玉米乙二醇合成PET的研究

第26卷第2期聚酯工業(yè)Vol 26 No. 2201303Polyester IndustryMar.2013doi:10.3969/jisn.10088261.20130200玉米乙二醇合成PET的研究于維才,蔡曉嬌2,朱湘萍(1.大連合成纖維研究設計院股份有限公司,遼寧大連11023;2大連工業(yè)大學(xué)紡織與材料工程學(xué)院遼寧大連116034)摘要:以玉米為原材料生產(chǎn)的乙二醇合成PET并進(jìn)行固相縮聚對其生產(chǎn)過(guò)程及其結果進(jìn)行分析和討論關(guān)鍵詞:PET;玉米乙二醇;合成技術(shù)中圖分類(lèi)號:TQ34241文獻標識碼:A文章編號:10088261(2013)020402為了使得PET行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,考慮采用可再13PET切片的制備生資源代替石油遵循了中國走可持續發(fā)展戰略方針(1)反應釜容積為2L,所以加入的EG為250路線(xiàn),將為PET生產(chǎn)提供了很大的發(fā)展前景。本實(shí)mL,PTA為500g,根據計算,EC與PTA的量比為驗采用的是通過(guò)玉米提煉的山梨醇制成EG來(lái)代替1.48,進(jìn)行實(shí)驗。石油級的EG。玉米是可再生資源、資源豐富,并且(2)酯化反應釜加料從上部的加料口加入。加在國內玉米提煉山梨醇制得化工用EG的工藝技術(shù)料時(shí),反應釜上部的排水閥開(kāi)啟,下部的排料口關(guān)已成熟,所以此設想是可行的。在國內尚未有文獻閉,加料順序為先加入EG,然后加入PA。加人后,發(fā)表過(guò)有關(guān)采用生物級EG代替是石油級EG來(lái)合關(guān)閉加料口和酯化反應釜上部的排水閥,開(kāi)啟攪拌成PET切片。目前大連合成纖維研究設計院股份并升溫。此時(shí),將縮聚反應釜的夾套溫度升至250有限公司自主研發(fā),采用生物級EG和石油級對苯℃左右,為酯化后的料液導人縮聚反應釜作準備。二甲酸通過(guò)PTA法,完成了PET切片的小試。近幾(3)酯化反應溫度一般從230℃至260℃,在年來(lái)中國東南亞等地區的PT工業(yè)絲及瓶用PET溫度接近230℃時(shí),反應釜壓力開(kāi)始上升,調整上部的需求量不斷增長(cháng)所以實(shí)驗后的PT切片又通過(guò)排水閥開(kāi)始連續排出反應生成的水,同時(shí)使反應釜固相縮聚反應并對其成品進(jìn)行黏度測試壓力基本穩定在0.15~0.25MPa,出水一般能達到1實(shí)驗部分120mL。出水結束后,反應釜壓力下降,溫度上升。1.1主要原料可以適當降低反應釜加熱溫度至250℃左右,并將EG:長(cháng)春大成生化科技集團有限公司生產(chǎn),純反應釜上部的排水閥全部打開(kāi)。此時(shí)酯化反應結度為98%,生物級。束,反應釜壓力為正常大氣壓。PTA:遼陽(yáng)石化分公司生產(chǎn);石油級。(4)將酯化后的料液導入縮聚反應釜。打開(kāi)酯1.2試驗設備化反應釜的加料口,用加厚軟管連接酯化反應釜的大連合成纖維研究設計院股份有限公司綜合實(shí)底部出料口和縮聚反應釜上部的進(jìn)料口打開(kāi)真空驗室的小型設備,該套設備為小型實(shí)驗裝置。設備泵,將縮聚反應釜的壓力抽至0.04MPa。此時(shí)打規格如表1所示。開(kāi)酯化反應釜底部的出料閥門(mén),酯化后的料液進(jìn)入表1試驗設備規格縮聚反應釜。Table 1 Test equipment sp5)料液全部進(jìn)入縮聚反應釜后,關(guān)閉酯化反酯化反應釜縮聚反應釜應釜底部的排料閥,將催化劑(分析純三氧化二銻)容量/L從縮聚反應釜上部加料口加入反應釜內,并用少量攪拌形式矛式矛式攪拌速度/EG(10~20mL)沖洗縮聚反應釜加料口,保證催化劑進(jìn)入縮聚反應釜內部。關(guān)閉縮聚反應釜加料口,加熱形式夾套內聯(lián)苯,電加熱夾套內聯(lián)苯,電加熱壓力/Pa內不超過(guò)3x10°釜內減壓,39左右并開(kāi)啟攪拌。將縮聚反應釜的夾套溫度升至280收稿日期:201211406。作者筒介:于維才(1965-),男,遼寧朝陽(yáng)人,高級工程師,工學(xué)學(xué)士,從事合纖新產(chǎn)品研發(fā)工作。第2期于維才,等:玉米乙二醇合成PET的研究21(6)反應釜內溫度達到240~250℃時(shí)開(kāi)始開(kāi)2.4縮聚結果啟真空泵進(jìn)行縮聚反應釜抽真空,壓力逐漸降低,縮聚后的PET產(chǎn)品呈現微黃色,主要是由于般為3~4min后壓力降至001MPa在降低壓力的EG原料本身就帶有微黃色,而不是像石油EG產(chǎn)時(shí)候,要觀(guān)察縮聚反應釜上部的冷卻管內的抽出EG品,呈現微藍色,很清澈。