毕业设计与论文-年产十万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯工艺设计.pdf
《毕业设计与论文-年产十万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯工艺设计.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计与论文-年产十万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯工艺设计.pdf(74页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、年产十万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯工艺设计摘要本设计是年产十万吨聚对苯二甲酸二乙醇脂(PET)合成的工艺设计。本文对PET 的研究,生产进行了详细的概述,阐述了其在化学工业中的作用与地位。并介绍了 PET 的制备方法和确定了 PET的生产工艺。在确定PET生产工艺的基础上进行了物料衡算,热量衡算,主要设备选型,工艺管路设计。并利用Aspen软件对主要的流程进行模拟。利用Aut。CAD软件绘制主要设备图,工艺流程图以及车间布置图。文中还对三废处理 及废料回收、节能措施与安全防范、技术经济初步分析核算进行了简单的阐述。关键词:聚对苯二甲酸二乙醇脂,PET,Aspen,Aut o CADSummar y
2、Th is d esig n is a n a n n ua l o ut put o f o n e h un d r ed t h o usa n d t o n s o f po l yet h yl en e t er eph t h a l a t e(PET)pr o c ess d esig n.In t h is pa per,t h e PET st ud y,a d et a il ed o ver view o f t h e pr o d uc t io n,ex po un d s it s r o l e a n d po sit io n c h emic a l
3、 in in d ust r y.An d in t r o d uc es t h e pr epa r a t io n met h o d o f t h e PET a n d set t h e PET pr o d uc t io n t ec h n o l o g y.In d et er min in g t h e PET pr o d uc t io n t ec h n o l o g y is c o n d uc t ed o n t h e ba sis o f t h e ma t er ia l ba l a n c e c a l c u l a t io
4、n s,h ea t ba l a n c e c a l c ul a t io n s,t h e ma in equipmen t sel ec t io n,pr o c ess pipin g d esig n.An d simul a t in g t h e ma in pr o g r a ss by t h e so f t w a r e Aspen.Use Aut o CAD so f t w a r e d r a w t h e ma in equipmen t f ig ur e,pr o c ess f l o w d ia g r a m a n d w o r
5、 ksh o p l a yo ut f ig ur e.Th e p a per a l so f o r w a st e t r ea t men t a n d r ec yc l in g,en er g y sa vin g mea sur es a n d sa f et y,pr el imi n a r y a n a l ysis o n t ec h n ic a l a n d ec o n o mic a c c o un t in g simpl y ex pl a in ed.Key wo r ds:po l yet h yl en e t er eph t h
6、a l a t e,PET,Aspen,Aut o CAD论文目 录前言.11概述.3-1.1基本概念.一3 1.2聚酯产品规格.一4 1.3国内外聚酯生产现状.一4一1.4全球聚酯发展与展望.-6-1.5聚酯的应用.一6一2.PET简介.错误!未定义书签。2.1 结构与性能.7 2.1.1原料性能指标.7 一2.1.2 PET结构及性能.11 一2.2合成PET的副反应.12 一3.PET生产工艺及工艺路线的选择.14 一3.1 合成原理及路线.14 3.1.1合成原理.14 一3.1.2合成路线.一15一3.2PET生产工艺流程.18 3.2.1连续缩聚.18 一3.2.2间歇缩聚.19
7、一3.3合成路线的选择及流程简述.一 19 一3.4世界主要生产技术.错误!未定义书签。3.5 PET生产工艺条件.一19 一3.5.1 催化剂J.-19-论文3.5.2 稳定剂.20 一3.5.3缩聚反应的温度与时间.20 一3.5.4缩聚反应的压力.21-3.5.5搅拌的影响.22 一3.5.6其他添加剂.22 一3.5.7 总结.23 一3.6影响聚酯切片质量的因素.一 23 一3.6.1 EG/PTA 投料比.2 3 3.6.2反应温度.24 一3.6.3酯化反应时间.24 一3.6.4缩聚反应釜的真空度.24 一3.6.5缩聚反应温度.24 一3.6.6缩聚反应时间.24 一3.6.
