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《PTA直接缩聚生产聚酯反应过程的分析__酯化反应和酯化反应器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、·838·石油化工1997年第26卷进展与述评PTA直接缩聚生产聚酯反应过程的分析É1酯化反应和酯化反应器戴迎春赵玲张伟朱中南(华东理工大学联合化学反应工程研究所,上海200237)DaiYingchun,ZhaoLing,ZhangWeiandZhuZhongnan(UNILABResearchCenterofChemicalReactionEngineering,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237)关键词酯化可逆反应酯化率酯化反应器度
2、论述了反应特征、过程对反应器的要求和引1引言进技术的特点。本文着重于酯化反应和酯化反聚酯是与人民生活休戚相关的重要产品,应器。其产量在合成纤维工业中居第一位。自50年代2酯化反应特征和分析实现工业化生产以来,一直以较快的速度向前发展。我国大型聚酯生产装置均由国外引进,聚211酯化段反应酯产量从1981年10万吨增加到1991年100万吨对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)直接缩以上,但仍不能满足工农业和人民生活的需要,聚制聚酯,其反应机理及反应式已有不少文献[1～3]预计2000年需要量将达400万吨。这就需对老装
3、报道,主反应有酯化反应和缩聚反应两大置进行挖潜改造和建立新装置,以满足日益增类。长的需要。因此,在进行设备调优和技术路线决酯化反应是直接缩聚方法的起始反应,对策过程中,对聚酯生产过程中反应和反应器的苯二甲酸与乙二醇经过酯化反应转化为聚对苯认识是必须的。作者根据近年来在聚酯开发研二甲酸双B2羟乙酯(BHET)单体。其化学反应究中对过程的认识和国外引进技术的了解,就见式(1)。聚酯反应过程包括酯化和缩聚,从技术开发角COOHOO•+2CH2OHCH2OHHOCH2CH2OC•COCH2CH2OH+2HO(1)COOH(
4、PTA)(EG)(BHET)缩聚反应是聚酯生产过程中的链增长反物的缩聚反应过程,其化学反应式为:应,是一个逐步聚合反应。它可以是单体(1)单体与单体缩聚生成二聚体(BHET)与单体、单体与低聚物、低聚物与低聚OO2HOCH2CH2OC•COCH2CH2OH第12期戴迎春等:PTA直接缩聚生产聚酯反应过程的分析É.·839·OOHOCH2`OC•COCH2CH2c2OH+HOCH2CH2OH(2)(2)单体与二聚体和低聚物缩聚BHET+HOCH2CH2[GM]2OHHOCH2CH2[GM]3OH+EG(3)BHET+
5、HOCH2CH2`GM]nOHHOCH2CH2[GM]n+1OH+EG(4)(3)低聚物与低聚物缩聚HOCH2CH2[GM]nOH+HOCH2CH2[GM]mOHHOCH2CH2[GM]n+mOH+EG(5)OO此阶段产生的是低聚物,其聚合度一般为5。除式中GM为OC•COCH2CH2。在酯上述两个主反应外,还存在众多副反应,主要副化阶段除酯化反应外,缩聚反应同时进行,不过反应有二甘醇(DEG)生成反应,其反应式为2•COOCH2CH2OH•COOCH2CH2OCH2CH2OOC•+H2O(6)•COOCH2CH2
6、OH+HOCH2CH2OH•COOCH2CH2OCH2CH2OH+H2O(7)2HOCH2CH2OHHOCH2CH2OCH2CH2OH+H2O(8)[4]其余还有乙醛生成反应、环化反应和降解反应常数影响不大,根据有关资料在230～280℃等,但它们在酯化段中生成量甚少。范围内的实测结果,平衡常数等于210。在其它在酯化反应中,原料PTA以固体形式加条件相同时,主、副反应速率随反应温度升高均到反应器中,釜内物料对PTA有一定溶解性,增加。据文献[2]报道,DEG生成副反应的活化只有当反应进行到某一程度,固体PTA才会
7、能几乎为酯化反应的一倍,故升高温度,DEG完全溶解,即清晰点。生成速率增加更快。另外,随同水一起蒸出的在酯化阶段,我们主要目标以完成酯化反EG量也将增加。应为主,要求酯化率达到92%～97%,同时控制21212压力的影响DEG生成量。尤其是第一酯化反应器,DEG生反应压力增加,不利于水的排除,使平衡酯成量约占生成总量的80%,只有控制了第一反化率降低,减小了酯化反应速度。同时,由于物应器DEG生成量,才能保证最终产品DEG含系中EG浓度高又使DEG生成增加。量合格。酯化率和DEG含量是酯化段的主要21213n(EG
8、)ön(PTA)比的影响指标。随着n(EG)ön(PTA)比的增加,平衡酯化由上述反应可知,主反应是可逆反应,要使率增大,反应体系中游离EG浓度也增加。因酯化率高必须要将反应生成的水从反应系统中此,酯化反应速率及DEG生成速率均会加快。分离出去。操作状态越接近平衡酯化率,反应速低的物质的量比对减小DEG生成有利,但过率越慢,这时要稍微提高些酯化率,反应时间将
