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1、聚酯涤纶PET生产工艺过程介绍第一节聚酯生产的工艺方法聚酯生产的工艺路线虽然多种多样，但归根到底是由酯化（或酯交换）和缩 聚两个步骤组成。其中酯化过程可以分一段酯化、二段酯化或者三段酯化，而缩 聚又可以分为预聚和最终缩聚等几个阶段。从整体上看，从酯化到缩聚，反应温 度由低到高，反应压力由高到低，PET得高分子量PET产品，在最终缩聚阶段 往往采用高真空技术，使缩聚反应平衡向目标产品方向移动。一、聚酯生产工艺流程（略）二、酯化1 .酯化系统工艺流程（略）2 .酯化过程的工艺操作条件工艺操作条件第一酯化釜第二酯化釜温度（）264267压力（MPa,绝压）0.30.12停留时间（h）（内室）1.07
2、（内室）0.735（外室）0.33（外室）0.735酯化率（,mol）9296.5缩聚转化率（,mol）66.179.13 .酯化过程的分段根据不同的工艺要求，酯化过程可分一段、二段、三段来完成。以二段酯化 较普遍，也有采用一段酯化的工艺技术，少数老厂则采用三段酯化。不管酯化过 程的分段数量是多少，在酯化反应结束时，总要求其酯化率大于95%。在实际过程中，每段酯化过程需要一个反应器，所以，一段酯化工艺要比三 段酯化工艺少两只反应釜，在工艺流程上前者就显得十分紧凑，而且反应所需的第二酯化釜的温度控制过程实际上是由二个简单调节系统所组成，即通过二次热 媒温度测量信号，由调节器去动作一次热媒进料调节
3、阀，从而控制了由一次热媒 进入二次热媒的热媒流量，稳定了二次热媒的温度；而第二酯化釜的釜温测量后 由温度变送器转化成标准信号，通过调节阀去动作10R02热媒加热阀的出口阀， 从而控制了热媒在釜内列管或夹套中的流量，达到控制温度的目的。由于二次循环热媒温度的控制，使一次热媒的一些干扰因素得到排除，减少 了 10R02釜温控制的一些干扰因素，提高了调节精度。釜温单回路控制过程的 方块图如下。这里的调节对象为热媒管道和10R02釜，被调参数为釜温。由温 度计测量到温度t送到温度变送器转化成输出信号(测量值Z)进入比较机构, 与设定值信号X进行比较，得到偏差信号e送往调节器，而调节器则根据偏差信 号e
4、的大小发出调节信号至调节阀，使调节阀动作来克服干扰的影响，从而改变V釜温这一被调节数。同时重新调节后的釜温又将被温度计测量到，进一步通过上 述过程又进行一新的调节，使10R02釜温控制在设定值附近运行。比较机构温度调节器调节阀温度调节器调节阀干扰fl 干扰f2实际釜温t测量值i温度变送器(2)串级调节温度控制在10R01中，由于温差大、需热量多，物料粘度流动性差、导热系数小， 反应温度要求控制严格(2622),采用单回路调节不可能达到生产的要求。因 此，10R01采用串级调节温度控制。所谓串级调节系统是用两个调节器串级工作，主调节器的输出作为副调节器 的给定位，由副调节器操纵阀门动作的自动控制
5、系统。其串级调节系统方块图如 下：比较机构比较机构二次热媒温度调节器tt2调节阀 调节阀温度T2副环温度变送器主环TTi温度变送器由于一次热媒系统所引起的热媒温度变化的干2首先影响到二次热媒的温 度t2,然后经过加热管线或加热管套、列管等影响到釜内物料温度tl。而二次热 媒的热量惯性较小，干扰他的变化很快在t2上反映出来，所以，设计一个以t2 为被调参数来调节一次热媒进入二次热媒流量的调节系统，及时克服干扰f2,并 减少f2对釜温tl的影响。但是，由于聚酯生产过程中加入反应釜物料量及其温 度的变化（干扰位），需要经过一定的时间才能反映到二次热媒温度t2上，尤其 是当一次热媒温度偏低时，干扰f2
