CN110194832A - 绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚酯生产技术领域，尤其是一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产方法，原料在一号酯化釜内发生酯化反应，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物，对苯二甲酸乙二醇酯低聚物通过管道在线添加装置添加不同改性剂后预缩聚和终缩聚；在终缩聚反应过程中产生的乙二醇回流至酯化釜进行回用；一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产装置，包括一号酯化单元、二号酯化单元、一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜。本发明所得到的一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产方法及装置，其通过合理的设计，能实现对乙二醇进行直接回用，且能在乙二醇含有不兼容助剂的情况下可进行单独回用，确保设备的适用性及生产加工的柔性更高。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯生产技术领域，尤其是一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产方法及装置。
背景技术
目前我国化纤行业仍旧大而不强，高投入、高消耗、高排放的生产方式没有得到根本改变，尤其是一些常规化聚酯产能大，工艺流程固定，生产品种单一，产品同质化严重，而对于市场需要的多种高附加值的产品又难以根据市场变化迅速做出反应。
而专利号：201710203250.9，该专利申请中公开了采用一个酯化釜中酯化反应产生的低聚物分别输送至三套预缩聚釜和终缩聚釜进行独立加工，并配合添加不同助剂而得到差别化的聚酯纤维。其能提升酯化釜的利用率，降低设备成本投入。但是其在终缩聚反应过程中产生的乙二醇中含有一些助剂成分，其可将乙二醇合并回用。当其中某一终缩聚反应过程中产生的乙二醇含有不兼容成分助剂时，则无法实现共同回用，所以对于这类终缩聚反应生产过程中，需要采用单独的一套酯化釜、预缩聚釜、终缩聚釜进行独立生产，从而会造成设备的投入增加。
上述专利文献中公开了对乙二醇的回用是采用精制后进行利用，其工序更加复杂，需要配置成套精制设备，且乙二醇的回用量及利用率降低。
所以现在急需设计一套能进行多异差别化聚酯纤维的柔性生产方法及装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产方法及装置，能对终聚反应过程中产生的乙二醇进行直接回用，同时对于含有不兼容成分助剂的乙二醇也能进行单独回用。
为了达到上述目的，本发明所设计的一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产方法，原料精对苯二甲酸和乙二醇在一号酯化釜内发生酯化反应，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物，对苯二甲酸乙二醇酯低聚物通过管道在线添加装置添加不同改性剂后输送到一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜，预缩聚后的产物分别通过管道输送至对应的一号终缩聚釜、二号终缩聚釜、三号终缩聚釜中进行终缩聚反应，得到差别化熔体，最后进行切粒或纺丝；一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜、一号终缩聚釜、二号终缩聚釜、三号终缩聚釜在终缩聚反应过程中产生的乙二醇回流至一号酯化釜进行回用；再设计一个二号酯化釜，二号酯化釜与一号预缩聚釜连接；当一号终缩聚釜和一号预缩聚釜进行缩聚反应过程中产生的乙二醇中含有的助剂成分无法与其他终缩聚釜中终缩聚的产品共存时，则由二号酯化釜为一号预缩聚釜提供酯化的产物，并将一号终缩聚釜中终缩聚反应过程中产生的乙二醇单独回流至二号酯化釜进行重新利用。
