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1、毕 业 设 计系 别： 化学工程技术系 课题名称：5000t/aPET生产工艺流程设计 班 级： 学生姓名： 指导教师： 年 月 日论文题目：5000t/aPET生产工艺流程设计摘 要本设计为年产5000吨聚对苯二甲酸乙二醇酯的工艺初步设计，采用直接缩聚的生产方法。该工艺过包括酯化、预缩聚、终缩聚三个阶段，采用三釜流程的工艺。在确定PET生产工艺的基础上进行了物料衡算，热量衡算，主要设备选型。利用Auto CAD软件绘制主要设备图，工艺流程图以及车间布置图。文中还对三废处理及废料回收、节能措施与安全防范、技术经济初步分析核算进行了简单的阐述。关键词：聚对苯二甲酸二乙醇脂，PET，工艺计算 Ti
2、tle:5000t/aPET Production process designABSTRACTThis design for the annual output of 5000 tons of polyethylene terephthalate process preliminary design, the direct polycondensation production methods. The process including esterification, condensation, condensation of three stages. Using three kettl
3、e process technology.In determining the PET production technology is conducted on the basis of the material balance calculations, heat balance calculations, the main equipment selection. Use Auto CAD software draw the main equipment figure, process flow diagram and workshop layout figure. The paper
4、also for waste treatment and recycling, energy saving measures and safety, preliminary analysis on technical and economic accounting simply explained.Key words: Polyethylene terephthalate, PET,Craft processp rocess calculation常州工程职业技术学院毕业设计开题报告（ 2013 届） 化学与材料工程技术 学院 专业 班 同学题目： 5000t/aPET生产工艺流程设计 指导教
5、师： 专业技术职务： 一、前言1、 课题的背景、目的和意义 背景：PET于1941年首先由英国JttWhinfield与JTDickon研制成功。英国帝国化学公司(1cI) 于1946年以涤纶(Teleron)纤维投入生产，继而美国杜邦公司(Dupent)于1948年以“代春纶”(Dacron)纤维投入生产。初期PET几乎都用于合成纤维（我国俗称涤纶）。80年代以来，PET作为工程塑料有了突破性的进展，相续研制出成核剂和结晶促进剂，目前PET与PBT一起作为热塑性聚酯，成为五大工程塑料之一。目的： （1）培养我们独立运用所学基本理论、技术基础和专业知识、综合分析和解决对生产技术问题的能力。 （
6、2）掌握设计的基本方法和步骤、掌握查阅和使用国家手册规范等技术资料的方法、掌握处理生产实际数据的方法，完成技术人员在工艺设计方面所必须具备的运算与绘图的基础训练，为今后从事工艺改造、工艺生产等打下基础。 意义： 经过查阅各种资料选择合适的生产工艺路线，并根据选择的生产方法画出工艺流程图，再根据所学过得基础理论和专业知识进行综合分析，提高我们的综合学习能力，为以后的工作打下基础。2、 课题的现状与发展趋势；课题欲解决哪一方面的问题我国的PET生产规模远远落后于国外几个主要生产厂商。进入80年代，我国逐步从国外引进万吨几十万吨级先进的PET树脂合成装置，质量和产量都有了长足的进展。根据中国纺织学会
7、统计，1997年我国生产PET切片树脂174万吨，其中高粘度包装用切片树脂生产能力为22.4万吨，所以生产PET工程塑料级的树脂来源充足。在PET瓶行业中2012年，我国产值达到了217.38亿元，同比增长了17.3%。2013年，我国产值达到了237.54亿元，同比增长了9.3%。随着制造再生pet切片的技术发展，实现从原生pet材料制成的pet瓶产品，到回收废瓶制成再生pet瓶切片并用于pet瓶产品的闭环反馈式再循环、再利用的模式，并达到了国家相关标准，再生pet切片属于食品级标准，可以用于生产食品包装，从而开创了中国pet瓶循环再利用、同质化转换的先河，未来将成为投资机会前景广阔。 课题