6、立即导致调节阀动作，增加一次热媒的进料 阀开度。这时另一个干扰口也在起作用，并导致釜温偏高时，酯化反应釜内的 温度就很难被降下来。因为从物料经器壁传热到二次热媒，再由二次热媒循环传 热到测温点需要一定的时间。同样，由控制系统动作调节阀，到热量传入釜内也 需要一定的时间。最终导致持续的高温，影响反应及其产品质量。为此，把釜温 调节器的输出作为二次热媒温度调节器的给定值，与二次热媒温度T2比较后的 偏差，作为二次热媒温度调节器的输入，即将两个调节系统串联起来，就可以达 到超前快速控制温度的目的。当一次热媒温度波动时，二次热媒温度也跟着波动, 这一波动尚未在反应器中表现出来，就可能被二次热媒测温点测
7、量到，并马上通 过副环调节一次热媒的进入量，消除二次热媒温度的波动，另一方面，反应釜温 度控制的主环中，出现温度波动时，也可以直接控制一次热媒的供应量，从而达 到控制反应器温度的目的。2.缩聚过程的温度控制由于缩聚过程是微放热反应，所以反应所需的热量较少，大部分需要只是用来保温。因此缩聚温度的控制比较容易，可采用一般的简单调节回路。例如，仪 化聚酯中，预缩聚的两个反应釜合同一个二次热媒温控系统，各自的反应釜段分 别构成本系统的温度调节回路。对于最终缩聚，则只考虑一个二次热媒的温度调 节回路，就可以满足生产的要求。二、压力的控制1 .酯化反应釜的压力控制酯化反应为常压或正压操作过程，其压力的控制
8、主要依靠气相的泄压或蔽压 来完成。为了防止超压运行，往往在系统中还必须考虑设定高于报警或超高压报 警，以提醒操作人员的注意。有时，为了保护设备，还设置一些其他联锁机构或 者防爆膜泄压。仪化聚酯装置的10R01压力设定为0. 18mMpa压，而10R02位0. 02MPa 表压，这一压差阶梯的形成，不但有利于较平稳的过渡到负压缩聚反应，而且也 有利于物料的输送。但是，这也给压力控制带来若干不利因素。由于两个酯化釜 的气相经调节阀保证各自釜中的压力后，都汇集到同一管线关10C01塔。当 10R01压力偏高时，气相调节阀的开度将加大，释放出大量较高压力的EG 水蒸汽，使气相管道压力增加，而10R02
9、所控制的压力较低，在气相压力调节 阀后管道压力超过0. 02MPa时，釜内压力调节就非常困难。这时，即时调节阀 全部打开，10R02釜内压力仍会居高不下，最后由可能导致超压运行，所以，在 实际压力控制中，10R01压力调节不能大起大落，而且工艺塔系统也应尽量避免 蔽压运行。2 .缩聚反应为负压操作过程，其压力控制主要依靠液环真空泵的小吸气量 来完成。为了保证预聚反应的真空度，一般采用串级压力调节控制。对于最终缩聚反应2真空度对反应过程影响较大，所以在控制手段上要比预 缩聚真空度控制要严格得多。首先采用一简单控制回路保证第三级喷淋冷凝器的 真空度，然后再用一简单控制回路稳定10R05气相出口管道
10、上的真空度，最后 用一个串级控制系统，以反应釜最终出料粘度为主调节参数，而以反应器气相出 口压力为副调节系数，来达到既保证产品粘度又控制10R05真空度的目的。三、液位的控制1 .液位测量元件液位的控制比较简单，只要根据反应器液位的变化起控制进料或出料流量（调节阀开度或泵的转速）即可。但是，关键的问题是测量液位的液位计要可靠。 液位测量元件较多，在聚酯生产中常见的有玻璃液位计，浮力式液位计，静压式 液位计和放射源液位计等。静压式液位计是利用液位高度与液位静压式成正比的原理来测量液位的。对 于常压系统，由于液体表面所承受的大气压几乎是恒定不变的，测量元件（如膜 片等）上反应出来的压力经换算后可准
