s聚反應(yīng)溫度較高，必須采用耐溫型的 著色劑，如酞菁蘭、炭黑及還原艷紫等?？偨Y(jié)影響聚酯反應(yīng)的主要因素有：反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、物料停留時(shí)間、PTA 濃度、EG濃度、催化劑濃度等。（2）在不同反應(yīng)階段，各項(xiàng)影響因素對(duì)最終產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)的影響力度不同，應(yīng) 找出最主要的影響因素加以調(diào)整。（3）對(duì)于最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素，應(yīng)綜合不同反應(yīng)階段一起調(diào)整。（4）酯化反應(yīng)主要受溫度、壓力、停留時(shí)間的影響，僅在后期受EG/PTA摩爾比 的影響。

38、DEG的生成主要是在酯化階段，DEG含量應(yīng)主要從酯化階段入手。預(yù)縮 聚階段端羧基含量高的主要原因與酯化反應(yīng)的酯化率有很大關(guān)系。因此，酯化反 應(yīng)的優(yōu)化非常重要。（5）在參數(shù)優(yōu)化過程中，影響參數(shù)也應(yīng)綜合考慮，在調(diào)整一項(xiàng)參數(shù)的同時(shí)，可 以適當(dāng)調(diào)整其它參數(shù)，以補(bǔ)償因調(diào)整該項(xiàng)參數(shù)對(duì)其它指標(biāo)造成的影響。2.4影響聚酯反應(yīng)的因素2.4.1 EG/DMT 投料比EG/DMT投料比指EG/DMT實(shí)際投入打漿釜的摩爾比。從反應(yīng)機(jī)理中可知，反 應(yīng)生成的BHET可代替EG參加酯化反應(yīng)，同時(shí)在縮聚反應(yīng)中又生成EG，因而理 論上EG/PTA投料比是2。但實(shí)際生產(chǎn)控制在1.11.33為宜。EG/DMT投料比增大，EG加入量

39、增大，從而使酯化反應(yīng)釜中酯化反應(yīng)的副反 應(yīng)一一醚化反應(yīng)增大，最終導(dǎo)致產(chǎn)品熔點(diǎn)下降。此外，酯化分餾柱溫度及柱頂溫 度控制高出正常值范圍，也會(huì)使酯化水中EG含量過高（5%）而影響正常生產(chǎn)。 EG/PTA投料比減小，將導(dǎo)致酯化不完全。未參加反應(yīng)的PTA物料導(dǎo)入縮聚釜后， 由于大分子鏈端基部分大部分為羧基，形成了鏈終止劑，從而不能生成工藝要求 所需的大分子PET。反應(yīng)溫度當(dāng)反應(yīng)溫度過低時(shí)，酯化反應(yīng)停止。大量EG在次溫度下蒸發(fā)（EG沸點(diǎn)為 197C）。在實(shí)際生產(chǎn)中，酯化分餾柱溫度及柱頂溫度超出正常工藝范圍值，會(huì)導(dǎo) 致大量EG蒸出，進(jìn)一步導(dǎo)致EG/DMT摩爾比下調(diào)，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。當(dāng)反 應(yīng)溫度高時(shí)，

40、反應(yīng)速度加快，導(dǎo)致釜內(nèi)生成的水不能及時(shí)蒸出，副反應(yīng)增多，產(chǎn) 品熔點(diǎn)降低，影響后加工染色性能，使色度增加，影響產(chǎn)品外觀。酯化反應(yīng)時(shí)間物料在酯化釜內(nèi)停留時(shí)間一般不宜過長(zhǎng)。反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)增大，熔點(diǎn)下降，色值增大。反應(yīng)時(shí)間過短會(huì)形成釜內(nèi)起壓或?qū)е碌陀诜磻?yīng)溫度而形成 EG蒸出現(xiàn)象。因而反應(yīng)時(shí)間必須按實(shí)際設(shè)計(jì)的工藝要求控制?？s聚反應(yīng)釜的真空度縮聚反應(yīng)的真空階段分兩個(gè)部分即低真空階段和高真空階段。在低真空階段，反應(yīng)物較稀，分子鏈小，真空度上升的速度要均衡，否則會(huì) 使物料大量帶出造成泛液，一般低真空階段控制在30min40min；在高真空階段， 反應(yīng)物料較為粘稠，分子鏈長(zhǎng)，分子之間縮合出EG也越來越

