聚酯装置流程与聚酯生产概述

1、第一章 聚酯装置流程介绍18万吨/年聚酯装置是中国纺织设计院设计的国产化生产线, 在工艺上以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，采用直接酯化连续缩聚的五釜工艺流程,装置设计负荷为日产500吨。该聚酯装置具有单系列生产能力大、生产弹性大、化工料品种少、原料消耗低、三废少等特点。在控制系统上，聚酯装置采用了先进的集中分散DCS控制系统，具有操作控制方便、人机联系好、功能齐全、可靠性高等特点。本聚酯装置置的产品品为半消消光纤维维级聚酯酯熔体及及切片，可可用于直直接纺制制涤纶长长丝或短短纤。聚酯生产装装置包括括主生产产装置和和辅助生生产装置置两大部部分。主主生产装装置包括括以下生生产工序序：

2、（一）PTTA卸料料及输送送（设PPTA库库房两座座，两座座库房面面积共998000m2，贮存存周期约约25天天）（二）浆料料制备（三）酯化化（第一一、二酯酯化及工工艺塔）（四）预缩缩聚（第第一、二二预缩聚聚，预聚聚物过滤滤及输送送）（五）终缩缩聚（终终缩聚、熔熔体输送送及过滤滤）（六）切片片生产、输输送及包包装（七）尾气气淋洗（八）催化化剂制备备（九）消光光剂制备备辅助生产装装置包括括以下部部分：（一）热媒媒站（配配备单台台热负荷荷8000万大卡卡的热媒媒炉三台台，两用用一备）（二）罐区区（设容容积50000mm3的乙二二醇贮罐罐两个，贮贮存周期期约522天；设设容积110000m3的燃料料

3、油贮罐罐两个，贮贮存周期期约322天。）（三）过滤滤器清洗洗（四）化验验室聚酯装置主主工艺流流程图如如下:外购原料PPTA通通过叉车车将PTTA贮存存于PTTA仓库库,人工工将PTTA投入入链板输输送前的的小料仓仓后,用用链板输输送方式式将PTTA送到到聚酯大大楼的日日料仓。另另一主要要原料乙乙二醇贮贮存在罐罐区，用用泵通过过管线送送入车间间。催化化剂三醋醋酸锑（或或乙二醇醇锑）用用桶装、消消光剂二二氧化钛钛用袋装装运入聚聚酯大楼楼四楼。聚酯装置主主要由催催化剂配配制、二二氧化钛钛配制、浆浆料配制制、酯化化、缩聚聚、切片片生产及及包装等等几个工工序组成成。酯化化缩聚设设置了五五个反应应器，其其

4、中两个个是酯化化反应器器，两个个是预缩缩聚反应应器，一一个后缩缩聚反应应器。两两个酯化化反应器器为立式式搅拌釜釜，设内内盘管加加热，两两台反应应器共用用一个分分离乙二二醇和水水的工艺艺塔。第第一预缩缩聚反应应器为立立式槽，不不设搅拌拌装置，用用液环真真空泵产产生真空空。第二二预缩聚聚反应器器和后缩缩聚反应应器为圆圆盘转子子式，两两个反应应器共用用一套三三级乙二二醇蒸汽汽喷射泵泵系统(它用液液环泵作作排气的的)，在在每个缩缩聚反应应器和它它的真空空装置间间设刮板板冷凝器器。在第第二预缩缩聚反应应器和后后缩聚反反应器之之后分别别设有熔熔体过滤滤器。从从终缩聚聚反应器器出来的的熔体每每天3000吨供

5、供应长丝丝八条生生产线，每每天2000吨供供应另外外的长丝丝四条生生产线，其其余大约约有每天天20-400吨熔体体通过水水下切粒粒机生产产半消光光切片，本本装置配配有两台台切粒机机，切出出的切片片通过干干燥装置置后，用用气相脉脉冲输送送方式将将切片送送至切片片料仓，打打包后出出厂。辅助装置有有：热媒媒(HTTM)系系统（主主要由三三台8000万大大卡的热热媒炉组组成）、过过滤器清清洗等辅辅助设施施。本装装置用液液相热媒媒作反应应器等设设备、管管线的加加热和保保温，共共设置了了十一个个二次热热媒回路路，分别别服务不不同的使使用点。聚酯生产中中的每一一段工序序其作用用分别简简要说明明如下：1、浆料

6、配配制原料PTAA自PTTA储存存料仓采采用星型型给料器器出料，通通过振动动筛去除除夹带的的异状物物，质量量流量计计连续计计量后，送送入浆料料调配槽槽。原料料PTAA和MEGG以及催催化剂溶溶液按规规定比例例连续送送入浆料料配制槽槽中，由由特殊设设计的搅搅拌器使使之充分分混合并并配制为为恒定摩摩尔比（MEG/PTA）的浆料，经浆料输送泵连续送入酯化反应器中。2、酯化反反应酯化反应系系统共设设置两台台酯化反反应器。在第一酯化反应器中酯化率可以达到91%；第二酯化反应器后控制酯化率在96.5%左右。通过调节反应器的温度、压力和液位等，可以控制反应酯化率，同时保证装置的稳定运转。两个酯化反应器的汽相

7、物采用一个工艺塔用于乙二醇回收。分离的重组分乙二醇回流到两个酯化反应器中。塔顶轻组分冷凝后，凝液用作塔的回流液，其余作为生产污水送污水预处理系统处理。3、预缩聚聚反应预缩聚反应应系统共共设置两两台预缩缩聚反应应器。第第一预缩缩聚反应应器的操操作压力力控制在在1000mbaar左右右，使用用乙二醇醇蒸汽喷射射泵和液液环真空空泵产生生真空，并并控制第第二预缩缩聚反应应器的操操作压力力在100mbaar左右右。并与与终缩聚聚反应器器共用乙乙二醇蒸蒸汽喷射射泵产生生真空。在预缩聚反应器及其真空设备之间设置刮板冷凝器，采用乙二醇喷淋以捕集汽相中的乙二醇及夹带物。乙二醇凝液收集在液封槽中，以循环冷却水作为