11、确的表示出液位的高低。但对非常压系统 而言，则要求客器内的压力恒定不变，才能较准确的测出真实的液位。鼓泡式液 位计也属于静压式液位计。浮力式液位计又分浮筒式和浮球式两种，仪化聚酯装置中使用在R01, R02, R03, R04上的就悬浮筒式液位计。浮力式液位计是将浮筒（或称浮子）放入被 测液中，通过浮子上的链条与扭力管相连，根据液位高低的变化，浮筒受到的浮 力也不一样,扭力管就输出不同的信号，经换算后就可以显示出釜内液位的高低。对于浮筒液位计来说，当反应釜内液位翻腾很厉害时，液位测量的精度就会 明显下降；当物料粘度较高时，也容易使浮子粘结在器壁或导向环上，造成假液 位显示；当液位测量采用气动信
12、号传递（称气浮筒液位计）时，由于转换机构的 气源密封大多使用橡胶垫圈，长期处于反应釜周围较高温度的环境中，垫圈老化 漏气也会使显示的液位与实际液位与实际液位产生较大偏差。所以有许多厂家在 粘度较低的场合选用静压式液位计，而粘度较高的场合则选用放射源液位计。2 .液位控制的方法顺向控制顺向控制也称前置控制，当反应釜液位变化时，相当地调节其出料来保存液 位的恒定。逆向控制逆向控制又称反馈控制，当反应釜液位变化时，相应的调节其进料量来保持 液位的恒定。液位的顺向控制与逆向控制方法相比，后者的控制质量在理论上较前者要高, 但对停留时间较长的聚酯生产，逆向控制存在控制滞后的弱点，所以对第一酯化 釜液位的
13、控制比较困难。顺向控制由可以充分保证反应釜所需的停留时间。但在 稳定了第一酯化釜液位的同时，却把所有的干扰因素都集中到了最终缩聚釜，这 给最终产品质量的控制增加了难度，在装置的开停车过程中，采用顺向控制方案 有利于各工艺参数的调节和稳定，而逆向控制将无法进行这种操作。随着计算机 控制技术的应用，顺向控制和逆向控制可以做到无干扰动切换，使工艺过程中可 以方便选用控制方式。第四节聚酯生产工艺过程的计算一、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
14、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671674m g KOH/ g PTA,这时的纯度 在99. 399. 8%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
15、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m g KOH/ g样品。10R01出口酯化物的皂化值为52054()mgKOH/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，还有特性粘度端竣基 和二甘醇含量PET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
16、的酸值称为 端竣基，因其含量较少，而用mol/106 g样品来表示。AN=0.0561 COOH式中，AN为酸值，mgKOH/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
17、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298 K (25)或293 K (20)o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 ANP ISN SN SN2 .反应程度p =1.8383 + 0.7097e - 903.93 (1 % )SN-l式中力可有下式近似计算cf = 1.2eg + 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
