年產(chǎn)9萬噸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的工藝初步設(shè)計(jì)
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- 年產(chǎn)9萬噸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的工藝初步設(shè)計(jì)前 言
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯英文名稱Polyethylene terephthalate簡(jiǎn)稱PET,別名滌綸樹脂或聚酯樹脂，俗稱滌綸。
PET是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇經(jīng)酯化和縮聚而成的高聚物，是熱塑性聚酯之一，英國(guó)的卜內(nèi)門（ICI）公司的Crothers于20世紀(jì)30年代末發(fā)現(xiàn)，40年代投入工業(yè)化生產(chǎn)，主要用于生產(chǎn)滌綸纖維。1953年杜邦公司首次開發(fā)出PET纖維產(chǎn)品。由于它的原料純對(duì)苯二甲酸和乙二醇及合成樹脂技術(shù)成熟，其發(fā)展速度使任何一種纖維都難以比擬。
PET的用途不主要局限于纖維，而是進(jìn)一步拓展到各類容器、包裝材料、薄膜、膠片、工程塑料等領(lǐng)域，目前，PET正在越來越多地取代鋁、玻璃、陶瓷、紙張、木材、鋼鐵和其他合成材料，聚酯的家庭也在持續(xù)擴(kuò)大。
它優(yōu)良的綜合性及較好的服用性，在保持其固有特點(diǎn)同時(shí)，在接近天然化如穿著舒適性、染色性、抗靜電性、吸濕性及外表美觀等方面更接近于天然纖維，因此使其更具發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
我國(guó)自20世紀(jì)50年代開始生產(chǎn)PET，現(xiàn)在生產(chǎn)能力很大。2000年總生產(chǎn)能力可達(dá)5000Kt/a。國(guó)內(nèi)在90年代引進(jìn)了吉瑪、鐘紡、伊文達(dá)和杜邦的工藝，使聚酯生產(chǎn)進(jìn)入了工業(yè)騰飛時(shí)期。但目前PET樹脂多用于纖維生產(chǎn)。PET工程塑料產(chǎn)品成本低，工作性優(yōu)于PBT，且原料易得，可加速發(fā)展PET塑料的開發(fā)與應(yīng)用。
在我國(guó)，早在二十世紀(jì)九十年代前后，中國(guó)石化巴陵公司就完成了PET工程塑料的實(shí)驗(yàn)室研制項(xiàng)目。然而，到目前為止，我國(guó)PET工程塑料的生產(chǎn)并沒有大規(guī)模推廣開來，只有極少量生產(chǎn)，基本上還屬于空白，因此也有著極大的發(fā)展?jié)摿Α?
而且近年來隨著人們生活水平的提高，我國(guó)乃至全球?qū)埘サ男枨笤絹碓酱螅鼮槲覈?guó)聚酯行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的商機(jī)，我們應(yīng)該抓住這難得的機(jī)會(huì)，不斷完善和提高聚酯的生產(chǎn)技術(shù)，并研究開發(fā)新型聚酯產(chǎn)品，以增強(qiáng)我國(guó)聚酯行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。
1 PET簡(jiǎn)介
1.1 PET的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）是1941年英國(guó)的J.R.Whenfield和J.T.Dikson采用乙二醇與對(duì)苯二甲酸直接酯化縮聚制得，最初是作為合成纖維的原料而開發(fā)的。
PET是飽和聚酯中最早商品化的。1946年英國(guó)ICI公司首先將PET工業(yè)化，美國(guó)的杜邦于1948年開始生產(chǎn)，主要由于纖維和薄膜類制品，直到1966年日本帝人公司開發(fā)出玻璃纖維增強(qiáng)制品后，才開始用于工程塑料領(lǐng)域。
