聚酯装置流程与聚酯生产概述模板.doc

第一章 聚酯装置步骤介绍18万吨/年聚酯装置是中国纺织设计院设计国产化生产线, 在工艺上以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，采取直接酯化连续缩聚五釜工艺步骤,装置设计负荷为日产500吨。该聚酯装置含有单系列生产能力大、生产弹性大、化工料品种少、原料消耗低、三废少等特点。在控制系统上，聚酯装置采取了优异集中分散DCS控制系统，含有操作控制方便、人机联络好、功效齐全、可靠性高等特点。本聚酯装置产品为半消光纤维级聚酯熔体及切片，可用于直接纺制涤纶长丝或短纤。聚酯生产装置包含主生产装置和辅助生产装置两大部分。主生产装置包含以下生产工序：（一）PTA卸料及输送（设PTA库房两座，两座库房面积共9800m2，贮存周期约25天）（二）浆料制备（三）酯化（第一、二酯化及工艺塔）（四）预缩聚（第一、二预缩聚，预聚物过滤及输送）（五）终缩聚（终缩聚、熔体输送及过滤）（六）切片生产、输送及包装（七）尾气淋洗（八）催化剂制备（九）消光剂制备辅助生产装置包含以下部分：（一）热媒站（配置单台热负荷800万大卡热媒炉三台，两用一备）（二）罐区（设容积5000m3乙二醇贮罐两个，贮存周期约52天；设容积1000m3燃料油贮罐两个，贮存周期约32天。）（三）过滤器清洗（四）化验室聚酯装置主工艺步骤图以下:外购原料PTA经过叉车将PTA贮存于PTA仓库,人工将PTA投入链板输送前小料仓后,用链板输送方法将PTA送到聚酯大楼日料仓。另一关键原料乙二醇贮存在罐区，用泵经过管线送入车间。催化剂三醋酸锑（或乙二醇锑）用桶装、消光剂二氧化钛用袋装运入聚酯大楼四楼。聚酯装置关键由催化剂配制、二氧化钛配制、浆料配制、酯化、缩聚、切片生产及包装等多个工序组成。酯化缩聚设置了五个反应器，其中两个是酯化反应器，两个是预缩聚反应器，一个后缩聚反应器。两个酯化反应器为立式搅拌釜，设内盘管加热，两台反应器共用一个分离乙二醇和水工艺塔。第一预缩聚反应器为立式槽，不设搅拌装置，用液环真空泵产生真空。第二预缩聚反应器和后缩聚反应器为圆盘转子式，两个反应器共用一套三级乙二醇蒸汽喷射泵系统(它用液环泵作排气)，在每个缩聚反应器和它真空装置间设刮板冷凝器。在第二预缩聚反应器和后缩聚反应器以后分别设有熔体过滤器。从终缩聚反应器出来熔体天天300吨供给长丝八条生产线，天天200吨供给另外长丝四条生产线，其它大约有天天20-40吨熔体经过水下切粒机生产半消光切片，本装置配有两台切粒机，切出切片经过干燥装置后，用气相脉冲输送方法将切片送至切片料仓，打包后出厂。辅助装置有：热媒(HTM)系统（关键由三台800万大卡热媒炉组成）、过滤器清洗等辅助设施。本装置用液相热媒作反应器等设备、管线加热和保温，共设置了十一个二次热媒回路，分别服务不一样使用点。聚酯生产中每一段工序其作用分别简明说明以下：1、浆料配制原料PTA自PTA储存料仓采取星型给料器出料，经过振动筛去除夹带异状物，质量流量计连续计量后，送入浆料调配槽。原料PTA和MEG和催化剂溶液按要求百分比连续送入浆料配制槽中，由特殊设计搅拌器使之充足混合并配制为恒定摩尔比（MEG/PTA）浆料，经浆料输送泵连续送入酯化反应器中。2、酯化反应酯化反应系统共设置两台酯化反应器。在第一酯化反应器中酯化率能够达成91%；第二酯化反应器后控制酯化率在96.5%左右。经过调整反应器温度、压力和液位等，能够控制反应酯化率，同时确保装置稳定运转。两个酯化反应器汽相物采取一个工艺塔用于乙二醇回收。分离重组分乙二醇回流到两个酯化反应器中。塔顶轻组分冷凝后，凝液用作塔回流液，其它作为生产污水送污水预处理系统处理。3、预缩聚反应预缩聚反应系统共设置两台预缩聚反应器。第一预缩聚反应器操作压力控制在100mbar左右，使用乙二醇蒸汽喷射泵和液环真空泵产生真空，并控制第二预缩聚反应器操作压力在10mbar左右。