18、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 国与平均分子量Mn之间的相互关系为：=aMnub这就是著名的马克方程。其中的常数a和b分别为a=7. 55x10-4, b =0. 6858 该式适用于分子量为3000-30000之间的PETo由式可得：M = 36119.5 河 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 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
19、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 =-=5.2031 kmol / tPET MET这时，原料PTA消耗量Wpta为WPTA = Neeg max-MPTA = 5.2037x166.13 = 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
20、。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：AM EG = 1.718(46 _ i 718 x 10-3) 时间也比较短，这就要求酯化反应器的设计思路新颖，结构合理，工艺参数选择 适当。例外，吉玛公司在长征厂设计三段酯化，而仪化聚酯则改成二段酯化，从 反应器结构上看，仪化装置的酯化釜由于使用了环形隔板，物料运动的情况仍可 以看作是分三个阶段进行（理想混合流一平推流一理想混合流）：PTAEG浆料先在10R01内室呈理想混合流混合升温反应； 反应物料进入10R01环形外室呈
21、平推流运动，再进入10R02外室呈平 推流运动；10R02外室又溢流至内室呈理想混合流反应。三、预聚物.预缩聚工艺流程（略）1 .预缩聚过程的工艺操作条件经过酯化反应，虽然PTA的酯化率已达到95%以上，但仍有部分竣基未完 成酯化反应。为了使这部分竣基进一步发生反应，缩聚过程往往采用逐步提高真 空度的方法，达到既充分完成酯化反应，又尽快加速缩聚反应的目的，所以，将 缩聚过程分为预缩聚和最终缩聚。在预缩聚阶段，真空度控制较低，可适当保持 物料中有较多的EG含量，促使其与竣基充分反应，而最终缩聚阶段，真空度控 制较高，以便获得较高分子量的聚酯产品。预缩聚段的工艺操作条件如下：工艺操作条件第一预缩聚
22、第二预缩聚温度（）274276压力（KPa,绝压）23.53.5停留时间（min）3344酯化率（%,mol）98.4999.40缩聚转化率（）86.7992.88特性粘度n 3.预缩聚过程的真空系统（略）四、最终缩聚1 .最终缩聚工艺流程(略)2 .最终缩聚工艺操作条件反应温度()284反应压力(KPa,绝压)0.16反应时间(min)220搅拌器转速(r/min)4.5产品酯化率(%)99.75缩聚转化率()99.03产品特性粘度计n0.645产品聚合度1033 .最终聚合 真空系统最终缩聚反应需要较高的真空度，最常用的是使用多级串联的喷射泵来获得 真空。喷射泵有水蒸汽喷射和非水蒸汽喷射两
23、种。水蒸汽喷射泵的优点是操作弹 性大，安全性高，技术成熟，设备定型。但真空度要求较高时，所需的蒸汽压力 相当高，而且喷射泵的级数较多，设备布置拥挤，设备投资费用高。由于最终缩 聚反应釜内抽吸出来的物料中含有一定量的EG、水和低聚物，如果选用水蒸汽 喷射，冷却水冷却时，排出的废水量较大，而且含有这些有机物很难回收利用， 容易造成环境污染。所以，仪化聚酯装置使用EG蒸汽作喷射泵的动力蒸汽，并 用EG循环喷淋冷却，使最终缩聚釜抽空的EGH等全部进入喷淋液中得到回收 利用。EG蒸汽喷射所用的压力低、效果好，EG利用率高，无环境污染。第二节聚酯生产工艺条件的选择PTA和EG的摩尔比从酯化反应看,PTA和