上述技术方案中，在实际生产加工过程中，酯化釜的加工量大，为了能确保酯化釜的产量不浪费，则采用一套酯化釜分别连接三套预缩聚釜和终缩聚釜，同时在终聚反应产生的乙二醇中带有的助剂类型相同或者相兼容，对后续生产产品不影响的情况下，将三个终缩聚釜中产生的乙二醇收集后直接回流至一号酯化单元的一号浆料罐进行回用配浆，再进入一号酯化釜反应。这样的方案在操作过程中更加简单，减少精制等设备的投入。而当其中某一个终聚反应中产生的乙二醇含有与其他的终聚反应不兼容的助剂时，则该终聚反应的酯化产物在二号酯化釜内产生并单独供给该终缩聚釜进行缩聚反应，回流的乙二醇也直接进入二号酯化釜，其与其他的终聚反应之间不干涉，从而实现在乙二醇回用的情况下进行灵活调配，生产过程柔性高，提高了设备及工艺的灵活性，降低生产成本。
一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产装置，包括一号酯化单元和二号酯化单元，一号酯化单元分别通过管道并联有一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜，一号预缩聚釜连接至一号终缩聚釜、二号预缩聚釜连接至二号终缩聚釜、三号预缩聚釜连接至三号终缩聚釜；二号酯化单元也通过管道与一号预缩聚釜连接，在一号预缩聚釜、一号终缩聚釜通过乙二醇收集管连接至一号收集罐和二号收集罐，在二号预缩聚釜、三号预缩聚釜、二号终缩聚釜、三号终缩聚釜通过乙二醇收集管连接至二号收集罐，一号收集罐通过管道连接至二号酯化单元，二号收集罐通过管道连接至一号酯化单元；其中一号酯化单元包括PTA料仓、一号浆料罐、一号酯化加热器、一号酯化釜和一号分离塔，二号酯化单元包括PTA料仓、二号浆料罐、二号酯化加热器、二号酯化釜和二号分离塔，一号酯化单元和二号酯化单元共用1个PTA料仓；乙二醇收集后均送至对应的浆料罐内。
上述方案中，在一号酯化单元上连接一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜，在正常生产过程中能利用一号酯化单元对三台预缩聚釜进行供给，确保酯化单元的高效利用率。而当其中一种缩聚反应过程中需要添加一些特殊助剂时，则造成最后产生的乙二醇中含有与其他反应不相容的助剂时，则可以使用二号酯化单元对该缩聚反应的预缩聚釜、终缩聚釜进行酯化产物的供给，且乙二醇回用也直接回流至二号酯化单元中的二号浆料罐内，相互之间不会造成干涉。该设备的设计，能在适当的情况下选择酯化釜与预缩聚釜之间的合理对应关系，避免现有设备中一对一的成套设备的采购及安装，从而能减少设备投入，使得设备使用率高，占用空间减少。
在一号预缩聚釜、一号终缩聚釜上的采出的乙二醇收集管连接至一号收集罐和二号收集罐处均设置有控制阀，用于控制一号预缩聚釜、二号预缩聚釜上产生的乙二醇的去向。
在一号酯化釜与一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜之间的管道上设置低聚物输送泵和动态混合器。
在一号酯化釜与一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜之间的管道上设置有助剂接入口，在一号预缩聚釜与一号终缩聚釜之间的管道上、二号预缩聚釜与二号终缩聚釜之间的管道上、三号预缩聚釜与三号终缩聚釜之间的管道上也均设置有助剂接入口。
本发明所得到的一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产方法及装置，可实现一套装置添加不同助剂生产差别化产品，其通过合理的设计，能实现对乙二醇进行直接回用，且能在乙二醇含有不兼容助剂的情况下可进行单独回用，确保设备的适用性及生产加工的柔性更高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。案例为专利补充说明，专利申请保护内容包含但不限于案例所述内容。
实施例1：
