聚酯基础知识讲解

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1、聚酯基础化工知识一.装置物料性质1.1对苯二甲酸1.1.1物理特性： 外观；白色粉末分子式：HOO-C-C H-COOH64分子量：166.1酸值：6743mgKOH/g水份：0.5w t%色相(5%DMF)： 10APHA比重：1.51升华温度：300C或更高不溶于水、醚、氯仿、乙酸，微溶于酒精1.1.2危害及毒性：1) 最低爆炸浓度当浓度超过0.02g/L,起爆温度600C时，对苯二甲酸粉尘与空气形 成可爆混合物。2) 对人身的影响： 尽管对苯二甲酸的毒性不如苯二酸强，但它的毒性与苯二酸类似， 刺激受影响的皮肤和粘膜，导致严重的发炎和起泡。1.1.3事故预防： 如物料泄漏或溢出时采取措施：

2、1) 收集然后烧掉2) 用水冲洗地面1.2乙二醇1. 2. 1物理物性分子式： HO-CH-CH-OH22分子量：62.07外观；无色透明液体酸值：WO.O3mgKOH/g水份：W0.1%色相（煮沸4小时）：W10APHA （沸程：196 200C）凝固点：一9C11C闪点：开口杯子 111C点火温度： 410C燃爆极限：（在空气中）低： 3（体积）高： 15.3%（体积）1.2.2 危险反应：不能与硝酸、过氧化氢这样的强氧化剂相混合1.2.3 对人身的保护：要对呼吸、眼睛、手进行保护1.2.4 工业保健在搬运过程中不能吃或喝1.2.5 防火防爆：禁止吸烟，要与火源保持一定的距离，储罐应接地1

3、.2.6 当溢出/泄漏/气体泄漏时： 用吸附材料进行吸附，把溢出的装入适当容器中，用水把被浸蚀的 地方洗掉1.2.7 消防介质：干粉、泡沫、用水喷或用二氧化1.2.8 急救：如果与眼睛接触了，应用水彻底清洗，至少要洗 15 分钟， 然后再遵从医嘱。如果与皮肤接触了，马上用清水冲洗，应马上脱下粘附有该物品的 衣服。如果吸入了该产品，应马上找对症的药缓触。1.2.9 对人的毒性：如吸入 1500mg/kg 就会致死1.3 二甘醇1.3.1 物理特性二甘醇无色无臭透明液体。密度20C下为1.1162g/ml低毒液体，燃烧性：可燃闪点：135C燃点： 230C1.3.2 危害及毒性低毒液体，蒸汽与空气

4、混合易爆炸蒸汽与空气混合能形成爆炸性 混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。爆炸极限：0.722%1.3.3 事故预防事故处理人员必须佩戴防护用具，采取措施停止与事故发生部位相关的进出料。事故区域内所有转机停运，停电。1.4 二氧化钛1.4.1 物理特性性质A （锐钛矿）型R（金紅石）型(a)频色形式(pigment form)外表鲜亮白色粉末比重(sp.gravity)(g/cm3)3.84.13.94.2折光系数(refravtive index)2.552.76吸油度(oil absorption)(磅/100 磅)18301648著色强度(tinting strength)(Royno

5、lds)1200130016501900颗粒大小（particle size）平均（“m）0.30.20.3(b)结晶形式(crystal form)比重(g/cm3)3.874.24硬度(hardness)(moh)5-66-7压缩数(compressibility coefficient)106cm2/kg一0.530.58熔点(melting point) C在空气中一183015熔点(melting point)C在咼成份02中一187915比热(sp.heat)(cal/C/g)0.170.17介电常数(dielectric constant)481141.4.2 危害及毒性 无毒白

6、色粉末，在空气中易形成粉尘。1.4.3 事故预防 防潮，操作过程中戴好防护用品。1.5 氰化三联苯1.5.1 物理特性 中文名：氢化三联苯 外观与性状：清澈、淡黄色液体熔点(C)： -28沸点(C)： 340相对密度(水=1)： 1.008溶解性：不溶于水，溶于多数有机溶剂 燃烧性：可燃爆炸下限(200C, V%)： 0.9爆炸上限(200C, V%)： 8.8自燃温度 (C)： 374闪点(C)： 176最小点火能(町)：最大爆炸压力( MPa)：危险特性：无资料。 1.5.2 危害及毒性分子式：C H18 22相对分子质量： 241化学类别：易燃液体，低毒类危险性类别：低闪点易燃液体1.5

7、.3 事故预防灭火方法：喷淋水、二氧化碳、干粉、泡沫皮肤接触：脱去被污染者的衣物，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困 难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：误服者用水漱口，。就医。泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并立即进行隔离，严格限制 出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防 护服。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。 小量泄漏：用砂土或其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑 收容；用泡沫覆盖。用防爆泵转移至槽车或专用收集

8、器内，回收或运 至废物处理场所处置。1.6 乙二醇锑1.6.1 物理特性分子式： Sb2(OCH2CH2O)3分子量：423.66 性 状：白色结晶粉末。 易溶于乙二醇，遇潮易分解。用 途：聚酯缩聚催化剂。规 格：指标名称指标锑含量(Sb)%56.0-58.8氯化物含量(Cl)%W0.01铁含量(Fe)%W0.001硫酸盐含量(SO4)%w0.01砷含量(As)%w0.016铅含量(Pb)%w0.0011酒石酸不溶物%w0.014干燥损失%w0.60分子式： Sb 2 (OC 2 H 4 O) 3， 分子量：423.56 外观为白色或青白色结晶颗粒，1.6.2 危害及毒性无毒无气味，遇潮湿空气