41、少，因此，要從較 粘稠的物料中抽出少的EG，必須使真空度提高。因而在反應(yīng)后期，若真空度達(dá) 不到規(guī)定工藝值，反應(yīng)生成的EG就不能及時(shí)抽出，致使反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，最終影 響產(chǎn)品的黏度與色值?？s聚反應(yīng)溫度縮聚反應(yīng)本身是一個(gè)放熱反應(yīng)，但由于反應(yīng)初期有大量的EG生成，為了使其蒸 發(fā)，需要大量的蒸發(fā)熱，因反應(yīng)放出的熱量不足使大量生成的乙二醇（EG）蒸發(fā)， 故反應(yīng)初期必須對(duì)其加熱。反應(yīng)后期，生成的EG量少，反應(yīng)本身放出的熱量即 可維持反應(yīng)進(jìn)行?？s聚反應(yīng)時(shí)間縮聚反應(yīng)時(shí)間也是影響產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)一一黏度的重要因素。反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，黏度大， 產(chǎn)品聚合度高；但過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致物料在釜內(nèi)熱裂解，端羧基增多，黏度下降，色值 上升。生產(chǎn)中

42、，應(yīng)按工藝要求控制縮聚反應(yīng)時(shí)間。2.5工藝流程圖的繪制及說明2.5.1 PET生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖圖1 PET工藝流程方塊圖生產(chǎn)工藝流程說明EG和DMT以一定的摩爾比(2.2.5:1)配制好的漿料經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入三個(gè)串 聯(lián)的階梯式酯化釜的第一級(jí).Co-Ca催化劑(0.04%)也在此加入.第一級(jí)酯化釜 溫度控制在180-190C,反應(yīng)大約3h,一級(jí)常壓酯交換率為69%-70%。二級(jí)酯交 換反應(yīng)釜溫度控制在200-210C，反應(yīng)3h，常壓酯酯交換率為90%-92%。三級(jí)酯 交換反應(yīng)釜溫度控制在210-215C，反應(yīng)3h，常壓酯酯交換率為97%-98%。由于 酯交換反應(yīng)溫度高，酯交換生成的甲醇夾帶著EG被蒸

43、出反應(yīng)釜，為了保持反應(yīng) 釜的原料配比(EG與DMT摩爾比)不變，甲醇與EG混合蒸汽分別在精餾塔中進(jìn) 行分離。經(jīng)過冷凝器冷凝，回收甲醇。通過酯交換反應(yīng)生成的BHET等物料送入 BHET儲(chǔ)槽，同時(shí)加入消光劑(0.4%)與穩(wěn)定劑(2%)，在此釜中控制溫度230-235C， 攪拌1-1.5h，常壓酯交換率99%.由BHET儲(chǔ)槽出來的物料先后進(jìn)入到縮聚反應(yīng)釜，在抽真空條件下進(jìn)行縮聚 反應(yīng)，得到具有一定聚合度的PET熔體。由縮聚釜蒸出的EG蒸汽經(jīng)過分離出夾 帶的少量低聚物后，進(jìn)入EG洗滌器進(jìn)行冷凝。冷凝下來的EG通過循環(huán)泵冷卻器 冷卻后循環(huán)使用，多余的EG送到EG回收裝置處理。其中第一縮聚釜反應(yīng)溫度控 制

