国产化聚酯装置的现状和展望

国产化聚酯装置的现状和展望
【作者:郭兴永】 
  我国聚酯工业的现状
  我国聚酯工业发展简况:最早的世界聚酯是由杜邦公司于1928年用脂肪族二酸与脂肪族二醇合成的,但因其熔点低(~65 `}C )、易水解、不耐碱而无实用价值。1941年英国的温菲尔德(whinfield )选用对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)合成聚对苯二甲酸乙二酯,制成具有实用价值的聚酯,自此以后,聚酯工业逐渐发展起来。我国聚酯起步较晚,70年代初,金山、辽化和天化从国外成套引进了DMT生产工艺路线的聚酯生产装置。上世纪70年代中国内地开始在上海、辽宁、天津等地建设大型连续化聚酯生产装置。1985年,仪征化纤一期工程正式投产,标志着内地聚酯工业开始快速发展。到1990年,中国内地聚酯年产能力达到115万吨,占世界总产能的9%,居世界第四位。90年代前后,国家又相继批准引进十余套聚酯装置。但由于引进的先进连续缩聚技术和设备价格高昂,投资成本太大,1998年以前受资金、原料制约,中国内地聚酯产能和产量增速缓慢。1998年,中国内地聚酯年产能力为275万吨,排在美国、韩国及省之后,位居世界第四位。在1999年到2000年期间,聚酯业的利润高起,当时每吨聚酯切片利润高达2000元左右,在高额利益的驱使下,吸引了大量民营资本,加之国产聚酯技术的日渐成熟投资下降,使聚酯发展迅速升温。随着市场发育逐步成熟,中国内地资源配置作用在纺织领域更加趋向明显。内地许多民营纺织企业在生产规模扩大后,直接感受到了来自原料的制约。为了延伸产业链,抵御市场风险,获取更大效益,这些企业想方设法上聚酯项目,致使国内东部地区在2000年前后形成一股兴建小聚酯装置(主要是间歇式聚合装置)热潮,其中江苏省局部地区几乎每个乡镇都建了聚酯厂。到2000年底,中国内地聚酯年产能力达到568万吨,产量512万吨,一跃成为世界第一。
  进入21世纪后,中国内地聚酯工业发展又有重大突破。设备国产化的技术逐渐,聚酯投资成本也比上世纪90年代初下降七八成,进而掀起了新一轮聚酯投资热。2000~2002年,中国内地新增聚酯年产能力462万吨,占世界新增总产能的72%。2002年世界聚酯总年产能力达3944万吨,国内产能为1032万吨,中国内地占了1/4多。发展到2003年至1260多万吨,短短三年增加了一倍多。尤其是2001年产能增幅最大由2000年595万吨迅速增加为881万吨,年增长率达到了48%。民营企业已成为聚酯行业的生力军,占据半壁江山。
  近几年来,世界其他国家几乎没有新的聚酯装置投产,在中国内地产能快速增长,2004年底时国内聚酯产能达1650万吨,2005年1-7月又有19条大聚酯线投产,共计299万吨产能。目前仍有390万吨在建聚酯产能,去除小聚酯长年闲置的约140万吨产能,预计到2005年底国内实际可能形成的有效聚酯产能约1950-2000万吨之间。目前中国聚酯能力已占全球总能力的近50%。在纺织工业强劲拉动下, 2005年中国内地聚酯需求量达到1300万吨。
  聚酯技术方面的发展:20世纪70年代以前,只有零星小的间歇聚酯。70年代后期燕山石化公司及仪化公司又成套引进了PTA工艺技术,最大单线公称生产能力为200吨/天。以后全国许多省份也都陆续从吉玛、杜邦、英文塔等公司引进了聚酯装置。引进方式,也从70年代的成套引进,发展到设备部分国内分交,由国外承担基础设计,国内完成施工程图设计。时至1992年仪化公司、中国纺织工业设计院和华东理工大学,3个单位合作,开始聚酯国产化的攻关。逐渐形成我国自有的聚酯技术。至今我国已掌握建设单线生产能力为15万吨/年的国产化技术。现在单线生产规模在逐步增大,单线生产能力为20万吨/年以上,经过近几十年的发展,我国聚酯产业技术水平已经明显提高,以国产化为核心的技术创新为我国聚酯业的发展提供了强大的动力。聚酯10万吨/年装置、20万吨/年装置,熔体直纺1.5万吨/年、3万吨/年短纤维以及聚酯长丝生产设备的国产化,使我国聚酯企业投资成本减少80%,大大提高了产业的竞争力。加上这一技术与民营资本的结合,更促进了我国聚酯产业的突飞猛进的发展,造就了我国聚酯业持续发展的奇迹。
