年产8万吨pet生产车间的工艺设计

年产8万吨pet生产车间的工艺设计内容摘要：

和薄膜产量分别为 万吨和 万吨，占世界聚酯总产量的 %和 %，1998 年则分别为 万吨和 万吨，占世界聚酯总产量的 %和 %。 2020 年分别达到 万吨和 万吨，年均增长率分别为 %和 %，各4 占世界聚酯总产量的 %和 %。 预计到 2020 年，非纤聚酯产量约占聚酯总产量的 1/3。 中国聚酯工业 及 与国外先进水平的差距 PET 的国外生产商有 :美国杜邦公司、英国 ICI 公司、 日本帝人公司、三菱人造丝公司、东洋纺织公司、钟渊化学公司等。 我国的生产厂有 :北京燕山石化公司、辽阳化纤公司、上海石化公司、新疆独出于石化公司、上海涤纶厂、岳阳化工二仪征石化公司及广州黄埔化工厂等。 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度～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。 中国聚酯工业及国外先进水平的差距主要表现在一下几点： (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湾企业 30 美元左右，直接原料成本的平均水平每吨高出 100 美元以上。 (2)上下游生产能力不配套。 原料发展滞后于聚合，聚合又滞后于抽丝，而抽丝又不能满足纺织工业需要，主要原料进口依存度高达 50%以上。 聚酯重要原料 PTA、 EG 供应不足，每年有 1/3 原料需 进口补充，这两种原料占产品成本 70～75%。 (3)生产集约化程度不高。 装置规模小，生产效率低，生产成本高，缺乏竞争力。 企业单线规模除仪化、龙涤、开平和翔鹭等具有单线 300～ 400 吨 /天能力外，绝大部分为 100 吨 /天、 200 吨 /天能力。 在整厂规模上，除仪化、上化、辽化及翔鹭具备 20 万吨 /年以上能力外，大部分在 6 万吨 /年左右和以下，而目前世界聚酯经济规模单厂产能一般在 20 万吨 /年以上。 直纺涤纶短纤维的整厂规模仅仪化、辽化、上化、翔鹭大于 10 万吨 /年，其余也均较小。 目前生产能力在 6 万吨 /年以下和采用间歇法工 艺路线的小型聚酯装置的生产能力约占我国聚酯总生产能力的 50%，造成装置平均生产能力很低，难以发挥规模效益。 据测算，小型聚酯装置单位生产能力投资比大型聚酯装置约低 20%，而运行能耗增加约 30%，损耗多 10%以上，而且产品质量较差。 5 (4)聚酯产品结构与世界先进水平差距较大。 品种结构与国际先进水平有较大差距，常规产品生产能力过剩，生产品种范围窄，非纤聚酯比例明显偏低。 大多数企业只能生产常规普通产品，许多高科技、多功能和高附加值产品仍需进口解决。 以涤纶纤维为例，发达国家的纤维差别化率是我国的两倍。 新产品开发能力弱 ，化纤差别化率仅 6～ 20%，远低于发达国家的 40～ 50%。 我国非纤维产品产量占聚酯产品总产量的比重大大低于世界平均水平。 虽然近年我国瓶用聚酯产能发展很快，但工程用聚酯生产仍是空白。 6 （ PET）的特性与应用 特性 PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。 在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达 120℃ ，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。 PET 有酯键，在强酸、强碱和水蒸汽作用下会发生分解，耐有机溶剂、耐候性好。 缺点是结晶速率慢，成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，冲击性能差。 一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性，以玻璃纤维增强效果明显，提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。 但仍需改进结晶速度慢的弊病，可以采取添加成核剂和结晶促进剂等手段。 加阻燃剂和防燃滴落剂可改进 PET 阻燃性和自熄性。 PET 的分子为高度对称芳环的线性聚合物，易于取向和结晶，具有较高的强度和良好的成纤性及成膜 性，结 晶度为 40%～ 60%，结晶速度慢。 纯 PET 耐磨耗、低摩擦、吸水性小、尺寸稳定性高，但力学性能、耐热性和冲击性能较差，经玻璃纤 维增强后 PET 的力学性能和耐热性大幅度提高，可用于工程塑料。 PET 及增强 PET 的具体性能如下表所示。 