文档介绍：高聚物合成工艺学
PET的合成及生产工艺
摘要:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二
甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成的聚合物,俗称涤纶,简称 PET 或 PETP。聚对苯二甲酸
二乙酯作为纤维原料已有50多年的历史,本文对PET的研究,生产和应用进行了详细的概述,阐述了其在化学工业中的作用和地位。并介绍了PET的制备方法和确定了PET的生产工艺。
关键字:聚对苯二甲酸乙二醇酯苯二甲酸乙二醇直接酯化法
聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET) 化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-,由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。
PET为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物,表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能,长期使用温度可达120℃,电绝缘性优良,甚至在高温高频下,其电性能仍较好,但耐电晕性较差,抗蠕变性,耐疲劳性,耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
该法以高纯PX 为原料,醋酸为溶剂,醋酸钴、醋酸锰为催化剂,溴化氢或四溴乙烷为促进剂,空气作氧化剂,使用大型单台连续搅拌式氧化反应器,使PX在氧化反应器中生成对苯二甲酸粗制品。为了进一步氧化中间产物,缓和主氧化反应器的操作条件,增加产物的收率,减少溶剂的消耗,提高产品质量,使主氧化反应器出来的氧化液进入第一结晶器,同时将占整个气体体积2 %的空气通入第一结晶器中进行二次氧化。结晶分离出的粗对苯二甲酸用水配成约31 %的浆料,经增压、预热后进入加氢反应器。浆料经反应器下部的钯/ 碳(Pd/ C)催化剂床层流到反应器底部的过程中,粗对苯二甲酸中的杂质对羧基苯甲醛在催化剂床层进行动态加氢反应,还原成对甲基苯甲酸。对甲基苯甲酸较易溶于水,在过滤母液时,从系统中除掉。加氢反应器中的浆料经5 级连续结晶、分离洗涤、干燥即得产品TPA。
EG的用量
加入适量的EG,使=~,,以抑制醚化反应。
加入Co、Zn、Mn等金属的化合物可以抑止醚化反应。
2 .催化剂(或引发剂)配制过程
目前世界绝大多数PET聚酯生产装置仍采用锑类的催化剂,锑催化剂用量约占90%,其它还有锗和钛类催化剂,尽管这些锑类催化剂的催化效果很好,但随着人们认识的提高,锑的毒性问题愈来愈受到人们关注。因此近年来PET非锑催化剂研究非常活跃。随着人类对环保的认识和要求的提高,这类催化剂开发将有广阔的前景。
反应采用三氧化二锑作为催化剂,在反映前用160度的高温乙二醇进行溶解,冷却到120度进入反应系统;为保证反应顺利进行,产物品质稳定,用磷酸作为稳定剂,另算也用乙二醇稀释后进入反应系统。反应所需要的热量来源于重油燃烧,燃烧重油给导热油加热,通过管路将一定温度的导热油送入反应系统。
3 .聚合过程
如果采用TPA为原料,PET聚酯聚合物的生产主要有以下两步反应:第一步是PTA与EG进行酯化反应,生成对苯二甲酸乙二酯(BHET);第二步是BHET在催化剂作用下发生缩聚反应生成PET。酯化反应阶段,为了缩短反应时间,酯化反应的反应压力要高于大气压力,反应温度要高于醇的沸点。:1-