8、冷却介质，通过冷却器降低温度后循环使用。因乙二醇凝液中水含量较高，可送入酯化反应系统工艺塔中进行分离。第二预缩聚反应器采用齿轮泵出料，经预聚物熔体过滤器过滤后送入终缩聚反应器中。4、终缩聚聚反应设置一台终终缩聚反反应器，终终缩聚反反应器中中的操作作压力控控制在11mbaar左右右。通过过控制真真空度使使熔体的的聚合度度达到指指标要求求。为控控制终缩缩聚系统统真空度度，采用用冷冻水水作为乙乙二醇喷喷淋液的的冷却介介质。新新鲜乙二二醇加入入在终缩缩聚反应应器的刮刮板冷凝凝器、乙乙二醇蒸蒸发器和和液环真真空泵组组中。终终缩聚反反应器和和乙二醇醇蒸汽喷喷射泵组组气相凝凝液水含含量较低低，无需需分离即即

9、可直接接回用。该该部分乙乙二醇和和预缩聚聚系统经经工艺塔塔分离后后的乙二二醇混合合，可直直接送到到浆料配配制槽用用作浆料料调配用用。采用用乙二醇醇蒸汽喷喷射产生生真空，用用液环泵泵作为它它的排气气级。通通过调节节补加在在喷射泵泵吸入口口的乙二二醇蒸汽汽量，控控制操作作真空度度。喷射射泵组的的第一级级混合冷冷凝器的的真空度度在6 mbaar左右右，第二二予缩聚聚反应器器的刮板板冷凝器器的未凝凝气引至至这个混混合冷凝凝器。设设置乙二二醇蒸发发器，为为喷射泵泵提供动动力蒸汽汽。5、熔体分分配及切切片生产产聚酯熔体采采用齿轮轮泵出料料和增压压，经熔熔体过滤滤器过滤滤后，通通过特殊殊设计的的熔体分分配系

10、统统，一部部分送熔熔体直纺纺长丝装装置，另另一部分分送切片片生产系系统铸带带切粒。设设置二条条切粒生生产线，当当其中一一台切粒粒机换刀刀维修时时，另一一台切粒粒机可承承担全部部负荷。聚聚酯熔体体从铸带带头挤出出成型，采采用除盐盐水作为为冷却介介质，通通过换热热器冷却却循环使使用。6、切片输输送和包包装设置一条气气力输送送线，采采用密相相输送方方式，将将切片从从接收料料斗输送送到成品品料仓储储存和包包装。设设置切片片料仓二二台，切切片自动动包装系系统一套套。7、乙二醇醇分配及及催化剂剂配制新鲜EG自自原料及及化工料料罐区乙乙二醇储储罐经EEG输送送泵送至至聚酯装装置本系系统，过过滤后分分配至装装

11、置各用用户。乙乙二醇锑锑作为缩缩聚反应应的催化化剂，采采用间歇歇调配方方式，从从供料槽槽连续计计量加入入到浆料料配制槽槽中。8、二氧化化钛配制制二氧化钛是是纤维级级聚酯切切片常用用消光剂剂。将二二氧化钛钛配制成成浓度较较高的消消光剂悬悬浮液，经经研磨机机研磨打打碎聚集集的大颗颗粒后，加加入乙二二醇稀释释到工艺艺要求的的浓度，再再并经离离心机分分离其中中大颗粒粒、过滤滤器过滤滤后，送送入消光光剂供料料槽中，计计量后连连续送入入第二酯酯化反应应器。辅助生产装装置1、PTAA卸料及及输送系系统 根据原料来来源情况况，外购购袋装PPTA采采用叉车车或桥式式吊车卸卸料，并并储存在在PTAA仓库。PTA采

12、用用叉车运运输至卸卸料区，由由防爆电电动葫芦芦吊至PPTA卸卸料口拆拆包卸料料，送至至聚酯装装置PTTA日料料仓储存存。2、过滤器器的清洗洗采用水解法法清洗聚聚酯装置置预聚物物和终聚聚物过滤滤器滤芯芯，既过过热蒸汽汽解聚方方式。过过滤器芯芯先在解解聚槽中中用3110过热蒸蒸汽解聚聚24小小时，然然后是224小时时热碱洗洗，244小时热热水洗，在在用510Mppa高压压水洗，最最后是超超声波处处理，鼓鼓泡检验验。3、一次热热媒系统统（热媒媒站）在三期聚酯酯工程的的热媒站站增设三三台8,0000,0000 kkcall/h热热媒炉，两两用一备备为聚酯酯装置用用户提供供热源。热热媒循环环泵将恒恒定温

13、度度的热媒媒（320）送至至聚酯装装置，使使用后温温度降低低的热媒媒通过循循环管路路回到热热媒站，通通常称该该死循环环系统的的热媒为为一次热热媒。送至聚酯装装置中每每个供热热回路循循环的热热媒称为为二次热热媒。通通过调节节进入每每个二次次回路的的一次热热媒量，可可以控制制二次热热媒的温温度，实实现工艺艺上对每每个设备备不同温温度的要要求。4、原料及及化工料料罐区乙二醇贮罐罐：外购购乙二醇醇采用乙乙二醇槽槽车运输输，经乙乙二醇卸卸车泵卸卸料后，贮贮存于乙乙二醇贮贮槽中。设设置2XX5,0000m33乙二醇醇贮罐二二台，经经乙二醇醇输送泵泵送至聚聚酯装置置各用户户。燃料油贮槽槽：外购购燃料油油采用