  技术状况:经过8年来的研究和开发工作,我国国产连续缩聚聚酯技术已达到国外20世纪90年代的水平,产品质量及消耗都与国外公司处于同一个水平上,尤其质量指标及操作稳定性方面,还略优于90年代从国外引进的装置。目前国产聚酯的单线生产能力已达到20万吨/年。能够根据用户的要求,设计三釜、四釜和五釜流程的聚酯装置。同时也具备了对现有生产线进行增容改造的能力。现达到的质量及消耗指标为:
  原材料消耗指标
  精对苯二甲酸(PTA)      0.858(吨/吨)
  乙二醇(EG)         0.335吨/吨)
  催化剂           0.00037(吨/吨)
  产品质量指标:
缺陷者捧出的花束
检验项目
INSPECTION ITEMS
UNIT
检验结果
特性粘度
Intrinsic Viscosity (IV)蓝瘦香菇被抢注
dl/g
0.640±0.01
二氧化钛含量
TIO2扬州一工地坍塌
wt %
0.30±0.05
灰份
Ash Content except TIO2
wt %
≤0.05
铁份
Iron Content
wt ppm
≤3
熔点
Melting point
°C
≥259
凝集粒子
Aggregated Particle
No/mg
0
端羧基含量
coq10
Carboxyl End Groups
mmol/kg
21.9
DEG含量
DEG Content
wt %
≤1.45
度 L值
L-value
≥82.0
b值
b-value
 
M2±2
水份
Moisture Content
wt %
0.04
异状切片和粉末
 
 
0
  1996年开始已利用此技术,进行了多条聚酯线的增容改造,这些线都是一次投产成功,达到了预期的目的。2000年12月8日国产化聚酯第一条生产线10万~15万吨/年在仪征化纤有限公司投产,浙江萧山民营企业浙江恒逸聚合物有限公司也在2001年5月18日投产运行国产化聚酯年产18万吨的装置,运行情况比较良好,该企业为民营企业第一家涉足聚酯行业,带动很多民营企业进入了聚酯行业,也为聚酯装置国产化的发展起了一个很好的开端。
  此外我国尚有半连续法生产聚酯的国产技术,并已建成一批小聚酯。但由于受到规模、消耗、质量及不能熔体直接纺等因素制约,其生产的产品,在中国进入WTO后,则难与国外竞争。本文不再对其展开。
  国产化聚酯的科研及工程开发
  聚酯国产化是国家经贸委的攻关课题,由仪化公司、中国纺织工业设计院及华东理工大学3家组成产、学、研三结合的攻关班子。该项目是以最终建成10万吨/年的聚酯装置为目标。其特点为,以工程开发的需要确定科研内容,工程开发又以科研的结果为依据进行工程放大。科研课题目的性及针对性强,与工程开发直接挂钩,形成了科研、工程开发、设计放大,建设和投运一条龙的国产化开发链。信息流与物料流在其内部序贯并行流动。此外中石化公司也组织了产能400吨/天的三釜流程的攻关工作,由上海石化公司、中国纺织工业设计院、华东理工大学组成的科研开发小组承担了该项工作。
  一、国产化聚酯的理论研究