并和终缩聚反应器共用乙二醇蒸汽喷射泵产生真空。在预缩聚反应器及其真空设备之间设置刮板冷凝器，采取乙二醇喷淋以捕集汽相中乙二醇及夹带物。乙二醇凝液搜集在液封槽中，以循环冷却水作为冷却介质，经过冷却器降低温度后循环使用。因乙二醇凝液中水含量较高，可送入酯化反应系统工艺塔中进行分离。第二预缩聚反应器采取齿轮泵出料，经预聚物熔体过滤器过滤后送入终缩聚反应器中。4、终缩聚反应设置一台终缩聚反应器，终缩聚反应器中操作压力控制在1mbar左右。经过控制真空度使熔体聚合度达成指标要求。为控制终缩聚系统真空度，采取冷冻水作为乙二醇喷淋液冷却介质。新鲜乙二醇加入在终缩聚反应器刮板冷凝器、乙二醇蒸发器和液环真空泵组中。终缩聚反应器和乙二醇蒸汽喷射泵组气相凝液水含量较低，无需分离即可直接回用。该部分乙二醇和预缩聚系统经工艺塔分离后乙二醇混合，可直接送到浆料配制槽用作浆料调配用。采取乙二醇蒸汽喷射产生真空，用液环泵作为它排气级。经过调整补加在喷射泵吸入口乙二醇蒸汽量，控制操作真空度。喷射泵组第一级混合冷凝器真空度在6 mbar左右，第二予缩聚反应器刮板冷凝器未凝气引至这个混合冷凝器。设置乙二醇蒸发器，为喷射泵提供动力蒸汽。5、熔体分配及切片生产聚酯熔体采取齿轮泵出料和增压，经熔体过滤器过滤后，经过特殊设计熔体分配系统，一部分送熔体直纺长丝装置，另一部分送切片生产系统铸带切粒。设置二条切粒生产线，当其中一台切粒机换刀维修时，另一台切粒机可负担全部负荷。聚酯熔体从铸带头挤出成型，采取除盐水作为冷却介质，经过换热器冷却循环使用。6、切片输送和包装设置一条气力输送线，采取密相输送方法，将切片从接收料斗输送到成品料仓储存和包装。设置切片料仓二台，切片自动包装系统一套。7、乙二醇分配及催化剂配制新鲜EG自原料及化工料罐区乙二醇储罐经EG输送泵送至聚酯装置本系统，过滤后分配至装置各用户。乙二醇锑作为缩聚反应催化剂，采取间歇调配方法，从供料槽连续计量加入到浆料配制槽中。8、二氧化钛配制二氧化钛是纤维级聚酯切片常见消光剂。将二氧化钛配制成浓度较高消光剂悬浮液，经研磨机研磨打坏聚集大颗粒后，加入乙二醇稀释到工艺要求浓度，再并经离心机分离其中大颗粒、过滤器过滤后，送入消光剂供料槽中，计量后连续送入第二酯化反应器。辅助生产装置1、PTA卸料及输送系统 依据原料起源情况，外购袋装PTA采取叉车或桥式吊车卸料，并储存在PTA仓库。PTA采取叉车运输至卸料区，由防爆电动葫芦吊至PTA卸料口拆包卸料，送至聚酯装置PTA日料仓储存。2、过滤器清洗采取水解法清洗聚酯装置预聚物和终聚物过滤器滤芯，既过热蒸汽解聚方法。过滤器芯先在解聚槽中用310过热蒸汽解聚二十四小时，然后是二十四小时热碱洗，二十四小时热水洗，在用510Mpa高压水洗，最终是超声波处理，鼓泡检验。3、一次热媒系统（热媒站）在三期聚酯工程热媒站增设三台8,000,000 kcal/h热媒炉，两用一备为聚酯装置用户提供热源。热媒循环泵将恒定温度热媒（320）送至聚酯装置，使用后温度降低热媒经过循环管路回到热媒站，通常称该死循环系统热媒为一次热媒。送至聚酯装置中每个供热回路循环热媒称为二次热媒。经过调整进入每个二次回路一次热媒量，能够控制二次热媒温度，实现工艺上对每个设备不一样温度要求。4、原料及化工料罐区乙二醇贮罐：外购乙二醇采取乙二醇槽车运输，经乙二醇卸车泵卸料后，贮存于乙二醇贮槽中。设置2X5,000m3乙二醇贮罐二台，经乙二醇输送泵送至聚酯装置各用户。燃料油贮槽：外购燃料油采取燃料油槽车运输，经燃料油卸车泵卸料后，贮存于燃料油贮槽中。设置2X1000m3燃料油贮罐二台，经燃料油循环泵送至热媒站使用。5、分析化验设置分析化验室，用于中间产品和产品分析和化验。分析化验项目包含：特征粘度、外观、熔点、端羧基含量、色相、凝聚粒子、二甘醇含量、二氧化碳含量、灰分、铁含量、水分、百粒量、异型切片、粉末含量，和催化剂和二氧化钛调制液分析，馏出水、熔体及循环乙二醇等。