14、燃燃料油槽槽车运输输，经燃燃料油卸卸车泵卸卸料后，贮贮存于燃燃料油贮贮槽中。设设置2XX10000m3燃料油油贮罐二二台，经经燃料油油循环泵泵送至热热媒站使使用。5、分析化化验设置分析化化验室，用用于中间间产品和和产品分分析和化化验。分分析化验验项目包包括：特特性粘度度、外观观、熔点点、端羧羧基含量量、色相相、凝聚聚粒子、二二甘醇含含量、二二氧化碳碳含量、灰灰分、铁铁含量、水水分、百百粒量、异异型切片片、粉末末含量，以以及催化化剂和二二氧化钛钛调制液液分析，馏馏出水、熔熔体及循循环乙二二醇等。本装置有以以下几个个工艺特特点：（一）采用用低温工工艺和较较长的停停留时间间。尤其其是使第第一酯化化反

15、应器器达到较较高的酯酯化率，确确保产品品质量和和装置稳稳定运行行。本工工艺的浆浆料摩尔尔比1.08，第第一酯化化反应器器温度在在2600。与高高浆料摩摩尔比(1.992.0)和和高温(2800)的酯酯化工艺艺比较，酯酯化反应应器中乙乙二醇的的蒸汽量量较小，装装置中分分离乙二二醇的工工作负荷荷也较小小，大大大减少了了这部分分的能耗耗。（二）采用用多段圆圆盘式缩缩聚反应应器，并并合理确确定预缩缩聚反应应器和终终缩聚反反应器的的负荷分分配，充充分发挥挥终缩聚聚反应器器圆盘转转子的传传质功能能作用，实实现单系系列较大大的生产产能力。（三）乙二二醇在系系统内全全部内循循环，无无需设置置专用的的乙二醇醇回

16、收设设施。（四）设置置一个工工艺塔并并采用高高效导向向浮阀塔塔，除承承担两台台酯化反反应器气气相物的的分离外外，还在在乙二醇醇全回用用流程中中承担缩缩聚反应应器气相相物的分分离。（五）采用用乙二醇醇蒸汽喷喷射方式式产生真真空，与与水蒸汽汽喷射方方式相比比，能耗耗较低；乙二醇醇的蒸发发潜热是是水的440%，制制作乙二二醇蒸汽汽比水蒸蒸汽的能能耗低。本本装置采采用三级级乙二醇醇蒸汽喷喷射，用用液环泵泵作向大大气的排排气级，与与其它装装置用五五级蒸汽汽喷射相相比较，节节省能量量。在乙乙二醇蒸蒸汽喷射射系统中中，用循循环冷却却水作冷冷却介质质冷却喷喷淋液。而而在水蒸蒸汽喷射射系统中中，要求求在第一一级

17、喷淋淋冷凝将将汽相中中绝大部部分乙二二醇冷凝凝，因此此需要用用冷冻水水作冷却却介质冷冷却喷淋淋液。本本设计采采用乙二二醇蒸汽汽喷射系系统不需需用冷冻冻水作冷冷却（指指17EE03），相相应就节节省了制制备冷冻冻水的能能耗。蒸蒸汽凝液液中含水水量少，经经分离即即可在装装置中循循环使用用；污染染小，避避免了蒸蒸汽喷射射排放凝凝液因含含乙二醇醇等有机机物，而而增大治治理污染染的负荷荷。（六）对真真空系统统的尾气气，采用用喷淋塔塔将尾气气中的有有害物质质喷淋吸吸收，以以减少对对环境的的污染。第二章 聚聚酯生产产基础知知识第一节 基本概概念一、低分子子、高分分子和聚聚合度涤纶分子是是相当长长的链状状分子

18、，在在结构上上是对称称的苯环环结构线线性大分分子。其其分子式式可表示示为：HHOCCH2CH2COOOC6H4C00nCH2CH2OH，因因为分子子结构中中含有酯酯基-CCOO-，故称称为聚酯酯纤维。涤涤纶分子子链通常常由10000个个以上原原子组成成，分子子量在约约为2000000-3300000数量量级，分分子长度度为10000-20000 ，所所以涤纶纶是一种种高分子子物质，和和高分子子物质相相比，对对苯二甲甲酸和乙乙二醇的的分子量量，组成成分子的的原子数数量及分分子长度度都是很很小的，此此类物质质叫做低低分子物物质。涤纶分子之之所以很很长，是是因为具具有重复复单元-CH22CH2COO

19、OC6H4C00-，该单单元在分分子中重重复的个个数n称称为聚合合度。在在化学反反应的不不同阶段段，n可可以为11、2、33，甚甚至数百百数千以以上，反反应程度度越高，nn越大，分分子链越越长。我我厂生产产的聚酯酯其聚合合度一般般在1003左右右。二、粘度、特特性粘度度粘度是用来来量度流流体粘性性大小的的，它的的物理意意义是指指流体内内部摩擦擦力即粘粘性力。在在绝对制制单位中中，粘度度的单位位用泊或或厘泊表表示，国国际单位位中为帕帕斯卡秒(PPaS)。在聚酯生产产中，特特性粘度度是个很很重要的的产品质质量控制制指标。因因为聚酯酯的特性性粘度与与分子量量有直接接关系。在在本装置置中，特特性粘度度

