《聚酯生产工艺过程计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚酯生产工艺过程计算.docx（3页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、聚酯生产工艺过程计算一、工艺过程计算的基础1 .工艺过程的测试分析为了进行一些简单的工艺计算，必须对生产过程的一些参数进行测量和分析。 酯化过程的测试分析项目主要有以下几个：(1)酸值(AN)酸值一般是聚酯原料PTA或中间产品中竣基含量的测定项目。所以调酸值 是指中和1克样品所需的氢氧化钾的毫克数，用mgKOH/g样品来表示。理论 上可以计算出PTA的酸值为675. 5mgKOH/gPTA实际上工业用的聚合及PTA 酸值不可能达到这一值。聚酯生产中，原料PTA的酸值也是衡量该PTA纯度的 一个重要指标。工业用PTA要求酸值在671674mgKOH/gPTA,这时的纯度 在99. 399. 8%
2、之间。酯化物的酸值表示了酯化产品中未参加反应的竣酸的 量。10R01出口酯化物的酸值为39455 g KOH/g样品左右。(2)皂化值(SN)皂化1克酯化物所需的氢氧化钾毫克数称为该酯化物的皂化值。它表示产物 中酯基和游离PTA的竣酸以及产物分子中的端竣基的总和。单位为mgKOH/ g样品。10R01出口酯化物的皂化值为520540m g KOH/g样品。(3)游离EG含量游离EG是指未参加反应的那一部份EG,它以单个分子的形式存在于反应 釜中。10R01出口酯化物中游离EG在1. 92. 3% (mt)左右。同样，缩聚过程所必须测定的项目除皂化值外，还有特性粘度小。端竣基 和二甘醇含量PET
3、等。其中特性粘度PET的分子量大小的综合反映，可用毛细 管粘度计来测定。而DEG含量则一般是指PET大分子链上形成酸键结构的部分 “二甘醇”和游离二甘醇的总和。端竣基含量实际上就是酸值，但习惯上将PET聚合物中，测到的酸值称为 端竣基，因其含量较少，而用mol/1()6 g样品来表示。AN=0.0561 COOH式中，AN为酸值，mg KOH/g样品，COOH为端竣基mol/106 g样品。2 .物料计算物料计算的依据是质量守恒定律。物料计算虽可以由进出反应釜的物料量和 化学反应方程式等进行计算，但还有一个关键的问题是要选择一个基准。例如, 对固液体系常用质量作为基准；对流动体系，常用单位时间
4、作为基准；对气体, 如环境条件不变，可用体积作为基准。对于物理变化过程，物料计算比较简单。 可以对某一组分分别进行衡算。但对化学变化过程，则计算比较复杂，最基本的 是用化学方程式直接进行计算。3 .热量衡算根据能量守恒定律，在稳定的过程中，进入体系的能量必须等于排出系统的 能量。在聚酯生产中的能量计算往往都是热量的计算。在热量计算中，基准温度 的选择是非常重要的。许多场合的基准温度选为298K (25U)或293K (20口)。二、酯化过程的计算1 .酯化率e反应后产物中已由竣基反应生成的酯基两(EN)在原料PTA的总竣基中所 占的比例称为酯化率，即EN SN-AN , AN2 .反应程度pp
5、 = 1.8383 + 0.7097 - 903.93 (1 cf)SN-式中。可有下式近似计算cf = l.leg + 0.415 deg 其中EG和DEG分别为产物中EG和DEG的重量分率。三、缩聚过程的计算1 .聚合物的特性粘度内与平均分子量Mn聚合物的特性粘度内 与平均分子量Mn之间的相互关系为：=aMnab这就是著名的马克方程。其中的常数a和b分别为a=7.5510-4, b =0. 6858 该式适用于分子量为300030000之间的PETo由式可得：府= 36119.5 Wr 462 .不同生产负荷下的进料量在物料衡算中，为了选择一个计算的基准，引入一个“PET平均摩尔数”，其
6、值为相当于结合到产品中PTA的摩尔数。在实际的稳定生产中，可以认为PTA 在整个反应过程中没有损失，全部转化成产品PET （事实上会有部分PTA升华 或部分齐聚物汽化被抽吸到真空系统中），即PTA为计算时的关键组分。相反, EG在整个反应过程中是在不断变化的。因此，求得Neg对计算不同负荷或产量 下的进料量和产品的消耗具有重要的意义。在理想的情况下，产品中设有DEG及TiO2,最大的链节摩尔数（PET平均 摩尔数）n e Qm e x或由下式给出；Neqmex = 1299. - 5.2037Ztw/ / tPETMET这时，原料PTA消耗量Wpta为%=Neeg max-/0=5.2037 x 166.13 = 864.49KG 产品如果生产负荷为200t/d ,则PTA的进料量为：WpTA=864249x200/24=7. 20t/h 这就是200t/ d负荷时理论上PTA的进料量。3 .缩聚过程中小分子EG的排出量缩聚过程中，小分子EG的排出量与产品的特性粘度有关。对于完全缩聚的 理想状况，小分子EG的最大释放量AMEG （单位：kg/t）为：AMEG = 1.718(t7，46-1.718x10-3)