1、pet的生產工藝組織與實施的生產工藝組織與實施 目錄目錄 任務點a0601 生產工藝路線選擇； 任務點a0602 生產工藝條件影響因素分析； 任務點a0603 典型設備的選擇； 任務點a0604 生產中安全、環保、節能措施； 任務點a0605 生產工藝流程組織； 任務點a0606 生產操作要點； 任務點a0607 生產中可能出現的故障分析及應對措施。pet生產工藝生產工藝 聚對苯二甲酸乙二醇酯 (pet)為聚對苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚對苯二甲酸二甲酯與乙二醇 酯交換法制成的聚合物，俗稱滌綸，英文名稱 polyethyleneterephthalate，簡稱 pet或 petp。 俗稱滌綸

2、樹脂。他是對苯二甲酸與乙二醇的縮聚物，與一起統稱為熱塑性聚酯，或飽和聚酯。 pet 薄膜的突出性能有阻隔性、力學性能和韌性好， pet 玻璃纖維增強工程塑料的突出性能為力學性能高且受溫度影響小、耐熱溫度高、沖擊強度高、耐摩擦、耐蠕變性好、 剛性大、硬度大及尺寸穩定性好，增強 pet在力學性能、剛性、耐熱性方面都超過增強 pbt，但加工性不及 pbt。產品的應用 pet主要用于纖維，少量用于薄膜和工程塑料。纖維主要用于紡織工業。薄膜主要用于電器絕緣材料，如電容器、電纜絕緣、印刷電路布線基材，電極槽絕緣等。薄膜的另一個應用領域是片基和基帶，如電影膠片、光片、錄音磁帶、電子計算機磁帶等。薄膜也應用于

3、真空鍍鋁制成金屬化薄膜，如金銀線、微型電容器薄膜等。的另一個用途就是吹塑制品，用于包裝的聚酯拉伸瓶。 玻璃纖維增強適用于電子電氣和汽車行業，用于各種線圈骨架、變壓器、電視機、錄音機零部件和外殼、汽車燈座、燈罩、白熱燈座、繼電器、硒整流器等 pet除纖維之外主要用于薄膜和片材、瓶類及工程塑料三大類任務點任務點a0601 a0601 生產工藝路線選擇生產工藝路線選擇目前，世界各國pet生產采用的技術路線主要有3種。 （1）酯交換縮聚法 （dmt法） 采用對苯二甲酸二甲酯（dmt）與乙二醇（eg）進行酯交換反應，然后縮聚成為pet。 1963年以前工業上全用此法生產pet,現在仍為世界各國大量應用。

4、該法主要包括兩步:首先是對苯二甲酸二甲酯(dmt)與乙二醇或1，4-丁二醇在催化劑存在下進行酯交換反應(圖1)。生成對苯二甲酸雙羥乙酯(bhet)或雙羥丁酯，常用的催化劑為鋅、鈷、錳的醋酸鹽，或它們與三氧化二銻的混合物,其用量為dmt質量的0.010.05。反應過程中不斷排出副產物甲醇。第二步為生成的bhet或雙羥丁酯，在前縮聚釜及后縮聚釜中進行縮聚反應(圖2)，前縮聚釜中的反應溫度為270，后縮聚釜中反應溫度為270280，加入少量穩定劑以提高熔體的熱穩定性。縮聚反應在高真空(余壓不大于 266pa)及強烈攪拌下進行，才能獲得高分子量的聚酯。 （2） 直接酯化縮聚法 （pta法） 該法用高純