8、欲解决扩大生产规模、降低生产成本，提高PET的生产能力和5000t/aPET生产工艺流程设计二、课题方案的确定1、 方案的原理、特点与选择依据目前，PET的生产采用技术路线主要有3种：酯交换缩聚法（DMT法）采用对苯二甲酸二甲酯（DMT）与乙二醇（EG）进行酯交换反应，然后缩聚成为PET。直接酯化缩聚法（PTA法）用高纯度对苯二甲酸 (TPA)与乙二醇或1,4-丁二醇直接酯化生成对苯二甲酸双羟乙酯或丁酯,然后进行缩聚反应。环氧乙烷法（EO法）直接用环氧乙烷与 PTA反应生成对苯二甲酸双羟乙酯，再进行缩聚反应。现有生产方法评价：经过比较，我们采取PTA法合成聚酯，采用间歇生产工艺，原因如下：（1
9、）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。 （2）间歇工艺其优点： 可随时改变品种，适应市场需求。 切片易存储和远程运输。 开停车远比连续工艺小。由于酯交换法的生产复杂，需要甲醇的回收装置，而且投资大，现在新建的装置基本上已经很少用酯交换的工艺路线，而以前的装置也慢慢的淘汰了。而PTA法较DMT和EO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
10、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。反应原理：第一步是PTA与EG进行酯化反应，生成对苯二甲酸乙二酯（或称对苯二甲酸双羟乙酯，简称BHET）为微放热反应； 第二步是BHET在催化剂作用下发生缩聚反应生成PET。2、 课题完成步骤查阅资料，做开题报告收集数据，进行工艺计算设备选型设计图纸完成毕业设计说明书三、阶段性设计计划、设计目标与应用价值第一阶段： 5天时间 1、准备手册、参考书、计算与绘图工具汇总 2、 收集设计资料、画出工艺流程草图 第二阶段： 15天时间 1、物料及热量衡算 2、反应器工艺设计 3、其它设备选型和设计第三阶段：10天时间 1、生产工艺流程图
11、2、物料流程图 3、设备平面布置图第四阶段：5天时间 1、整理、抄写设计说明书并与图纸装订成册第五阶段： 5天时间 1、设计答辩 2、修改上交应用价值：明确目标，条理清晰，能够快速有效完成任务。五、指导教师审阅意见 签名： 年 月 日目 录1 总论11.1 设计依据11.2 建设规模11.2.1 产品品种、规格、数量11.2.2 主要原料、产品的物理化学性质、规格、来源21.3 产品方案31.3.1 产品的用途31.3.2 工艺路线的确定41.3.3 工艺流程简述102 工艺计算92.1 物料衡算92.1.1 基础数据92.1.2 原料、产品的技术规格92.1.3 物料衡算102.2 热量衡算
12、112.2.1 基础数据112.2.2 动力（水、电、汽、气）技术规格123 设备选型计算133.1 反应设备的选型说明及计算134 设备布置174.1 厂址选择的依据及原则174.2 车间布置考虑的问题185 三废处理及环境保护195.1 车间三废排量及组成195.2 三废处理措施及效果206 安全生产与劳动保护226.1 危险性物质物性一览表226.2 消防安全措施236.3 劳动防护措施237 节能措施24致 谢26参考文献27符号表VR反应液体积VT反应器实际体积D聚合釜直径H聚合釜高度密度V体积PTA精对苯二甲酸EG乙二醇BHET 对苯二甲酸二羟基乙酯PET聚对苯二甲酸乙二醇酯W 物
13、料的总重量kg/h总论1.1 设计依据本设计以设计任务书为基础，综合文献检索、资料收集，综合分析，以现有的成熟生产技术和实际经验为依据，博众家之长，选择合适设计方案。1.2 建设规模 1.2.1产品品种、规格、数量在产品品种方面，目前我国聚酯生产仍以纤用聚酯为主，占总年产能力的88%；国内非纤用聚酯切片年产能力约100万吨，其中聚酯瓶片发展特别迅速，仅2002年就新增50多万吨年产能力。但由于国内市场容量有限，因此聚酯瓶片装置开工率不足50%【1】。我国的PET生产规模远远落后于国外几个主要生产厂商。进入80年代，我国逐步从国外引进万吨几十万吨级先进的PET树脂合成装置，质量和产量都有了长足的进展。根据中国防治学会统计，1997年我国生产的PET切片树脂174万吨，其中高黏度包装用（饮料瓶和包装片材等）切片树脂生产能力为22.4万吨，所以生产PET工程塑料级的树脂来源充足。由于制备各种混配改性PET塑料的装置于其他聚合物混配改性用的装置是通用的，国内混配用挤出机等制造业形成一定规模，所以只要市场一旦开拓，国内PET塑料的生产也会快速增长。 我国聚酯工业及国外先进水平的差距主要表现在一下几点：【2】（1）聚酯产品价格竞争力较弱，企业赢利性不强。国内每吨产品加工成本高于韩国和台