9、分解 乙二醇锑是应用于聚酯缩聚反应最为新颖的一种催化剂，它与催化剂 三氧化二锑和醋酸锑相比，具有下列优点： 1在乙二醇溶液中溶解度大，分散性好。2锑含量高，活性好，可提高装置生产能力。3该催化剂本身不会带入新杂质，可使切片提高内在质量，改善后 加工可纺性。4能改善切片色相和热稳定性。1.6.3 事故预防防潮，防结块。二.聚酯发展史聚酯(pet)既可由对苯二甲酸二甲酯(dmt )与乙二醇(eg)反应制得，也可由对苯二 甲酸(pta)与乙二醇反应制得。目前，世界各国pet生产采用的技术路线主要就是 这两种，称为 dmt 法(也称酯交换法)和 pta 法(直接酯化法)。dmt法是采用对苯二甲酸二甲酯

10、(dmt)与乙二醇(eg)进行酯交换反应，然后缩聚成 为pet。pta法采用高纯度的对苯二甲酸(pta)或中纯度对苯二甲酸(mta)与乙二醇 (eg)直接酯化，缩聚成聚酯。这种直接酯化法是自1965年阿莫科公司对粗对苯 二甲酸精制获得成功后发展起来，此后发展迅速， pet 生产也随之得到了很快的 发展。由于 pta 法较 dmt 法优点更多(原料消耗低， eg 回收系统较小，不副产甲醇， 生产较安全，流程短，工程投资低，公用工程消耗及生产成本较低，反应速度平 缓，生产控制比较稳定)等，目前世界 pet 总生产能力中大多采用 pta 法。20 世纪 60 年代初， pet 的生产以间歇法为主。

11、60 年代后，西欧各国、日本继美 国之后，也成功地开发出了连续化生产技术，由于连续化工艺较间歇法工艺优越， 产量大、质量好、可直接纺丝、产品成本低，所以得到迅速发展。目前已成为 pet 生产的主流。 70 年代以后建的 pet 装置，规模大的都采用连续化工艺。进入80 年代以后，新建的 pet 装置即以 pta 法的连续化为主。另外，随着 pet 工业用 丝及瓶用的发展，又出现了 pet 固相缩聚增粘技术、而且其工艺也有间歇和连续 法之分。pet 树脂有很多专利生产技术，无论是酯化和缩聚过程(熔融相)还是生产较高粘 度瓶用树脂的固相聚都有很多不同的工艺。其中熔融聚合方法的主要技术持有公 司有吉

12、玛公司、帝人公司、kanebo公司、ems-inventa公司、john brown deutsche 公司、杜邦公司以及sunkyong公司等；固相缩聚方法的主要技术持有公司有吉 玛公司、bepex公司、hosokawa公司、卡尔菲休公司、si neo公司、buehler公 司以及sunkyong公司等。(1) pta直接酯化工艺。如果采用pta为原料，pet聚酯聚合物的生产主要有以 下两步反应：第一步是pta与eg进行酯化反应，生成对苯二甲酸乙二酯(bhet)； 第二步是bhet在催化剂作用下发生缩聚反应生成pet。酯化反应阶段，为了缩短 反应时间，酯化反应的反应压力要高于大气压力，反应温

13、度要高于醇的沸点。具 体反应中所用的醇与tpa的摩尔比为1.1 ： 1-2： 1,反应采用的温度为258-263C。 缩聚反应的反应温度须高于聚合物的熔化温度(260-265C),低于300C(当温度 达到这个值时，聚合物开始出现降解 )，因此缩聚反应最合适的温度范围是 275-290C。缩聚反应的反应时间至少为2个小时，具体视反应器不同而有所不 同。这个反应的反应常数较小，因此在反应过程中还须尽快地除去反应所生成的 乙二醇，打破反应平衡，促使反应继续向右进行，否则不但会影响反应速度，而 且聚合度也提不高。因此缩聚要求在真空下进行，特别是缩聚后期要求在高真空 度下进行，同时应尽量增加蒸发表面。

14、一些用于酯化反应或酯交换反应的催化剂也可用于缩聚反应。在众多的催化剂 中， 三氧化锑和乙酸锑是最常用的种类，它们在缩聚反应的高温下有效 (275-290C),并不受亚磷酸类稳定剂的影响。这些催化剂可同酯化反应催化剂 一起在反应初始时加入，也可在酯化反应后加入反应器中。(2) 伊文达-费休聚酯反应器技术。ems伊文达-费休(inventa-fisher)公司开发了 创新的聚酯反应器技术，可降低生产聚酯的原材料消耗和提高产率。这种称为 espre 的塔式反应器可使转化费用降低 26%，提高销售收益 22%和改进聚酯质 量。该反应器可灵活地用于pet、ptt、pen和pbt及其共聚酯。在新工艺中，酯

15、 化和缩聚同时在降低了压力和温度的条件下进行，有利于反应。采用反应气体或 惰性气体完成相互混合，避免了机械混合，反应体系自动进行。利用新反应器的 反应体系，可避免产生副产物和反应死区，同时可达到优化的分子量分布的目标。 目前，这种新技术除已有一套 1 吨/日的中型装置外，还有三套聚酯装置采用新 的反应器技术，德国240吨/日装置正在建设中，荷兰180吨/日装置处于基础工 程阶段，中国台湾120吨/日装置已决定采用这种反应器。（3）聚酯聚合催化剂。目前世界绝大多数 pet 聚酯生产装置仍采用锑类的催化 剂，锑催化剂用量约占 90%，其它还有锗和钛类催化剂，尽管这些锑类催化剂 的催化效果很好，但随着人们认识的提高，锑的毒性问题愈来愈受到人们关注。 因此近年来pet非锑催化剂研究非常活跃。杜邦、东洋纺、帝人、吉玛、acordis、 synetix等公司纷纷推出无锑无重金属环保型催化剂