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1、第2期 聚 酯 工 业·39·PTA法聚酯工艺计算李振俊(辽阳石油化纤公司聚酯厂,111003) 摘要 根据德国吉玛公司的聚酯工艺特点,并结合辽化聚酯厂聚酯装置的生产实际,阐述PTA法聚酯工艺计算的理论基础和实际应用。正确使用聚酯工艺计算有利于聚酯装置的生产控制和工艺参数优化。关键词 PTA 酯化 缩聚 聚酯 工艺计算PTA法聚酯有关工艺计算加以阐述。0前言1 聚酯生产反应机理 辽化聚酯厂引进德国吉玛公司的专利技术,以PTA和EG为原料、Sb(Ac)3为催化剂, 聚酯工艺主要分成酯化反应(主要在前2采用两段酯化、三段缩聚的五釜工艺流程,建成个酯
2、化釜)和缩聚反应(主要在后3个缩聚釜)3条纤维级聚酯生产线,设计能力为20万t/a,两个阶段。相继于1996年8—10月一次开车成功,生产出111 酯化反应优质产品。本文结合4个月的生产技术参数对-2H2OHO—CH2CH2—OH+HOOC—C6H4—COOH+HO—CH2CH2—OHHO—CH2CH2—OOC—C6H4—COO—CH2CH2—OH+酯化反应的主要副反应是过量的EG,在一定温度、压力下,由H作催化剂反应生成DEG。-H2O2HO—CH2CH2—OHHO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH112 缩聚反应—HO—CH2CH2—OH2HO—CH2CH2—OOC—C
3、6H4—COO—CH2CH2—OHHOCH2CH2—OOC—C6H4—COO—CH2CH2—OOC—C6H4—COO—CH2CH2—OH-(n-1)HO—CH2CH2—OHn`CH2CH2OOC—C6H4—COO—CH2CH2—OHc`CH2CH2—OOC—C6H4—COOcn 缩聚反应的主要副反应有:最终产物的热AN———酸值,mgKOH/g降解会形成乙醛产物和酯化反应过程中生成的SN———皂化值,mgKOH/gDEG代替EG嵌在聚酯链中。COOH———羧端基,mmol/kgfEG———游离EG,g/100g2 工艺计算基础数据及转换公式W————游离水,g/100g211
4、 分析值和计算常数DEG———二甘醇,g/100g21111 分析值TiO2———消光剂,g/100g量值符号 2.1.2计算常数PTA———浆料中PTA含量,g/100g为便于计算,给出如下的分子量:·40·聚 酯 工 业 1997年MPTA=166.1350.9943.46572.440.9981.35579.05MEG=62.069MHO=18.0152MDEG=106.123MW=192.173MKOH=56.109MDEG=44.054i其中MW为重复单元的理论值。图1 各反应阶段的eST212 转换公式312 摩尔比COOH和AN可
5、以相互转换,其公式如摩尔比指羟基与羧基的摩尔比值。在工艺下:计算中有几种摩尔比,分别如下。1000COOHST=ANST≈17.82ANST(1)MKOH31211 进料摩尔比(MRfeed)注:ST是反应阶段的代号(下同)。假定原料中不纯物质如下:实验室做出的DEG含量是指DEG的真实EG中水含量CHO=0.3%PTA中水含2含量,实际上在聚酯中DEG代替EG嵌在聚酯′量CHO=0.5%2链上。EG中DEG含量CDEG=0.05%正常链:ROOCC6H4COO〔CH2CH2〕OOCC6H4COOR′100g浆料中除去PTA的剩余量mfEGDEG代替EG形成的聚酯链为:′mfE
6、G=100-PTA(3)ROOCC6H4COO`CH2CH2—O—CH2—CH2cOOCC6H4COOR纯EG量mfEG=100-PTA-(100-′故DEG代替EG形成的聚酯链可做如下CH2O+CDEGCH2OPTA)-PTA(4)修正:100100`CHmfEG·MPTA2CH2—O—CH2CH2c=—OCH2CH2—+因此,MRfeed=PTA·MEGDEG 增加的分子DEGiMRfeedmfEGPTA`CH2CH2c127.0672.44EG1.1529.969.61.2531.6867.83 增加的分子DEGi的分子量MDEG=iMEG-MHO23.2.2内
7、摩尔比(MRI)3 工艺计算MRI为一个反应器的进料中全部EG与全部PTA摩尔比,它不包括离开反应器的物质311 酯化率(e)的摩尔数。e为反应物中由羧基反应生成的酯基量与对于酯化I的MRI是MRfeed与从工艺塔返回在原料PTA中的总羧基量所占的摩尔分率。′)对进料PTA(f)摩尔比的EG量(MEGPTAe=SNST-ANST=1-ANST(2)(MRfeed-back)之和。STSNSTSNSTMRI=MRfeed+MRfeed-back(6)eSTANSTSNSTST′0.91646.