5、度對苯二甲酸 (tpa)與乙二醇或1,4-丁二醇直接酯化生成對苯二甲酸雙羥乙酯或丁酯,然后進行縮聚反應。該法的關鍵是解決tpa與乙二醇或1,4-丁二醇的均勻混合，提高反應速度和制止醚化反應。與酯交換縮聚法相比,該法可省掉dmt的制造、精制和甲醇回收等步驟，更易制得分子量大、熱穩定性好的聚合物，可用于生產輪胎簾子線等較高質量的制品。但該法對原料tpa的純度要求較高，tpa提純精制費用大。 （）環氧乙烷法 （eo法） 該法直接用環氧乙烷與 pta反應生成對苯二甲酸雙羥乙酯，再進行縮聚反應。其優點是可省掉環氧乙烷合成乙二醇的生產工序，設備利用率高，輔助設備少，產品也易于精制。缺點是環氧乙烷與 tpa

6、的加成反應需在23mpa壓力下進行，對設備要求苛刻,因而影響該法的廣泛使用。日本過去曾用此法進行過生產，但由于此法具有易爆，易燃、有毒等缺點，目前已淘汰。pet生產工藝選取pta法合成聚酯，原因如下： （1）pta法較dmt法優點更多：由于酯交換法中其原料對苯二甲酸二甲酯（dmt）可用較容易的蒸餾和重結晶方法精制，連續生產較易，原料消耗低，eg回收系統較小，不副產甲醇，生產較安全，流程短，工程投資低，公用工程消耗及生產成本較低，反應速度平緩，生產控制比較穩定等，目前世界pet總生產能力中大多采用pta法。 （2）連續化工藝較間歇法工藝優越：產量大、質量好、可直接紡絲、產品成本低，目前已成為pe

7、t生產的主流。化學反應原理：化學反應原理： 酯化時主反應為:（）酯化反應（）酯化縮聚反應: （）縮聚反應(低聚合度):任務點任務點a0602 a0602 生產工藝條件影響因素分析生產工藝條件影響因素分析酯化反應的影響因素酯化反應的影響因素 （1）eg/pta摩爾比的影響 進入第一酯化反應器漿料的eg/pta摩爾比(mr)是控制酯化反應的重要工藝條件。mr的穩定與否直接關系到酯化反應能否穩定進行，進而影響縮聚反應。eg/pta摩爾比過低，漿料粘度大，反應慢而不均，mr過高，則eg的回收量大且不經濟，而且會導致產品中的deg含量升高，產品軟化點和熔點降低，這主要是由于反應物中eg含量過大將加劇de

8、g生成的副反應。因此在滿足各種要求的情況下，應盡量降低eg/pta摩爾比，以免影響產品的品質及增加原料的消耗。 (2)反應溫度的影響 由于酯化反應是一個微吸熱反應，在其他條件一定的情況下，反應溫度在一定范圍內變化對反應平衡的影響不大，但會影響反應速度。提高反應溫度可以加快反應速度。但是，反應溫度不能過高，否則會加劇eg脫水生成deg的副反應。 (3)反應時間的影響 所謂反應時間也就是反應物在反應釜中停留時間，反應時間的長短由反應器的料位高低和系統的產量大小決定。酯化反應的關鍵是要使進入預縮聚前的酯化物的酯化率達到9698%左右，為此必須要有足夠的反應時間，但是反應時間又與反應溫度，eg/pta

9、摩爾比的工藝參數有關。一般來說。在滿足酯化率的情況下，反應時間越短，產品質量越好。 (4)反應壓力的影響 酯化反應可以在常壓或加壓條件下進行。由于eg在常壓的沸點僅為197，而酯化反應的溫度通常控制在240以上，在常壓下反應會造成eg大量蒸發，為此許多裝置都采用加壓的方法，以提高酯化反應體系中eg的濃度，使反應速度提高，酯化時間縮短。但是，隨著反應壓力的升高，酯化物中副產物deg的含量也會增加，而且加壓反應對反應設備方面的要求也更嚴格，給工藝操作也造成一定的困難，同時由于加壓作用也不利于酯化反應產生的水揮發和采出。 (5)酯化水采出狀況的影響 由于酯化反應是一個可逆反應，需要不斷地把反應生成的