44、在230-235C,在45-50KPa下反應(yīng)1h；第二縮聚釜反應(yīng)溫度控制在270-275C, 在下反應(yīng)；第三縮聚釜反應(yīng)溫度控制在275-280C,在 下反應(yīng)5-6h；最后由縮聚釜出來的熔體PET進(jìn)行后處理得到產(chǎn)品?；厥盏男链家徊糠种苯友h(huán)到酯化部分使用，另一部分需進(jìn)行分餾和催化 加氫處理。生產(chǎn)廢水(COD值7001500mHg/L)用活性污泥進(jìn)行生化處理后再排 放。本工藝流程特點(diǎn)：原料簡(jiǎn)單，工藝流程短，物料循環(huán)使用，生產(chǎn)效率高。第三章物料衡算本工藝的配方如下（以DMT質(zhì)量為參考標(biāo)準(zhǔn)）：DMT 100催化劑 0.04穩(wěn)定劑 2 消光劑 0.5物料配比：DMT： EG=1:2.15 （摩爾比）。采

45、用順流程的計(jì)算順序進(jìn)行物料衡算，該工藝為年產(chǎn)8萬噸PET，開工300天，每天生產(chǎn)24小時(shí)，總損耗為5%。三級(jí)酯交換率分別為70%、92%和98%。一些物質(zhì)的參數(shù)如下表3-1表3-1名稱TPAEG水甲醇BHETDMT相對(duì)分子質(zhì)量166621832254194假設(shè)PET的聚合度為103，鏈節(jié)為162，相對(duì)分子質(zhì)量為20000。具體物料衡算過程如下：PET 熔體=8X 107/ (300X24X0.95) =11695.91 kg/h；故 DMT 投料的摩爾量 n=11695.91/20000X 103=60.23kmol/h；DMT 的投料質(zhì)量為 M=nX194=11685.38 kg/h。3.1

46、酯交換階段第一酯交換器R101物料衡算1010k101.2101.0 一R101101.1DMT： Mdmt=11685.38 kg/hEG:MEG=2.15XnX 62=8028.66 kg/h催化劑用量：M 催化劑=0.04/100X Mdmt=4.67 kg/h合計(jì)：11685.38+8028.66+4.67=19718.71 kg/h1011由于酯交換率為70%，所以生成 BHET 質(zhì)量為：MBHET1=nX0.7X254=10708.89kg/h；生成甲醇的質(zhì)量為：M甲醇nX0.7X2X32=2698.30kg/h；剩余 DMT 質(zhì)量為：M =11685.38X0.3=3505.61

47、kg/h；剩 DMT1剩余 EG 質(zhì)量為：M 剩eg1= (60.23 X 2.15-2 X 60.23X0.7) X62=2800.70 kg/h；因此 101.1 為:M 催化劑+ Mbhet1 + M 剩伽M 剩EG1=17019.87kg/h；為:M 甲醇1= nX0.7X2X32=2698.30kg/h；R101物料平衡驗(yàn)算：總進(jìn)料量=11685.38 +8028.66+4.67=19718 .71 kg/h總出料量二M催化劑+ Mbhet + M剩帥+ M剩eg1+ M甲醇=19718.71 kg/h整理計(jì)算結(jié)果得：皿 MT1表3-2 DMT酯交換法連續(xù)操作物料平衡表單位：kg/h

48、物料名稱進(jìn)料出料DMT11685.383505.61EG8028.662800.70催化劑4.674.67BHET10708.89甲醇2698.30合計(jì)19718 .7119718 .71第二酯交換器R102物料衡算1020+ 102.2催化劑：M 催化劑=0.04/100X Mdmt=4.67 kg/hBHET 質(zhì)量為：MBHET=nX0.7X254=10708.89 kg/h； 102.0 *R102 DMT 質(zhì)量為：M =11685.38X0.3=3505.61kg/h；剩 DMT1EG 質(zhì)量為:M = (60.23X2.15-2X60.23X0.7)X62=2800.70 kg/h；

49、剩EG1合計(jì)：4.67+10708.89+3505.61+2800.70 =17019.87kg/h；1021此階段酯交換率為92%，故又反應(yīng)了 22%。所以又生成 BHET 質(zhì)量為：MBHET2=nX0.22X 254=3365.65 kg/h；又生成甲醇的質(zhì)量為：M甲醇nX0.22X2X32=848.04 kg/h剩余 DMT 質(zhì)量為：M =11685.38X0.08=934.83kg/h；剩 DMT2剩余 EG 質(zhì)量為：M = (60.23 X 2.15-2 X 60.23 X0.92) X62=1157.62kg/h； 剩EG2因此 102.1 為:M 催化劑+ Mbhet1 + Mb

