聚酯的生产发展性质.doc

聚酯的生产发展性质学生：陈振东 学号：200720201130聚脂,这类我们自己生产的大分子物质,给了我们的生活带来了诸多方便.在衣食住行娱医等方面。我们来介绍它的生产，发展，性质。一，聚酯的生产（1）对二甲苯的生产以芳烃抽提装置生产的液态芳烃(C6C9)为原料，经过分馏、歧化和烷基转移、二甲苯的分离和异构化等四个步骤，获得对二甲苯。1，原料芳烃(C6C9)自芳烃抽提装置进入苯塔，塔上部出苯，釜液入甲苯塔，塔顶出甲苯送歧化和烷基转移工段，釜液进二甲苯塔，塔顶出二甲苯送深冷结晶分离工段，釜液去C9塔，塔顶出C9芳烃送歧化和烷基转移工段。2，歧化是二分子甲苯在一定条件下发生歧化反应，一分子甲苯脱甲基生成苯及甲基，另一分子甲苯烷基化生成二甲苯，这是由甲苯转化为苯和二甲苯的方法。烷基转移是三甲苯和甲苯反应，三甲苯脱掉一个烷基与甲苯发生烷基化反应，得到二分子二甲苯，这是甲苯和三甲苯转化为二甲苯的方法。3，采用深冷分步结晶法和吸附分离法为最多。在深冷结晶分离时，第一段结晶分离的滤饼中含对二甲苯纯度低于90，故在一段分离中主要是提高收率，深冷温度为70，尽量使晶体析出分离。对二甲苯的纯度主要是在第二段将滤饼熔解再结晶时提高，结晶温度为1020，在这个温度范围内，母液粘度降低，晶粒增长，分离容易，所得对二甲苯纯度达99。也有采用模拟移动吸附分离和贵金属临氢异构技术生产对二甲苯的结晶体。 4，异构化是在催化剂存在时，于一定温度和压力下，把含对二甲苯含量少的C8芳烃中的邻二甲苯、间二甲苯和乙苯异构化成对二甲苯。 (2)纯对苯二甲酸的制备 一般采用对二甲苯、混合二甲苯、甲苯和萘等为原料生产PTA。相应的生产方法分别为对二甲苯氧化法、混合二甲苯氧化转位法、甲苯氧化歧化法和苯酐转位法等。 （3）乙二醇的制备EG生产的方法有环氧乙烷水合法、二氯乙烷水解法和甲醛氧化碳合成法。环氧乙烷水合法包括由乙烯直接氧化制得的环氧乙烷以及由乙烯与次氯酸加成生成的氯乙醇，经水合而得环氧乙烷，因此环氧乙烷水合法实际上包括氯乙醇水解法在内。 （4）对苯二甲酸二甲酯的制备 1，对二甲苯合并氧化酯化法 对二甲苯的空气氧化是在醋酸钴和醋酸锰复合催化剂下，分四步进行分段氧化酯化反应:由对二甲苯（PX）氧化成对甲基苯甲酸（PT酸）；对甲基苯甲酸酯化成对甲基苯甲酸甲酯（PT酯）；对甲基苯甲酸甲酯进一步氧化成对苯二甲酸单甲酯（MMT）；对苯二甲酸单甲酯酯化生成对苯二甲酸二甲酯（DMT）。2，连续甲酯化法甲酯化法指对苯二甲酸的甲酯化，可在不同压力、不同温度下进行；酯化反应可使用锌、镉、锰的氧化物为催化剂，也可不使用催化剂。对苯二甲酸、甲醇和催化剂二丁基氧化锡按甲醇：PTA为2.5：l，催化剂：PTA为0.0007：1的重量比配浆，经搅拌均匀的浆料通过预热器进入第一反应器，在280和11.76MPa压力下，反应约1h，转化率为90。3粗对苯二甲酸二甲酯的精制DMT中含有醛、酸、氮、氯、铁及单官能团化合物，会影响成品质量。如含醛、铁杂质，会使聚合物变色；含有单官能团化合物，在缩聚时可封闭增长链，而降低聚合物分子量等等。根据DMT熔点低(140.6)以及溶于乙醇、极易升华等特性，采用的精制方法有：减压蒸馏法、乙醇溶解重结晶法和氢气升华法等，但多采用减压蒸馏法。 4，酯交换法制备对苯二甲酸双羟乙酯和直接酯化法制备对苯二甲酸双羟乙酯在酯交换法制备对苯二甲酸双羟乙酯这个反应中，主要发生酯基交换，即是EG中的羟乙基(CH2CH2OH)取代DMT中的甲基(CH3)，被取代的甲基和EG中的羟基生成甲醇。由于是一可逆反应 ,所以通常向反应体系中加入过量的EG，一般DMT与EG的摩尔比为l：2.12.5，并不断地从反应体系中排除甲醇，以抑制逆反应。由于甲醇沸点(64.7)远远低于EG沸点，而酯交换反应在180200下进行，因此就保证了反应体系中甲醇被迅速蒸发除去，从而使酯交换反应向生成BHET的一方进行。在酯交换反应中，锰、钴、钙、锌、镁等盐类催化剂，催化剂用量一般在0.05%（对DMT）左右。