20、以符号号表示，单单位用ddL/gg表示，得得出特性性粘度与与高分子子物质的的分子量量之间有有如下关关系：这里的a和和b为常常数，对对每一聚聚合物和和每种溶溶剂都需需要实验验测定，MMn是某某种聚合合物的分分子量。我我厂生产产的聚酯酯其特性性粘度在在0.6640ddL/gg，数均均分子量量一般在在200000左左右。三、酯化反反应和缩缩聚反应应：酯化反应：缩聚反应：以对苯二甲甲酸和乙乙二醇为为原料生生产涤纶纶聚酯的的化学反反应可表表示为：反应11是有机机酸和醇醇的反应应，由酸酸的羧基基与醇的的羟基相相互作用用生成了了酯基和和水，这这类反应应就叫酯酯化反应应。反应应2是由由一种（或或几种）低低分子

21、物物质（如如对苯二二甲酸乙乙二酯）彼彼此化合合生成一一种高分分子物质质（如聚聚对苯二二甲酸乙乙二酯），同同时还生生成另一一种低分分子物质质（如乙乙二醇）的的过程，此此类反应应就叫缩缩聚反应应。四、酯化率率和缩聚聚转化率率物质在发生生化学变变化时，不不是杂乱乱无章的的，而是是严格遵遵守一定定规律的的，化学学反应的的特征是是生成了了新的物物质。在在化学变变化中，物物质按一一定的数数量关系系进行反反应，生生成一定定量的产产物。化化学计算算中，转转化率是是一个很很重要的的概念，它它定义为为进料或或进料中中某种组组份转为为某种产产物的分分率。通通常要对对以什么么进料为为基准，转转化成什什么产物物加以说说

22、明，不不然结果果就会混混乱。酯化率和缩缩聚转化化率标志志着酯化化反应和和缩聚反反应完成成的程度度。在本本装置中中，将酯酯化率定定义为生生成酯基基的羧基基克分子子数对于于进料PPTA的的羧基克克分子总总数的分分率，将将缩聚转转化率定定义为生生成聚对对苯二甲甲酸乙二二酯所需需要的羧羧基克分分子数对对于进料料PTAA的羧基基克分子子总数的的分率，这这里选择择的基准准均为进进料PTTA，酯酯化产物物为BHHET，缩缩聚产物物为PEET，以以统计反反应前后后羧基克克分子数数的变化化来确定定酯化率率和缩聚聚转化率率，和上上述转化化率的定定义是统统一的。五、催化剂剂在化学反应应中，催催化剂是是一种能能改变反

23、反应速度度，但本本身不参参加化学学反应的的物质。用用于实际际生产的的催化剂剂一般应应具有催催化活性性大，对对副反应应作用小小，使产产品污染染程度小小等优点点。催化化剂的浓浓度要依依各具体体反应而而定。因因为如果果浓度过过小，反反应速度度会很慢慢；如果果浓度过过大，则则副反应应速度也也加大，副副产品增增加，主主产品的的质量降降低。六、压强、绝绝对压、表表压、真真空度涤纶生产过过程中所所处理的的物料，绝绝大多数数是气体体和液体体，气体体和液体体都是能能够流动动的，总总称为流流体。（真空度）流体垂直作作用于单单位面积积上的压压力，称称为压强强。由于于在实际际生产中中，操作作压强的的高低相相差悬殊殊，

24、有的的在正压压下操作作的，有有的在负负压下操操作的，因因此压强强的单位位有多种种，在我我厂常用用的单位位有：公公斤/厘厘米2，巴（bbar）、毫毫米汞柱柱、大气气压等。各各单位之之间的操操作关系系为：（真空度）1巴=1.01997公斤斤/厘米米2=0.98669大气气压=7750毫毫米汞柱柱凡是用绝对对零压（即即绝对真真空）作作起点计计算的压压强称为为绝对压压。由压力表上上表示的的压力读读数叫表表压，它它是被测测量的绝绝对压力力与大气气压压力力的差值值；即P绝=PP大气+PP表。如果流体的的压强低低于大气气压，即即处于真真空或负负压状态态，则在在压力表表上指示示的读数数为真空空度。真真空度与与

25、绝对压压的关系系为：绝绝对压=大气压压真空空度从上式可看看出，真真空度越越大，绝绝对压越越小。第二节 乙二醇醇和对苯苯二甲酸酸的性质质一、乙二醇醇的性质质乙二醇（分分子式为为HOCCH2CH2OH）是是具有甜甜味的粘粘稠性液液体，分分子量为为62，能能以任何何比例溶溶于水，沸沸点1997.44，熔点点-122.6，密度度1.1140-1.11550克/厘米（20时），比热0.561卡/克度（20时），蒸发热208千卡/公斤（190时），闪点116（开口容器）它具有两个碳原子并含有两个羟基（-OH），故称为乙二醇。乙二醇能大大降低水的冰点，这是其重要性质。含40%体积乙二醇的水溶液于-25结冰，

26、而含60%体积乙二醇的水溶液则在于-49结冰，乙二醇的吸水性强，同时也能很好地溶解树酯、染料等有机物。乙二醇的着着火温度度为4110，起火火时可用用火、干干粉等灭灭火。二、对苯二二甲酸的的性质对苯二甲酸酸（ ）系系白色针针状结晶晶体，分分子量1166.13，密密度1.5100克/厘厘米3，比热热0.228733卡/克克度，升升华热223.55千卡/克分子子，熔点点（在封封管中）425，升华点402，能溶于碱溶液，稍溶于热乙醇，微溶于水。对苯二甲酸酸具有羧羧酸的一一般性质质，因此此能和醇醇作用生生成酯，与与碱反应应生成盐盐，其最最低爆炸炸浓度为为0.005克/升。第三节 酯化反反应原理理直接酯化