本装置有以下多个工艺特点：（一）采取低温工艺和较长停留时间。尤其是使第一酯化反应器达成较高酯化率，确保产品质量和装置稳定运行。本工艺浆料摩尔比1.08，第一酯化反应器温度在260。和高浆料摩尔比(1.92.0)和高温(280)酯化工艺比较，酯化反应器中乙二醇蒸汽量较小，装置中分离乙二醇工作负荷也较小，大大降低了这部分能耗。（二）采取多段圆盘式缩聚反应器，并合理确定预缩聚反应器和终缩聚反应器负荷分配，充足发挥终缩聚反应器圆盘转子传质功效作用，实现单系列较大生产能力。（三）乙二醇在系统内全部内循环，无需设置专用乙二醇回收设施。（四）设置一个工艺塔并采取高效导向浮阀塔，除负担两台酯化反应器气相物分离外，还在乙二醇全回用步骤中负担缩聚反应器气相物分离。（五）采取乙二醇蒸汽喷射方法产生真空，和水蒸汽喷射方法相比，能耗较低；乙二醇蒸发潜热是水40%，制作乙二醇蒸汽比水蒸汽能耗低。本装置采取三级乙二醇蒸汽喷射，用液环泵作向大气排气级，和其它装置用五级蒸汽喷射相比较，节省能量。在乙二醇蒸汽喷射系统中，用循环冷却水作冷却介质冷却喷淋液。而在水蒸汽喷射系统中，要求在第一级喷淋冷凝将汽相中绝大部分乙二醇冷凝，所以需要用冷冻水作冷却介质冷却喷淋液。本设计采取乙二醇蒸汽喷射系统不需用冷冻水作冷却（指17E03），对应就节省了制备冷冻水能耗。蒸汽凝液中含水量少，经分离即可在装置中循环使用；污染小，避免了蒸汽喷射排放凝液因含乙二醇等有机物，而增大治理污染负荷。（六）对真空系统尾气，采取喷淋塔将尾气中有害物质喷淋吸收，以降低对环境污染。第二章 聚酯生产基础知识第一节 基础概念一、低分子、高分子和聚合度涤纶分子是相当长链状分子，在结构上是对称苯环结构线性大分子。其分子式可表示为：HOCH2CH2COOC6H4C00nCH2CH2OH，因为分子结构中含有酯基-COO-，故称为聚酯纤维。涤纶分子链通常由1000个以上原子组成，分子量在约为0-30000数量级，分子长度为1000- ，所以涤纶是一个高分子物质，和高分子物质相比，对苯二甲酸和乙二醇分子量，组成份子原子数量及分子长度全部是很小，这类物质叫做低分子物质。涤纶分子之所以很长，是因为含有反复单元-CH2CH2COOC6H4C00-，该单元在分子中反复个数n称为聚合度。在化学反应不一样阶段，n能够为1、2、3，甚至数百数千以上，反应程度越高，n越大，分子链越长。我厂生产聚酯其聚合度通常在103左右。二、粘度、特征粘度粘度是用来量度流体粘性大小，它物理意义是指流体内部摩擦力即粘性力。在绝对制单位中，粘度单位用泊或厘泊表示，国际单位中为帕斯卡秒(PaS)。在聚酯生产中，特征粘度是个很关键产品质量控制指标。因为聚酯特征粘度和分子量有直接关系。在本装置中，特征粘度以符号表示，单位用dL/g表示，得出特征粘度和高分子物质分子量之间有以下关系：这里a和b为常数，对每一聚合物和每种溶剂全部需要试验测定，Mn是某种聚合物分子量。我厂生产聚酯其特征粘度在0.640dL/g，数均分子量通常在0左右。三、酯化反应和缩聚反应：酯化反应：缩聚反应：以对苯二甲酸和乙二醇为原料生产涤纶聚酯化学反应可表示为：反应1是有机酸和醇反应，由酸羧基和醇羟基相互作用生成了酯基和水，这类反应就叫酯化反应。反应2是由一个（或多个）低分子物质（如对苯二甲酸乙二酯）相互化合生成一个高分子物质（如聚对苯二甲酸乙二酯），同时还生成另一个低分子物质（如乙二醇）过程，这类反应就叫缩聚反应。四、酯化率和缩聚转化率物质在发生化学改变时，不是杂乱无章，而是严格遵守一定规律，化学反应特征是生成了新物质。在化学改变中，物质按一定数量关系进行反应，生成一定量产物。化学计算中，转化率是一个很关键概念，它定义为进料或进料中某种组份转为某种产物分率。通常要对以什么进料为基准，转化成什么产物加以说明，不然结果就会混乱。