前期對(duì)苯二甲酸的精制工藝尚未工業(yè)化，首先工業(yè)化的是對(duì)苯二甲酚二甲酯（DMT）生產(chǎn)工藝，因此直到20世紀(jì)60年代中期，DMT一直是PET生產(chǎn)的主要原料。隨著高純度對(duì)苯二甲酸（PTA）工藝的不斷發(fā)展，尤其是Amoco公司在這方面做出很多工作，使得對(duì)苯二甲酸PTA開始用于PET生產(chǎn)而且還逐漸替代了DMT成為PET生產(chǎn)廠家的首選。采用高純度的PTA不需要回收，也不用回收甲醇，而且還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是預(yù)聚化物的酯化過程比酯交換反應(yīng)快得多，酯交換反應(yīng)是由DMT作原料生產(chǎn)PET的第一步反應(yīng)。
聚酯在20世紀(jì)70年代以前一直保持高速發(fā)展，其生產(chǎn)增長(zhǎng)率為:1960年200%、1965年50%、1970年60%，此后增速減緩并呈周期性發(fā)展趨勢(shì)，1975年增速為30%、1982年為10%、1987年為12.6%、1992年為6%、1999年為4.3%、2001年為4.8%。
20世紀(jì)90年代，聚酯工業(yè)的發(fā)展重心開始轉(zhuǎn)向亞洲。前半期，世界聚酯工業(yè)發(fā)展非常迅速。一方面，由于80年代末90年代初亞太地區(qū)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，帶動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，因而聚酯需求也隨之出現(xiàn)較大的增長(zhǎng)，聚酯市場(chǎng)出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象，到1995年供不應(yīng)求的矛盾發(fā)展到頂峰。90年代后期，由于生產(chǎn)能力增長(zhǎng)過快產(chǎn)能擴(kuò)充過多和亞洲金融危機(jī)的影響，除中國(guó)外世界聚酯產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)供過于求的局面。
到1999年，聚酯工業(yè)又迎來新的發(fā)展階段，主要由于瓶用和膜用、復(fù)合等非纖用聚酯的用量增加，衣用滌綸需求也達(dá)到高峰。從1999～2005年，聚酯產(chǎn)能年均增長(zhǎng)率為6.6～8%。從2000年開始，世界聚酯工業(yè)又進(jìn)入新一輪的快速發(fā)展期。
PET聚酯曾以二位數(shù)速率增長(zhǎng)，效益高于大多數(shù)其他塑料樹脂。前10年內(nèi)，其占全球塑料需求份額翻了一番，達(dá)到占6%。
在聚酯產(chǎn)品上，非纖聚酯的發(fā)展速度很快。1996年，世界聚酯包裝樹脂和薄膜產(chǎn)量分別為451.9萬噸和138.2萬噸，占世界聚酯總產(chǎn)量的20.7%和6.3%，1998年則分別為699.5萬噸和163.1萬噸，占世界聚酯總產(chǎn)量的24.6%和5.7%。2000年分別達(dá)到823.6萬噸和176.9萬噸，年均增長(zhǎng)率分別為17.6%和6.2%，各占世界聚酯總產(chǎn)量的26.0%和5.59%。
我國(guó)聚酯的生產(chǎn)起步較晚，70年代開始形成上海、天津、遼陽等生產(chǎn)基地，80年代國(guó)產(chǎn)間歇式、半連續(xù)的小聚酯生產(chǎn)裝置建設(shè)較多，據(jù)統(tǒng)計(jì)已有110家以上。
全國(guó)93家較大聚酯生產(chǎn)廠總聚酯生產(chǎn)能力已由1997年334萬噸/年增加到2000年676萬噸/年，2001年底約達(dá)到730萬噸/年。2002年我國(guó)聚酯生產(chǎn)能力同比增加200萬噸/年以上，一舉突破1000萬噸/年大關(guān)，達(dá)到1100萬噸/年，占世界聚酯總生產(chǎn)能力的1/4以上，居世界聚酯生產(chǎn)的首位。
1.2 世界生產(chǎn)能力及技術(shù)分布
PET的國(guó)外主要生產(chǎn)商有：美國(guó)杜邦公司、英國(guó)ICI公司、日本帝人公...
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