27、反反应是这这样进行行的：先先将粉末末状的PPTA溶溶解于乙乙二醇中中，已溶溶的PTTA再在在高温下下与乙二二醇发生生酯化反反应，其其反应式式如下：根据对苯二二甲酸的的性质可可知，它它在乙二二醇中的的溶解度度很小，且且无确定定的熔点点，仅在在4022升华，而而乙二醇醇的沸点点为1997.44，大大大低于PPTA的的升华点点，所以以上述反反应体系系属于固固液非均均相体系系，反应应主要只只发生在在已溶解解的PTTA和乙乙二醇之之间，所所以反应应速度很很慢。反应刚开始始时，溶溶液中对对苯二甲甲酸总是是处于饱饱和状态态，反应应速度与与对苯二二甲酸和和乙二醇醇的浓度度无关，一一直向生生成对苯苯二甲酸酸乙二

28、酯酯（BHHET）的的方向进进行。随着反应的的进行，因因为PTTA在反反应混全全物中溶溶解度远远较在纯纯EG中中高，PPTA粒粒子溶解解速度逐逐渐增加加，当PPTA完完全溶解解时，反反应开始始转入均均相酯化化阶段，此此时酯化化率约为为89-911%，反反应速率率将随PPTA和和EG浓浓度的改改变而改改变。另外，在高高温及醇醇基浓度度高的条条件下，还还将发生生两分子子乙二醇醇脱去一一分子水水生成二二甘醇的的副反应应。第四节 对苯二二甲酸乙乙二酯缩缩聚反应应原理缩聚反应是是发生在在乙二醇醇酯基之之间的反反应，即即每两个个乙二醇醇酯基缩缩聚并生生成一分分子乙二二醇，反反应按下下式进行行：所得初步缩缩

29、合物，它它的每个个分子仍仍然具有有活性双双官能团团（乙二二醇酯基基），因因此缩合合反应还还可以继继续下去去。实验验指出，反反应开始始后单体体很快消消失，生生成各种种不同聚聚合度的的低聚物物（聚合合度n为为4以下下的低聚聚体），形形成的低低分子产产物与原原料单体体相互缩缩合，也也可以彼彼此之间间缩合，这这样一直直下去，直直至形成成涤纶大大分子，总总括起来来，可将将反应式式写为：缩聚反应是是个可逆逆反应。从从反应式式可以看看出：反反应中乙乙二醇浓浓度低将将使反应应向生成成高聚物物方向进进行。有有关聚合合度与平平衡常数数、析出出的小分分子乙二二醇浓度度的关系系可用下下式表明明：式中：Xnn为PEET

30、的数数均聚合合度K为平衡常常数nw为体系系中的乙乙二醇分分子数。从这个关系系式可以以看出：聚合度度与K的的平方根根成正比比，而与与nw的的平方根根成反比比。即KK值越大大，或越越小，PPET的的聚合度度就越高高。由于于平衡常常数K是是一定值值，且对对于缩聚聚反应来来讲，KK值很小小，因此此要得到到高聚合合度的聚聚合物，就就要设法法把生成成的乙二二醇尽量量从体系系中排出出，也就就是尽量量减少nnw。在高温条件件下，随随着聚合合物分子子量的增增长。同同时还会会发生可可逆的独独立的热热裂解、热热氧化、线线性高聚聚物环化化等多样样副反应应，结果果生成乙乙醛以及及带有端端羧基的的聚合物物和环状状齐聚物物

31、等，此此外酯化化反应中中产生的的二甘醇醇也会与与酯发生生醚化反反应，生生成醚和和酸。这这些副反反应将导导致聚酯酯分子量量降低，熔熔点下降降和着色色。最终终使纤维维性能恶恶化。聚酯生产过过程中主主要的副副反应有有：（1）醚化化反应： 22HOCCH2CH2OH HOOCH22CH2-O-CH2CH2OH + H2O-OOCCC6H4COOOCH22CH2OH + HOCCH2CH2OH -OOCCC6H4COOOCH22CH2-O-CH2CH2OH + H2O（2）降解解反应： 指指产物中中酯基-COOO-与水水产生水水解反应应及在一一定条件件下与PPTA、EG产生生的酸解解反应和和醇解反反应。

32、（3）熔体体的热降降解和热热氧化降降解：反应后期，高高温下的的产物处处于熔融融状态，具具有发生生热降解解的倾向向，而温温度越高高，停留留时间越越长，这这种热降降解倾向向越大。如如果系统统中泄漏漏进氧气气，则会会发生强强烈的热热氧化降降解，热热氧化降降解和热热降解会会导致分分子结构构发生变变化。（4）链交交换反应应:即高分子缩缩聚物的的端基和和另一高高分子缩缩聚物的的的链节节进行的的链交换换反应。（GM）mm（GGM）nn（GMM）r（GGM）ss 式式中：mm + n = r + ss，GMM为聚酯酯分子链链的基本本链节第五节 聚聚酯装置置的主要要工艺参参数及其其控制在前面两节节中，我我们分别

33、别讨论了了直接酯酯化反应应原理和和缩聚反反应原理理。在生生产过程程中，实实际的化化学反应应并不是是按照先先酯化完完全，再再开始缩缩聚的顺顺序进行行，而是是当酯化化反应一一旦生成成了一定定量的对对苯二甲甲酸乙二二酯后，缩缩聚反应应便与酯酯化反应应同时发发生了，所所以在聚聚酯装置置中很难难明确地地划分酯酯化阶段段和缩聚聚阶段。我我们把在在两个酯酯化釜和和两个缩缩聚釜中中进行的的反应过过程称为为酯化阶阶段，此此时酯化化率约为为97%，缩聚聚率约为为90%，而在在最终反反应器里里进行的的反应过过程称为为缩聚阶阶段。鉴鉴于在反反应过程程中酯化化反应和和缩聚反反应同时时发生，相相应的工工艺控制制就不能能只