50、het2 +M 剩帥+ M 剩EG2=16171.66/h；為:M 甲醇2= nX0.22X2X32=848.04 kg/hR102物料平衡驗(yàn)算：總進(jìn)料量=4.67+10708.89+3505.61+2800.70 =17019.87kg/h；總出料量二 16171.66+848.04=17019.87kg/h整理計(jì)算結(jié)果得：表3-3 DMT酯交換法連續(xù)操作物料平衡表單位：kg/h物料名稱進(jìn)料出料DMT3505.61934.83EG2800.701157.62催化劑4.674.67BHET10708.8914074.55甲醇848.04合計(jì)17019.8717019.87第三酯交換器R103物

51、料衡算1030中 103.2催化劑：M 催化劑=0.04/100X MDMT=4.67kg/hBHET 質(zhì)量為:MBHET=nX0.92X254=14074.55 kg/h；DMT 質(zhì)量為：M 剩DMT=934.83kg/h；EG 質(zhì)量為:M =1157.62kg/h；剩EG合計(jì)：4.67+14074.54 +934.83+1157.62=16171.66 kg/h；1031此階段酯交換率為98%,故又反應(yīng)了 6%。所以又生成 BHET 質(zhì)量為：MBHET3=nX0.06X 254=917.90 kg/h；生成又甲醇的質(zhì)量為：M甲醇nX0.06X2X32=231.28 kg/h剩余 DMT 質(zhì)

52、量為：M 剩dmt3= 233.71kg/h；剩余 EG 質(zhì)量為：M= (60.23X2.15-2X60.23X0.98) X62=709.51kg/h；剩EG3因此 103.1 為:M 催化劑+ Mbhet總 +M 剩帥+ M 剩EG3=15940.38kg/h；為:M 甲醇3= nX0.06X2X32=231.28 kg/hR103物料平衡驗(yàn)算：總進(jìn)料量=4.67+14074.55 +934.83+1157.62=16171.67 kg/h；總出料量二 15940.38+231.28=16171.67kg/h整理計(jì)算結(jié)果得：表3-4 DMT酯交換法連續(xù)操作物料平衡表單位：kg/h物料名稱進(jìn)

53、料出料DMT934.83233.71EG1157.62709.51催化劑4.674.67BHET14074.5514992.45甲醇231.28合計(jì)16171.6716171.673.1.4 BHET儲(chǔ)槽物料衡算R201.0催化劑：M 催化劑=0.04/100X Mdmt=4.67 kg/hBHET 質(zhì)量為：MBHET=nX0.98X254=14992.45 kg/h；| 201.1DMT 質(zhì)量為：M 剩dMT=233.71kg/h；EG 質(zhì)量為：M 剩EG=709.51kg/h；201.0 ,心。1 _此階段加入穩(wěn)定劑和消光劑，質(zhì)量分別如下：M =0.02M =233.71 kg/h； M

54、=0.005M =58.43 kg/h；穩(wěn)定劑DMT消光劑DMT合計(jì) 4.67+917.90+233.71+709.51+233.71+58.43=2157.32kg/h；假設(shè)此階段酯交換率為99.5%，故又反應(yīng)了 1.5%。所以又生成 BHET 質(zhì)量為：MBHET3=nX0.015X254=229.48kg/h；又生成甲醇的質(zhì)量為：M甲醇3= nX0.015X2X32=57.82kg/h剩余 DMT 質(zhì)量為：M 剩dmt3二 58.43kg/h；剩余 EG 質(zhì)量為：M = (60.23 X 2.15-2X 60.23 X 0.995) X62=597.48kg/h；剩EG3故儲(chǔ)槽中總的物料質(zhì)