10、水從體系中除去，使酯化反應不斷地向正方向進行下去，這樣才能達到所要求的酯化率。如果酯化水不能被及時的除去，那么反應進行到一定階段就會達到平衡狀態，使反應無法進一步進行下去，最終達不到所要求的酯化率。因此，酯化水能否及時地從體系中采出，關系到酯化反應能否順利進行，以及酯化產物的酯化率能否達到要求。同時，酯化水采出量的大小，在一定程度上反映了酯化反應進行的程度。所以，在實際生產中一定要注意酯化水的采出情況是否達到要求，并且此作為酯化反應程度控制的一個輔助手段。 （6）pta顆粒平均粒徑及內在質量的影響 在酯化反應初期，反應體系為固液非均相體系。因此，進入第一酯化反應器的漿料的性質對酯化反應有一定影

11、響。漿料漿化性好，則在相同的摩爾比下漿料粘度較低，而穩定性好的pta配成的漿料不易沉淀結塊，這兩種特性降低攪拌器功率，提高酯化反應速度和反應均勻性以及產品的質量都有實際意義。資料表明，在一定范圍內pta平均粒徑增加，其漿化性和穩定性均有提高，較適宜的pta顆粒的平均粒徑在120130um之間。 pta 的內在質量對酯化反應乃至產品質量也有一定影響。其中，影響較大的有重金屬雜質含量，單官能團雜質含量，含水量等。pta中重金屬雜質主要是指鐵fe，鉻cr, 鈦ti, 鉬mo等。它們不僅會影響產品的色相，而且由于這些重金屬都是pet降解反應的催化劑，在縮聚反應時還會導致pet大分子熱降解。單官能團雜質

12、主要是甲基苯甲酸（pt酸），對羧基苯甲醛(4cba)等。它們只有一個羧基能參加酯化反應，是一種鏈的中止基或封端基，在反應過程中會封鎖端基使其失去活性而中止酯化或縮聚反應。其中，4cba還會影響產品的色相。縮聚反應的主要影響因素 （1）催化劑的影響 縮聚催化劑的種類很多，如銻系，鍺系，鈷系等。銻系催化劑具有較高的活性，尤其是在高粘度階段對副反應的作用較小，常用的有三醋酸銻(sbac3),乙二醇銻（sb2（oc2h4o）3）和三氧化二銻(sb2o3)。若采用三氧化二銻，由于常溫下其在乙二醇中的溶解性較差，易造成反應物中局部催化劑過量，生成高熔點的環狀三聚體，不利于后段紡絲，且使產品白度降低。針對這

13、個問題，可以采用高 13 溫配制的方法配制催化劑，使sb2o3可以充分溶解，基本可以克服這方面問題。一般來說，催化劑在加速主反應的同時，也一定程度地加劇副反應。催化劑的加入量大小對縮聚反應有著重要的影響。若加入量過小則反應速度慢，加入量大則副反應速度也加大，副產品增加，導致產品質量降低。因此，催化劑的加入量應根據系統產量大小以及其他工藝條件的不同，控制在一定適當的范圍內。（2）反應溫度的影響 在一定范圍內升高反應溫度，一方面可以提高反應速度，縮短反應時間。另一方面也可以使反應體系粘度下降，有利于反應體系中eg排除。但是。反應溫度過高，又會促進熱降解和生成環狀齊聚物。聚合物的粘度降加劇，端羧基含

14、量上升，黃度上升。在滿足要求的前提下，反應溫度應控制的低一些為宜。（3）反應壓力的影響 縮聚反應是在真空條件下進行。壓力越小（即真空度越高），eg擴散越容易，因而反應速度越快。但反應壓力又與催化劑加入量有關，催化劑加入量少，則反應壓力低。 （4）熔體層厚度的影響 由于聚酯熔體的粘度很高，所以除依賴高真空外，還要使熔體形成薄的液膜，以利于反應體系中eg的擴散和揮發。通常液膜越薄越好。液膜的厚度決定于縮聚反應器的攪拌器葉片的設計。 （5）反應時間的影響 在縮聚反應過程中，鏈增長反應和熱降解反應同時進行。在反應初期，主要是單體的齊聚物逐漸縮聚成大分子，粘度上升較快。隨著反應的進行，大分子在高溫下開始