酯化率和缩聚转化率标志着酯化反应和缩聚反应完成程度。在本装置中，将酯化率定义为生成酯基羧基克分子数对于进料PTA羧基克分子总数分率，将缩聚转化率定义为生成聚对苯二甲酸乙二酯所需要羧基克分子数对于进料PTA羧基克分子总数分率，这里选择基准均为进料PTA，酯化产物为BHET，缩聚产物为PET，以统计反应前后羧基克分子数改变来确定酯化率和缩聚转化率，和上述转化率定义是统一。五、催化剂在化学反应中，催化剂是一个能改变反应速度，但本身不参与化学反应物质。用于实际生产催化剂通常应含有催化活性大，对副反应作用小，使产品污染程度小等优点。催化剂浓度要依各具体反应而定。因为假如浓度过小，反应速度会很慢；假如浓度过大，则副反应速度也加大，副产品增加，主产品质量降低。六、压强、绝对压、表压、真空度涤纶生产过程中所处理物料，绝大多数是气体和液体，气体和液体全部是能够流动，总称为流体。（真空度）流体垂直作用于单位面积上压力，称为压强。因为在实际生产中，操作压强高低相差悬殊，有在正压下操作，有在负压下操作，所以压强单位有多个，在我厂常见单位有：千克/厘米2，巴（bar）、毫米汞柱、大气压等。各单位之间操作关系为：1巴=1.0197千克/厘米2=0.9869大气压=750毫米汞柱通常用绝对零压（即绝对真空）作起点计算压强称为绝对压。由压力表上表示压力读数叫表压，它是被测量绝对压力和大气压压力差值；即P绝=P大气+P表。假如流体压强低于大气压，即处于真空或负压状态，则在压力表上指示读数为真空度。真空度和绝对压关系为：绝对压=大气压真空度从上式可看出，真空度越大，绝对压越小。第二节 乙二醇和对苯二甲酸性质一、乙二醇性质乙二醇（分子式为HOCH2CH2OH）是含有甜味粘稠性液体，分子量为62，能以任何百分比溶于水，沸点197.4，熔点-12.6，密度1.140-1.1150克/厘米（20时），比热0.561卡/克度（20时），蒸发烧208千卡/千克（190时），闪点116（开口容器）它含有两个碳原子并含有两个羟基（-OH），故称为乙二醇。乙二醇能大大降低水冰点，这是其关键性质。含40%体积乙二醇水溶液于-25结冰，而含60%体积乙二醇水溶液则在于-49结冰，乙二醇吸水性强，同时也能很好地溶解树酯、染料等有机物。乙二醇着火温度为410，起火时可用火、干粉等灭火。二、对苯二甲酸性质对苯二甲酸（ ）系白色针状结晶体，分子量166.13，密度1.510克/厘米3，比热0.2873卡/克度，升华热23.5千卡/克分子，熔点（在封管中）425，升华点402，能溶于碱溶液，稍溶于热乙醇，微溶于水。对苯二甲酸含有羧酸通常性质，所以能和醇作用生成酯，和碱反应生成盐，其最低爆炸浓度为0.05克/升。第三节 酯化反应原理直接酯化反应是这么进行：先将粉末状PTA溶解于乙二醇中，已溶PTA再在高温下和乙二醇发生酯化反应，其反应式以下：依据对苯二甲酸性质可知，它在乙二醇中溶解度很小，且无确定熔点，仅在402升华，而乙二醇沸点为197.4，大大低于PTA升华点，所以上述反应体系属于固液非均相体系，反应关键只发生在已溶解PTA和乙二醇之间，所以反应速度很慢。反应刚开始时，溶液中对苯二甲酸总是处于饱和状态，反应速度和对苯二甲酸和乙二醇浓度无关，一直向生成对苯二甲酸乙二酯（BHET）方向进行。伴随反应进行，因为PTA在反应混全物中溶解度远较在纯EG中高，PTA粒子溶解速度逐步增加，当PTA完全溶解时，反应开始转入均相酯化阶段，此时酯化率约为89-91%，反应速率将随PTA和EG浓度改变而改变。另外，在高温及醇基浓度高条件下，还将发生两分子乙二醇脱去一分子水生成二甘醇副反应。第四节 对苯二甲酸乙二酯缩聚反应原理缩聚反应是发生在乙二醇酯基之间反应，即每两个乙二醇酯基缩聚并生成一分子乙二醇，反应按下式进行：所得初步缩合物，它每个分子仍然含有活性双官能团（乙二醇酯基），所以缩合反应还能够继续下去。