34、从一一种反应应出发，而而要结合合两种反反应机理理来考虑虑，当然然在不同同时期两两种反应应的深度度不一，工工艺控制制又要有有所侧重重。下面面就PTTA和乙乙二醇一一次混合合配成浆浆料、经经两段酯酯化、两两段预缩缩聚和最最终缩聚聚生成聚聚酯熔体体的整个个生产过过程谈谈谈其主要要工艺参参数的控控制。一、原料摩摩尔比根据PTAA和乙二二醇直接接酯化原原理，提提高乙二二醇的浓浓度，酯酯化率和和反应速速率都会会加大，同同时也会会使生成成二甘醇醇的醚化化副反应应的速率率增大，为为了抑制制由于乙乙二醇浓浓度过高高而引起起的醚化化副反应应，通常常将第一一酯化釜釜中的EEG和PPTA之之比控制制在1.3-2，加加

35、料摩尔尔比则控控制在11.088左右。不不足部分分靠把酯酯化釜中中蒸出的的乙二醇醇-水气气相混合合物分离离而得到到的EGG重新返返回酯化化釜来补补充，从从而使乙乙二醇的的耗用量量得到减减少。二、温度控控制在反应初期期，反应应体系属属非均相相体系，此此时提高高温度有有利于PPTA的的分散和和溶解，促促进反应应体系均均匀化。实实验表明明：温度度每升高高1，反应应速率大大约可以以增加一一倍。但但是生成成二甘醇醇的副反反应速率率也有相相应程度度的提高高。对缩聚反应应来讲，提提高反应应温度可可加快反反应速度度，有利利于乙二二醇的排排除，促促使反应应向生成成物方向向进行，缩缩短缩聚聚时间，但但温度过过高会

36、使使聚合物物发生热热降解，也也易使EEG及BBHETT分子间间发生脱脱水的醚醚化副反反应，影影响涤纶纶树酯的的色泽和和和质量量，故缩缩聚温度度要控制制在PEET的热热降解温温度（2290）以下下。综合上述因因素考虑虑后本装装置各反反应的温温度控制制为：第第一酯化化釜为2260左右，以以后温度度沿各级级逐渐上上升，以以满足缩缩聚反应应的要求求，在最最终缩聚聚阶段，则则将温度度控制在在2844左右。三、压力控控制酯化反应可可在加压压或常压压下进行行。但当当酯化温温度高于于EG在在常压下下的沸点点时，若若在常压压下进行行反应，乙乙二醇就就会大量量蒸发，根根据压力力升高，液液体相应应的沸点点也升高高的

37、原理理，高温温下的酯酯化反应应应在加加压下进进行，这这样液相相中乙二二醇浓度度得到提提高，从从而可加加快反应应应速度度，减少少进料中中乙二醇醇与PTTA的配配比。不不过压力力提高不不利于酯酯化反应应生成的的水的逸逸出，这这就要影影响酯化化率的提提高，因因此要找找一个适适宜的压压力，并并在不同同的酯化化阶段进进行不同同的压力力控制，酯酯化率低低时时使使反应在在较高压压力下进进行，以以提高液液相中乙乙二醇的的浓度；酯化率率高时使使反应在在较低压压力下进进行，以以利于水水的逸出出，进一一步提高高反应度度。对于缩聚反反应而言言，压力力（通常常用真空空度表示示）是其其最重要要的工艺艺参数，因因为在生生产

38、上采采取对反反应体系系抽真空空的办法法来达到到排除体体系中残残留乙二二醇的目目的。如如果真空空度不高高，乙二二醇排除除慢，系系统中残残留乙二二醇就高高，相应应的粘度度就低，同同时还引引起逆反反应应速速度增大大，正反反应速度度减小，反反应时间间处长，热热氧化降降解增多多而使产产品泛黄黄等，因因此，缩缩聚反应应必须在在高真空空下进行行。本聚酯装置置中，第第一酯化化釜的压压力为1180KKPa（绝绝），第第二酯化化釜降低低到222KPaa （表表）,在在第一预预缩和第第二预缩缩过程中中逐渐形形成真空空（0.08-0.16 KPaa左右，绝绝）。这这种采取取不同压压力的控控制方法法符合不不同反应应阶段

39、的的要求，并并能保证证生产的的稳定。如如果在预预缩聚阶阶段立即即形成高高真空，则则会由于于反应混混合液中中低聚物物的蒸发发而造成成设备和和管道的的堵塞，从从而带来来生产的的不稳定定。四、催化剂剂对于酯化反反应来讲讲，可以以用催化化剂，也也可以不不用催化化剂，反反就体系系中来自自PTAA的氢离离子（HH）具有有自催化化作用，加加入催化化剂可以以提高反反应速度度，但了了可能产产生副作作用，如如引起副副反应增增多，使使聚合物物着色等等，本装装置的酯酯化反应应没有采采用催化化剂。缩聚催化剂剂有很多多种，本本装置用用的是锑锑催化剂剂，因为为锑催化化剂具有有很高的的活性，尤尤其是在在高粘度度阶段，对对副反