如图1所示，本实施例描述的一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产装置，包括一号酯化单元1和二号酯化单元2，一号酯化单元1分别通过管道并联有一号预缩聚釜3、二号预缩聚釜4、三号预缩聚釜5，一号预缩聚釜3连接至一号终缩聚釜6、二号预缩聚釜4连接至二号终缩聚釜7、三号预缩聚釜5连接至三号终缩聚釜8；二号酯化单元2也通过管道与一号预缩聚釜3连接，在一号预缩聚釜3、一号终缩聚釜6通过采出的乙二醇收集管连接至一号收集罐18和二号收集罐19，在二号预缩聚釜4、三号预缩聚釜5、二号终缩聚釜7、三号终缩聚釜8通过采出的乙二醇收集管连接至二号收集罐19，一号收集罐18中的乙二醇回用至二号酯化单元2，二号收集罐19中的乙二醇回用至一号酯化单元1；其中一号酯化单元1包括PTA料仓9、一号浆料罐20、一号酯化加热器21、一号酯化釜22和一号分离塔23，二号酯化单元2包括PTA料仓9、二号浆料罐10、二号酯化加热器11、二号酯化釜12和二号分离塔13，一号酯化单元1和二号酯化单元2共用1个PTA料仓9；乙二醇收集后通过回流管均连接至对应的浆料罐内。
在一号酯化釜22与一号预缩聚釜3、二号预缩聚釜4、三号预缩聚釜5之间的管道上设置低聚物输送泵14和动态混合器15。
在一号酯化釜22与一号预缩聚釜3、二号预缩聚釜4、三号预缩聚釜5之间的管道上设置有助剂接入口16，在一号预缩聚釜3与一号终缩聚釜6之间的管道上、二号预缩聚釜4与二号终缩聚釜7之间的管道上、三号预缩聚釜5与三号终缩聚釜8之间的管道上也均设置有助剂接入口16。其中助剂接入口16可注入单体、无机浆液等。
在实际使用过程中，通过管道上的控制阀门，实现一号酯化釜12、二号酯化釜17与一号预缩聚釜3、一号终缩聚釜6之间的对应关系，从而是的对聚酯纤维生产的柔性更高，设备的适用性更强。
实施例2：
本实施例中原料精对苯二甲酸和乙二醇在一号浆料罐20中混合搅拌，配好的浆料进入一号酯化釜21内发生酯化反应，一号酯化釜21额定生产负荷为600吨/天，生产弹性为50-120%，反应条件：乙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1.2～1.55，液位为75-90%，温度为260～272℃，压力为60～110kPa，运行负荷600吨/天，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物，对苯二甲酸乙二醇酯低聚物通过管道在线添加装置添加第三、四单体、消光剂悬浮液、抗静电剂等改性剂后输送到一号预缩聚釜3、二号预缩聚釜4、三号预缩聚釜5，三个预缩聚釜的设计生产产能均为200吨/天，反应条件：液位为70-85%，温度为285～292℃，压力为1.5～2.5kPa（A），预缩聚后的产物分别通过管道输送至对应的一号终缩聚釜6、二号终缩聚釜7、三号终缩聚釜8中进行终缩聚反应，三个终缩聚釜的设计生产产能均为200吨/天，反应条件：液位为40-65%，温度为287～295℃，压力为150～350Pa（A），得到差别化熔体，最后进行切粒或纺丝；一号预缩聚釜3、一号终缩聚釜6、二号预缩聚釜4、二号终缩聚釜7、三号预缩聚釜5、三号终缩聚釜8在缩聚反应过程中产生的乙二醇经过汇总收集回流至一号浆料罐20进行配浆实现全回用。
实施例3：
本实施例中装置2个酯化釜均投入运行。原料精对苯二甲酸和乙二醇在浆料罐中混合搅拌，配好的浆料分别进入一号酯化釜22、二号酯化釜12内发生酯化反应。
一号酯化釜22额定生产负荷为600吨/天，生产弹性为50-120%，反应条件：乙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1.2～1.50，液位为70-85%，温度为255～270℃，压力为80～100kPa，运行负荷400吨/天，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物，对苯二甲酸乙二醇酯低聚物通过管道在线添加装置添加第三、四单体、消光剂悬浮液、抗静电剂等改性剂后输送到二号预缩聚釜4、三号预缩聚釜5，二个预缩聚釜的设计生产产能均为200吨/天，反应条件：液位为65-80%，温度为280～290℃，压力为2.0～3.0kPa（A），预缩聚后的产物分别通过管道输送至对应的二号终缩聚釜7、三号终缩聚釜8中进行终缩聚反应，二个终缩聚釜的设计生产产能均为200吨/天，反应条件：液位为40-60%，温度为287～292℃，压力为200～350Pa（A），得到差别化熔体，最后进行切粒或纺丝；二号预缩聚釜4、二号终缩聚釜7、三号预缩聚釜5、三号终缩聚釜8在缩聚反应过程中产生的乙二醇经过储罐收集回流至一号酯化釜20的浆料罐进行配浆实现全回用。
