PET生产工艺

3.2.1产品介绍

聚对苯二甲酸乙二醇酯，英文名polyethylene terephthalate(简称PET) 别名：聚对苯二甲酸乙二酯；聚对酞酸乙二酯；的确凉；涤纶；聚乙烯对苯二甲酸酯；达克纶等。大量用作纤维，而工程塑料树脂可分为非工程塑料级和工程塑料级两大类，非工程塑料级主要用于瓶、薄膜、片材、耐烘烤食品容器等。

化学分子结构：

PET 是乳白色或浅黄色、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。PET 有酯键，在强酸、强碱和水蒸汽作用下会发生分解，耐有机溶剂、耐候性好。缺点是结晶速率慢，成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，冲击性能差。一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性，以玻璃纤维增强效果明显，提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。但仍需改进结晶速度慢的弊病，可以采取添加成核剂和结晶促进剂等手段。加阻燃剂和防燃滴落剂可改进PET阻燃性和自熄性。目前，聚酯PET正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷、纸张、木材、钢铁和其他合成材料，聚酯的家庭也在持续扩大。

3.2.2工艺介绍

切片聚酯工艺路线有直接酯化法(PTA法)和酯交换法(DMT法)。目前华润包装采用的PTA法具有原料消耗低、反应时间短等优势，自80年代起己成为聚酯的主要工艺和首选技术路线。

PTA法连续工艺主要有德国吉玛(Zimmer)公司、美国杜邦公司、瑞士伊文达(Inventa)公司和日本钟纺(Konebo)公司等几家技术。其中吉玛、伊文达、钟纺技术为5釜流程，杜邦则开发了3釜流程(目前正在开发2釜流程)，两者缩聚工艺基本相似，区别在于酯化工艺。如5釜流程采用较低温度及压力酯化，

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而3釜流程则采用高乙二醇(EG)/PTA摩尔比和较高的酯化温度，以强化反应条件，加快反应速度，缩短反应时间。总的反应时间为5釜流程10小时，3釜流程3.5小时。目前世界大型聚酯公司都采用集散型(DCS)控制系统进行生产控制和管理，并对全流程或单釜流程进行仿真计算。

企业目前采用的工艺称为直接酯化法，对苯二甲酸与过量乙二醇在200℃下先酯化成低聚合度（如X=1~4）聚对苯二甲酸乙二醇酯，而后在280℃下终缩聚成高聚合度的最终聚酯产品（n=100~200），这一步与间接酯化法相同。随着缩聚反应程度的提高，体系粘度增加。在工程上，将缩聚分段在两反应器内进行更为有利。前段预缩聚：270℃，2000～3300Pa。后段终缩聚：280～285℃，60～130Pa。PTA和MEG按照一定的摩尔比进行配料，再加入事先调配好的各项添加剂等，在浆料釜中搅拌混合均匀，并打入酯化釜进行PTA和EG发生反应，生成单体。单体主要是对苯二甲酸双羟乙酯BHET，有酯化Ⅰ和酯化Ⅱ两个阶段，在预聚和终聚釜中，单体在温度升高，真空度提高的情况下，以及催化剂的参与下聚合形成长链，同时释放EG，则获得了我们所需要的聚合物，之后被送入切粒机，进行水下切粒，经过干燥和过筛后，打入半成品料仓，放置一定时间后，进行固相缩聚系统。

结晶：在一定的温度和风量下，使无定型切片表面有一定的结晶度，以避免粘结。

预加热：切片在氮气（N2）的保护下进一步提温，以获得我们所要求的在固相缩聚反应釜中的反应温度。

固相缩聚：切片在固态下进行缩聚反应，以得到我们所需要的粘度。之后经过除尘器和过滤器，冷却后，进行打包和入库。

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图2-1工艺流程图页脚内容4

3.2.3工艺流程简述

⒈原料贮存及输送

PTA袋装料由防爆气动葫芦吊起，投入到PTA加料料斗，PTA经旋转加料器均匀进入链管式输送器，经水平、垂直链管输送到PTA日料仓内。新鲜EG经过滤器过滤后由卸料泵入贮罐区的EG储槽，再由EG输送泵送到聚酯车间供生产使用。

⒉催化剂、添加剂制备

在催化剂制备槽内加入乙二醇，开动搅拌器，再定量加入醋酸锑，并加热搅拌混合，配制成一定浓度的催化剂溶液，经过滤器过滤后，放入催化剂喂料槽内，由泵定量送至浆料制备槽。为稳定控制反应过程，还须添加稳定剂磷酸为热稳定剂和抗氧剂；蓝色调色剂作为色调改良剂，以改善产品的色相。将磷酸放入桶式加热器内加热后，由桶泵加入计量桶，定量加入制备槽与槽内EG搅拌混合达到设定浓度后，经过滤器过滤后加入贮槽，配制好的溶剂，再由输送泵输送至第二酯化反应釜内。蓝色调色剂和EG按设定浓度在制备槽内与EG搅拌混合后再进入喂料槽贮存，并经输送泵定量供给浆料制备槽内。

⒊酯化工段

⑴浆料制备：PTA由输送装置输送到聚酯大楼的PTA日料仓内，PTA粉料需须经计量装置精确计量，连续进入浆料制备槽内。同时催化剂和EG在催化剂制备槽中预先配制，将PTA、IPA、EG按照计算摩尔比，催化剂、兰剂、DEG和回用EG 被连续地供给浆料制备槽混合，制备好的浆料由浆料泵送入第一酯化反应釜。

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⑵酯化：浆料进入第一酯化反应釜后，PTA和EG反应生成对苯二甲酸乙二酯（BHET）和水，水和蒸发的EG进入工艺塔进行蒸馏分离，部份EG返回酯化反应釜参与反应，水则送往废水预处理进行处理。BHET再由输送泵送入第二酯化反应釜，使酯化反应进一步进行，反应生成的水和蒸发的EG也进入工艺塔。酯化反应过量的EG蒸汽经工艺塔分离后返回酯化系统。

⒋聚合

⑴预缩聚：第二酯化釜内反应后的物料，借助于重力进入预缩聚釜内，在一定温度、压力、停留时间的控制下，进行预缩聚反应，生成低聚物。预缩聚反应时，在真空状态下，预缩聚釜蒸发的不凝气体、EG和低酯物要夹套管进入冷凝器，大部分气体被冷凝下来，随冷凝介质（EG）一起进入浸渍槽内，浸渍槽内的滤网可除去部分低聚物。浸渍槽内的EG过滤后，由EG循环泵输送，循环使用。

⑵终缩聚：由预缩聚釜出来的低聚合度PET物料，经预聚物输送泵输送至圆盘式最终缩聚釜，釜内具有一定的真空度和较高的反应温度，反应生成高聚合度PET，其聚合度通过压力、温度和停留时间的调节达到设定值。最终缩聚釜产生的EG 蒸汽进入冷凝器，在相应分压下大部分被冷凝。不凝的气体、部分EG蒸汽和其他低沸点组份从冷凝器顶部吸入真空系统。

⒌切片输送

熔体出料泵将最终缩聚釜生成的PET熔体经聚合物分配阀分四路通过熔体过滤器过滤后进入铸带切粒装置，熔体条带被冷却水冷却

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