文档介绍：聚酯缩聚的工艺综述
田万学 201013020308
摘要:PTA法合成聚酯过程包括酯化和缩聚两个阶段, 每个阶段根据反应程度的不同,可以采用1~3个反应器;根据反应器数量的不同,可以将合成工艺分为三釜流程和五釜流程。杜邦技术采用三釜流程, 即酯化釜、预缩聚釜和终缩聚釜。
关键词:PET;反应器;杜邦三釜流程;缩聚
引言
酯化反应,最终产物PET是经过原料TPA与EG的酯化和缩聚反应生成的。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。水是酯化反应的副产物,被分离出系统。缩聚反应,低聚物的混合物随后在加热和催化剂的作用下,相互间进行缩合聚合,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应的进行不断升高。缩聚反应也是可逆反应,故反应在特别设计的具有很大表面积的真空釜进行,以便于生成的EG能逸出,使聚合反应顺利进行。
年产量10万吨产量设计计算过程
合作计算过程与陆瑶一起计算。
BHET密度:1680Kg/m 相对摩尔质量:254mol/g
CA,0=1680/254= X0=0 X1=(预缩聚反应程度)
X2= (终缩聚反应程度) kA=/(kmol*h)(反应平衡常数 3
反应速率:
rA(X1)=kACA,0(1-X1)=**(1-)=/(m*h) rA(X2)=kACA,0(1-X2)=**(1-)=/(m*h) 停留时间:
τ1=CA,0(X1-X0)/rA(X1)=*=
τ2=CA,0(X2-X1)/rA(X2)=*=
2222322223
总的反应时间:τ1+τ2=+=
产物质量速率:m=100000*10/(330*24)=12626kg/h
设PET M=20000 n=m/M=12626*10/20000=
设反应比例为nBHET:nPET=1:1 nBHET=
mBHET=M*n=*254=
V0=m/ρ==
VR1=V0*τ1=*=
VR2=V0*τ2=*=114m
V1=VR1/Φ1=
V2=VR2/Φ2=114m3 33 333Φ1=(预缩聚装料系数) 3 Φ2=1(终缩聚装料系数)
第二反应釜的半径为3m.
低聚物的混合物随后在加热和催化剂的作用下,相互间进行缩合聚合,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应的进行不断升高。缩聚反应也是可逆反应,故反应在特别设计的具有很
大表面积的真空釜进行,以便于生成的EG能逸出,使聚合反应顺利进行。
五釜和三釜PET工艺流程的主要特点分别是:(l)三釜流程预缩聚反应器中同时存在真空状态下的醋化反应,优于五釜流程醋化阶段