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1、PET 的 合 成指导教师 钱钱 宇 教授陆陆恩锡锡 教授学 生 庞煜霞 叶代勇 华南理工大学化工学院 2001年5月一、前言 二、技术路线 三、生产流程 四、生产设计 五、工艺参数的优化目 录录六、化学反应 七、原料的影响 八、反应过程模拟分析 九、反应过程模拟计算 十、反应过程模拟结果一 前 言PET， 即聚对苯二甲酸乙二 酯，也称聚酯，自年代工业 化大生产以来，最大的用途是加 工成涤纶纤维，其次是包装瓶和 薄膜。二 技术术路线线（）对苯二甲酸二甲酯法 （ 2 ）对苯二甲酸法（）环氧乙烷法三 生产产流程合成工艺分为三釜流程和五 釜流程。三釜流程, 即酯化釜、预缩 聚釜和终缩聚釜。 五釜流程
2、, 即 第一酯化釜、第二酯化釜、第一 预缩聚釜、第二预缩聚釜和终缩 聚釜。四 生 产产 设设 计计设计单系列生产能力为300 吨天，采用PTA法五釜流程连 续生产装置，以装置的精 对苯二甲酸和乙二醇为原料，经 过浆料配制、酯化、预缩聚、终 缩聚等工艺，生产聚酯产品。PET合成生产流程图五 工艺参数的优化（一）、酯化酯化反应主要受温度、压力、停留 时间的影响，仅在后期受/摩 尔比的影响。的生成主要是在酯 化阶段，控制含量应主要从酯化 阶段入手。预缩聚阶段羧端基含量高的 主要原因与酯化反应的酯化率有很大关 系。（二）、预缩聚低温对反应平衡有利，高温能促 使反应更快趋向平衡，反应压力应 逐步降至相应
3、的程度，停留时间可 以作为比较缓和的控制因素，参与 对预缩聚反应的控制。停留时间相 对延长，有利于提高聚合物粘度。（三）、终缩聚在终缩聚阶段，反应温度应进 一步提高，为保证反应物料粘度达 到要求，同时应尽可能将真空度降 至应有的程度。停留时间相对延长 ，有利于提高聚合物粘度。图4 各反应阶段酯化率、 、聚合度变化情况六 化学反应1. 酯化反应:2. 酯化缩聚反应:3.缩聚反应七 原料的影响图1 乙二醇与对苯二甲酸的摩尔比对分子量的影响1、 原料的摩尔比对分子量的影响2、转化率对分子量的影响表2 转化率对酸值、分子量以及平均聚合度的影响3、 转化率对分子量分布的影响八 反应过程模拟分析1、对苯二
4、甲酸和乙二醇直接酯化反 应过程分析及主反应化学平衡图1 酯化工艺流程图在酯化反应器内进行着酯化反应 也发生缩聚反应，同时又发生其逆 反应水解反应和醇解反应。与 上述主反应同时还存在着生成乙醛 的副反应和生成DEG的副反应以及 由热裂解发生的各种副反应。在酯化反应器内发生的各种反应 ，通过简化，取得反应平衡常数。2、酯化反应过程动力学基于酯化和缩聚为双官能团反应，模型中的反应速 率方程采用二级反应。各参加反应的组元(或基团 )的反 应速率方程如下:da1/dt = -k1a1a2 + k2a3a5 - k3a1a3 + k4a4a5 (22)da2/dt = -k1a1a2 + k2a3a5 +
5、 k5a23 - k6a2a4 (23 )da3/dt = k1a1a2 + k2a3a5 - k3a1a3 + k4a4a5 - 2k5a23 + k6a2a4 (24 )da4/dt = k3a1a3 - k4a4a5 + k5a23 - k6a2a4 (25 )da5/dt = k1a1a2 - k2a3a5 + k3a1a3 - k4a4a5 (26)生成DEG的副反应动力学单独进行数据分析。3、酯化反应过程的传质过程 TPA在反应混合物中溶解度 酯化反应过程汽液平衡 反应器的气液传质速率 EG和水分离的精馏塔4、酯化反应过程数学模拟 酯化反应器流动模型 酯化反应过程数学模型模型的简化
6、和假设、齐聚物特性关系、酯 化反应方程组、反应速率方程、TPA在反应混 合物中的溶解度、汽液平衡、反应器内气液 传质速率、工艺塔数学模型、反应器内物料衡 算。5、预缩聚反应过程和反应动力 学 预缩聚反应过程酯化产物、影响因素（温度、 压力、时间）、反应（酯化、缩聚 、副反应）。 预缩聚反应过程中的反应动力学6、预缩聚反应过程的数学模拟 预缩聚反应器的流动模型：CSTR 预缩聚反应过程数学模型模型的假设和简化、齐聚物特性关 系、反应方程组 、反应速率方程、汽液 平衡、汽液传质方程、预缩聚反应器流 动模型及物料。7、后缩聚反应过程和数学模拟 后缩聚反应过程 后缩聚反应过程数学模型模型的假设和简化、齐聚物特性关 系、气液传质速率、后缩聚反应器的流 动模型及物料衡算式。九、反应过程模拟计算 计算基础数据及转换公式 计算酯化率、摩尔比（进料摩尔比、内 摩尔比、反应产物中端基的摩尔比、反 应的对反应的摩尔比、未反 应的羟基对全部羧基的摩尔比）、链节 数、高分子的平均分子量、聚合 度。十、反应过程模拟结果谢 谢！