55、量為：2157.32-57.82=2099.5 kg/h；BHET 的質(zhì)量為：917.90+229.48=1147.38 kg/h；整理計(jì)算結(jié)果得:表3-5 DMT酯交換法連續(xù)操作物料平衡表單位：kg/h物料名稱進(jìn)料出料DMT233.7158.43EG709.51597.48催化劑4.674.67BHET14992.4515221.93甲醇57.82穩(wěn)定劑233.71233.71消光劑58.4358.43合計(jì)16232.4816232.483.2縮聚階段本工藝采取三級(jí)反應(yīng)釜縮聚，表3-6具體參數(shù)如表4-2：R201R202R203X0.9911P0.960.9840.9901Mr1.051.0

56、261.0099Xn25.062.5103損失1.5%1%0假設(shè)在聚合之前進(jìn)行的脫EG工藝損失物料1.5%,切粒包裝階段損失物料1%。則進(jìn)入聚合釜R201的物料分別變?yōu)椋築HET： M =15221.93 X 98.5%=14993.60 kg/h；1n= M/254=59.03kmol/h；1催化劑：M=4.67X98.5%=4.60 kg/h；2穩(wěn)定劑：M=233.71X98.5%=230.20 kg/h； 3消光劑：M=58.43X98.5%=57.55 kg/h； 4第一縮聚釜R301物料衡算R301.0合計(jì)：M1+ M2+ M3+ M15285.95kg/h；Jk301.2301.0

57、 -R201201.1R301.1由于抽真空會(huì)有部分聚合物被夾帶出，同時(shí)也夾帶出少量的助劑，故n =nX0.985=58.14kmol/h； 1催化劑變?yōu)椋篗 X98.5%=4.53kg/h；2穩(wěn)定劑變?yōu)椋篗3X98.5%=226.75 kg/h；消光劑變?yōu)椋篗4X98.5%=56.69kg/h；聚合反應(yīng)生成 EG 的質(zhì)量：Meg1= n1XPX62=3460.49 kg/h；生成聚合物的質(zhì)量：MpET1= n1XPX254- Meg1=10716.37 kg/h；剩余 BHET 質(zhì)量為：Mbhet1= n1X (1-P) X254=590.70 kg/h； 故 R301. 2 為:3460.

58、49+15285.95X0.015=3689.78 kg/h；R301.1 為：4.53+226.75+56.69+10716.37+590.70=11595.04 kg/h；R301物料平衡驗(yàn)算：總進(jìn)料量=15285.94 kg/h總出料量二 3689.78+11595.04=15285.94kg/h；整理計(jì)算結(jié)果得：表3-7 DMT酯交換法連續(xù)操作物料平衡表單位：kg/h物料名稱進(jìn)料出料EG3689.78催化劑4.604.53BHET14993.60590.70穩(wěn)定劑230.20226.75消光劑57.5556.69聚合物10716.37合計(jì)15285.9515285.95第二縮聚釜R50

59、1物料衡算R501.0進(jìn)料為 201.1=11595.04 kg/h；J501.2此階段物料損失為1%，則：501.0R501501.1n =590.70/254X0.99=2.30kmol/h；*2催化劑變?yōu)椋?.53 X 0.99=4.48kg/h；穩(wěn)定劑變?yōu)椋?26.75 X 0.99=224.48kg/h；消光劑變?yōu)椋?6.69 X 0.99=56.12kg/h；聚合反應(yīng)生成EG的質(zhì)量：Meg2= n2XPX62=140.32kg/h；生成聚合物的質(zhì)量：Mpet2= n2XPX254- Meg434.53 kg/h； 剩余 BHET 質(zhì)量為：Mbhet2= n2X (1-P) X254

60、=9.35kg/h； 故 R501. 2 為:140.32+11595.04X0.01=256.27 kg/h；R501.1 為：4.48+224.48+56.12+Mpet總+9.35=11445.63 kg/h；R501物料平衡驗(yàn)算：總進(jìn)料量=11595.04 kg/h總出料量=256.27+11338.63=11595.04kg/h；整理計(jì)算結(jié)果得：表3-8R501.0酯交換法連續(xù)操作物料平衡表單位：kg/h物料名稱進(jìn)料出料EG140.32催化劑4.534.48BHET590.709.35穩(wěn)定劑226.75224.48消光劑56.6956.12聚合物10716.3711150.09合計(jì)1