  对聚酯的理论研究,国内外都有不少的报导和做了大量的研究工作,在本次聚酯国产化攻关中,是在过去国内外研究的基础上,根据本项目工程开发的要求,做进一步的冷模、热模实验,得出酯化及缩聚的数学模型和工程放大所需的物性数据、热力学数据及动力学数据等,并用现有装置的数据对模型进行标定和修正。由于每一个聚酯工艺包含酯化、预缩聚和缩聚3个阶段,为此针对这3·个阶段做了各种研究并取得如下的成果。
  1.浆料调配
  以液固分散理论为基础,研究了分散过程、悬浮过程、影响固体悬浮操作的因素、临界转速、悬浮液中叶轮的选择及功率消耗等。从而得出浆料悬浮的合宜的桨型及功率放大的准则。
  2.酯化
  在已发表的国内外文献的基础上,通过实验对直接酯化过程中清晰点、影响酯化过程的因素和水与乙二醇的分离过程等进行了研究,从而得出,PTA溶解度方程、酯化反应动力学模型、生成DEG的副反应动力学模型及酯化过程中的热力学计算等。为了能使酯化反应得以很好的实施,又对酯化反应器本身,从化学工程的角度进行了有关的基础理论研究,进行了冷模实验,分析了反应器内的物料流动模型,出了酯化反应器适合结构。此外还对酯化反应的桨型选择与混合性能进行研究,确定了桨型和功率放大所需的功率准数。
  3.缩聚
  首先对预缩聚过程进行了研究,得出反应时间、温度、压力和传质对反应过程的影响,同时也对预缩聚过程中,二甘醇的生成进行了研究。在上述研究的基础上建立了缩聚动力学模型和端梭基变化动力学模型并对模型在已有的聚酯装置上进行了标定。  由于聚酯缩聚过程是反应及脱挥的祸合过程,尤其在终缩聚阶段粘度又比较高,因此给研究工作带来了一定的难度。虽然国内外已对聚酯反应机理、反应动力学、扩散系数测定、过程模拟等做过大量的工作,但由于建立的模型和所用的实验研究的方法不同,其所得到的动力学常数和平衡常数没有适当考虑反应和脱挥的藕合关系,而且,也无具体的传质速率及传质系数的表达式和对聚酯缩聚过程中的脱挥机理的探讨,若将其用于实际的工业反应器的设计中,会产生极大的偏差。为此,在国产化的研究中,经对聚酯缩聚过程及缩聚反应器分析后,首先通过实验分别对反应动力学规律及聚酯缩聚过程中的传质规律进行了探索。摸索到了小分子的界面浓度、反应动力学和端梭基变化规律,同时在传质规律方面,剖析出脱挥机理并建立了泡沫脱挥速率模型。为能与后序的工程放大接轨,在上述理论研究的基础上,又专门通过实验,对降膜反应器中的聚酯缩聚过程,反应器的成膜与更新状况及过程模拟开展了进一步的工作,并得出仿真过程中,温度、压力、停留时间、盘数、转速和负荷等因素的影响,为工业化反应器的设计提供了依据。总之通过冷模实验,对反应器的搅拌与混合、成膜与更新、流动与传质等规律及功率特性进行了研究。
  除此之外,在国产化的工作中,还对目前已引进的各种流程进行了消化吸收,同时结合对各种流程,做了补充实验,扩大了数学模型的适应性。
  二、国产化聚酯工艺技术开发及国产化
  工艺技术国产化工作,包含了国产化的工艺流程、相应于流程的软件包和生产操作工艺软件。
  1.国产化的工艺流程
  按前所述,聚酯工艺包含了3个阶段,由于每个阶段所构成的釜数不同,因而衍生出了三釜、四釜及五釜流程。甚至最近个别外商提出在与SSP(固相缩聚)相配套的聚酯装置中,可以采用两个釜。结合引进技术及国内国产化的研发工作,目前国产化的三釜、四釜及五釜工艺流程都已分别用于已建及在建的聚酯装置中,第一条五釜流程的生产线已在12月8日投产,其它在建装置近期内将陆续投产。
  2.国产化的工艺软件
  国产化攻关以前,聚酯生产所使用的工艺软件,皆随成套引进购得,且各家外商都各有其自己的专利。通过国产化的工作,目前已有了我国自己的工艺软件,国产工艺软件的特点是:
  ①酯化上艺采用较低反应温度、较长反应时间。第一酯化的}a化率,接近该工况下的平衡酯化率,生产操作上的波动、对酯化率变化影响小,从而使酯化率稳定。