8、7凝聚粒子.错误!未定义书签。4物料衡算.25 4.1物料平衡关系.25 4.2物料发生的化学与物理化学变化.27 4.2.1化学变化.-27-4.2.2物理化学变化(相变化).27 4.3其它数据.一 28 一4.4计算过程.一 30 一4.5物料平衡结果总汇.一 36 一5能量衡算.一36 一5.1主要反应条件.一37 一6非标准设备的计算及定型设备的选型.39-6.1 聚酯反应器的选型原理.39 6.2 第一酯化反应器.一 41 6.2.1反应器体积.41-6.2.2搅拌装置的设计.一43一7工艺管道的计算.43 一论文7.1 EG进料管的选型.44-7.2水蒸气排放管的选型.44 8聚
9、酯生产的三废处理及废料回收.28.1 聚酯生产的三废处理.28.2 聚酯废料的回收.38.2.1传统的化学回收技术.38.2.2聚酯回收技术进展.48.2.3聚酯回收市场及工业前景分析.59聚酯生产中的节能措施与安全防范.79.1六种节能技术在聚酯生产中的应用.79.1.1 冷凝液回用.79.1.2使用氧气尾气输送对苯二甲酸.89.1.3优化工艺降低反应水中乙二醇(EG)含量.89.1.4 EG 回用.89.1.5热媒炉“油”改“气”.99.1.6聚酯装置碱洗技术.99.2安全防范.109.2.1防火防爆.109.2.2 防毒.109.2.3防 烫伤.119.2.4防 辐射.1110技术经济初
10、步分析核算.1211计算机模拟过程.14ILL画出流程图.1411.2.基本设置.141L3.定义组分.1411.4.定义聚合物的连段结构.151L 5.聚合物属性的定义.15论文IL 6.定义低聚物.15IL 7.热力学方法的选择.161L 8.输入进料数据.1611.9.输入反应器数据.1611.10.反应基团定义.161LH.定义反应速率常数.1711.12.给每个反应定义反应速率常数.1711.13计算结果.18参考文献.20致谢.21论文刖 H聚酯是热塑性饱和聚酯的总称,它包括PET、PEN、PCT及其共聚物等。其中 PET是开发最早、产量最大、应用最广的聚酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯,
11、英文名 po l yet h yl en e t er eph t h a l a t e(简称 PET),1941 年由英国的 J.R.Wh en f iel d 和 J.T.Dikso n 采用 乙二醇与对苯二甲酸直接酯化缩聚而得。最初是作为合成纤维的原料而开发的,1950年,美国Du Po n t公司以它为原料,首次开发了聚酯纤维。然而当时对苯二甲酸的精制工艺尚未工业化,首先工业化的是对苯二甲酚二甲酯(DMT)生产工艺,因此直到20世纪60年代中期,DMT一直是PET生产的主要原料。随着高纯度对苯二甲酸(PTA)工艺的不断发展,它逐渐替代了 DMT成为生产PET 的原料。采用高纯度的PT
12、A不需回收,也不用回收甲醇,而且还有一个优点就是预聚合 物的酯化过程比酯交换反应快得多,酯交换反应是由DMT作原料生产PET的第一步反 应。聚酯的用途可分为纤维和非纤维两大类。聚酯开发初期主要用于制造合成纤维(占 PET消耗量的70%左右),以聚酯为原料生产的聚酯纤维因其极佳的纺用性能,能很好 地替代天然纤维中的棉花、羊毛、真丝、麻类纤维等,其用量很快超过尼龙纤维,成为 合成纤维的主导产品。自从PET商品化以来,非纤维方面由于廉价的原料以及所制的薄膜和容器具有诸多 优点,如质轻、透明、容易重新密封,因而其使用领域日益扩大,用量亦越来越大,成 为塑料包装中用量增长最快的树脂。目前世界上每年仅PE
