酯交换法生产PET工艺流程设计8万吨杨成

酯交换法生产PET工艺流程设计院、部：学生姓名：指导教师：职称专业：班级：完成时间：I摘要本设计是年产八万吨聚对苯二甲酸二乙醇脂（PET）合成的工艺设计。本文对PET的研究，生产进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用与地位。并介绍了PET的制备方法和确定了PET的生产工艺。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，工艺管路设计。利用AutoCAD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；AutoCADIIABSTRACTThisdesignisanannualoutputofeightythousandtonsofpolyethyleneterephthalate(PET)processdesign.Inthispaper,thePETstudy,adetailedoverviewoftheproduction,expoundsitsroleandpositionchemicalinindustry.AndintroducesthepreparationmethodofthePETandsetthePETproductiontechnology.IndeterminingthePETproductiontechnologyisconductedonthebasisofthematerialbalancecalculations,heatbalancecalculations,themainequipmentselection,processpipingdesign.UseAutoCADsoftwaredrawthemainequipmentfigure,processflowdiagramandworkshoplayoutfigure.Thepaperalsoforwastetreatmentandrecycling,energysavingmeasuresandsafety,preliminaryanalysisontechnicalandeconomicaccountingsimplyexplained.Keywords:polyethyleneterephthalate;PET;AutoCADIII目录第一章绪论..........................................................11.1PET简介.....................................................11.1.2PET结构及性能.........................................31.1.3合成PET的副反应.......................................41.2聚酯的应用...................................................6第二章工艺流程和方案的说明及论证...................................62.1工艺路线的选择..............................错误!未定义书签。2.1.1合成原理...............................................62.1.2合成路线的选择及流程简述...............................72.1.3合成路线...............................................72.2工艺流程设计................................................92.2.1连续缩聚...............................................92.2.2间歇缩聚..............................................102.3工艺参数的选择..............................错误!未定义书签。2.3.1催化剂................................................102.3.2稳定剂................................................102.3.3缩聚反应的温度与时间..................................112.3.4缩聚反应的压力........................................112.3.5搅拌的影响............................................122.3.6其他添加剂............................................122.4影响聚酯反应的因素.........................................132.4.1EG/DMT投料比........................................132.4.2反应温度..............................................132.4.3酯化反应时间..........................................132.4.4缩聚反应釜的真空度....................................142.4.5缩聚反应温度..........................................142.4.6缩聚反应时间..........................................142.5工艺流程图的绘制及说明.....................................142.5.1PET生产工艺流程简图.................................14IV2.5.2生产工艺流程说明......................................15第三章物料衡算.....................................错误!未定义书签。3.1酯交换阶段..................................................163.1.1第一酯交换器R101物料衡算.............................163.1.2第二酯交换器R102物料衡算.............................173.1.3第三酯交换器R103物料衡算.............................183.1.4BHET储槽物料衡算.....................................193.2缩聚阶段....................................................203.2.1第一缩聚釜R301物料衡算...............................213.2.2第二缩聚釜R501物料衡算...............................223.2.3第三缩聚釜R502物料衡算...............................223.3切粒包装....................................................23第四章热量衡算.....................................错误!未定义书签。4.1能量衡算概述................................................234.2能量衡算遵循的原则.........................................244.3主要反应条件...............................................244.4主要计算过程...............................................254.5各应器能量平衡..............................................27第五章聚合釜及各设备选型...........................错误!未定义书签。5.1釜的选型....................................................275.2其他设备的选型.............................................275.2.1搅拌器的选型..........................................285.2.2换热器的选型.............................5.2.2换热器的选型5.2.3EG进料管道的选型.....................................29第六章聚酯生产的三废处理...........................................296.1聚酯生产的三废处理.........................................296.2聚酯废料的回收.............................................30参考文献...........................................................32致谢.............................................................33错误!未指定书签。第一章绪论1.1PET简介聚酯是热塑性饱和聚酯的总称，它包括PET、PEN、PCT及其共聚物等。其中PET是开发最早、产量最大、应用最广的聚酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯，英文名polyethyleneterephthalate(简称PET)，1941年由英国的J.R.Whenfield和J.T.Dikson采用乙二醇与对苯二甲酸直接酯化缩聚而得。最初是作为合成纤维的原料而开发的，1950年，美国DuPont公司以它为原料，首次开发了聚酯纤维。然而当时对苯二甲酸的精制工艺尚未工业化，首先工业化的是对苯二甲酚二甲酯（DMT）生产工艺，因此直到20世纪60年代中期，DMT一直是PET生产的主要原料。随着高纯度对苯二甲酸（PTA）工艺的不断发展，它逐渐替代了DMT成为生产PET的原料。采用高纯度的PTA不需回收，也不用回收甲醇，而且还有一个优点就是预聚合物的酯化过程比酯交换反应快得多，酯交换反应是由DMT作原料生产PET的第一步反应。自从PET商品化以来，非纤维方面由于廉价的原料以及所制的薄膜和容器具有诸多优点，如质轻、透明、容易重新密封，因而其使用领域日益扩大，用量亦越来越大，成为塑料包装中用量增长最快的树脂。目前世界上每年仅PET瓶消费树脂就高达300万吨以上，大部分作为一次性包装使用。近几年来，随着人们生活水平的不断改善，和消费水平的日益提高，对塑料包装的高性能、多功能性及环境保护性的要求也越来越高。近几十年来，由于聚酯在纤维和非纤维领域的发展都较快，需求日益扩大，因此在世界范围内，尤其是亚洲地区的聚酯生产飞速发展，同时也促进和带动聚酯上下游产业的成长。PET聚酯可由乙二醇和对苯二甲酸反应而得，也可由乙二醇与对苯二甲酸二甲酯反应而得，但较为常见的方法还是用乙二醇与对苯二甲酸缩聚制得。对苯二甲酸的结构式为：对苯二甲酸是芳香族二元羧酸的一