  ②缩聚工艺采用逐步降低3个缩聚反应器的操作压力,来分配反应器的负荷。以延长反应时间来提高聚合度,减少了第一预缩聚反应器和第二预缩聚反应器进料段产生的夹带,降低了因气相夹带物进人真空系统,而堵塞设备管道的可能性,有利于实现装置稳定运行和减少原料消耗。
  ③用乙二醇蒸汽喷射产生真空,从而达到能耗较低和不产生向外排放废液,有利于环境保护。
  ④新鲜乙二醇分别加人到后缩聚的刮板冷凝器、乙二醇蒸发器和液环泵,有利于改善真空系统工况条件,提高装置运转的稳定性。浆料配置使用回用乙二醇,使得乙二醇在装置中得到全回用。
  在工艺软件中,还含有前后匹配的成套工艺参数,以及能优化各种负荷及工况下的计算机模拟程序。
  3.生产操作软件国产化
  引进装置的开车都是在外商的指导下进行,操作手册也是由外商提供。近年来,随着我国自己生产经验越来越丰富,已逐渐形成自己的开停车事故处理、维修、安全、质量控制等一系列软件,并针对不同的工艺流程都有相应的操作和生产管理软件。这些软件已在实际的生产过程中,得到检验及验证。实践证明,软件国产化是非常行之有效的。
  三、设备开发及国产化
 ①五台反应器材质国外都用不锈钢,但由于在国产化工作中攻克了复合钢板的二种材质热膨胀系数相差很大,在操作温度下,带来了热应力变化无法解决的难点,从而研发出了五台反应器的内筒用特殊贴合的复合钢板,夹套用16MnR材质,从而取得减少了投资,也降低内筒热阻的效果。
  ②为了克服因五台反应器尺寸大,使半壳式夹套液相热媒加热不匀和制造困难,开发出了"L"形封闭式夹套,从而减少了板材的浪费和加工制造上的困难。
  ③后缩聚反应器结构庞大,若只用单轴传动,轴坯长度超过12米,给冶炼、锻造特别是热处理带来很多问题。现将后缩聚反应器改为双轴分别传动,前后两段的圆盘可有不同转速的反应器。这样既克服了制造上的困难,又增加了操作上的灵活性。
  ④开发了我国自行设计及制造的导向浮阀或大孔径筛板工艺塔,与引进的一些塔盘(泡罩塔)相比,具有效率高,板压降低和节省钢材的特点。
  ⑤与国内厂家合作,研制了高温水解法清洗过滤器设备。解决三甘醇清洗法的废液污染问题。
  目前,设备国产化率(按台件计)已达93%,只有个别国内还没有的同类产品,或是虽然有此产品,但还没有经受同类装置生产的检验,还需要在国外采购。这些需在国际市场采购的设备主要有,PTA计量装置、预聚物输送泵、乙二醇蒸汽喷射泵、熔体输送泵、反应器轴封部件。功率大于75kW反应器用的减速箱及口径大于DN100的带夹套的柱塞阀。
  四、工程研发及工程放大
  工程研发和工程放大是在科研成果转化为生产力之间,承上启下的一个重要环节。在此次聚酯国产化过程中,对该环节给与了充分的重视。首先科研实验的内容,应满足工程开发及放大的需要,提供所需的测试和测定的数据及公式。在工程开发及放大时,则以科研成果为依据,并能在工业生产中实施。在工程开发及放大中,主要的国产化工作有:
  ①酯化釜的工程研发及放大:经理论研究和分析,明确了酯化釜为全混流型之后,在工程研发阶段进一步确定反应釜的型式及结构,再对该搅拌式的酯化釜,选择适宜的搅拌器类型和功率准数的计算,并从热力学的角度、研发出适合于反应器加热盘管和加热夹套的计算公式并在现有的装置中进行验证,最终再设计出400}440t1D的酯化反应器: 
 对于三釜流程的外循环式酯化反应器,研发了热动力平衡、物流循环量计算提出了计算模型及图表。
  ②聚酯工艺塔:对于聚酯工艺塔,新开发出塔盘为导向浮阀塔盘或大孔径筛板塔盘的工艺塔并测出乙二醇与水的分离平衡数据,进而提出了全套的传质计算和力学计算方法,最终设计出400t/D聚酚装置的工艺塔。
