化纤聚酯技术报告
工业字符对应化学名称：PTA—精对苯二甲酸；PET—聚苯二甲酸乙二醇酯；
EG—乙二醇；IV—粘度值。

关键字：聚酯，聚合，酯化，酯交换，固相聚合，纤维，结晶，露点，缩聚，IV值。

摘要：固相聚合就是PET切片以固体的形态在一定温度和环境中进行缩聚的化
学反应过程，通过酯交换，最终小分子量聚合成大分子量，同时脱去EG分子；通过规定长度的反应时间，缩聚为达到目标需求特性范围的切片。

外部形象的变化是透明变为白色和乳白，大体积变为小体积。

化纤聚酯技术在工业上的应用过程是原材料PTA经过聚酯聚合成为PET（湿切片），再经过固相聚合形成达到纺丝要求的干切片，通过纺丝形成可以使用的工业丝。

在本公司它的详细工业生产过程如下：
上面的生产过程可以简化表示为聚酯五釜反应、固相聚合、纺丝，也是三个对应的部门。

从技术层面上剖析，把化学理论上的化学反应和产物应用到实际工业生产中，需要增加很多辅助控制设备，使影响反应的数据扩大化、系统化、精确化，
同时，实时化验、物检每个环节的产出物，检测相关产物特性，以保证上一环节的产出物在下一环节为合格的原材料，确保最终产品的质量不受影响。

一、化学反应原理
一共有两个反应过程：酯化反应和酯交换反应，两个反应过程均为可逆反应，而且都需要一定的高温才能让反应向理想的方向不断进行，酯化反应是一个微放热的可逆发应，酯化发应化学式：
C6H4[COOH]2 + 2C2H4[OH]2C6H4[COOCH2CH2OH]2 + 2H2O
酯交换反应即缩聚反应，它也是一个可逆反应，发应的进行需要催化剂来促进正方向反应，同时也需要高温条件，催化剂有很多种，这里使用的是：乙二醇锑。

缩聚反应的化学式如下：
HO[CH2CH2COOC6H4COO]x CH2CH2OH + HO[CH2CH2COOC6H4COO]y CH2CH2OH
HO[CH2CH2COOC6H4COO]n CH2CH2OH + HOCH2CH2OH 其中X≥1，Y≥1，N=X+Y；
二、工艺步骤及参数条件
1、PTA是白色粉末状，工业生产中需要把原料进行充分混合，这个步骤是配浆。

通过一个容器罐，把PTA、EG、催化剂按照比例倒入其中，用搅拌机搅拌，使它们混合均匀，以便在后续的反应过程中顺利完全反应。

这个步骤中压力：常压，环境：普通环境（空气环境），温度：常温；条件值：搅拌机转速（由投入料的量影响）。

混合均匀的原料通过泵输送入五釜反应器中的酯化发应釜中。

2、酯化反应釜中，在高温的条件下，发生初步酯化反应，产生副产物水，由于高温，反应生成的水以水蒸汽的方式存在，通过辅助设备把水蒸汽抽离，排除副产物，促进反应向正方向不断进行，减小逆向反应的机会。

由于酯化反应和缩聚反应并不是完全分离的，所以反应进行的时候也会进行一定程度的缩聚反应，发应产生EG。

在此步骤中，反应的进行也需要搅拌器进行搅拌，加速PTA 溶解，使发应尽可能地完全。

影响酯化反应的因素：温度（240℃以上）、压力（常压）、反应时间（反应器料位和产量决定）。

再次酯化的反应器也有独立的搅拌器和辅助抽离设备，使反应进一步达到理想的反应程度。

3、缩聚反应分三次进行，初次缩聚反应器没有搅拌器，反应物被分隔在几个小容器内，呈沸腾状反应。

缩聚反应要求纯净的反应环境，即真空状态，因此需要真空泵把反应容器抽取为负压，防止空气进入，影响产品色相。

反应会产生副产物EG，同样需要辅助设备抽离EG，使正反应方向顺利进行。

EG在工业中可以通过技术和设备进行回收再利用。

二次缩聚反应和最终缩聚反应也是在负压的环境中，通过多出少进的方式来维持反应器中物料的料位。

它们的反应需要辊筒式搅拌器来辅助，因为在后面的缩聚反应中，随着反应的进行，熔体粘度变得很大，需要辊筒来将熔体拉成薄膜，方便EG的挥发。

影响因素：催化剂、温度、压力、熔体厚度、反应时间、搅拌速度。

4、前面的反应和产物都是熔体，经过水下切粒的步骤，形成凝固和冷却的PET，再经过烘干的步骤，将干燥的PET通过空压输送到湿切片料仓。

5、在湿切片大料仓经过振动筛的过滤，将一些异型切片、粉末等杂质过滤下来，将优质的切片送入结晶器中进行预结晶，生产原料的输送能力关系由振动筛的振动能力决定，同时其振动频率决定日输出量。