直接酯化的原理，PTA和EG的直接酯化反应，同一般有机酸和醇脱去水分形成酯一样。因为PTA的熔点高于升华温度，不能熔融，而EG的沸点与PTA升华温度相比较低，所以固体PTA在EG沸点下的酯化反应系固液非均相反应 。反应过程中消耗的PTA，由随后溶解的PTA迅速补充，因为反应体系在PTA完全溶解之前溶液中PTA总是饱和状态。为了加快反应速度，常采取提高反应温度，使反应在EG沸点以上进行，并同时加大EG的摩尔比。二，聚酯的发展我国聚酯生产是在自主开发与引进技术相结合基础上发展起来的，到目前为止，我国聚酯工业的发展可分为四个阶段。第一阶段是从五十年代中期开始，我国进行了聚酯合成的研究开发，并于六十年代中期完成了中小规模试验；第二阶段是从1966年起的十年，我国进入聚酯生产工业化的初始阶段，建立了五十多个100500吨/年的DMT、PET以及和PET纤维相配套的小装置，到1976年初PET能力达2.8万吨/年，目前这些小装置已全部停产；第三阶段则从七十年代起，国家开始有计划地引进一批大型PET及其原料的生产装置和技术，截止到1997年,我国PET总生产能力已达283.05万吨/年。其中引进装置43套，总计生产能力254.9万吨/年，占总能力的90.05%。1998年至今,是我国聚酯工业的第四个发展阶段。这一阶段生产能力增长迅速。到2002年实际能力850万吨/年左右。1997到2002年间生产能力年均递增27。这一阶段我国聚酯生产的发展有两个特点，其一是小聚酯发展迅速。到2000年年底，我国小聚酯（指采用间隙工艺生产的聚酯装置）能力已达到280万吨/年，占全国总能力的近三分之一，而1998年这一比例不到10%。其二是外商合资或独资的企业已占有相当地位。据初步统计，目前合资或独资聚酯能力占全国总量的15%。这将对我国的聚酯市场产生深刻的影响。我国近年来我国聚酯供应和需求如下表所示：尽管我国聚酯能力增长很快，但仍不能跟上我国聚酯后加工发展的步伐，19952002年间我国涤纶产量年均增长21.7，高于同期聚酯产量年均增长20.4%的水平，到2002年涤纶生产能力达到1204.5万吨/年，非纤聚酯能力达到120万吨。另一方面，由于我国特种纤用和非纤用聚酯在在质量上与国外相比仍有较大的差距，因此近年来我国聚酯每年都有3040万吨的进口量，2000年进口量则超过50万吨。但最近二年由于国内聚酯产能的迅速增加，进口量有所下降，这二年进口量都在25万吨左右，主要进口的是差别聚酯原料，瓶料进口量迅速下降。三，聚酯的性质 聚酯，一般是由小分子物质通过聚合，缩聚等其他化学反应合成的大分子链的物质，它具有分子量大，分子量分布不均，粘度大等特性。 1、聚酯纤维的形态特征与表面性质 聚酯纤维采用熔体纺丝，截面呈圆形，表面很平整，使纤维相对滑动时接触面积不大，摩擦系数高，纺丝加工中必须添加油剂以控制纤维的动飞静摩擦系数和纤维的导电性能。为改善纤维的可纺性能，还需在纤维上加以适当的卷曲。采用异形喷丝孔还可以生产各种形状的异形或中空纤维，改善涤纶纤维的外观效应与织物风格。涤纶表面与橡胶的粘着力低，为改善涤纶帘子线与橡胶的粘着力，可以做成以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维以改善轮胎帘子线与橡胶的粘着性能。 2、聚酯纤维的吸湿性质与染色性能 聚酯纤维的吸湿性能很差，在标准条件下的回潮率为0.4%一0.5%，相对湿度100时的回潮率为0.60.8，因此干、湿状态下的纤维性能变化不大。由于聚酯纤维没有亲水基团，分子堆砌紧密，因此染料分子很难进入纤维内部，不能采用一般方法进行染色。常规生产的涤改性聚酯，或在聚酯中加入对苯二甲酸钙盐等添加剂，降低摩擦系数，以防止起球，也可以用表面处理提高纤维的抗起球性。 此外还可以通过改性生产抗静电性及防燃性聚酯纤维，例如加入抗静电添加剂可制得抗静电涤纶；采用加入膦-卤素化合物类防燃剂或使用2，5-二氟代对苯二甲酸作为合成聚酯的单体来改进抗燃性。 聚酯则有以下性质1，化学性质 聚酯中含有大量酯基，对于PET