  ③缩聚反应器:在冷、热膜实验的基础上,提出r持液量的计算方法。搅拌轴的计算和轴承密封的研发并将各缩聚釜的能力设计放大至400t/D 。
  对于三釜流程的上流式塔式预缩聚反应器的气、液混相流动的压力变化(分布)、容积变化、流速变化进行了研究开发并初步放大至4万吨/年的工业装置,目前正在安装。
  ④熔体管道:目前开发的大型国产化聚酯装置,多与下游的熔体直接纺抽丝相衔接,由于熔体直接纺长丝能力已达10万吨/年左右,所以机台多,熔体管线长,分支多,这就给管线的工艺设计及热应力计算增加了新的难度。为了解决这一工程上的困难,现已模拟在熔体管线的工况情况下,测定出不同温度,不同停留时间下的熔体粘度变化及端竣基变化,建立了工艺计算和热应力计算的模型,并在实际设计中,得到了验证。
  五、工程设计国产化
  20世纪90年代建成的几个聚酯装置,大都是外商承担基础设计,国内配合做详细设计,设备专业主要完成分交的非标设备设计。国产化后,基础设计与施工图设计全部由国内已掌握聚酯技术的设计单位承担。工程设计国产化的重点是原由外商所承担的那一部分。主要内容如下:
  1工艺专业所做的国产化设计
  (1)工艺流程图(PFD图)
  该图过去一直是由国外公司提供。现经过研发参照国内的生产实际,运用国内开发的动力学模型,将PFD图全部国产化。图中的物料平衡、热量平衡、工艺参数和各物流的物性数据都已全部由国内自己完成。图纸的表示方法及图例符号也是按照国内设计单位制定的工艺技术统一标准规定,进行绘制。即该图内在的内容及外在的表示皆已国产化。
  (2)管道仪表流程图(P.LD图)
  此图过去也是属于外商提供基础设计或软件包的一部分。现依据PFD并结合国内的生产实际、攻关成果和计算,由工艺及自控两个专业共同完成此图。PID图中,所用的图例、符号也皆采用国内的标准。
  (3)管道阀门规格书
  国产化的管道阀门规格书是将过去使用的国外阀门、管材及管件全部转换为国内生产的阀门、管材和管件。并已按设计院统一规定的深度及格式编制。现已用在新建的国产化聚酯装置中。
  (4)设备表及设备规格书
  随着设备国产化率的提高,绝大多数设备已选用国内制造厂家的设备。表及规格书中的规格、型号、材质和参数等内容皆采用国内厂家的数据。
  (5)设备平面布置图
  过去外商的平面布置,皆是按照各公司自己的设备尺寸布置的。国产化的设备平面布置,已按国内的规范和国内设备的尺寸进行排布,并在每一个项目中,根据用户的要求和辅助单元的具体情况进行布置,成为国产化的设备平面布置图。
中国论文资源库  2.设备方面
  国产化的专有设备及非标设备都按照我国现行的标准规范及国产材料完成了设备详细设计,编制了检验标准。设备制造厂可按此制造出国产设备。
  3.自控设计
  自控专业的国产设计是在过去施工图设计的基础上向前延伸,将过去由外商承担的基础设计部分和DCS软件进行国产化,除质量流量计、在线粘度计等少量仪表外,其余皆按国内产品完成仪表国产化选型。自控水平已是20世纪90年代的水平,DCS控制所用的软件也已国产化。
  六、国产化聚酯技术推广使用情况
  国产化聚酯技术已用于多个引进装置的增容改造和兴建新的聚酯厂。第一个为成功的用于仪化公司聚酯第八单元30%增容改造项目,最终使该装置生产能力从200吨/日提高到300吨/日,实际增容能力在50%以上。1996年8月该项目通过了原中国纺织总会组织的科技成果鉴定,认为技术经济指标达到90年代国际先进水平,经济效益和社会效益显著。该项成果获得了原中国纺织总会科技进步一等奖和国家"八五"技术改造优秀项目奖及国家优秀设计金质奖。继而又成功推广应用在仪化公司聚酯三、六、七单元的增容改造,于1997年投产,其中三单元生产能力已达330吨/日,实际增产65% ,1999年仪化公司因增容16万吨聚酯创纯利润2亿元。