湖南科技大学毕业设计题目年产十二万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯工艺设计作者邓超学院化学化工专业材料化学学号1006030109 指导教师曾祥成二〇一四年五月二十五日毕业设计任务书化学化工学院材料系（教研室）系（教研室）主任:（签名）年月日学生姓名: 邓超学号: 1006030109 专业: 材料化学1 设计（论文）题目及专题：年产十二万吨PET合成工段工艺设计2 学生设计（论文）时间：自2014年02 月18日开始至 2014年 5 月30日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：（1）中国期刊网；（2）外文期刊网；（3）聚合物合成工艺设计。
4 设计（论文）应完成的主要内容：（1）PET性能简介。
（2）PET合成路线的选取及工艺计算。
（3）合成工厂的设计和设备的选型。
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）设计说明书规范、整洁，文字力求简练；（2）设计图纸规范、整洁；（3）按毕业设计大纲要求完成规定数量的图纸；（4）设计图纸必须全部采用计算机绘图。
6 发题时间： 2014 年 02 月 18 日指导教师：（签名）学生：（签名）毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：学号：班级：题目：提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要本设计是年产12万吨涤纶（PET）生产工艺设计。
本文主要对PET的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位。
并介绍了PET的制备方法和确定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、经济衡算，设备选型和车间设计等过程。
并对安全，供水，排污等方面进行简单的阐述。
最后绘制带控制点的工艺流程图，主要设备图及厂区布置图。
关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET，直接酯化法，缩聚ABSTRACTT his design is to produce 120,000 tons of polyester (PET) production process design. In this paper, PET research, production and application of a detailed overview described its role in the chemical industry and status. And describes the preparation of PET and determining the PET production process. In determining the PET production process based on a material balance, heat balance, economic accounting, equipment selection and plant design process. And safety, water supply, sewage and other aspects of simple exposition. Finally drawing flow chart with control points, the main equipment drawings and plant layout.Key words ： Polyethylene terephthalate；PET；Direct esterification; Condensation polymerization目录第一章前言 (1)第二章发展概况 (2)2.1发展历程 (2)2.2产能发展 (2)2.3国外生产能力及技术分布 (3)2.4国内发展 (5)第三章 PET的性能与用途 (8)3.1性能简介 (8)3.2组织结构 (10)3.2.1化学结构 (10)3.2.2物理结构 (11)3.2.3聚集态结构 (11)3.3用途 (11)第四章 PET合成原理和方法 (13)4.1合成原理 (13)4.3 PET生产工艺流程分类 (16)4.3.1连续缩聚 (16)4.3.2间歇缩聚 (16)4.4合成路线的选取 (16)4.5 PTA法用原料要求及其生产 (17)4.5.1主要原料要求 (17)4.5.2原料PTA的生产 (18)4.5.3原料EG的生产 (20)4.6 PET生产工艺条件的影响以及添加剂的作用和要求 (20)4.6.1催化剂的作用 (21)4.6.2稳定剂的作用 (21)4.6.3缩聚反应的温度与时间的影响 (22)4.6.4缩聚反应的压力的影响 (22)4.6.5搅拌的 (23)4.6.6其他添加剂的影响 (23)4.6.7聚酯切片质量指标及影响因素 (24)4.6.8合成PET的副反应 (26)4.6.9总结 (28)4.7合成流程简述 (28)第五章物料衡算 (31)5.1计算的基准、单位、顺序 (31)5.2物料平衡关系示意图 (31)5.3物料发生的物理与化学变化 (31)5.3.1.