PET生产工艺(PTA法)..ppt

聚酯的生产工艺 PTA法 南京科技职业学院 张裕玲 职业教育高分子材料加工技术专业教学资源库 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 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 直接酯化的反应机理是对苯二甲酸和乙二醇直接进行酯化反应得到对苯二甲酸双羟乙酯 BHET 因为PTA中羧酸对酯化反应的动态平衡具有催化作用不需要外加催化剂 对苯二甲酸与乙二醇直接酯化法 PTA法 从操作方式上看 聚对苯二甲酸乙二醇酯的两种主要生产路线都有间歇操作和连续操作之分 相比较而言 直接酯化法聚酯连续法比间歇法的成本低20 酯交换法聚酯连续比间歇的成本低10 直接酯化的关键 解决浆状物的混合问题 提高反应速度 使其达到工业生产的要求 抑制醚化反应 主要工艺条件 EG PTA 1 3 1 8 1 mol 反应温度 220 250 压力3 4kg cmcm 催化剂 氧化钛 氢氧化钛等 若在高温下 275 反应 也有不用催化剂的 BHET缩聚有以下三个特点 1 平衡常数小 平均为4 9 要除去副产物乙二醇才能得到高聚物 真空 后期绝对压力在266 6Pa以下 2 在缩聚中随着聚合物聚合度的增加熔体的粘度和熔点变化很大 3 添加剂 在BHET缩聚中尚需加入各种添加剂 其作用及要求列于表 连续缩聚一般可分为三段 第一段是除去醇化或酯交换反应中多余或产生的乙二醇 第二段是低聚合度物料缩聚 一般称这一阶段为预缩聚这时物料粘度较低 设备可以用釜式 塔式 容量板塔 和卧式反应器 设备容量较大 采用二级蒸汽喷射泵抽真空 第三段是在高真空下进行的缩聚 称后缩聚 直接酯化聚酯生产工艺直接酯化聚酯生产工艺所用的原料为 对苯二甲酸与乙二醇 其工艺过程包括酯化与缩聚 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 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 3300P