15、降解。縮聚和降解兩種反應競爭的結果是使粘度出現最大值。在粘度達到最大值之后，隨著反應時間的延長，粘度反而會下降，因此應合理地控制反應時間。同時。由于降解反應將使產品中端羧基含量增加，在一定反應溫度下反應時間越長，端羧基含量越高。 （6）攪拌速度的影響 攪拌可以使物料的氣液相界面不斷更新。特別是在縮聚反應的后期，通過特殊設計的攪拌器，可以將高粘度的熔體拉成液膜，有利于體系中eg的揮發。一般來說，攪拌速度加快，有利于聚合物的提高。 （7）酯化率對聚合度的影響 對某一特定的聚酯裝置而言，其生產能力已基本確定，縮聚部分對酯化物酯化率的要求也就基本確定。只有控制酯化物的酯化率在一定范圍內，才能保證縮聚部

16、分的生產能力滿足要求。如果酯化率偏低，則在縮聚反應中會因為有較多的帶-cooh的單官能團的分子存在，使大分子鏈的一端被單官能團占據，造成鏈增 14 長停止，最終導致生成的聚酯的平均聚合度偏低，特性粘度下降，嚴重的情況下會使最終產品的粘度達不到生產要求；反之，如果酯化率偏高，則在縮聚部分會因為縮聚反應釋放出來的eg量太多而不能及時從體系中排除，真空度達不到要求，同樣也是造成最終縮聚生成的聚酯的聚合度偏低，特性粘度下降，甚至無法達到生產要求。因此，在生產中要注意控制好酯化物的酯化率在一個適當的范圍內，以滿足生產要求。任務點任務點a0603 a0603 典型設備的選擇典型設備的選擇反應特點對反應器要

17、求所選反應器型式的說明：（1）反應器型式（2）換熱型式（3）換熱介質 均相反應混合效果好 反應溫度較高 傳熱量大夾套+內盤管 導熱油1、反應器 縮聚反應粘度變大 防粘釜、攪拌功率變化pet生產過程中，縮聚和酯化反應溫度均在200300之間，(酯化反應溫度255、聚合反應溫度275)導熱油具有沸點高、蒸汽壓低等特點；且化學穩定定性好，在380以下可長期使用不變質；可燃但無爆炸危險，加熱溫度范圍很廣。加熱均勻，調溫控制溫準確，能在低蒸汽壓下產生高溫，傳熱效果好，節能，輸送和操作方便等。此外，導熱油的黏度較小，傳熱效果較好。在幾乎常壓的條件下，可以獲得很高的操縱溫、冷卻的工藝需求，在同一個系統中用同

18、一種導熱油同時實現高溫加熱和低溫冷卻,降低高溫加熱系統的操縱壓力和安全要求，可以在更寬的溫度范圍內滿足不同溫度加熱、低溫冷卻的工藝要求, 可以降低系統和操縱的復雜性, 省略了水處理系統和設備，進一步提高了系統熱效率，減少了設備和管線的維護工作量。加熱介質 的選用 導熱油項目原料部分酯化部分縮聚部分工作溫度 常溫250-260280-285 工作壓力 常壓0.1-0.2mpa65-75pa物料化學性質pta弱酸性、腐蝕性eg中性弱酸性,、腐蝕性 黏度漸高黏度漸高，高真空，高溫 內 襯 搪瓷搪瓷 材 質 鑄鐵 鑄鐵不銹鋼反應器選擇 間歇操作釜式反應器br 攪拌器選擇攪拌器選擇1、打漿釜、打漿釜結論