40、应应的影响响较小。对对于一定定的反应应，催化化剂浓度度了有一一定的值值。提高高催化剂剂浓度可可加快缩缩聚反应应速度，但但浓度过过高也会会使降解解反应速速度加快快，且由由于分散散不均或或沉结结结块在聚聚酯熔体体中形成成局部过过催化，增增加凝聚聚粒子，影影响纺丝丝生产和和纤维质质量。五、消光剂剂由于化学纤纤维表面面光滑，具具有一定定透明度度，所以以在光线线照射下下，因为为反射光光强度很很大而产产生极光光，使纤纤维具有有肉眼看看起来很很不愉快快的强烈烈的光泽泽，若在在纤维中中添加少少量折射射率不同同的物质质，则光光线向不不同方向向进行漫漫射，纤纤维光泽泽就变暗暗，这种种方法称称为消光光，加入入的物质

41、质称为消消光剂。本厂所生产产的涤纶纶长丝、聚聚酯切片片都是加加入了消消光剂的的。所用用的消光光剂为二二氧化钛钛，因为为二氧化化钛的折折射率与与涤纶的的相差较较大，二二氧化钛钛比常见见的合成成纤维树树脂的折折射率高高近2倍倍，其消消光原理理主要利利用了它它的高折折射率，两两者的折折射率之之差越大大消光效效果越好好（锐钛钛型二氧氧化钛：2.555；聚聚酯：11.7225），二二氧化钛钛同时还还具有化化学稳定定性高，不不溶于水水，在高高温下不不起变化化，在后后处理过过程中不不会消失失等优点点。大有有光（也也称其为为“超有有光”）聚聚酯切片片中的二二氧化钛钛含量为为零；“有有光”聚聚酯切片片中的二二氧

42、化钛钛含量为为0.110%左左右；“半半消光”聚聚酯切片片中的二二氧化钛钛含量为为（0.320.003）%；“全全消光”聚聚酯切片片中的二二氧化钛钛含量为为2.44%22.5%。工业二氧化化钛根据据其晶型型结构可可分为锐锐钛型和和金红石石型。金金红石型型晶体结结构紧密密，相对对密度大大，耐候候性好，遮遮盖力高高，着色色力强，但但颗粒硬硬，不容容易分散散，在化化学纤维维纺丝时时容易磨磨损喷丝丝板、切切丝刀，不不宜作化化学纤维维的消光光剂；锐锐钛矿型型比较松松软，白白度白，易易分散，适适宜用作作化学纤纤维的消消光剂。化纤钛白粉粉平均粒粒径一般般在0.35m，粒粒子很细细，表面面积很大大，任何何质量

43、优优越的钛钛白粉在在储运、包包装、堆堆放、和和运输过过程中又又絮凝或或凝聚在在一起形形成大粒粒粒团，在在使用前前一定要要通过研研磨才能能使用，否否则由于于分散性性不好会会造成粒粒子在纤纤维中分分散不均均匀，不不仅消光光效果不不好，甚甚至会出出现毛丝丝、断丝丝现象。二二氧化钛钛经球磨磨分散后后不仅能能使絮凝凝后的二二氧化钛钛重新分分散开来来，而且且可能去去除钛白白粉中可可能夹带带的极微微量大粒粒子（大大于5微微米）。二二氧化钛钛粒子表表面带有有负电荷荷，在溶溶液中由由于相同同电荷电电斥力的的作用使使它保持持稳定分分散状态态，如果果在制造造过程或或于分散散介质中中吸附了了其他离离子，就就会使分分散

44、性能能降低。二二氧化钛钛分散在在树脂中中，其表表面会吸吸附一层层树脂层层，这种种单分子子吸附层层，具有有走向缓缓冲作用用，又称称空间位位阻效应应，也能能起到分分散作用用，使其其保持稳稳定分散散状态。本装置中是是将二氧氧化钛与与乙二醇醇配制成成悬浮液液，经球球磨分散散、离心心、沉降降、过滤滤后再加加入第二二酯化釜釜内室中中的反应应物中。为为了保证证聚酯产产品的可可纺性，也也就是说说聚酯熔熔体或切切片中的的凝聚粒粒子不得得超过规规定指标标，对二二氧化钛钛的粒度度分布有有一定的的要求，对对配制悬悬浮液过过程中的的工艺参参数，如如分散时时间、沉沉降时间间、过滤滤方式等等也有严严格的控控制。本装置设一一

45、套消光光剂配制制系统，每每天制备备一批供供生产所所需。第六节 主要工工艺设备备1、第一酯酯化反应应器 型型式为立立式单室室搅拌釜釜，釜内内设有盘盘管式内内加热器器。为减减少热损损失，增增加加热热渠道，反反应器设设有外部部夹套。为为保证物物料清洁洁，减少少制造成成本及热热阻，内内筒体和和内封头头采用3304LL166Mn复复合钢板板。 夹夹套采用用螺旋盘盘绕的“L”型液相相热媒夹夹套，由由于热媒媒无腐蚀蚀性，故故夹套选选用166MnRR钢板制制造。内内盘管采采用螺旋旋型盘管管，材质质为0CCr188Ni99。搅拌拌器采用用上装式式，桨叶叶靠近反反应器内内筒低部部。由于于轴很长长，轴下下端设有有下

46、稳定定支撑轴轴承。轴轴封采用用双端面面机械密密封，有有独立的的润滑、冷冷却系统统。搅拌拌器选用用防爆电电机驱动动。本反反应器由由国内自自行设计计、制造造，搅拌拌器选用用进口产产品。 22、第二二酯化反反应器 本本反应器器为立式式双筒夹夹套搅拌拌釜，在在圆筒型型立式反反应器内内装有一一圆筒型型隔离筒筒，将反反应器分分为内、外外两室，物物料由外外室入，内内室下部部出。物物料在搅搅拌下进进行反应应，由内内盘管和和夹套进进行加热热与保温温。 搅搅拌桨为为上部安安装，下下部设有有剪切轮轮和稳定定轴承。内内加热盘盘管结构构与第一一酯化反反应器相相同，夹夹套结构构和搅拌拌器密封封结构也也类似。本本反应器器由