這樣,在加熱反應的過(guò)程氣體的量,要保證抽出的EG能夠在冷卻管中冷卻中顏色稍有加深,導致最終產(chǎn)品為徵黃色。而熔點(diǎn)為液滴。低則說(shuō)明EG產(chǎn)品(純度為98%)中的其他雜質(zhì),對(7)反應30~45min后縮聚反應釜內達到高真縮聚反應有影響?？?釜內壓力為40~50Pa。此時(shí)觀(guān)察反應釜攪拌器2.5干燥結果的功率變化,當功率明顯增加并穩定到一定的數值對縮聚后的PET切片進(jìn)行干燥,但在干燥過(guò)程后(本實(shí)驗裝置從35W逐漸升至39W)反應結束。中切片中有氣泡產(chǎn)生,導致紡絲困難。(8)反應結束后,停止真空泵,用氮氣將反應釜2.6固相縮聚內的壓力充至大氣壓,開(kāi)啟反應釜底部的出料口,讓PT顆粒進(jìn)行固相縮聚后的產(chǎn)品呈現黃色。而縮聚產(chǎn)品(PET)從反應釜底部流出,同時(shí)通入氮氣不是像石油EG生產(chǎn)出的PET固相縮聚后為乳白補充反應釜內部的壓力,流出的縮聚產(chǎn)品流入水槽色,特性黏度能達到0.9dLg以上,拿回的樣品為進(jìn)行冷卻,并從水槽中不斷抽出,至此,反應生產(chǎn)的0.9023dL/g,超過(guò)指標要求。熔點(diǎn)為251℃。分析PET條形成。結果如表2所示。(9)出料結束后,向縮聚反應釜內部加入2LEG,加熱至193℃左右進(jìn)行洗釜,開(kāi)攪拌運行3h,表2固相縮聚PET切片分析值Table 2 SSP PEt chip analysis value洗釜結束,從反應釜底部排出EG。10)PET條進(jìn)入切粒機切粒,切粒后生產(chǎn)出序號檢驗項目檢驗結果檢驗標準PET粒,進(jìn)行下一步的固相縮聚反應。特性黏度0.9023(11)固相縮聚就是在PET粒的表面和內部進(jìn)2(d熔點(diǎn)/℃251行進(jìn)一步的縮聚反應,反應在轉鼓反應器中進(jìn)行,在3w(二甘醇)/%55.94加熱高真空的條件下進(jìn)行反應。反應條件為205色度2.33GB/T225℃溫度下反應15h179311999(水)/%0.04實(shí)驗結果及分析w(灰分)/%原子吸收21酯化實(shí)驗酯化反應的反應機理比較簡(jiǎn)單在操作過(guò)程中3結語(yǔ)只要控制好操作條件,酯化過(guò)程都能夠順利完成脫以玉米為原料生產(chǎn)的EG用于生產(chǎn)PET切片是水量能夠達到理論脫水量?？尚械?采用的原料資源豐富并可再生,解決了石油2.2酯化結果原料短缺的問(wèn)題。本實(shí)驗為以后研究生物級EG代酯化后的酯化料液呈微黃色透明液體,當溫度替石油級EG生產(chǎn)PET切片提供了很好的理論基降低時(shí),馬上變成乳白色固體物料狀態(tài)呈蠟狀酯礎但目前面臨的問(wèn)題的是EG的純度。通過(guò)本次化過(guò)程為反應的中間過(guò)程,沒(méi)有相關(guān)分析指標要求。試驗發(fā)現EG的純度為98%時(shí)生產(chǎn)的PET切片發(fā)2.3縮聚反應黃并且在干燥過(guò)程中產(chǎn)生氣泡造成紡絲困難,對生縮聚后的料液經(jīng)過(guò)冷卻拉條后呈現微黃色特物級EG生產(chǎn)的PET切片下游產(chǎn)品性能造成一定的性黏度能夠達到指標要求為061L/g,熔點(diǎn)比指標影響。經(jīng)過(guò)固相縮聚后黏度到達0.9以上,符合生低10℃左右為258℃,其他指標有待進(jìn)一步的分產(chǎn)PET工業(yè)絲的高黏度PET切片的黏度,再經(jīng)過(guò)多析次實(shí)驗改善切片發(fā)黃的現象,為我國滌綸工業(yè)絲領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了很好的發(fā)展空間。(下轉第33頁(yè))第2期劉淑華,等DTY工藝條件對絲條集束性的影響表9工作盤(pán)用PU盤(pán)(1)D/Y、73對集束性的影響最大,D/Y越大、Table Working dise all using PU disc73越小,絲條集束性越好;組合12/T7集束性(2)m越高,集束性越好;阻越高,集束性越42/421.0019-K差。1-4.Kl.7922/370.600.60良良中中(3)網(wǎng)絡(luò )散點(diǎn)越少、網(wǎng)絡(luò )泡泡越小,絲條的集束2439性越好。(4)摩擦盤(pán)數越少,集束性越好。由表8,9可見(jiàn),隨工作盤(pán)增加,集束性下降,全部為光盤(pán)時(shí),集束性較全為PU盤(pán)時(shí)差,光盤(pán)加工出參考文獻的絲較散。[1]韓飛.細旦超細旦纖維的制備研究[]廣東化纖,2002,313結論[2]徐心華,李允成滌綸長(cháng)絲生產(chǎn)第二版[M].