聚酯生产概况涤纶生产工艺路线

聚酯生产概况聚酯是由二元或多元醇和二元或多元酸缩聚而成，在大分子主链上含有酯键的一大类高聚物的总称。涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的一个商品名称。市场上俗称“的确良”或“的确凉”，缩写为PET。第一节涤纶生产的历史一、世界涤纶生产史首次合成涤纶是在1941年。由英国曼彻斯特加尔科印染者协会的温菲尔德和克逊在实验室中用PTA和EG为原料合成。取名“特丽纶”。世界上第一个把涤纶工业化的厂家是美国杜邦公司。杜邦公司从英国加尔科印染者协会购买了专利权，经中试后于1953年建立世界上第一个聚酯工厂，年产1.6万吨PET，产品称为“达克纶”。1961年聚酯纤维的世界产量只有15万吨，到1972年便跃到三大合成纤维（涤纶、尼龙、腈纶）之首，达到251万吨。1979年突破500万吨，1988年上升到810万吨，占合成纤维产量的50%。二、中国涤纶生产历史1958年由上海塑料公司实验室开始研究。1964年上海华侨化工厂首家投产，年产聚酯60吨。1969年岳阳石油化工总厂涤纶厂开始建设，产量0.5万吨。1972年国家批准四个项目：北京燕山石化总公司4万吨/年，上海石化总厂2.5万吨/年，辽阳石化总公司8.67万吨/年，天津石化总厂8.47万吨/年。1978年又批准仪化53万吨/年，上海金山二厂20万吨/年的项目。我国涤纶生产的特点是：起步迟，初期发展速度慢，七十年代末期发展迅速，聚酯产量呈阶梯式增加。但由于大部分聚酯生产装置依靠国外成套引进，成龙配套性差，实际产量与设备的生产能力尚存在相当大的差距。第二节涤纶生产工艺路线一、对苯二甲酸乙醇酯（BHET）的生产BHET的生产方法主要有三种，即酯交换法、直接酯化法和环氧乙烷法，从而形成三工艺路线。1、酯交换法酯交换法是由对苯二甲酸（PTA）与甲醇（MA）反应生成对苯二甲酯（DMT），再由DMT与乙二醇（EG）进行酯交换的到BHET，最后由BHET缩合得到PET。所以也称DMT法。酯交换一般在一个有搅拌器的反应釜中进行，使DMT熔融，EG预热到150℃后加入釜内，DMT：EG=1：2－2.5（摩尔比），催化剂（（at）为醋酸钴，反应温度T=150－240℃，反应时间τ=3-6h，蒸出MA就得到BHET。DMT法开发的原因是，早期PTA的提纯工艺落后，由粗PTA获得精PTA相当困难，但用DMT法可以精制PTA，从而解决了PET生产的原料纯度问题，形成工艺简单、技术成熟的DMT聚酯生产工艺路线。2、直接酯化法直接酯化法是直接用PTA与EG反应生成BHET，中间不需经过DMT这一步的PET生产方法。所以也称PTA法。相比之下，DMT法也称间接法。直接酯化生产BHET的反应方程式为：PET法生产过程：将PTA和EG配制成浆料，放入带有搅拌器的反应釜中，EG用量为PTA的1.2－1.6倍（摩尔比），反应温度220-265℃下适当加压。酯化生成的水及时排出，促使反应顺利进行。为了防止大量DEG（二甘醇）的生成，常使用醚化抑制剂：如Li、Ca、Zn、Co、Mn等金属的醋酸盐或二异丙基胺（DIPA）等。PTA法在1963年由伊文达—埃姆斯公司次在瑞士工业化，成为世界第一套PTA法间歇生产PET装置。1976年吉玛又开发了连续法接酯化缩聚工艺。从此，用PTA法生产PET的工厂大大增加。3、环氧乙烷法环氧乙烷法是PTA与环氧乙烷（EO）进行反应制取BHET的方法。所以也称EO法。EO法由于产品中DEG，TEG(三甘醇）等含量较多，所以工业化很困难。虽在1947年英国ICI公司就开始研究EO法，但直到1967年才被日本几家公司转入工业化设计。目前也只有日本人和东洋纺有这一生产技术，已建成1.2万吨和2.2万吨/年的工厂。EO法的特点：①不用DMT法中的甲醇，安全可靠，工艺简单且收率高;②省去了PTA法中EG原料的合成过程;③可以使用粗PTA，产品BHET容易精制，PET质量与其它方法相近;④用纤维及PTA作原料时，产物无水，甲醇等，不要回收工艺。1970年时世界聚酯生产中PTA法占20%，1983年时则占58%。所以，今后的趋势是PTA法和EO法。二、缩聚BHET缩合后得到PET：缩聚反应可在2-3个釜中完成，温度260-290℃，压力为250-3mbar,反应时间为2-6小时。三、熔体后加工PET熔体的后加工方法：①直接纺长丝或短丝；②直接加工成切片或制膜、片等；③在缩聚成高精度PET。第三节涤纶改性及聚酯新品种一、涤纶的改性改性的方向是对其固有优点没有根本影响的基础上，使涤纶具有天然纤维的优点，如吸湿性、染色性、透气性、抗静电性和阻燃性等。改性的方法有物理改性和化学改性。物理改性是在高分子成型加工的过程中进行，而化学改性则是在高分子合成的过程中进行。二、聚酯新品种——PBTPBT是聚对苯二甲酸丁二酯的缩写。PBT是聚酯产品中仅仅次于PET的一个重要产品，合成方法同PET，其结构式为。由该结构式可知，PBT既有PE的刚性结构，又有尼龙那样的柔性结构