24、EG完成酯化反应时所需的摩尔比为1：2(PTA：EG)。但从最终产物的结构来看，PTA和EG合成整个反应时所需的摩尔比为1： 1,所以，PTA与EG的投料摩尔比设计时应考虑解决这一对矛盾。从副反应的角度来看，体系中EG含量越高，酸化反应的速度也越快，产品中DEG的含量也愈高。因此，要求反应过程中PTA与EG的配比接近1最好, 不过，体系中的EG含量降低，酯化反应的速度自会减慢。实际上，半酯化反应进行到一定程度之后，缩聚反应也将同时发生，两者不 可能同时分开。酯化反应生成的BHET在缩聚时又将释放EG分子，可以补偿部 分酯化反应所需的EG。从这一点上来说，PTA与EG的配料摩尔比可以接近于 1：
25、 lo考虑到生产过程中的EG损耗，在实际的浆料配制中，PTA与EG的摩尔 比往往控制在1： 1, 1： 1. 2之间。并且在酯化反应中随水蒸汽一起蒸发出来的 EG经分离后重新返回到酯化釜中，可以使酯化釜内的PTA与EG摩尔比大约保 持在1： 1.7-1. 8左右。所以，仪化聚酯装置中PTA： EG配料比控制在1： 1. 138 摩尔比。二、反应温度对于吸热反应，温度升高，反应速度增加。但是，温度升高时，许多副反应 的速度也会随之增加。从热力学可知，PTA与EG的缩聚反应是微放热反应，反应平衡常数随温度 升高而减小，即温度较低时更有利于平衡向生成产物的方向移动。由于这种影响 不是十分明显，所以生
26、产上则对动力学上考虑得多一些，即温度升高能加快反应 速度。那么，聚酯生产中的反应温度应该怎样选择呢？聚酯生产过程中的反应有 一个特点，就是在尚未到达平衡以前的任何阶段，由低温所得的聚酯分子量总是 比由高温状态下得到的分子量低；而当反应达到平衡以后，情况又恰恰相反，即 由低温所得产物分子量总是比由高温状态下所得的分子量要高，这就为反应温度 的选择提供了依据。在酯化反应中，温度的选择主要考虑主反应和副反应的速度问题，既要加快 酯化反应，又要抑制酸化反应。所以，不管其酯化过程是二段还是三段，反应温 度都控制在258272的范围。如：仪化聚酯第一酯化釜262第二酯化釜268长征厂第一酯化釜263第二酯
27、化釜266第三酯化釜270金山二厂第一酯化釜268第二酯化釜265根据熔融缩聚反应的特点，即反应温度一般高于最终产物熔点1020,同时，考虑到反应体系物料的流动性和小分子副产物的顺利排出，一般将温度控 制在270285之间。三、反应压力一般酯化反应过程都采用正压或常压操作，这是根据下列理由决定的：1 .在酯化反应的温度下，EG将全部蒸发形成蒸汽，为保证酯化釜中有足够 的EG含量，必须有足够的压力，以提高EG的沸点，减少EG的蒸发，加速酯 化反应。2 .为了及时将酯化反应所产生的水分除去，反应压力不能太高。否则酯化 反应的逆反应（水解反应）将增加。3 .酯化反应压力控制太高时，反应物料中EG含量
28、太高,酸化反应大大增加。所以，仪化聚酯的酯化反应压力控制：第一酯化釜：0. 18MPa表压）；第二酯化釜：0. 02MPa （表压）预缩聚反应中，除了考虑缩聚反应外，还需要照顾到酯化反应。而且，在预 缩聚反应初期，由于体系物料粘度较低，且有较多的EG蒸发，预缩聚釜的真空 度就不宜控制的太高。否则，会使EG大量抽吸出来外，还将使PTA单体和低 聚物也抽入真空系统，造成管线或设备的堵塞。最终缩聚反应中，则主要是提高分子量为目的，尽可能地控制较高的真空度。 为了及时排出小分子产物，还采用特殊搅拌，提高温度等手段来配合完成缩聚反 应。但是，正常生产中，除了采取较高的真空操作外，还要求真空度相当稳定,
