CN108484890A - 一种生产多功能差别化pbt聚酯的生产工艺及生产系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺及生产系统，包括以下步骤，步骤一，PTA(对苯二甲酸)与PDO按照摩尔比1：(1.1‑1.2)调配成浆料，并加热至40‑60℃；步骤二，配制好的浆料用浆料输送泵定量加入到酯化反应器中，反应温度238‑242℃，压力40‑60kPa，物料停留时间100‑150分钟，酯化率达到99.0‑99.2％，上方气相物质进入工艺塔系统进行汽相物的分离；步骤三，酯化物经输送泵送至预缩聚反应器，温度控制在242‑246℃，压力2‑5kPa，停留时间40‑60分钟。该生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺及生产系统在实现装置产能成倍上升的情况下，缩聚温度基本不用提升，降低反应温度，减少单体PDO的降解，同时通过聚合管道注射添加技术，实现单套聚酯装置2个或2个以上PBT聚酯品种生产。

Description

一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺及生产系统
技术领域：
本发明涉及聚酯生产领域，具体是一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺及生产系统。
背景技术：
PBT由于其良好的热塑加工性能，在纤维、塑料等领域具有广泛的应用，市场需求不断增加。但是由于PBT的生产原料1,4-丁二醇(PDO)的高温稳定性差，装置无法持续做大，目前最大的单套装置产能仅为8-10万吨/年，相比PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)动辄30-40万吨/年装置，能耗要高出一大截，成本上劣势明显。
因此，如何降低PBT合成过程中的温度从而减少PDO原料的单耗，是提高 PBT装置竞争力的主要挑战。另一方面PBT市场具有品种多样化、单一品种市场需求量不大的特点，如何提高增加单套装置的生产品种，也是PBT聚酯工厂面向市场急需解决的问题。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺，该生产工艺在实现装置产能成倍上升的情况下，缩聚温度基本不用提升，降低反应温度，减少单体PDO的降解，同时通过聚合管道注射添加技术，实现单套聚酯装置2个或2个以上PBT聚酯品种生产。
本发明的技术解决方案是，提供一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺，包括以下步骤，
步骤一，PTA(对苯二甲酸)与PDO按照摩尔比1：(1.1-1.2)调配成浆料，并加热至40-60℃；
步骤二，配制好的浆料用浆料输送泵定量加入到酯化反应器中，反应温度 238-242℃，压力40-60kPa，物料停留时间100-150分钟，酯化率达到99.0-99.2％，上方气相物质进入工艺塔系统进行汽相物的分离；
步骤三，酯化物经输送泵送至预缩聚反应器，温度控制在242-246℃，压力2-5kPa，停留时间40-60分钟；
步骤四，预聚物经输送泵输送、通过预聚物过滤器滤去杂质后，进入终缩聚反应器进行缩聚反应，温度控制在245-250℃，压力100-200Pa，停留时间1.5-2.5 小时，最终达到熔体出料时特性粘度为0.6-1.1；
步骤五，符合粘度要求的PBT熔体经出料泵排出，经过20μm以上精度过滤器过滤后，送至切粒生产或纺丝工序。
作为优选，步骤四中熔体出料时的粘度为0.7-0.9。
作为优选，缩聚反应在真空系统中产出的PDO进行回收利用，并且将在回收利用前进行THF分离。
作为优选，THF分离在工艺塔中进行分离。
本发明还提供一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产系统，包括酯化系统和缩聚系统，酯化系统为1个，缩聚系统不少于两个。
作为优选，酯化系统包括酯化反应器和工艺塔分离系统，酯化反应器由1 个或2个酯化釜组成。
作为优选，还包含THF回收系统，THF回收系统接收来自工艺塔上方的低沸物凝液，实现生产系统生成的THF提纯回收。
作为优选，酯化系统和缩聚系统的连接管路上加装在线添加注入口。
进一步的，各系统中的设备尽可能在竖直方向按熔体流动方向从上到下设置，实现连接管路最短化。
采用以上工艺后与现有技术相比，本发明具有以下优点：将原来的PBT装置“一头一尾”(即1个酯化系统、1个缩聚系统)设计成“一头多尾”(即1个酯化系统、2个或2个以上缩聚系统)，缩聚系统可以从预缩聚反应器或者终缩聚反应器来进行拆分，从而实现装置产能成倍上升的情况下，缩聚温度基本不用提升，降低反应温度，减少单体PDO的降解，同时通过聚合管道注射添加技术，实现单套聚酯装置2个或2个以上PBT聚酯品种生产；另外从整个工艺流程来讲，缩聚反应温度与产量一半的PBT装置接近，极大减少PDO环化成TMF (四氢呋喃)副反应的发生，降低PBT合成过程中单体PDO的单耗，且装置产能提升，有效减少了热量损失，减少了用电设备的电能损耗，降低运行成本；设备布置更加紧凑，提高了土地使用率，降低了项目的建设投资；此外，本系统增加了在线添加注入口，使得单套PBT装置可以生产2种或2种以上不同的 PBT差别化产品。
具体实施方式：
下面就具体实施方式对本发明作进一步说明：