19、 采用槳式或框式攪拌器理由 對于固體溶解，除了要有較大循環量外，還要有較強的剪切作用，以促使其溶解，因此開啟式渦輪攪拌最適合。但在實際生產中考慮到造價 、保養、使用等問題，對于一些易溶的塊狀固體如pta則常用槳式或框式。槳式攪拌器槳式攪拌器適用于不需要劇烈混合的場合，例如用于物料的緩慢溶解、將物料保持在懸浮狀態等。框式攪拌器可以看作是漿式攪拌器的變形，二者的區別在于框式攪拌器可使物料作不大劇烈的上下混合，例如用于糊狀物的稀釋、漿狀物的混合和使傳熱加強，以及在生產過程中有沉淀析出于反應釜壁和反應釜底的場合。情景中屬于低粘度液體混合但不需要強烈攪拌，故用槳式或框式。2、酯化釜、酯化釜 采用錨式攪拌

20、或雙層槳式攪拌。采用錨式攪拌或雙層槳式攪拌。理由理由 低粘度均相液體的混合。因反應過程中物料黏度逐漸升高。攪拌操作以低粘度均相液體的混合。因反應過程中物料黏度逐漸升高。攪拌操作以傳熱為主。控制因素為總體循環流量和換熱面上的高速流動，故首選渦輪式。傳熱為主。控制因素為總體循環流量和換熱面上的高速流動，故首選渦輪式。但在實際生產中考慮到造價 、保養、使用等問題，選用錨式。其作用情況大體上與框式攪拌器相同，尤其適用于攪拌粘稠而且有腐蝕性的物料。為了刮除粘著在釜壁上的物料，錨式攪拌器的寬度可以做成幾乎與反應釜的直徑相等。但在一般情況下錨式攪拌器的寬度與框式攪拌器相同，在特殊情況下，錨式攪拌器與反應釜壁

21、的距離可縮小到5毫米左右。3、縮聚釜 采用錨式攪拌。因其物料粘度逐漸升高。2、其他設備裝置1、 打漿工段作給漿泵結論 齒輪泵 選擇低壓式 定義：定義：依靠密封在一個殼體中的兩個或兩個以上齒輪，在相互嚙合過程中所產生的工作空間容積變化來輸送液體的泵。結構組成結構組成三片式：一殼、兩輪、兩蓋齒 型：直齒、斜齒、人字齒工作原理工作原理2、旋渦泵、旋渦泵 備料段作進料泵備料段作進料泵 旋渦泵主要是通過多次連續作功的方式把能量傳遞給液體，所以能產生較高的壓力。在能量傳遞過程中，由于液體的多次撞擊，能量損失較大，泵的效率較低，一般為2050%。旋渦泵只適用于要求小流量（140米3/時）、較高揚程（可達25

22、0米）的場合，如消防泵、飛機加油車上的汽油泵、小鍋爐給水泵等。旋渦泵可以輸送高揮發性和含有氣體的液體，但不應用來輸送粘度大于7帕秒的較稠液體和含有固體顆粒的不潔凈液體。旋渦泵的特點流量小，揚程高，具有自吸功能，可用來輸送粘度小于5度e的無固體顆粒及其類似于水的液體 3 3、分餾塔、分餾塔+ +冷凝器酯化階段冷凝器酯化階段egeg與水的分離與水的分離 分餾塔 根據混合物中各部分沸點不同將其分餾出來的裝置。填料塔具有生產能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優點。 項目中分離任務并不復雜。 故本組選用填料式。采用自然回流。 工作原理 加熱下，醇與水形成共沸物蒸出冷凝分層再分離。 縮聚反

