PET物料衡算

来源：用户分享时间：2025/10/6 8:36:39 本文由

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3工艺计算

一物料衡算

本聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)连续操作工艺是采用高纯度对苯二甲酸（PTA）与乙二醇（EG）为原料，直接酯化后经缩聚反应得到PET 。单条生产线每年可生产15万吨PET,这条生产线主要由浆料配制工序、酯化工序、聚合工序、切粒包装工序、回收工序五个工序组成。

1画出物料平衡关系示意图

完整PET连续操作工序的物料衡算过程比较复杂，为了说明问题，只对流经反应器的物流进行物料衡算，流经反应器物料平衡关系简图，如图1所示。

203.1 101.3 102.3

101.0 101.1 102.1 201.1 202.1 203.1 R101 R102 R201 R202 R203

图1 PTA直接酯化缩聚连续操作主反应器物料平衡关系示意图

101.0－浆料；101.1，102.1－酯化产物；201.1，202.1－预缩聚物；203.1－PET熔体； 101.2，102.2，201.2，202.2，203.2－上升蒸汽；101.3，102.3－回流EG；003.1－消光剂

2物料发生的物理与化学变化写出主、副反应方程式

(1)化学变化

PET合成过程中，每个反应器中都发生酯化反应、酯化缩聚反应和缩聚反应，其反应方程式(用官能团表示)如下：

酯化反应（esterification）:

101.2 201.2 203.2 102.2 202.2 003.1

COOH + HOCH2CH2OHCOOH2CH2OH + H2O

酯化缩聚反应（polycondensation by esterification）:

COOH + HOCH2CH2OHCOOH2CH2OOC+ H2O

缩聚反应（polycondensation）

2COCH2CH2OHCOCH2CH2OOC+HOCH2CH2OH

在酯化反应釜中，以酯化反应与酯化缩聚反应为主;在缩聚釜中，以酯化缩聚与缩聚反应为主，在此不考虑副反应，业不对副反应进行物料衡算。为了描述各反应进行的程度特做如下定义：酯化率：

x?参加反应PTA（mol）PTA初始（mol）PTA初始（mol）?PTA残留90（mol） =PTA初始（mol）N?NT=T0NT0缩聚反应程度:：

P=生成PET链接（mol）NP =PTA初始（mol）NT0NE0 NT0乙二醇与PTA摩尔比：Mr=1 1?p平均聚合度：xn?(2)物理化学变化（相变化）

在各酯化釜中，由于反应温度高于水和EG的沸点,酯化生成的水被蒸出反应体系。根据气液平衡关系，反应液中仍含有少量的水,水蒸出时夹带出一定比例的EG，蒸出的EG经分离后全部返回到反应器中，因此各酯化反应器中原料配比不变，即Mr＝Mr0 。

在缩聚反应釜中，为了使缩聚反应向生成聚合物的方向移动，需尽量降低反应液中EG的含量，因此,缩聚阶段特别是反应后期，需在高真空的条件下进行, 各缩聚釜中生成的EG大部分被蒸出，使Mr< Mr0 。

3收集数据资料

生产规模：设计任务书中规定的年产量为25万吨生产时间：年工作日：300d/a（24h/d）