化学变化 (31)5.3.2物理变化（相变化） (32)5.3.3化学变化及物理变化的变化关系 (32)5.4主要物料流量 (32)5.5顺流程逐个设备的计算 (33)5.5.1R101物料衡算 (33)5.5.2 R102物料衡算 (34)5.5.3 R201物料衡算 (34)5.5.4 R202物料衡算 (35)5.5.5R203物料衡算 (35)5.6物料平衡表 (36)第六章能量衡算 (37)6.1主要物性参数 (37)6.2基本公式 (37)6.3主要计算过程 (37)第七章设备的选型及工艺计算 (39)7.1聚酯反应器的选型 (39)7.2搅拌器的选型 (41)7.3换热器的选型 (42)7.4搅拌釜的选材 (42)7.5工艺管道的计算 (42)7.5.1EG进料管的选型 (43)7.5.2水蒸气排放管的选型 (43)7.5.3料浆进料管的选型 (43)7.6厂房设计 (43)第八章公用工程 (45)8.1供水 (45)8.2供电 (45)8.3供暖 (45)8.4通风 (45)第九章生产安全及环境保护 (46)9.1安全要求 (46)9.2环境保护 (46)9.2.1三废治理 (46)9.2.2噪声控制 (47)9.2.3聚酯瓶的回收利用 (47)第十章经济衡算 (49)10.1投资金额分析 (49)10.2经济效益分析 (49)第十一章 PET的发展方向和前景 (52)11.1 PET的开发和改进 (52)11.2 PET的发展前景 (53)参考文献 (55)致谢 (56)附录A 设计图 (57)第一章前言聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,简称PET) 化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-,由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。
对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。
PET为乳白色或浅黄色、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[1]。
目前，世界各国PET生产采用的技术路线主要有3种。
（1）DMT法采用对苯二甲酸二甲酯（DMT）与乙二醇（EG）进行酯交换反应，然后缩聚成为PET。
（2）PTA法采用高纯度的对苯二甲酸（PTA）或中纯度对苯二甲酸（MTA）与乙二醇（EG）直接酯化，连续缩聚成聚酯。
自从1963年开发了PTA法生产PET工业化技术后，PET生产得到了迅速的发展，由于PTA法较DMT法优点更多（原料消耗低；EG 回收系统较小；不副产甲醇，生产较安全；流程短，工程投资低，公用工程消耗及生产成本较低；反应速度平缓，生产控制比较稳定），70年代后期新建PET装置纷纷转向PTA法，目前世界PET总生产能力中约75%以上采用PTA法。
（3）EO法用PTA与环氧乙烷（EO）直接酯化，连续缩聚成PET。
日本过去曾用此法进行过生产，但由于此法具有易爆，易燃、有毒等缺点，目前已淘汰。
60年代初， PET的生产以间歇法为主，60年代后，西欧各国、日本继美国之后，也成功地开发出了连续化生产技术，由于连续化工艺较间歇法工艺优越，产量大、质量好、可直接纺丝、产品成本低，所以得到迅速发展。
目前已成为PET生产的主流。
70年代以后建的PET装置，规模大的都采用连续化工艺。
进入80年代以后，新建的PET装置即以PTA法的连续化为主。
另外，随着PET工业用丝及瓶用的发展，又出现了PET固相缩聚增粘技术，而且其工艺也有间歇和连续法之分。
第二章发展概况2.1发展历程1946年英国发表了第一个制备PET（聚对苯二甲酸二乙酯，以下简称PET。
PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。
）的专利，1949年英国ICI公司完成中试，但美国杜邦公司购买专利后，1953年建立了生产装置，在世界最先实现工业化生产。
初期PET几乎都用于合成纤维在我国俗称涤纶、的确良。
80年代以来，PET作为工程塑料有了突破性的进展，相续研制出成核剂和结晶促进剂，目前PET与PBT（聚对苯二甲酸二丁酯）一起作为热塑性聚酯，成为五大工程塑料之一。
其产业发展前期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，尤其是Amoco 公司在这方面做出很多工作，使得对苯二甲酸PTA开始用于PET生产而且还逐渐替代了DMT成为PET生产厂家的首选。
采用高纯度的PTA不需要回收，也不用回收甲醇，而且还有一个优点就是预聚化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。