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摘 要

本设计是年产2万吨聚对苯二甲酸二乙醇脂（PET）切片的工厂设计。本文对PET的研究，生产进行了详细的介绍，阐述了其在化学工业中的作用与地位。并介绍了PET的制备方法和确定了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，主要设备选型，工艺管路设计，并进行了工厂的选址及车间布置的设计。最后利用Auto CAD软件绘制了工艺流程图以及车间布置图。文中还对三废处理及废料回收、经济初步分析核算进行了简单的阐述。

关键词：聚对苯二甲酸二乙醇脂，直接酯化法 , 工厂设计

The Plant Design of an Annual Output of 20,000 tons of PET Chips

ABSTRACT

This paper is the plant design of an annual output of 20000 tons of polyethylene terephthalate (PET) chips  . In this paper, it introduced the research and production of PET in detail, also expounds its role and position in chemical industry. And introduces the preparation method of the PET and choose the PET production technology. Based on determining the PET production technology, it have done the material balance calculations, heat balance calculations, the main equipment selection, process piping design, and design the plant’s location and the workshop layout. Last use Auto CAD software draw the process flow diagram and workshop layout figure. The paper also for waste treatment and recycling, preliminary analysis of economic accounting simply explained.

Keywords: Polyethylene Terephthalate, Direct Esterification Method, Plant Design

目 录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第1章 综述 1

1..1概述 1

1.2 PET结构与性能 1

1.2.1 PET的结构 1

1.2.2 PET的性能 2

1.3 PET的应用 3

1.4 PET切片的质量要求 4

1.5 PET产品的现状及展望 8

1.6 研究内容、目的及意义 9

第2章 PET的生产 11

2.1 PET的合成路线简介 11

2.1.1酯交换法合成路线简介（DMT法） 11

2.1.2直接酯化法合成路线简介（PTA法） 11

2.2合成路线工艺的选择及流程简述 12

2.2.1合成路线的选择 12

2.2.2 PTA法合成路线流程简述 12

2.3 PTA法主要生产技术及选择 13

2.3.1 PTA法主要生产技术 13

2.3.2 技术选择 16

第3章 经济核算 17

第4章 物料衡算与能量衡算 21

4.1 物料流动过程 21

4.2 物理与化学变化 23

4.2.1 化学变化 23

4.2.2物理化学变化（相变化） 23

4.3 数据资料 24

4.4 物料衡算 25

4.4.1计算的基准、单位、顺序 25

4.4.2 主要原料（PTA）投料流量 25

4.4.3顺流程逐个设备的计算 26

4.4.4 物料平衡表 30

4.5 能量衡算 30

第5章 设备的选型及管道计算 34

5.1 聚酯反应器的选型原理 34

5.2 第一酯化釜的工艺计算 36

5.2.1停留时间τ 36

5.2.2反应体积的计算 36

5.2.3搅拌器的选型 37

5.2.4换热器的选型 38

5.3 工艺管道的计算 39

5.3.1EG进料管的选型 39

5.3.2水蒸气排放管的选型 39

5.3.3料浆进料管的选型 39

第6章 工厂设计 40

6.1厂址概况及选择 40

6.1.1厂址的地理位置、地形、地貌概况 40

6.1.2建厂地区的自然条件 40

6.2车间布置的原则 41

6.2.1车间设备布置的原则 41

6.2.2 车间平面布置的原则 41

6.2.3 车间立面布置的原则 42

6.3车间设备布置 42

6.3.1车间设备平面布置 42

6.3.2车间设备立面布置 42

第7章三废处理及废料回收 43

7.1 聚酯生产的三废处理 43

7.2 聚酯废料的回收 44

7.2.1 传统的化学回收技术 44

7.2.2 聚酯回收技术进展 45

7.2.3 聚酯回收市场及工业前景分析 47

参考文献 49

致谢 50

第1章 综述

1.1 概述

聚对苯二甲酸乙二醇酯是热塑性聚酯中最主要的品种，英文名为Polyethylene terephthalate 简称PET或PEIT(以下或称为PET)，俗称涤纶树脂。它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，与PBT一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。

PET是乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物，表面平滑而有光泽。耐蠕变、耐抗疲劳性、耐磨擦和尺寸稳定性好，磨耗小而硬度高，具有热塑性塑料中最大的韧性：电绝缘性能好，受温度影响小，但耐电晕性较差。无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好，吸水率低，耐弱酸和有机溶剂，但不耐热水浸泡，不耐碱。

PET树脂的玻璃化温度较高，结晶速度慢，模塑周期长，成型周期长，成型收缩率大，尺寸稳定性差，结晶化的成型呈脆性，耐热性低等。

1946年英国发表了第一个制备PET的专利，1949年英国ICI公式完成中试，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(我国俗称涤纶、的确良)。80年代以来，PET作为工程塑料有突破性的发展，相继研制出成核剂和结晶促进剂，目前PET与PBT一起作为热塑性聚酯，成为五大工程塑料之一^[1]。

PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。①纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料。涤纶是化纤中产量最大的品种。②非纤维级聚酯还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非纤应用市场，同时也是PET增长最快的领域。

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