再设计一个二号酯化釜12，二号酯化釜12与一号预缩聚釜3连接，二号酯化釜12额定生产负荷为200吨/天，生产弹性为50-120%，反应条件：乙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1.2～1.45，液位为70-85%，温度为252～265℃，压力为60～90kPa，运行负荷200吨/天。二号酯化釜12反应过的酯化物在送往一号预缩聚釜3管道上注射添加红色、黑色染料悬浮液，一号预缩聚釜3的设计生产产能均为200吨/天，反应条件：液位为65-80%，温度为280～290℃，压力为2.5～3.5kPa（A），预缩聚后的产物分别通过管道输送至对应的一号终缩聚釜6中进行终缩聚反应，一号终缩聚釜6的设计生产产能均为200吨/天，反应条件：液位为40-60%，温度为285～290℃，压力为250～350Pa（A），得到差别化熔体，最后进行切粒或纺丝。
由于减压蒸馏等处理方式无法清理缩聚阶段产生的回用乙二醇的染料助剂成分，直接回用会导致引起其他线的产品品质，因此将一号预缩聚釜3、一号终缩聚釜6产生的回用乙二醇单独收集，并送至二号酯化单元2的二号浆料罐10内配浆，以免对其他两个缩聚线产生干涉。
Claims (4)
1.一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产方法，其特征是：原料精对苯二甲酸和乙二醇在一号酯化釜内发生酯化反应，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物，对苯二甲酸乙二醇酯低聚物通过管道在线添加装置添加不同改性剂后输送到一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜，预缩聚后的产物分别通过管道输送至对应的一号终缩聚釜、二号终缩聚釜、三号终缩聚釜中进行终缩聚反应，得到差别化熔体，最后进行切粒或纺丝；一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜、一号终缩聚釜、二号终缩聚釜、三号终缩聚釜在终缩聚反应过程中产生的乙二醇回流至一号酯化釜进行回用；再设计一个二号酯化釜，二号酯化釜与一号预缩聚釜连接；当一号终缩聚釜和一号预缩聚釜进行缩聚反应过程中产生的乙二醇中含有的助剂成分无法与其他终缩聚釜中终缩聚的产品共存时，则由二号酯化釜为一号预缩聚釜提供酯化的产物，并将一号终缩聚釜中终缩聚反应过程中产生的乙二醇单独回流至二号酯化釜进行重新利用。
2.一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产装置，其特征是：包括一号酯化单元和二号酯化单元，一号酯化单元分别通过管道并联有一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜，一号预缩聚釜连接至一号终缩聚釜、二号预缩聚釜连接至二号终缩聚釜、三号预缩聚釜连接至三号终缩聚釜；二号酯化单元也通过管道与一号预缩聚釜连接，在一号预缩聚釜、一号终缩聚釜通过乙二醇收集管连接至一号收集罐和二号收集罐，在二号预缩聚釜、三号预缩聚釜、二号终缩聚釜、三号终缩聚釜通过乙二醇收集管连接至二号收集罐，一号收集罐通过管道连接至二号酯化单元，二号收集罐通过管道连接至一号酯化单元；其中一号酯化单元包括PTA料仓、一号浆料罐、一号酯化加热器、一号酯化釜和一号分离塔，二号酯化单元包括PTA料仓、二号浆料罐、二号酯化加热器、二号酯化釜和二号分离塔，一号酯化单元和二号酯化单元共用1个PTA料仓；乙二醇收集后均送至对应的浆料罐内。
3.根据权利要求2所述的一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产装置，其特征是：在一号酯化釜与一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜之间的管道上设置低聚物输送泵和动态混合器。
4.根据权利要求2所述的一种绿色功能性多异差别化聚酯纤维柔性生产装置，其特征是：在一号酯化釜与一号预缩聚釜、二号预缩聚釜、三号预缩聚釜之间的管道上设置有助剂接入口，在一号预缩聚釜与一号终缩聚釜之间的管道上、二号预缩聚釜与二号终缩聚釜之间的管道上、三号预缩聚釜与三号终缩聚釜之间的管道上也均设置有助剂接入口。
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