29、尤其不能大幅度的真空起落。否则，在缩聚反应的气相物料中会夹带部分低聚物 而恶化真空系统。四、停留时间和液位停留时间是聚酯生产过程的一个重要参数，是影响聚酯产品酯化率和聚合度 的主要因素之一。停留时间除与反应釜中的流态有关外，还与反应釜的液位有关, 液位越高停留时间越长。所以，工艺与经常用调解反应釜液位的方法来调节停留1 .酯化反应的停留时间根据不同的化学反应和反应器类型，从理论上可以通过计算来确定反应达到一定转化率所需的时间。但对于酯化反应，涉及到固相PTA溶解所需的时间， 但酯化过程的清晰点的时间又很难确定，所以，这个过程所花费的时间和均相反 应所需的时间就无法确定，实际生产中则主要是根据经
30、验的总结，以物料在反应 釜中的平均停留时间来控制整个反应的总时间。停留时间短，则酯化产物的酯化 率就低，影响缩聚反应顺利进行，但停留时间太长，不仅会使酯化过度，而且产 品中DEG含量也会明显上升。2 .缩聚反应的停留时间缩聚停留时间与真空度、温度和催化剂浓度等相关，当这些因素不变时，主 要取决于物料平衡产量和分子量。停留时间太短，除产品分子量达不到要求外, 分子量分布也不均匀，影响聚合物质量，若停留时间太长，分子量虽高，但产量 低，且过长的停留时间会使副反应增加，反而致使聚合物分子量下降，产品色泽 也会变坏。3 .反应釜的液位反应釜的液位是实际生产过程中停留时间的重要表现。对于连续式反应器,物
31、料的停留时间工可用下式表示：,一丫式中，Vr为反应器中物料所占的体积；V为物料经过反应器的体积流量。不论是卧式反应器还是立式反应器，一定的物料体积，在反应器中表现出一 定的料位高度。这种高度用仪表测量后按某一比例关系或用数量显示出来就是平 常所说的液位。所以，液位高低就代表了反应器中物料的停留时间的长短。不同的聚酯装置，其停留时间是不一定相同的：（单位：min,括号内为生产 负荷，t/d ）不同生产负荷的停留时间也不是一样的，如仪化聚酯装置（单位：min,最酯化1酯化2酯化3预缩1预缩2终m仪化聚酯120543345220(200)(200)(200)(200)(100)长征厂75353030
32、45240(120)(120)(105)(105)(105)(60)金山二厂5090546088(100)(100)(100)(100)(100)终缩聚均为220min）：生产负荷（t/d）R01R02R03R0450212954896100147554968150124543445200120454040五、其它工艺条件的选择.搅拌器转速和搅拌器型式（仪化装置）在第一酯化釜中，进料为常温的PTAEG浆料。设置螺旋桨搅拌器可以使 浆料在短时间内混合达到反应所需的260以上的温度。同时，也使酯化反应产生 的水分可以及时得到蒸发，从而促使酯化反应的顺利进行。另一方面，搅拌可以 使部分处于死角的物料
33、及时得到更新，防止局部过反应。在第二酯化釜中，由于TiCh悬浮液的加入，搅拌除了加速水分蒸发，防止 物料局部过热，减少反应器内部死角和加强物料混合外，还可使TiCh悬浮液在 酯化物中分散均匀，防止产生二次TiCh粒子，保证产品中TiCh凝聚粒子的含量 控制在正常的范围以内。在预缩聚阶段，约有80%的多余EG派出，虽然排出的小分子量较大，但由 于熔体粘度很低，EG的排出还是比较容易的。因此，对于搅拌器形式也比较简 单，一般选用螺旋推进式搅拌器就可以满足生产要求,而且搅拌器的转速也较高。第一预缩釜由于从正压的酯化过程过渡到负压的预缩过程，仅靠压力激降和 酯化物粘度低的优越条件，可使EG在物料内部大
34、量汽化产生剧烈的翻腾作用而 达到搅拌的同样效果，所以不需要搅拌器。第二预缩釜则使用螺旋桨式搅拌器, 转速为70r/min,而且不随生产负荷的变化而改变。最缩聚段对搅拌要求比较严格，各聚酯生产厂家对中等粘度（0. 50. 7 特性粘度）的聚酯产品的最终缩聚搅拌器，几乎都采用卧式拉膜搅拌器。采用这 种搅拌器的主要目的是通过搅拌获得一定厚度的熔体膜层，增加蒸发表面积，使 得EG等小分子能及时从熔体内部蒸发至表面排去。同时，由于重力作用使膜层 下落时破碎而不断形成新的蒸发表面，更利于EG的排出。所以，物料膜层的厚度和搅拌器成膜的能力直接影响到缩聚反应的速度。搅 拌器的转速对聚合物薄层形成的好坏有很大的