47、国内内自行设设计、制制造，搅搅拌器选选用进口口产品。 33、第一一预缩聚聚反应器器 本本反应器器为立式式夹套真真空反应应釜，釜釜内不设设搅拌器器。反应应器设有有“L”型液相相夹套和和螺旋型型液相盘盘管，并并设有分分室圆形形筒将反反应器分分为内、外外两室，外外室安装装螺旋盘盘绕的“L”型夹套套。内室室安装有有螺旋型型盘管。全全部国内内设计、制制造。 44、第二二预缩聚聚反应器器 本本反应器器为卧式式圆盘真真空反应应器，在在夹套式式卧置圆圆筒型反反应器体体内，设设一圆盘盘搅拌系系统。该该系统为为一横向向支承的的主轴，轴轴上用特特殊键固固定多块块圆盘。圆圆盘搅拌拌系统由由特殊的的电机、减减速机驱驱动

48、。轴轴与穿出出的端盖盖间用橡橡胶“J”型密封封装置进进行密封封，以保保持缩聚聚反应器器所需的的真空度度。传动动装置和和密封设设有独立立的润滑滑、冷却却油系统统。除减减速机和和轴承引引进外，其其余国内内设计、制制造。 55、后缩缩聚反应应器 本本反应器器为卧式式双驱动动圆盘反反应器，在在卧置夹夹套式圆圆筒型釜釜体内，放放置纵向向串联的的两根转转动主轴轴，在各各轴上用用键固定定多块圆圆盘。两两根主轴轴在釜内内的轴端端支承在在同一轴轴承座上上。除减减速机和和轴承引引进外，其其余国内内设计、制制造。第三章 聚酯原原辅材料料1、精对苯苯二甲酸酸（puuriffiedd ttereephtthallic

49、accid 简称称PTAA） 分分子量 1666.133 外外观 白色色粉末 酸酸值 67552mg KOHH/g 44-羧基基苯甲醛醛（4-CBAA） 25pppm 对对甲基苯苯甲酸 （PTT酸） 1500ppmm 灰灰分 6ppmm 特特种金属属总量 10pppm（Mo, Cr, Nii, FFe, Mn, Tii, CCo） 铁铁 1ppmm 水水分 0.2wt % 色色相b值 1.66APHHA 55%DMMF色相相 10AAPHAA 粒粒度分布布：2550 mm 3.0wtt % 5000 m 0wtt % 平平均粒径径（中心心值范围围95-1220m） M10m PTA各项项质量指

50、指标对聚聚酯生产产的影响响： 酸值酸值基本上上可以看看作PTTA纯度度的标志志，如果果酸值异异常要进进一步分分析其他他有机酸酸含量，一一般该项项目数值值稳定。 灰份灰份为PTTA和催催化剂中中不可燃燃烧的金金属等无无机化合合物含量量之和，灰灰份过高高时会使使熔体在在纺丝过过程中断断头，使使聚酯生生产中过过滤器寿寿命缩短短和喷丝丝板易堵堵。 铁、特特种金属属含量其含量过大大时影响响所生产产聚酯产产品色相相，这些些金属是是聚酯降降解反应应的催化化剂，使使断链逆逆反应加加速。 4-羧羧基苯甲甲醛（44-CBBA）4-CBAA是PTTA生产产过程中中的中间间产物，其其在聚酯酯生产过过程中会会形成黄黄色

51、共轭轭产物，44-CBBA含量量上升，聚聚酯产品品B值上上升，又又由于44-CBBA一端端有醛基基，会阻阻止聚酯酯链段的的增长，所所以4-CBAA含量上上升，特特性粘度度下降。 水份PTA中的的水份含含量较高高时，使使PTAA结块严严重，潮潮湿的PPTA对对投料工工作造成成不便，容容易在料料仓底部部架桥、震震动筛堵堵塞，致致使配料料中断，严严重时使使PTAA和EGG浆料中中PTAA含量减减少。 对甲基基苯甲酸酸 （PPT酸）PT酸是PPX在氧氧化过程程的中间间产物，也也是对苯苯二甲酸酸在精制制过程中中使4-CBAA氢化的的产物，易易溶于水水，可在在精制过过程中从从PTAA中除去去，具有有单官能

52、能团，会会阻碍PPET链链段增长长，含量量过高时时，会使使PETT特性粘粘度下降降。 色相PTA的色色相与其其所生产产的PEET色相相有直接接关系，PPTA色色相差，在在其他条条件不变变的情况况下，PPTA色色相也差差。 粒径平均粒径：PTAA平均粒粒径小，浆浆料粘度度就大，不不利于浆浆料输送送和增加加搅拌动动力（111TAA01搅搅拌器电电流上升升）；PPTA比比表面积积大，容容易溶解解，反应应速度快快，反之之各项情情况也相相反，所所以要求求PTAA平均粒粒径不要要变化太太大。2、乙二醇醇（ETTHYLLENEE GLLYCOOL 简简称EGG） 分分子量 62.07 外外观 无色色透明粘粘稠液体体 密密度 1.111288-1.11338g/cm33 酸酸值 0.003mgg-KOOH/gg 醛醛（以甲甲醛计） 8ppmm 灰灰分 10pppm 铁铁 0.1ppmm 氯氯化物 0.55ppmm 二二甘醇 0.055wt % 水水份 0.055wt % 色色相 5APPHA 盐盐酸中的的色相 20AAPHAA 馏馏程 初初馏点 1966 终馏馏点1999 紫紫外线透透过率 2220 nm 70wwt % 2275 nm 95wwt % 3350 n