PET合成与生产中反应器的应用.docx

PET合成与生产中反响器的应用

摘要：PTA法合成聚酯过程包括酯化和缩聚两个阶段，每个阶段依据反响程度的不同，可以承受1 3个反响器；依据反响器数量的不同，可以将合成工艺分为三釜流程和五釜流程。杜邦技术承受三釜流程，即酯化釜、预缩聚釜和终缩聚釜。三釜流程的反响均匀性稍逊色，但流程短，可削减设备和管道的数量。从进展上看，三釜

流程更有前程。从工艺对设备要求、不同的反响器构造型式、反响器个数、热媒加热方式、国内的设计和制造加工力量等方面分别对酯化反响器、 缩聚

反响器作剖析，并在此根底上对反响器的配置作推举。

关键词：PET;反响器；酯化；缩聚

引言

PET,即聚对苯二甲酸乙二酯，自50年月工业化大生产以来，最大的用途

是加工成涤纶纤维，其次是包装瓶和薄膜。承受高纯度的对苯二甲酸〔 PTA〕或中纯度对苯二甲酸〔MTA〕与乙二醇〔EG〕直接酯化，连续缩聚成聚酯。 自从1963年开发了PTA法生产PET工业化技术后，PET生产得到了快速的进展，由于PTA法较DMT法优点更多〔原料消耗低；EG回收系统较小；不副产甲醇，生产较安全；流程短，工程投资低，公用工程消耗及生产本钱较低；反响速度平缓，生产掌握比较稳定〕，70年月后期建PET装置纷纷转向PTA法，目前世界PET总生产力量中约75%以上承受PTA法。酯化反响，最终产物PET是经过原料TPA与EG的酯化和缩聚反响生成的。第一步是酯化，TPA和EG生成聚合单体对苯二甲酸乙二醇酯〔BHET〕。在实际操作中，产物则是单体，二聚体，三聚体等的混合低聚物。水是酯化反响的副产物，被分别出系统。缩聚反响，低聚物的混合物随后在加热和催化剂的作用下， 相互间进展缩合聚合，形成长链聚

合物PET，同时生成副产物EG。低聚物熔体的粘度随着聚合反响的进展不断升高。

缩聚反响也是可逆反响，故反响在特别设计的具有很大外表积的真空釜进展，以便于生成的EG能逸出，使聚合反响顺当进展。

酯化反响器

〔主要工艺流程图〕

酯化反响要求肯定温度和压力下进展，但并不需要催化剂。该反响是可逆反

应，故为了使反响能朝着生成低聚物的方向进展，水必需被连续不断的分别出反响系统。

酯化工艺对反响器的要求

酯化过程主要目标是到达缩聚工艺要求的酯化率 ，不同的缩聚工艺对酯化率要求稍有差异(96%98%)。酯化反响是一个可逆平衡反响，在肯定工况条件下存在一个反响所能到达的最高酯化率，即它的平衡酯化率。降低反响压力、增大原料量比，可以提高平衡酯化率，而温度变化对平衡酯化率影响很小。在压力高于常压条件下,平衡酯化率只能到达95%?96%,在反响压力降低到接近常压,平衡酯化率可以提高到97%以上。

酯化过程需要从外界吸取大量热，包括物料的升温，水和乙二醇的蒸发以及酯化反响本身的吸热等。为此要求反响器供给相应热负荷。

在酯化过程，有大量的水和乙二醇从物系中脱除。不同酯化工艺下的蒸发强度

不同,对反响器中蒸发空间大小的要求也不同。高的原料量比、较低反响压力都会使反响器中蒸发强度大大增加。

第一酯化反响器

第一酯化反响器的热负荷大，在需要的热媒流量下，盘管中热媒流速?3m/s,这一流速下盘管的阻力已达?300kPa。由于管道阻力是与流速的平方成正比,所以不宜再通过增加管内流速提高总传热系数。另外，不能无视管外侧液体沸腾蒸发对传热的奉献。酯化反响器搅拌桨首要功能是传热 ，在满足传热要求下，即可满足对搅拌的混合、悬浮功能的要求。鉴于传热阻力主要并不在盘管外侧 ，所以搅拌装置更现实的要求是它的高效，即用较低功率消耗满足工艺要求。

其次酯化反响器

槽式反响器和”外热式”反响器的物料流型都属于”全混釜”，其特点是物料间停留时间的差异大，且反响速率较低。实行串联全混釜方式可以抑制上述弊端。多在其次酯化反响器构造上作文章，使得一个反响器在流型上成为假设干全混釜的串联。一种型式是在搅拌槽中设置套筒，物料流经套筒上的缝隙，依次通过外室、内室。物料进入外室，反响压力降低，平衡酯化率提高，反响推动力增大。进入内室,受盘管加热使物料温度提高，且消光剂参加内室增大物质的量的比，反响速率增加。它的酯化段，包括第一酯化反响器，在流型上成为3个全混釜的串联。

缩聚反响器

H0低聚物的混合物随后在加热和催化剂的作用下，相互间进展缩合聚合，形成长链聚合物PET，同时生成副产物EG。低聚物熔体的粘度随着聚合反响的进展不断升高。缩聚反响也是可逆反响，故反响在特别设计的具有很大外表积的真空釜进展，以便于生成的

H0

缩聚工艺对反响器的要求

缩聚过程主要进展聚合物之间的缩聚反响。缩聚反响也是可