论文总字数：22726字

摘 要

本文主要是设计50000吨/年PET切片生产车间。该生产是以对苯二甲酸乙二醇酯和乙二醇为原料，氧化锑为催化剂，使用钟纺三釜工艺流程进行直接酯化。本设计包括工艺流程选择、物料计算、设备的选择、车间布置等内容组成。通过精准的工艺衡算结果选择设备，根据所选设备和工艺流程进行车间布置。此外，在已经确定生产主线和机械设备的基础上绘制出生产车间的总体平面结构图。在生产过程中需对生产环境和安全加以注意，而且不可避免的会产生一些废弃物，因此还包括废物处理和安全与卫生等内容。

关键字：对苯二甲酸乙二醇酯 乙二醇 钟纺工艺 车间设计

ABSTRACT

This article aimed at introducing how to design a workshop, that products 50000t PET slice per year.We use terephthalate(PTA) and ethylene glycol(EG) as raw material,with antimony oxide used for catalyst.In this process flow, I chouse Konebo’s three kettle process.This article includes chousing process flow,calculating material,chousing equipments,how to layout workshop and ect. I chouse equipments by calculating material,and then,using these equipments to layout workshop.Besides,on the basis of process flow and equipments,I drew the floor plan.It’s notable to protect the environment in the whole manufacturing process.So,it’s necessary for me to deal with waste water and waste air.It’s also important for everyone to pay attention to security.

Key Word:terephthalate ethylene glycol Konebo design workshop

目 录

摘 要 1

Abstract 2

第1章 文献综述 5

1.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）简介 5

1.2 PET聚酯产品性能 5

1.3 PET聚酯应用 6

1.4 聚酯产业发展现状 7

1.5 催化剂对PET色相的影响 8

1.6 聚酯生产工艺 9

1.7 课题研究的内容、目的及意义 14

第2章 工艺路线的选择 15

2.1各工艺生产方法比较 15

2.2 选择PTA法制备PET的优势 16

2.3 PTA直接酯化法的化学反应式 16

2.4 PTA法合成PET流程 16

第3章 经济衡算 19

3.1 主要生产原料及助剂的计算 19

3.2 经济核算 20

第4章 物料衡算 22

4.1 工艺参数及反应流程 22

4.2 物料衡算计算过程 23

第5章 设备的计算及型号选定 26

5.1 酯化釜体积的计算 26

5.2 搅拌装置的设计 28

5.3 工艺管道直径的计算 28

第6章 车间布置 30

6.1满足工艺生产要求： 30

6.2满足设备安装与检修对布置的要求： 30

6.3符合建筑设计要求： 30

第7章 聚酯生产的三废处理及废料回收 31

第8章 安全防范 33

8.1 防火防爆 33

8.2 防毒 33

8.3 防烫伤 33

8.4 防辐射 34

参考文献： 35

致 谢 36

第1章 文献综述

1.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）简介

PET（Polyethylene terephthalate）中文名称聚对苯二甲酸乙二醇酯。是由对苯二甲酸（PTA）与乙二醇（EG）直接酯化缩聚或聚对苯二甲酸二甲酯（DMT）与乙二醇（EG）酯交换法制成的聚合物，产物经过水下切粒而最终生成。俗称涤纶，简称PET或PETP。

PET是乳白色或浅黄色高度结晶的聚合物，表明平滑有光泽。在较宽的温度范围内有良好的物理机械性能，结晶态温度可达120℃，熔点在255℃左右，电绝性良好，甚至在高温高频下其电性能仍较好。除其耐电晕性较差之外，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性，尺寸稳定性都很好^[1]。

PET聚酯是以精对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG)为基本原料制得PET熔体或切片。因为分子结构中含有酯基（-COO-），因此制成纤维之后常称为聚酯纤维。1941年英国首先合成了PET，值得才纤维即为涤纶。1944年进行试验生产，1953年在美国实行大规模工业化生产。聚酯纤维由于其独特的优越性能，因为发展异常迅速，1972年超过了锦纶，成为合成纤维中第一大品种^[1-3]。

1.2 PET聚酯产品性能

PET分子结构式为HO[-CH₂CH₂-OOC--COO-]_n-CH₂CH₂OH.从分子式中可以看出聚酯分子中有柔软的链段和活动困难的苯环。由于酯基和苯环形成共轭体系，使它形成一个整体。在大分子链围绕这个刚性基团自由转动时，转动能阻较大，所以聚酯大分子链的刚性较大^[2]。PET聚酯大分子的链刚性结构使得聚酯分子具有以下特性：

1. 吸湿性和染色性 由于聚酯分子链结构有致密的敛集能力和较高的结晶度，因此吸湿和染色性很差。在20℃、65%相对湿度下，吸湿率为0.4%。染色性也较差，所以通常采用高温高压染色^[2]。
2. 热性能 PET因具有对称的苯环结构现行大分子，链段上的官能团排练很整齐，所以软化点和熔点都较高，而且耐人性能很好在150℃加热一个星期七损失率为30%^[2]。
3. 耐光性 耐光性仅次于聚丙烯晴（腈纶），比一般民用纤维的耐光性都好，仅在315nm一下区域有敏感的吸收光带^[2]。
4. 弹性 PET的压缩弹性、伸长率和弯曲刚度都很高，PET的弹性恢复率仅次于尼龙，所以PET制品有弹性好、抗皱、不易变形的特点^[2]。
5. 耐酸性 PET对酸很稳定，在100℃下5%盐酸溶液内浸渍24h或40℃下70%硫酸溶液浸渍72h以后，其强度均无损失，但在室温下不能抵抗浓硫酸和浓硝酸的长时间侵蚀。对其他酸类也比较稳定^[3]。
6. 耐碱性 酯基对碱很敏感，容易发生水解。在常温下与浓碱或高温下与稀碱溶液作用，所聚酯破坏。只有在低温下才对稀碱弱碱相对稳定^[4]。
7. 耐溶剂型 对一般有机溶剂有较强的抵抗性，在无极性有机溶剂作用下，强度不受任何影响。即使在有积极性溶剂作用，在室温下也有相当强的抵抗性^[5]。
8. 特性粘度/（dL/g） 聚酯的特性粘度及所对应的产品^[3]

1.3 PET聚酯应用

PET主要应用于纤维，少量应用于薄膜和工程塑料。PET纤维主要应用于纺织工业；PET薄膜则应用于电器绝缘材料，如电容器、电缆绝缘、印刷电路布线基材等；PET薄膜的另一应用领域是片基和基带，如电影胶卷、X光片、录音磁带等。PET薄膜也应用于真空铝制成金属薄膜，如金银线、微型电容器薄膜等。PET聚酯颗粒应用于吹塑制品，用于包装塑料瓶的生产等。

PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。

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