本发明为一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺及生产系统，包括如下步骤：原料PTA和PDO配制成摩尔比1:(1.1-1.2)的浆料，送至单个的酯化反应器或者串联的两个酯化反应器进行酯化反应，反应温度238-242℃，压力 40-60kPa，物料停留时间100-150分钟，酯化率达到99％酯化物送至预缩聚反应器。此时的预缩聚反应器可以是单个，也可分为并联的2个或2个以上。即将原来的PBT装置“一头一尾”(即1个酯化系统、1个缩聚系统)设计成“一头多尾”(即1个酯化系统、2个或2个以上缩聚系统)，缩聚系统可以从预缩聚反应器或者终缩聚反应器来进行拆分，从而实现装置产能成倍上升的情况下，缩聚温度基本不用提升，降低反应温度，减少单体PDO的降解，同时通过聚合管道注射添加技术，实现单套聚酯装置2个或2个以上PBT聚酯品种生产。该生产系统，包括酯化系统和缩聚系统，酯化系统为1个，缩聚系统不少于两个。酯化系统包括酯化反应器和工艺塔分离系统，酯化反应器由1个或2个酯化釜组成。还包含THF回收系统，THF回收系统接收来自工艺塔上方的低沸物凝液，实现生产系统生成的THF提纯回收。并且在酯化系统和缩聚系统的连接管路上加装有在线添加注入口。另外，为了节能降耗，各系统中的设备尽可能在竖直方向按熔体流动方向从上到下设置，实现连接管路最短化。下面结合2个实施例做进一步叙述。
实施例1
预缩聚反应器为1个，终缩聚反应器为2个，酯化物经输送泵送至预缩聚反应器，操作条件是温度244-246℃，压力2-4kPa(a)，停留时间40-50分钟。预聚物出料经精度20μm过滤器过滤后送至2个并联的终缩聚反应器，在进反应器的管道上设置了2个添加剂注射口，用于添加抗菌、阻燃等功能性改性材料。物料进入终缩聚反应器继续进行缩聚反应，操作条件为温度246-248℃，压力100-150Pa，停留时间2小时左右，最终达到熔体出料时特性粘度为0.75。反应生成的PBT熔体经出料泵排出，经过精度20μm过滤器再次过滤后，送至切粒生产或纺丝等下游工序。
实施例2
预缩聚反应器为2个，终缩聚反应器为2个，酯化物经输送泵送至2个并联的预缩聚反应器，在进反应器的管道上设置了2个添加剂注射口，用于添加抗菌、阻燃等功能性改性材料。操作条件是温度242-244℃，压力3-5kPa(a)，停留时间50-60分钟。预聚物出料经精度20μm过滤器过滤后分别送至2个终缩聚反应器，继续进行缩聚反应，操作条件为温度245-247℃，压力150-200Pa (a)，停留时间2小时左右，最终达到熔体出料时特性粘度为0.78。反应生成的PBT熔体经出料泵排出，经过精度20μm过滤器再次过滤后，送至切粒生产或纺丝等下游工序。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书所做的等效结构或等效流程变换，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，PTA(对苯二甲酸)与PDO按照摩尔比1：(1.1-1.2)调配成浆料，并加热至40-60℃；
步骤二，配制好的浆料用浆料输送泵定量加入到酯化反应器中，反应温度238-242℃，压力40-60kPa，物料停留时间100-150分钟，酯化率达到99.0-99.2％，上方气相物质进入工艺塔系统进行汽相物的分离；
步骤三，酯化物经输送泵送至预缩聚反应器，温度控制在242-246℃，压力2-5kPa，停留时间40-60分钟；
步骤四，预聚物经输送泵输送、通过预聚物过滤器滤去杂质后，进入终缩聚反应器进行缩聚反应，温度控制在245-250℃，压力100-200Pa，停留时间1.5-2.5小时，最终达到熔体出料时特性粘度为0.6-1.1；
步骤五，符合粘度要求的PBT熔体经出料泵排出，经过20μm以上精度过滤器过滤后，送至切粒生产或纺丝工序。
2.根据权利要求1所述的生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺，其特征在于：步骤四中熔体出料时的粘度为0.7-0.9。
3.根据权利要求1所述的生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺，其特征在于：缩聚反应在真空系统中产出的PDO进行回收利用，并且将在回收利用前进行THF分离。
4.根据权利要求3所述的生产多功能差别化PBT聚酯的生产工艺，其特征在于：THF分离在工艺塔中进行分离。
5.一种生产多功能差别化PBT聚酯的生产系统，包括酯化系统和缩聚系统，其特征在于，酯化系统为1个，缩聚系统不少于两个。
6.根据权利要求5所述的生产多功能差别化PBT聚酯的生产系统，其特征在于，酯化系统包括酯化反应器和工艺塔分离系统，酯化反应器由1个或2个酯化釜组成。
7.根据权利要求5所述的生产多功能差别化PBT聚酯的生产系统，其特征在于，还包含THF回收系统，THF回收系统接收来自工艺塔上方的低沸物凝液，实现生产系统生成的THF提纯回收。
8.根据权利要求5所述的生产多功能差别化PBT聚酯的生产系统，其特征在于，各系统中的设备尽可能在竖直方向按熔体流动方向从上到下设置，实现连接管路最短化。
9.根据权利要求5所述的生产多功能差别化PBT聚酯的生产系统，其特征在于，酯化系统和缩聚系统的连接管路上加装在线添加注入口。
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