试验指出，反应开始后单体很快消失，生成多种不一样聚合度低聚物（聚合度n为4以下低聚体），形成低分子产物和原料单体相互缩合，也能够相互之间缩合，这么一直下去，直至形成涤纶大分子，总括起来，可将反应式写为：缩聚反应是个可逆反应。从反应式能够看出：反应中乙二醇浓度低将使反应向生成高聚物方向进行。相关聚合度和平衡常数、析出小分子乙二醇浓度关系可用下式表明：式中：Xn为PET数均聚合度K为平衡常数nw为体系中乙二醇分子数。从这个关系式能够看出：聚合度和K平方根成正比，而和nw平方根成反比。即K值越大，或越小，PET聚合度就越高。因为平衡常数K是一定值，且对于缩聚反应来讲，K值很小，所以要得到高聚合度聚合物，就要设法把生成乙二醇尽可能从体系中排出，也就是尽可能降低nw。在高温条件下，伴随聚合物分子量增加。同时还会发生可逆独立热裂解、热氧化、线性高聚物环化等多样副反应，结果生成乙醛和带有端羧基聚合物和环状齐聚物等，另外酯化反应中产生二甘醇也会和酯发生醚化反应，生成醚和酸。这些副反应将造成聚酯分子量降低，熔点下降和着色。最终使纤维性能恶化。聚酯生产过程中关键副反应有：（1）醚化反应： 2HOCH2CH2OH HOCH2CH2-O-CH2CH2OH + H2O-OOCC6H4COOCH2CH2OH + HOCH2CH2OH -OOCC6H4COOCH2CH2-O-CH2CH2OH + H2O（2）降解反应： 指产物中酯基-COO-和水产生水解反应及在一定条件下和PTA、EG产生酸解反应和醇解反应。（3）熔体热降解和热氧化降解：反应后期，高温下产物处于熔融状态，含有发生热降解倾向，而温度越高，停留时间越长，这种热降解倾向越大。假如系统中泄漏进氧气，则会发生强烈热氧化降解，热氧化降解和热降解会造成分子结构发生改变。（4）链交换反应:即高分子缩聚物端基和另一高分子缩聚物链节进行链交换反应。（GM）m（GM）n（GM）r（GM）s 式中：m + n = r + s，GM为聚酯分子链基础链节第五节 聚酯装置关键工艺参数及其控制在前面两节中，我们分别讨论了直接酯化反应原理和缩聚反应原理。在生产过程中，实际化学反应并不是根据先酯化完全，再开始缩聚次序进行，而是当酯化反应一旦生成了一定量对苯二甲酸乙二酯后，缩聚反应便和酯化反应同时发生了，所以在聚酯装置中极难明确地划分酯化阶段和缩聚阶段。我们把在两个酯化釜和两个缩聚釜中进行反应过程称为酯化阶段，此时酯化率约为97%，缩聚率约为90%，而在最终反应器里进行反应过程称为缩聚阶段。鉴于在反应过程中酯化反应和缩聚反应同时发生，对应工艺控制就不能只从一个反应出发，而要结合两种反应机理来考虑，当然在不一样时期两种反应深度不一，工艺控制又要有所侧重。下面就PTA和乙二醇一次混合配成浆料、经两段酯化、两段预缩聚和最终缩聚生成聚酯熔体整个生产过程谈谈其关键工艺参数控制。一、原料摩尔比依据PTA和乙二醇直接酯化原理，提升乙二醇浓度，酯化率和反应速率全部会加大，同时也会使生成二甘醇醚化副反应速率增大，为了抑制因为乙二醇浓度过高而引发醚化副反应，通常将第一酯化釜中EG和PTA之比控制在1.3-2，加料摩尔比则控制在1.08左右。不足部分靠把酯化釜中蒸出乙二醇-水气相混合物分离而得到EG重新返回酯化釜来补充，从而使乙二醇耗用量得到降低。二、温度控制在反应早期，反应体系属非均相体系，此时提升温度有利于PTA分散和溶解，促进反应体系均匀化。试验表明：温度每升高1，反应速率大约能够增加一倍。不过生成二甘醇副反应速率也有对应程度提升。对缩聚反应来讲，提升反应温度可加紧反应速度，有利于乙二醇排除，促进反应向生成物方向进行，缩短缩聚时间，但温度过高会使聚合物发生热降解，也易使EG及BHET分子间发生脱水醚化副反应，影响涤纶树酯色泽和和质量，故缩聚温度要控制在PET热降解温度（290）以下。