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做座二釜单线聚酯工艺研究

发布时间:2021-10-09 02:53:08 阅读: 来源:不锈钢啤酒瓶厂家

二釜单线聚酯工艺研究

多年的梦想变成现实:二釜单线聚酯工艺正式问世。它由命名为ESPREE的高塔反应釜,加上命名为 DISCAGE的终缩釜,或由ESPREE和固相增粘装置(SSP) 组成,与传统工艺相比,其加工成本降低20%, 质量却显著改善。

聚酯发展史

聚酯属通用树酯,发明于19灰铸铁材料的紧缩试样1般加工成圆柱形(或矩形柱状)41年。与聚酰胺(尼龙)发明的时间相接近。二次大战中,聚酯发明专利曾被列为顶级机密。1955年,经成功研发,第一条聚酯纤维生产线在英国ICI公司投产,产量为每年10,000吨。六十年代,随着专利保护的过期失效,聚酯被视为制造纤维、薄膜和其它工业应用的最通用的原材料。这就引发了全世界范围内大规模的科研与开发,世界聚酯产能每年递增%。为满足产能的增长和填补市场缺口,聚酯单线生产能力也从最早的每天3吨不断提高到每天600吨。近期甚至有每天超1000吨的生产线投入运行。聚酯技术发展的领头人,不论是过去还是现在,都是那些一直致力于聚酯研发技术的工程公司以及生产聚合物的大公司。

然而,生产规模的不断增大和大量新装置的上马,引发了上世纪90年代聚酯市场的饱和,并直接导致生产切片、纤维和长丝的利润迅速下滑。尽管单线产能的迅速提高补偿了部分损失,但由于原料成本增至占产品价格的85%以上,所以边际利润还是下滑到只占销售总价的几个百分点。

面对这个处境,伍德 伊文达 菲瑟正致力于寻找新途径来优化下述生产成本:

◆设备及安装成本;

◆厂房成本;

◆人工成本;

◆原料消耗 ;

◆装置的产能;

◆能耗成本;

◆维护保养成本;

◆融资和营销成本。

较早以前,人们对聚酯反应机理认识比较有限。自上世纪九十年代以来,通过计算机对反应过程进行的模拟取得了很大的进展。比如,伍德 伊文达 菲瑟开发的电脑辅助软件COMPET就是一例。他成功地实施按比例放大设计,使改进后的方案产生了巨大的经济效益。优化后的工艺参数同时也提高了最终产品的质量水准和稳定性。聚酯过程也由原先的5至7釜被减少到4釜,甚至3釜。

伍德 伊文达 菲瑟,通过发展新工艺来确保聚酯及其同类产品应用领域(诸如PET, PBT, PTT和PEN)的不断扩展。从1995年该研发项目启动以来,至今已有三个PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)树酯工厂和两条PET树酯生产线投入商业运行。相应的工艺及设备的国内和国际专利申请正在审理中。

研发目标

研发初始,曾想把目标定位于一釜工艺,类似于生产聚酰他们说胺所采用的有名的“简化连续聚合管(VK管)”,显然这难以实现,因为聚酯反应的反应机理与之截然不同。生产聚酰胺时只发生聚合加成反应,而生产聚酯时则需发生酯化反应和缩聚反应。

显而易见,人们一直认为后缩聚设备是聚酯所必须的,且必须用专门的反应釜来调控聚合物特定的物理和化学特性。黏度为1500帕/秒的熔体可以在熔体状态下达到,而超过1500直至3000帕/秒 则需要在固态下进行处理。

应用于熔体缩聚的终缩釜DISCAGE ?以其高效且无中心轴的笼架结构而闻名全球。尤其是其加工出的产品黏度可以在大范围内进行调节。运用市场上提供的可靠的故相增粘设备,聚合物在低于熔点且由惰性气体进行加热,最终的聚酯物能满足大部分应用要求。

一般说来,预缩聚的条件对于有效的后缩聚及以后纤维和薄膜的成型特性至同时射弹的冲击能量也能够沿着纤维的方向快速消散关重要, 经预缩聚后的缩聚物的分子量至少应介于 4000和8000之间.

新思路的形成

对于伍德 伊文达 菲瑟研发人员来说,就是要设计同时发生分子量介于200至250之间的酯化反应并发生预缩聚反应,并通过降低反应压力、提高反应温度并充分利用反应产生的工艺气体来加速反应过程的一釜工艺流程。

另外,正如生产任何其它有机产品,尤其是对于生成长链聚合物,还必须考虑的其它先决条件是:

二釜反应流程工艺图解

◆合适的压力和温度条件

◆合适的停留时间,同时必须考虑降低副产物的生成,色值,以及可逆和分解反应

◆此外,应尽量避免使用搅拌装置。也就是说,整个过程自动利用反应所产生的气体或者外面加入的惰性气体形成完全的内部搅拌,以便加速从熔体中去除副产品,同时应防止形成死区,确保最佳的分子分布。

◆当然还需要满足前面所论及的降低生产成本的要求。经过这样的一个大型评估方案的实施,最终诞生了塔式反应釜ESPREE ?。该反应釜以其有效的内部结构,达到了所有预期目标。这是一个创新的产物,将使聚酯生产工艺发生革命性变化。 (待续)

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