23、應要求高真空，且會有低聚物抽出。因此，采用五級水蒸汽噴射泵。或羅茨-水環組合真空泵。 工作原理：4、抽真空裝置 縮聚階段回收eg用羅茨真空泵羅茨真空泵水環真空泵水環真空泵任務點任務點a0604 a0604 生產中安全、環保、節能措施生產中安全、環保、節能措施1、物料的運輸與儲存安全2、設備的安全問題 3、 工藝安全4、節能環保 危險危險物料物料狀態狀態沸點沸點閃點閃點爆炸極爆炸極限限危險性分析危險性分析工藝、設備安全對策工藝、設備安全對策ptapta固固可能產生易爆可能產生易爆固體粉塵固體粉塵輸送設備電機采用防爆輸送設備電機采用防爆型，惰性氣體保護型，惰性氣體保護egeg液液197.6197.

24、6116116（開（開口）口）丙類火災危險丙類火災危險防爆電機防爆電機bhetbhet液液易燃液體易燃液體防爆電機防爆電機物料物料主要毒害性主要毒害性侵入途徑侵入途徑工藝、設備安全對策工藝、設備安全對策pta接觸會導致接觸會導致皮疹和支氣皮疹和支氣管炎管炎皮膚接觸，呼吸皮膚接觸，呼吸穿好防護服穿好防護服eg引起眼瞼引起眼瞼呼氣呼氣管道輸送管道輸送 1、物料的運輸與儲存安全、物料的運輸與儲存安全 (1)、對苯二甲酸、對苯二甲酸 袋裝產品時采用內襯塑料薄膜的包裝袋，也可以使用不銹鋼槽罐車運輸。裝料前應該檢查槽罐車是否清潔干燥，裝料后進料口應密封并施加鉛封。產品運輸中應防火，防潮，防靜電袋裝產品搬運

25、時應輕裝輕放，防止包裝損壞；槽罐車裝卸時應注意防止靜電產生應存放在陰涼通風，干燥的倉庫內，應該遠離火種和熱源，與氧化劑，酸堿類物品分開放，應防止日曬雨淋，不得露天堆放。對苯二甲酸屬于低毒物，對皮膚和粘膜有一定刺激作用。對過敏性者接觸本品可引起皮疹和支氣管炎，空氣中最高允許濃度為0.1/m，操作人員應穿戴好防護服。 (2)、乙二醇、乙二醇 當不幸沾染上乙二醇時，應脫去污染衣著，用大量的流動清水沖洗；眼睛接觸時，提起眼臉，用流動的清水或者生理鹽水沖洗，必要時及時就醫；不幸吸入時應迅速脫離現場至空氣清新處，保持呼吸道通暢，必要時進行人工呼吸并及時就醫；誤食時，要引用足量的溫水，催吐，洗胃，導瀉，就醫

26、。 因為乙二醇遇到明火高熱或與氧化劑接觸有引起燃燒爆炸的危險，應避免高溫，高壓，明火。同時在生產操作中，應隨時穿戴好防護工具，若出現違歸者，應嚴懲不待。2、設備的安全問題、設備的安全問題 (1)、 因為在生產pet時會使用油系統加熱，所以油系統的安全問題很重要。我們從以下幾個方面進行分析：管道的安裝 選用能承受高壓的管道和附件，一般應超過工作壓力的2倍。 油系統管道應盡量減少用法蘭或管接頭連接。 油系統管道的法蘭連接，禁止使用橡膠或塑料膠片，以及其他不耐油，不耐高溫材料的墊片，應使用耐油和耐高溫在400500的橡膠石棉板作為墊片。 油管道宜集中安裝，盡可能的遠離高溫管道或安裝在熱體下方。 油管道不允許安裝在有明顯震動的地方。 安裝好的油管道系統應該經常經過水壓或油壓試驗，試驗時的壓力應大于正常工作壓力的22.5倍，并仔細檢查有無裂紋和滲漏現象。 中溫中壓以上的機組，在高壓油調節系統中應設防火油門 (2)、其他相關安全及防火措施： 在人員操作單元和儲罐之間盡可能的保持安全距離，