表 21 纯 PET 和玻璃纤维增强 PET 的性能 性能 纯 PET 30%GF－ PET 相对密度 吸水率 /% 成型收缩率 /% 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 弯曲强度 /MPa 缺口冲击强度 /(kJ/m 2) 洛氏硬度 热膨胀系数 /(10 5 K 1 ) 热变形 温度 ()/℃ 介电常数 (60～ 106 Hz) 介电强度 /(kV/mm) 体积电阻率 /(Ωcm) 耐电弧 /s 78 50 115 4 10 85 ～ 30 1018 63～ 190 ～ 3 80 R120 1016 7 一般性能 PET 树脂为乳白色半透明或无色透明体，相对密度 ，折射率为 ，透光率为 90%； PET 属于中等阻隔性 材料，对 O2 的透过系数为 50～90cm3 ∙mm/(m2 ∙d∙MPa)，对 CO2 的透过系数为 180 cm3 ∙mm/(m2 ∙d∙MPa)； PET 的吸水率为 %，吸水性较大。 力学性能 PET 膜的拉伸强度很高，可与铝箔媳美，是 HDPE 膜的 9 倍、是 PC 和 PA膜的 3 倍。 增强 PET 的蠕变性小、耐疲劳极好 (好于增强 PC 和 PA)、耐磨性和耐摩擦性良好。 PET 的力学性能受温度影响较小。 热学性能 纯 PET 的耐热性能不高，但增强处理后大幅度提高，在 180℃ 时的机械性能比 PF 层压板好，是增强的热塑性工程塑料中耐热较好的品种； PET 的耐热老化性好，脆化温度为 70℃ ，在 30℃ 时仍具有一定韧性； PET 不易燃烧，火焰呈黄色，有落滴。 电学性能 PET 虽为极性聚合物，但电绝缘性优良，在高频下仍能很好保持。 PET 的耐电晕性较差，不能用于高压绝缘；电绝缘性受温度和湿度影响，并以湿度的影响较大。 环境性能 PET 含有酯键，在高温和水蒸气条件下不耐水、酸及碱的作用。 PET 对有机溶剂如丙酮、苯、甲苯、三氯乙烷、四氯化碳和油类稳定，对一些氧化剂如过氧化氢、次氯酸钠及重铬酸 钾等也有较高的抵抗性。 PET 耐候性优良，可长期用于户外。 PET 树脂的玻璃化温度高，结晶速度慢，模塑周期长，成型周期长，成型收缩率大，尺寸稳定差，结晶化的成型呈脆性，耐热性低等。 通过成核济以及结晶济和玻璃纤维增强的改进，ＰＥＴ除了具有ＰＢＴ的特性外，还有以下的特点： 热变形温度和长期使用温度是热塑性通用工程塑料中最高的； 因为耐热高，增强 PET 在 250℃ 的焊锡浴中浸渍 10ｓ，几乎不变性也不变色，特别适合制备锡焊的电子、电器零件； 弯曲强度 200MPa，弹性模量达 4000 MPa，耐蠕变 及疲劳性也很好，表面硬度高，机械性能与热固性塑料相近； 由于生产 PET 所用乙二醇比生产 PBT 所用丁二醇的价格几乎便宜一半，所以 PET 树脂和增强 PET 是工程塑料中价格最低的，具有很高的价格比。 8 应用 PET 主要用于纤维，少量用于薄膜和工程塑料。 ＰＥＴ纤维主要用于纺织工业。 ＰＥＴ薄膜主要用于电器绝缘材料，如电容器、电缆绝缘、印刷电路布线基材，电极槽绝缘等。 ＰＥＴ薄膜的另一 个应用领域是片基和基带，如电影胶片、Ｘ光片、录音磁带、电子计算机磁带等。 ＰＥＴ薄膜也应用于真空镀铝制成金属化薄膜，如金银线、微型电容器薄膜等。 ＰＥＴ的另一个用途就是吹塑制品，用于包装的聚酯拉伸瓶。 玻璃纤维增强ＰＥＴ适用于电子电气和汽车行业，用于各种线圈骨架、变压器、电视机、录音机零部件和外壳、汽车灯座、灯罩、白热灯座、继电器、硒整流器等。 PET 工程塑料目前几个应用领域的耗用比例为：电器电子 23%，汽车22%，机械 19%，用具 10%，消费品 10%，其他为 13%。 目前 PET 工程塑料的总消耗量还不大，仅占 PET 总量的 %。 PET 除纤维之外主要用于薄膜和片材、瓶类及工程塑料三大类。 薄膜和片材 PET 薄膜和片材主要用于包装材料如食品、药品及无毒 无菌的卫生包装和纺织品、精密仪器、电子元件的高档包装，录音、录像、照相、电影、磁盘、光盘及磁卡等基材，电器绝缘材料如电容器膜、柔性印刷线路板及格薄膜开关等。 瓶类 PET 瓶的透明性高、阻隔性好，可用于保鲜包装材料。 具体包装产品有啤酒、白酒、碳酸饮料、食用油、食品、调味品、药品、化妆品及保健食品等。 工程塑料 主要为 PET 的增强品种，具 体用于如下几个方面。 ① 电子电器，如连接器、线圈绕线管、集成电路外壳、电容器外壳、变压器外壳、电视机配件、调谐器、开关、计时器外壳及继电器等。 ② 汽车配件，配电盘罩、阀门、排气零件、分电器盖及小型电动机壳等。 ③ 机械零件，齿轮、凸轮、泵壳体、皮带轮、电动机架框及钟表零件等。 ④ 拉链材料，为继 PA 和 POM 之后的第三代拉链材料，可用于宽窄两种类型。 聚对苯二甲酸乙二醇酯的改性品种 PET 的改性品种有增强、共混及结晶改性 PET 等。 增强改性 PET 主要用玻璃纤维，此外还有碳 纤维、硅纤维、硼纤维等。 9 增强改性主要改善 PET 在高负荷下的耐热性、高温下的力学 性能和尺寸稳定性，具体性能参见上表 所示。 共混改性 PET ① PET 与 PBT 共混，如 PET 和 PBT 共混并加入 %滑石粉为成核剂，共混物具有收缩率低。