聚酯中二甘醇的影响因素及控制方法

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1、影响PET二甘醇的因素及控制方法上海石化涤纶事业部3#聚酯邬良明摘要：二甘醇（DEG）在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）切片中的含量是PET的重要质量指标，在生产过程中必须严格控制，讨论影响切片中二甘醇含量的各种因素。对于聚酯生产中，二甘醇主要产生于酯化反应这一实际情况，提出要控制二甘醇的含量必须结合生产实际，及时调整摩尔比EG/PTA、酯化温度、酯化压力、停留时间等。关键词：PTA；酯化；温度；压力；二甘醇1前言聚酯生产中，生产原料、生产负荷、工艺参数等因素的变化，均有可能对成品中二甘醇（DEG）的含量造成影响。如控制不当，造成产品DEG波动，会严重影响纤维的染色均匀性。通过DEG对聚酯

2、染色性能的影响机理及影响DEG含量的因素的分析，提高调控水平，确保DEG含量稳定，避免纺丝染色出现明显色差。在聚酯切片生产过程中，DEG的含量是必须严格控制的指标。理论上讲，由于DEG的存在，DEG中醚键加入到聚酯大分子链段中，在一定程度上破坏了聚酯大分子链排列的规整性，从而使链的强度下降。另外，DEG含量的增加也使切片的熔点略有下降。这两方面都造成了切片的成纤性能降低，在纺丝过程中出现断头率高的现象。但另一方面，切片中含有一定量的DEG，有利于纺丝的染色。如果切片中DEG的含量过少，在染色时容易出现着色不均匀。所以聚酯切片中DEG的含量是一个重要质量指标，应控制在一定范围内（国标为不大

3、于1.3%）。2影响聚酯PET中的DEG含量的各种因素及措施2．1摩尔比EG/PTA在聚酯生产中，常常根据生产需要增加摩尔比EG/PTA，这种调整所起的主要作用是：a、增加了游离EG及水的含量；b、加剧了酯化及缩聚系统的EG和水的蒸发量；c、加快了酯化反应的速率，直到酯化反应达到平衡为止；d、中间产品的羧基及最终产品的羧基会明显减少。增加摩尔比EG/PTA在促进了正向反应的同时，副反应也相应加快，乙二醇的醚化生成DEG就是其中之一。产品中DEG的含量与摩尔比EG/PTA的关系见图1。图1产品中w(DEG)与摩尔比EG/PTA的关系从图1中可见：同等负荷下，产品中DEG的含量与进料摩尔比E

4、G/PTA基本上呈线形关系，摩尔比EG/PTA越高，DEG含量越多。而且在不同的生产负荷下，即使进料摩尔比EG/PTA相同，但产品中的DEG含量也不相同。负荷越高，在相同反应条件下，产品中的DEG含量越低。生产中，在保证酯化率的前提下，可以适当降低进料摩尔比EG/PTA或者采取降低酯化反应压力的方法来调整产品中DEG的含量。需要注意的是进料摩尔比EG/PTA不能过低，否则会影响浆料的流动性，导致过料困难，正常的生产就要受到破坏，正常生产时（100%负荷）的摩尔比EG/PTA一般控制在1.6~2.0。2．2PTA原料的质量本装置是从美国杜邦公司引进的三釜流程聚酯装置，为直接酯化、连续缩聚生

5、产技术专利。原料PTA主要由上游PTA装置供应，由于上游氧化装置扩产改造。产量提高了，有一定的不稳定因素，不同阶段生产的PTA在质量上有一定的差别，如粒径分布不同。这样即使在相同的反应条件下，产品中DEG含量也会有所不同。在实际生产中我们发现，使用平均粒径分布小的PTA原料，酯化中DEG含量较低。造成这种差别是由于PTA粒径分布不同而引起PTA配制成浆料的浆化性不同所致。粒径较大的PTA要比粒径较小的PTA在浆化性上差一些。当在相同条件下发生酯化反应时，浆化性好的，酯化反应进行得好，游离的EG相对较少，因此体系中的DEG含量较少。我们认为PTA粒径发生变化时必须相应调整酯化釜的温度和压力

6、。对于粒径较大的，可以采用提高温度并适当降低压力的方法解决。反之，用于调整粒径较小的PTA原料。2．3酯化温度对DEG的影响在整个聚酯生产中，DEG的生成主要集中在酯化反应阶段，尤以酯化为主，大约占DEG总量的70～80%，因此，本文只讨论酯化反应温度对DEG含量的影响。我们知道提高反应温度可以加快酯化反应速度，但同时也可以加快副反应DEG的生成速度。在酯化阶段，体系中EG含量较高，温度的上升使EG醚化的速度大大加快，因此体系中DEG的量也会发生相应的变化。二甘醇的含量与反应温度的关系见图2。图2w(DEG)/%与反应温度的关系由图2可见，在某一摩尔比EG/PTA下进行酯化反应，前期随着

7、温度的上升，DEG的生成量是减少的；但温度继续升高时，DEG的生成量又呈缓慢的上升趋势；当温度再上升时，DEG的生成量迅速增加。另外，配料摩尔比EG/PTA不同时，上述变化起始点的温度也不相同。如：当摩尔比EG/PTA为1.75时，DEG的生成量由下降转为上升的温度为280℃左右，而摩尔比EG/PTA为1.90时，这一转变温度为279℃左右。适当降低摩尔比EG/PTA，可以控制较高温度下进行的酯化反应，使产品中的DEG含量仍不至于太