6、湿切片预结晶的目的在于提高切片的玻璃化温度（即提高软化点），防止
在反应器中因为固相聚合时的高温熔融而软化，进而粘结成块，造成堵料的现象。

PET的玻璃化温度是80℃，因此结晶器内部的温度理论上要控制在80℃-140℃之间，实际上要求要高于80℃，因为80℃的时候PET会软化，所以通常在85℃以上。

预结晶的时候需要风量从底部吹拂，使切片呈沸腾状，有三个好处：防止切片粘结或粘结在器壁上；受热均匀充分，结晶完全；除去粉末等杂质。

由于1、2期设备安装使用较早，所以是通过结晶搅拌机来搅动结晶器中切片；3、4、5期是通过鼓风机来吹动流化床结晶器内切片。

切片在结晶器中不发生聚合反应，所以对环境没有特别要求，选择空气环境，节省资源；并且停留时间长短对切片粘度特性IV值影响不大，通过水平感应器和旋转喂料器来调节结晶器内切片料位。

PET在结晶器中被干燥，切片颜色发生改变，由透明变为白色。

工艺条件：空气环境，电加热设定温度165℃（即温度计测量空气温度165℃左右），结晶器内部空气温度150℃—170℃，停留时间2小时左右，含水率200ppm 以下，风机频率45HZ（具体视不吹出切片而定）。

7、固相聚合过程，固相聚合就是PET切片以固体的形态在一定温度和环境中进行缩聚的化学反应过程，通过酯交换，最终小分子量聚合成大分子量，同时脱去EG分子；通过规定长度的反应时间，缩聚为达到目标需求特性范围的切片，外部形象的变化是大体积变为小体积，颜色为有光泽的白色。

这个过程与前面反应釜中的缩聚反应在化学原理上是相同的，但状态不同，前者为固状液态，后者为固态；反应环境也略有不同，前者需要催化剂，真空负压环境，后者不需要催化剂，氮气环境。

它们之间也有共同点，即洁净的反应环境、较高的温度、副产物的抽离。

氮气是一种惰性气体，在固相聚合反应中起到保护切片，排除空气的作用，防止氧气氧化，使切片色值改变，影响到切片色相。

氮气环境与空气的隔离通过预加热料仓和特殊的喂料器来实现，温度的控制主要依靠热媒和导热油、加热器来调节。

固相聚合的反应过程中不仅仅只有酯交换反应，还有微量的酯化反应和进一步预结晶，所以会产生EG和少量的水。

氮气从反应器的顶部排出，带出部分粉尘和气态EG、水蒸汽，通过袋式过滤器，除去粉尘；再经过冷却器，冷却氮气，液化EG和水，再经过吸附塔，吸附掉EG和水，在风机的作用下，经过净化的氮气从反应器底部吹入，形成热对流，将反应完成的切片降温的同时，在切片中形成气流间隔，带走切片表面EG和水，让发应进行更顺利更彻底，减小粘结的可能，完成氮气的循环利用。

切片粘度特性IV值的控制受温度和反应停留时间影响，而温度的设定除了保证反应所需温度外，还受到产量大小的影响。

工艺条件：预热段温度170℃—180℃；反应器中段温度205℃—225℃；反应器底部温度90℃—110℃；系统压力：1期4.0kpa，2期6.0kpa，3期9.0kpa，4期9.0kpa，5期11kpa；反应停留时间25—40小时；露点≤-45℃；氧含量100ppm 以下；粘度特性IV值：1期/3期1.10±0.03，2期/4期1.08±0.03，5期1.06±0.03；干切片化验特性：a值（红绿色），b（蓝紫色），l（透明度）。

8、符合规定范围IV值的切片通过旋转喂料器和空压输送到纺丝料仓，经过螺杆挤压和熔融，在纺丝组件的作用下，形成纤维粗细的工业长丝，再经过冷却区凝固、导油罗拉上油拉伸、导丝器集束器集束、分丝器网络器分丝和标记，卷绕出不同类型和用途的工业纤维涤纶丝，根据丝的用途可分为：高强高模低收缩丝、高强丝、高模低收缩丝、安全带丝、气囊丝等等。

涤纶丝物检项目：强度，弹性，纤维粗细，防静电等，化检包括含油率等项目。