仪化增容改造之后,又对辽化2期3条200吨/日的引进聚酯生产线,进行了增容至330吨/日的技术改造,于1999年7月投产成功。取得了每万吨产品投资1300万元(相当近期引进装置的1/3)、每吨产品成本下降237元的成绩。国产化技术不仅用于已有聚酯的增容改造,同时也还用于建设新的国产化聚酯生产线。仪化10万吨/年国产化聚酯生产线已于2000年12月8日投产。投资不到两亿,与成套引进装置相比可节约50%以上投资,将大大增强产品的竞争力。目前使用该技术的聚酯厂家,在国内整个聚酯企业中占据很大的比例。除此之外,三釜流程的国产化技术也正在开发之中,上海石化公司,原有的5万吨/年的三釜流程的聚酯装置,现已增容到8万吨/年。400吨/口的生产装置的基础设计已经完成。
  七、国产化聚酯装置的水平
  由于第一酯化反应器采取低温、长停留时间达到91%的酯化率,接近于操作工况下的平衡酯化率;并有较大的气相空间减少气相物蒸发夹带;两个酯化反应器共用一个分离塔,采用国内新型专利导向浮阀塔盘或大孔径导向筛板塔盘,替代国外采用的传统笨重的泡罩塔;采用乙二醇蒸汽喷射泵;设置尾气淋洗塔,使含有乙醛的反应器尾气,被20℃的水喷淋,吸收尾气中的乙醛,从而使废气处理达到排放标准;;5个关键的反应器采用碳钢、不锈钢复合钢板制造筒体,加热保温夹套采用碳钢。从而使产品质量和原料单耗与新近从国外引进的装置相比,个别指标优于它们,如PTA单耗,其它指标皆与其相当。
  在投资上,每万吨产品的投资可比成套引进装置节约50%以上,从而可使产品成本低于引进装置。所以国产化聚酯技术,目前已达到90年代国际先进水平。
  未来的国产化聚酯
  虽然国产化聚酯技术已经达到20世纪90年代的水平,但近年来,聚酯技术仍然在不断的发展,为了跟上时代的步伐,我国聚酯技术在目前的基础上仍需再上一层楼。根据当前国内外市场预测,2000年全球对聚酯的总需求约为2700万吨,而到2009年将达到4700万吨。
  因此今后数年,我国仍然需要兴建若干聚酯装置,但届时所用的国产化技术,将要比目前的技术更加先进。为此建议在今后尚需做如下几方面工作。
  ①加快老生产线的增容改造:虽然我国已是生产聚酯的大国,总产能已达到500万吨,但是聚酯的产业结构却不十分合理,在约90家聚酯企业中,未达到经济规模的约有3040家。因此,一旦我国进人WTO,这些企业将很难生存。为此对生产能力200吨/日以下(含200吨/日)只生产切片的生产线急需增容改造至经济规模或是改成生产功能性聚酯。
  ②提高单线规模:目前我们虽然已有能力建造15万吨/年的生产线但与国际上的最大规模生产线相比,仍有差距,为此今后需继续开发600吨/日的聚酯生产线技术。
加权几何平均数 ③降低投资:自国产化后,我国聚酯装置的投资,已比引进装置有了大幅度降低,但目前外商已采取设备本地化的对策,即将尽可能多的设备在国内制造和采购。为此我们今后尚需进一步提高国产化率,减少国外采购部分(例如熔体夹套阀可在国内开发试制,75kW以上的机泵,也可尽量在国内解决等),缩短工艺流程,增大单系列规模,保持国产化聚酯装置在生产单位产品所用投资方面的优势。
  ④降低成本:一旦我国加人WTO后,在聚酯产品方面的竞争,将是十分激烈的。尤其韩国和台湾省,其产能都大大高于其本地的需求量,销往我国内地是他们的目的,所以降低成本,将是今后继续努力的方向。从聚酯总成本构成的比例来看,原材料费占有绝大比例。为此首先要降低原材料费,而在原材料费中,PTA又占大的份额,一般占总成本的50%左右,当原料供应紧张,PTA价格上扬时,最高竞能占到60%。今后除从PTA装置本身降低PTA产品成本外,在聚酯工艺技术方面,要研发使用MTA (QTA)的工艺技术。即在聚酯生产过程中加人新的添加剂,封闭醛基。从而保证在250~280℃的高温下,醛基不会发生化学反应。使用MTA (QTA)可使PET每吨成本降低500元以上。此外提高单线生产能力,优化工艺和降低消耗也都是降低成本的途径。
