聚对苯二甲酸丁二醇酯_pbt_合成方法及工艺分析

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1、·138·山东化工SHANDONGCHEMICALINDUSTＲY2014年第43卷聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)合成方法及工艺分析刘建礼，管廷江，刘峰祥，牟少燕(山东潍焦集团工程技术有限公司，山东潍坊262404)摘要:本文介绍了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的主要合成方法及工艺流程，并对各工艺流程中主要反应及关键参数做了简单介绍。关键词:PBT;合成方法;工艺流程;控制参数中图分类号:TQ323．4文献标识码:A文章编号:1008－021X(2014)11－0138－04SyntheticMmethodsandProcessAnalysisofPolybutyleneT

2、erephthalate(PBT)LiuJianli，GuanTingjiang，LiuFengxiang，MuShaoyan(ShandongWeijiaoGroupEngineeringandTechnicalCo．，Ltd．，Weifang262404，China)Abstract:Thisarticledescribesthemainsyntheticmethodsandprocessofthepolyethyleneterephthalate(PBT)andmadeabriefintroductionofeachprocessinthemainreactionand

3、keyparameters．Keywords:PBT;syntheticmethods;process;controlparameters聚对苯二甲酸丁二醇酯简称PBT，与聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)及聚甲醛(POM)统称为五大工程塑料［1］，具有较强的耐热性、耐溶解性，并且具有高的模量和强度，在我国，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)主要应用到汽车、电子产品、光纤护套、薄膜、纺丝、工业设备、照明等领域［2］，随着PBT特性的不断被开发，特别是其改性产品具有优良的电气性能和耐候性而受到市场的广泛青睐。PBT的合成方法主要有以下两种:一种是酯交换法(DMT法)

4、，另一种是直接酯化法(PTA法)［3］。酯交换法是由对苯二甲酸二甲酯(DMT)和1，4－丁二醇(BD)经过酯化反应生成BHBT和甲醇，单体BHBT进一步聚合生成PBT;直接酯化法是由精对苯二甲酸(PTA)与1，4－丁二醇(BD)直接酯化而成，过去由于PTA的纯度达不到直接酯化法的要求而限制了其发展，随着高纯度的PTA的出现和直接酯化高效钛系催化剂的开发，PTA法便逐渐显示出其独特的优越性。相对于DMT法而言，PTA法中THF与H2O易于分离、提纯方便，THF本身也具有较高的经济价值，是制药、溶剂等行业重要原料之一;而DMT法的主要副产物甲醇和THF则难于提纯，经济效益很难提

5、高。相对而言，PAT法较DMT法有较大的优越性。随着近年来，PTA的生产日益增高且纯度也得到了很大提高，PTA法也成了PBT合成的主流工艺方法。1PBT工艺概述山东潍焦集团有限公司6万t/aPBT装置采用德国吉玛直接酯化法生产工艺，以精对苯二甲酸(PTA)和1，4－丁二醇(BD)为原料，将钛系催化剂和PTA浆料加入到酯化釜中，在压力40kPa、温度240℃和搅拌下进行酯化反应，酯化过程中生成的水和副产物THF，经过工艺塔进行分离提纯回收，酯化釜的酯化物通过酯化出料泵输送到预缩聚反应釜，停留约0．75h后输送到终缩聚反应器中，预聚物在100Pa的高真空和245℃下在终缩聚圆盘反

6、应器中继续缩合，使PBT达到所期望的黏度后切粒、干燥、称重包装。粗THF经储罐回收后泵送到THF工艺塔进行精馏分离。其生产工艺流程图如图1、图2所示。收稿日期:2014－10－09作者简介:刘建礼(1987—)，山东潍坊人，工程师，从事化工工艺设计工作。第11期刘建礼，等:聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)合成方法及工艺分析·139·图1PBT生产工艺流程2PBT聚合工艺2．1PBT聚合反应机理图2THF回收工艺流程·140·山东化工SHANDONGCHEMICALINDUSTＲY2014年第43卷(1)酯化反应;(2)缩聚反应;(3)(4)THF副反应生成此外，Pila

7、ti等人［4］通过色谱－质谱联用仪的分析，在反应过程中还有丁醇、1－羟基－丁烯－3、丁二烯、2－甲氧基四氢呋喃、丁二烯、1－羟基－丁烯－2等副产物生成。在(1)中，PTA粉末溶解于BD中，溶解的PTA与BD在高温及钛系催化剂的条件下反应生成BHBT，事实上，酯化反应开始后不久生成一定量的BHBT时，就伴随着(2)反应的发生，在酯化反应后期，单体已基本消失，生成不同聚合度的低聚物。形成的低聚物可以与原料单体相互缩合，也可彼此之间缩合，甚至形成PBT大分子。副产物THF的形成是基于1，4－丁二醇(BD)，水