综合上述原因考虑后本装置各反应温度控制为：第一酯化釜为260左右，以后温度沿各级逐步上升，以满足缩聚反应要求，在最终缩聚阶段，则将温度控制在284左右。三、压力控制酯化反应可在加压或常压下进行。但当酯化温度高于EG在常压下沸点时，若在常压下进行反应，乙二醇就会大量蒸发，依据压力升高，液体对应沸点也升高原理，高温下酯化反应应在加压下进行，这么液相中乙二醇浓度得到提升，从而可加紧反应应速度，降低进料中乙二醇和PTA配比。不过压力提升不利于酯化反应生成水逸出，这就要影响酯化率提升，所以要找一个适宜压力，并在不一样酯化阶段进行不一样压力控制，酯化率低时时使反应在较高压力下进行，以提升液相中乙二醇浓度；酯化率高时使反应在较低压力下进行，以利于水逸出，深入提升反应度。对于缩聚反应而言，压力（通常见真空度表示）是其最关键工艺参数，因为在生产上采取对反应体系抽真空措施来达成排除体系中残留乙二醇目标。假如真空度不高，乙二醇排除慢，系统中残留乙二醇就高，对应粘度就低，同时还引发逆反应应速度增大，正反应速度减小，反应时间处长，热氧化降解增多而使产品泛黄等，所以，缩聚反应必需在高真空下进行。本聚酯装置中，第一酯化釜压力为180KPa（绝），第二酯化釜降低到22KPa （表）,在第一预缩和第二预缩过程中逐步形成真空（0.08-0.16 KPa左右，绝）。这种采取不一样压力控制方法符合不一样反应阶段要求，并能确保生产稳定。假如在预缩聚阶段立即形成高真空，则会因为反应混合液中低聚物蒸发而造成设备和管道堵塞，从而带来生产不稳定。四、催化剂对于酯化反应来讲，能够用催化剂，也能够不用催化剂，反就体系中来自PTA氢离子（H）含有自催化作用，加入催化剂能够提升反应速度，但了可能产生副作用，如引发副反应增多，使聚合物着色等，本装置酯化反应没有采取催化剂。缩聚催化剂有很多个，本装置用是锑催化剂，因为锑催化剂含有很高活性，尤其是在高粘度阶段，对副反应影响较小。对于一定反应，催化剂浓度了有一定值。提升催化剂浓度可加紧缩聚反应速度，但浓度过高也会使降解反应速度加紧，且因为分散不均或沉结结块在聚酯熔体中形成局部过催化，增加凝聚粒子，影响纺丝生产和纤维质量。五、消光剂因为化学纤维表面光滑，含有一定透明度，所以在光线照射下，因为反射光强度很大而产生极光，使纤维含有肉眼看起来很不愉快强烈光泽，若在纤维中添加少许折射率不一样物质，则光线向不一样方向进行漫射，纤维光泽就变暗，这种方法称为消光，加入物质称为消光剂。本厂所生产涤纶长丝、聚酯切片全部是加入了消光剂。所用消光剂为二氧化钛，因为二氧化钛折射率和涤纶相差较大，二氧化钛比常见合成纤维树脂折射率高近2倍，其消光原理关键利用了它高折射率，二者折射率之差越大消光效果越好（锐钛型二氧化钛：2.55；聚酯：1.725），二氧化钛同时还含有化学稳定性高，不溶于水，在高温下不起改变，在后处理过程中不会消失等优点。大有光（也称其为“超有光”）聚酯切片中二氧化钛含量为零；“有光”聚酯切片中二氧化钛含量为0.10%左右；“半消光”聚酯切片中二氧化钛含量为（0.320.03）%；“全消光”聚酯切片中二氧化钛含量为2.4%2.5%。工业二氧化钛依据其晶型结构可分为锐钛型和金红石型。金红石型晶体结构紧密，相对密度大，耐候性好，遮盖力高，着色力强，但颗粒硬，不轻易分散，在化学纤维纺丝时轻易磨损喷丝板、切丝刀，不宜作化学纤维消光剂；锐钛矿型比较松软，白度白，易分散，适宜用作化学纤维消光剂。化纤钛白粉平均粒径通常在0.35m，粒子很细，表面积很大，任何质量优越钛白粉在储运、包装、堆放、和运输过程中又絮凝或凝聚在一起形成大粒粒团，在使用前一定要经过研磨才能使用，不然因为分散性不好会造成粒子在纤维中分散不均匀，不仅消光效果不好，甚至会出现毛丝、断丝现象。二氧化钛经球磨分散后不仅能使絮凝后二氧化钛重新分散开来，而且可能去除钛白粉中可能夹带极微量大粒子（大于5微米）。