北京:紡織工業(yè)出通過(guò)比較上述各因素對DTY集束性的影響,可版社,2002.得出如下結論Effect of DTY process conditions on yarn collection propertyLIU Shu-hua, GONG Sheng, GAO Guo-hongJiangsu Shenghong Science and Technology Co Ltd., Wujiang 215228, China)Abstract The effects of several false-twist texturing process parameters on collection property were disscussed whenusing FK6-1000 V type texturing machine to process and produce 82 dtex/72 f moisture absorbable and perpirationDTY. The results showed that D/Y and 13 were the most influence on collection property, the larger the D/, thealler the 13, the better the yam collection property. The effects of Hl and H2 on yarn collection property showedthe opposite tendency. The interlacing point and the disc number had different effects on the yamKey words: PET DTY; collection property; influence factors(上接第11頁(yè))[2]郭大生,王文科.聚酯纖維科學(xué)與工程[M].北京:中國紡織成纖維工業(yè),2004,27(2):10-1出版社,2001[4]李允成徐心華,滌綸長(cháng)絲生產(chǎn)(第二版)[M].北京:中國紡[3]顧家耀姚劍豪.高相對分子質(zhì)量PET降解速率研究[].合織出版社,1993Quality control of high tenacity PET industrial yarnCHEN Li-yan, CHEN Gang, CAI Xiao-xiang, ZHU Xiang-ping, ZHU Xiao-danDalian Synthetic Fiber Research& Design Institute Co Ltd, Dalian 116023, China)Abstract: The process route, main technical measures such as raw material control, nitrogen protection, screw extruderpecial design, suitable melt residence time, spinning pack, annealing device, calm zone, cooling shaping, multistage drawing, the selection of process condition and fiber quality indexes of high tenacity PET industrial yarn were introduced.Key words: PET; high tenacity industrial yam; quality control(上接第21頁(yè))Synthesis of polyethylene terephthalate using corn EGYU Wei-cai', CAI Xiao-", ZHU Xiang-ping(1. Dalian Synthetic Fibre Research Design Institute Co. Ltd., Dalian 116023;2. School of Textile and Material Engineering Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China)Abstract The ethylene glycol was produced by com as raw material to synthesize polyethylene terephthalate andwas prepared by solid-state polycondesation. The production process and results was analyzed and discussedKey words: PET; com based EG; synthetic technique