35、影响。转速太慢，单位时间成膜的 数量较少，反应速度就不会太快；相反，转速太快，由于小分子EG从熔体内部 蒸发至熔体膜层表面需要一定的时间，所以反应速度也不会太快，如果未等EG 挥发出来，薄层又回到熔体物料中去，即搅拌转速太高时，对生产是不利的。仪 化聚酯装置中，10R05的搅拌转速为4. 04. 5 r/mino实践证明，当转速超过 5. Or/min,提高转速对缩聚反应的影响已不太明显，相反，还会引起一些副作 用。1 .催化剂及其浓度虽然在反应初期有许多金属离子具有三价睇相近的催化活性，但是，随着缩 聚反应的进行，它们对提高反应速率的作用较之睇大大降低。因为锦离子的催化 剂活性与体系中的竣基
36、（COOH）含量无关，而与羟基浓度成反比。所以，锚化 合物的催化效果随着聚合度的增加而提高。因此，在连续法缩聚中广泛使用锚系 催化剂，其中最常见的是三醋酸锦和二氧化锦。而且三醋酸锦在EG中的溶解性 能比三氧化二睇要好，所以，仪化使用的是三醋酸镇作为缩聚反应的催化剂。虽 然在聚酯生产中使用的催化剂一般都是缩聚反应的催化剂，但在最初的原料配比 中就将催化剂加入，这并不是说它们在酯化过程中作为酯化催化剂，而是在酯化 过程中也可以作为其中少量的缩聚反应的催化剂，而且，催化剂的提早加入，可 以使其充分溶解在物料中，使其分散均匀，防止局部的过催化。另一方面，在缩 聚反应中加入溶解有催化剂的EG溶液时，会引
37、起系统EG过量，增加真空系统 的负担。催化剂的用量应有足够的浓度才能达到明显提高反应速率的作用，但是，浓 度过高，则会加快副反应速度。而且，过量的睇金属离子存在于产品中也会影响 其产品质量，如增加灰份等。催化剂用量与聚酯平均聚合度（用粘度表示）的关 系为PETA77 = F-Ca5-Ar式中，回相为PET最终产品特性粘度与预聚产品特性粘度之差；为最 终缩聚反应釜中的反应时间（停留时间），单位小时；（为反应体系中催化剂的浓度，(Sb)ppmo对于三醋酸睇有:Sb = 0.4074 xl04x Sb(AC %式中，SA(AC)3%为加入反应物中的曲(AC)3；重量百分浓度。F为过程函数， 由反应条
38、件所决定，一般情况下，取F=0. 01015。仪化聚酯生产中，催化剂的 浓度可选择在Sb=17525ppmo第三节聚酯生产工艺过程的控制和调节一、温度的控制1.酯化过程的温度是酯化反应的重要工艺条件之一，第一酯化釜是聚酯生 产中的第一个反应釜，其温度控制达到260左右。但它的进料则是常温的PTA 一EG浆料，温度梯度大，所需热量多，酯化反应激烈。所以，导致温度不稳定 的因素较多，容易受干扰后发生波动，反应温度很难控制。仪化聚酯装置几个主要反应器的温度控制条件如下表所示，工艺参数10R0110R0210R0310R04物料温度进口20202208274()釜温262263274276所需热量(K
39、J)1.1257X1078.84 X1052.00 X1051.70X105酯化率进口091.4696.598.4(%)出口91.4696.598.499.45即第一酯化釜的温差比其三个釜要大25130倍，所需的热量比其余三个釜所需 热量总和还要大10倍，酯化率增量是其余三个反应器的1890倍。因此，第一 酯化釜的温度控制要求高，难度大，只要控制好第一酯化釜的温度，后面几个反 应釜温度就容易控制。所以，第一酯化釜温度采用串级回路控制，而其它反应釜 温度都采用单回路控制。(1)单回路控制所谓单回路控制系统是指由一个测量元件，一个变送器，一个调节器，一个 调节阀和一个调节对象构成的简单闭环调节系统，所以也称简单调节系统。例如,