二氧化钛粒子表面带有负电荷，在溶液中因为相同电荷电斥力作用使它保持稳定分散状态，假如在制造过程或于分散介质中吸附了其它离子，就会使分散性能降低。二氧化钛分散在树脂中，其表面会吸附一层树脂层，这种单分子吸附层，含有走向缓冲作用，又称空间位阻效应，也能起到分散作用，使其保持稳定分散状态。本装置中是将二氧化钛和乙二醇配制成悬浮液，经球磨分散、离心、沉降、过滤后再加入第二酯化釜内室中反应物中。为了确保聚酯产品可纺性，也就是说聚酯熔体或切片中凝聚粒子不得超出要求指标，对二氧化钛粒度分布有一定要求，对配制悬浮液过程中工艺参数，如分散时间、沉降时间、过滤方法等也有严格控制。本装置设一套消光剂配制系统，天天制备一批供生产所需。第六节 关键工艺设备1、第一酯化反应器 型式为立式单室搅拌釜，釜内设有盘管式内加热器。为降低热损失，增加加热渠道，反应器设有外部夹套。为确保物料清洁，降低制造成本及热阻，内筒体和内封头采取304L16Mn复合钢板。 夹套采取螺旋盘绕“L”型液相热媒夹套，因为热媒无腐蚀性，故夹套选择16MnR钢板制造。内盘管采取螺旋型盘管，材质为0Cr18Ni9。搅拌器采取上装式，桨叶靠近反应器内筒低部。因为轴很长，轴下端设有下稳定支撑轴承。轴封采取双端面机械密封，有独立润滑、冷却系统。搅拌器选择防爆电机驱动。本反应器由中国自行设计、制造，搅拌器选择进口产品。 2、第二酯化反应器 本反应器为立式双筒夹套搅拌釜，在圆筒型立式反应器内装有一圆筒型隔离筒，将反应器分为内、外两室，物料由外室入，内室下部出。物料在搅拌下进行反应，由内盘管和夹套进行加热和保温。 搅拌桨为上部安装，下部设有剪切轮和稳定轴承。内加热盘管结构和第一酯化反应器相同，夹套结构和搅拌器密封结构也类似。本反应器由中国自行设计、制造，搅拌器选择进口产品。 3、第一预缩聚反应器 本反应器为立式夹套真空反应釜，釜内不设搅拌器。反应器设有“L”型液相夹套和螺旋型液相盘管，并设有分室圆形筒将反应器分为内、外两室，外室安装螺旋盘绕“L”型夹套。内室安装有螺旋型盘管。全部中国设计、制造。 4、第二预缩聚反应器 本反应器为卧式圆盘真空反应器，在夹套式卧置圆筒型反应器体内，设一圆盘搅拌系统。该系统为一横向支承主轴，轴上用特殊键固定多块圆盘。圆盘搅拌系统由特殊电机、减速机驱动。轴和穿出端盖间用橡胶“J”型密封装置进行密封，以保持缩聚反应器所需真空度。传动装置和密封设有独立润滑、冷却油系统。除减速机和轴承引进外，其它中国设计、制造。 5、后缩聚反应器 本反应器为卧式双驱动圆盘反应器，在卧置夹套式圆筒型釜体内，放置纵向串联两根转动主轴，在各轴上用键固定多块圆盘。两根主轴在釜内轴端支承在同一轴承座上。除减速机和轴承引进外，其它中国设计、制造。第三章 聚酯原辅材料1、精对苯二甲酸（purified terephthalic acid 简称PTA） 分子量 166.13 外观 白色粉末 酸值 6752mg KOH/g 4-羧基苯甲醛（4-CBA） 25ppm 对甲基苯甲酸 （PT酸） 150ppm 灰分 6ppm 特种金属总量 10ppm（Mo, Cr, Ni, Fe, Mn, Ti, Co） 铁 1ppm 水分 0.2wt % 色相b值 1.6APHA 5%DMF色相 10APHA 粒度分布：250 mm 3.0wt % 500 mm 0wt % 平均粒径（中心值范围95-120mm） M10mm PTA各项质量指标对聚酯生产影响： 酸值酸值基础上能够看作PTA纯度标志，假如酸值异常要深入分析其它有机酸含量，通常该项目数值稳定。 灰份灰份为PTA和催化剂中不可燃烧金属等无机化合物含量之和，灰份过高时会使熔体在纺丝过程中止头，使聚酯生产中过滤器寿命缩短和喷丝板易堵。 铁、特种金属含量其含量过大时影响所生产聚酯产品色相，这些金属是聚酯降解反应催化剂，使断链逆反应加速。 