  ⑤提高熔体质量:目前我国服用长丝及短纤已都可进行熔体直接纺,但直接纺尚不能用于工业丝,因此需进一步开发高粘度自清洁反应器,生产高质量、高粘度,可用于直接纺工业丝的聚酯熔体。其初始粘度≥0.92。与使用SSP工艺生产的高粘度切片纺出的工业丝相比,成品中端羧基含量较低,强度高和加工性能好。
  ⑥开发新催化剂:在全球PET生产中,以锑化合物(主要是锑氧化物和醋酸化合物,现在使用乙二醇锑作为新型催化剂)为催化剂的使用量超过了90%,但由于锑的活性低,对环境有一定的污染。当前世界上,正在研究不含重金属的新型聚合催化剂。今后需研发新型催化剂,达到既可提高设备生产能力又可解决锑化合物的环保问题,在作为饮料瓶使用时,降低对人身的影响。
  ⑦开拓新上艺:当前国际上有的公司正在开发"氮气三聚合技术"即将缩聚抽真空改为用氮保护,聚酯生产仅经过酯化及聚合两釜完成,每吨产品成本可降低30美元。此工艺目前只能用于SSP相联接上,对此需密切跟踪。
  ⑧开发聚合物改性和新型聚合物,由于PTT具有介于PET及PA之间的优良性能,其价格远低于PA,因此是很有发展前景的新型聚酯聚合体,预测2005年世界产量将达到100万吨,为此今后要进行PTT等新型聚合物的研发工作。
  ⑨利用模拟技术提高聚酯工业的效益。随着高科技时代的到来,信息工程进人到各个领域,在聚酯装置中,可用动态模拟软件,对装置进行在线或离线控制。对各种工况下的工艺条件进行优化,预测I.V值、端梭基含量、DECT含量或AA值,有利生产稳定,寻查故障,消除瓶颈,减少停车时间,及缩短品种转换时间。在国外采用动态模拟控制,一个厂一年可能有几百万美元的效益。我国除仪征已初步建立起动态模拟的离线控制外,尚还没有任何一家使用在线控制,今后尚需弥补这方面的差距。
  目前,世界聚酯生产主流技术包括以Zimmer和Inventa为代表的五釜流程和以DuPont为代表的三釜流程。我国近年来实现国产化的聚酯装置与上述国外技术因缘极深,已具大致相当的水准。 中国纺织工业设计院的聚酯装置现在已经相当的成熟与稳定。国产化聚酯装置还有:北京英诺威逊聚合技术有限公司克服思维惯性,从化学反应工程基本原理出发,深入剖析国内外聚酯装置的优点和缺陷,取其所长,舍其所短,切实按理想型反应器的条件优化设计,发明了全新的新三釜聚酯装置。 新型双区酯化釜和新型多层预缩聚釜已成功用于470吨/日生产线(实际能力可达520~540吨/日),连续运行一年有余,状况良好。比传统反应器具有明显优势,栅缝降膜终缩聚塔是一种全新概念的原创性发明,中试结果表明,该项技术可望成为终缩聚反应器的一次革命性进步。 新型双区酯化釜和新型多层预缩聚釜已分别向国家知识产权局申请发明专利和实用新型专利,栅缝降膜终缩聚塔已获国家发明专利授权,国际专利已获WIPO核准,进入具体国家注册阶段。通过进一步完善技术,加强商务推广,新三釜聚酯装置能尽快成为世界聚酯行业主流。
  综上所述,聚酯国产化技术,改变了我国聚酯工业发展过去长期依赖引进技术和成套设备进行建设的局面,结束了我国聚酯工程引进的历史,也向世界表明了中国具有国际先进水平的大型聚酯工业的综合成套技术能力,为今后我国聚酯制造工业的发展以及聚酯装置降低投资运行成本、提高国际竞争力作出了贡献。

本文发布于:2024-09-25 19:14:00,感谢您对本站的认可!

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