4-羧基苯甲醛（4-CBA）4-CBA是PTA生产过程中中间产物，其在聚酯生产过程中会形成黄色共轭产物，4-CBA含量上升，聚酯产品B值上升，又因为4-CBA一端有醛基，会阻止聚酯链段增加，所以4-CBA含量上升，特征粘度下降。 水份PTA中水份含量较高时，使PTA结块严重，潮湿PTA对投料工作造成不便，轻易在料仓底部架桥、震动筛堵塞，致使配料中止，严重时使PTA和EG浆料中PTA含量降低。 对甲基苯甲酸 （PT酸）PT酸是PX在氧化过程中间产物，也是对苯二甲酸在精制过程中使4-CBA氢化产物，易溶于水，可在精制过程中从PTA中除去，含有单官能团，会阻碍PET链段增加，含量过高时，会使PET特征粘度下降。 色相PTA色相和其所生产PET色相有直接关系，PTA色相差，在其它条件不变情况下，PTA色相也差。 粒径平均粒径：PTA平均粒径小，浆料粘度就大，不利于浆料输送和增加搅拌动力（11TA01搅拌器电流上升）；PTA比表面积大，轻易溶解，反应速度快，反之各项情况也相反，所以要求PTA平均粒径不要改变太大。2、乙二醇（ETHYLENE GLYCOL 简称EG） 分子量 62.07 外观 无色透明粘稠液体 密度 1.1128-1.1138g/cm3 酸值 0.03mg-KOH/g 醛（以甲醛计） 8ppm 灰分 10ppm 铁 0.1ppm 氯化物 0.5ppm 二甘醇 0.05wt % 水份 0.05wt % 色相 5APHA 盐酸中色相 20APHA 馏程 初馏点 196 终馏点199 紫外线透过率 220 nm 70wt % 275 nm 95wt % 350 nm 99wt %乙二醇各项质量指标对聚酯生产影响： 密度、馏程、含水率密度和馏程实际上是EG纯度反应，密度低于要求值或初馏点过低表示水含量较多，密度高于要求值或终馏点过高表示DEG（二甘醇）、TEG（三甘醇）含量较多。EG纯度低如含水量高会影响浆料配制中摩尔比，DEG、TEG过多，除上述影响外，还会使产品PET中DEG含量上升，熔点下降，轻易降解。 酸值也是纯度反应。 灰份影响同PTA，也带到产品PET中去了。 从EG带入体系醛要从工艺塔出去。 铁同PTA中含铁影响一样。 色相：EG色相差必将影响PET色相，且影响比较大。 DEG含量（少许TEG）DEG为EG生产时副产物，因为有醚键存在，轻易发生降解，DEG含量上升，PET熔点下降，DEG含量波动大影响纺长丝染色性能，EG中DEG含量高，影响产品PET中DEG含量也高，但不是简单叠加。 氯离子对不锈钢反应器耐腐蚀性有影响。 紫外线透过率关键是针对国外进口EG海运时船装过其它东西，再运EG时没有清洗洁净，其它物质进入EG引发紫外线透过率不合格。3、二氧化钛（TiO2 ） 分子量 79.90 外观 白色粉末 TiO2含量 98wt % H2O含量 0.5wt % pH值： 70.5 铁（以Fe2O3计） 0.01wt % 筛余（325目） 0.03wt % 平均粒径 0.2-0.3mm（离心法）TiO2各项质量指标对聚酯生产影响： TiO2 含量是TiO2纯度表示，如纯度低表示杂质多，杂质尤其是金属杂质多会影响TiO2再凝聚性。 水分高会引发TiO2结块，影响TiO2分散性。 PH是影响TiO2分散性一个关键指标，TiO2晶格中钛部分被锑置换后，TiO2微粒表面带负电，PH值和TiO2微粒表面界面电位有一定关系，在一定范围内，TiO2分散性良好。 三氧化二铁：TiO2是由钛铁矿制造，三氧化二铁是原料中铁留在TiO2中量。铁含量对聚酯生产影响除PTA中说明外，还有以下危害，其它金属氧化物也一样，如前所述TiO2负电界面电位愈大，TiO2粒子间排斥力愈大，一些金属氧化物在溶液中呈离子状态，金属离子带正电，表面带负电TiO2离子就被金属离子吸引，离子原子价愈高，越轻易使TiO2粒子凝聚，几乎呈几何级数上升。检验并测量TiO2水溶液比电阻，是检验TiO2带电粒子方法之