13、T瓶消费树脂就高达300万吨 以上,大部分作为一次性包装使用。近几年来,随着人们生活水平的不断改善,和消费 水平的日益提高,对塑料包装的高性能、多功能性及环境保护性的要求也越来越高。近几十年来,山于聚酯在纤维和非纤维领域的发展都较快,需求日益扩大,因此在 世界范围内,尤其是亚洲地区的聚酯生产飞速发展,同时也促进和带动聚酯上下游产业 的成长。论文1概述1.1 基本概念高分子化合物(ma c r o mo l c ul a r c o mpo un d):是由成千上万个原子通过化学 键连接而成的高分子(ma c r o mo l ec ul e)所组成的化合物,简称为聚合物川。聚酯:是指高分子主链
14、上具有重复狱酯结构的树脂状高聚物,由二元酸或 二元醇与二元或多元酸缩聚而成。有聚酯树脂,聚酯纤维和聚酯橡胶等。按所 用酸不同,又可分为饱和聚酯和不饱和聚酯。饱和聚酯:是饱和二元酸和二元醇经缩聚反应而得,是在大分子主链上含 有许多酯键的一大类聚合物。饱和聚酯通常指的是聚对苯二甲酸乙二醇酯(po l yet h l en e t er eph t h a l a t e,PET),聚对苯二甲酸丁二醇酯(po l ybn t yl en e t er eph t h a l a t e,PBT),聚蔡二甲酸乙二酯(po l yet h yl en e n a ph t h a l a t e,PEN
15、)。不饱和聚酯:是含有碳碳双键的线性共聚物,在有游离基引发剂存在条件 下,这些双键可以进一步聚合。这种共聚酯通常是由一个饱和二元竣酸或其酸 酎,一个不饱和二元竣酸或其酸酎和一个或多个二元醇生产的。高聚物按用途可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂、离子交换树脂等,其中前三种成为三大合成材料。纤维(f iber):弹性模数较大(约1()9ioIOn/d?);受力时形变较小(百分 之几到二十);纤维大分子沿轴向按一定规则排列,长径比大;在较广泛的温度 范围内(一50150C),机械性能变化不大。常用的合成纤维有尼龙、涤纶、丙纶、维尼纶等。橡胶(r ubber):弹性模数小(约105-106N/m2)
16、;室温下,在很小外力作 用下,能产生很大形变(可达1000%),即弹性高;除去外力后,能迅速恢复 原状。常见的橡胶有天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶等。塑料(pl a st ic s):弹性模数介于纤维和橡胶之间(约IO7i()8N/m2);当温 度稍高时,受力形变可达百分之几十至几百,部分形变可逆,部分形变不可逆;弹性模数,黏度等物理性能与温度的变化直接关系,反映出塑性行为,根据塑 料受热时的不同,可以将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类型。三大合成塑料有时很难区分,某些高聚物即可以作橡胶使用也可以作塑料论文或纤维使用。如尼龙、涤纶即可以作工程塑料,这完全取决于加工过程。缩聚反应(po
17、 l yc o n d en sa t io n r ea c t io n):是在聚合过程中,除形成聚合物 外,同时还有低分子副产物产生的反应。其产物称为缩聚物。实质是官能团之 间的多次重复的缩合反应,并在缩聚物中保留官能团的特征,如酯键、酸键等。所以,大部分缩聚物是杂键高聚物。容易被水、醇、酸等药品水解、醇解、酸 解。缩聚反应依据不同的原则进行分类,常见的有如下几种:按反应热力学的 特征分平衡缩聚和不平衡缩聚;按所生成产物的结构分线型缩聚和体型缩聚;按参加反应单体的种类分均缩聚、异缩聚(又称混缩聚)和共缩聚;按在反应 中生成的键合基团(特征基团)分聚酯化反应、聚酸化反应、聚氨酯化反应等 反
18、应。酯化反应:端竣基和端羟基在一定条件下,生成酯基和水的反应。1.2 聚酯产品规格PET树脂分为标准级与工程级两类。标准级中有用于拉伸吹塑成型用的,又分为无色的、绿色的、琥珀色的。无色树脂又按特性黏度分几档,结晶速率较慢的适用于较宽的加工条件,可以 生产高质量的饮料瓶。1.3 国内外聚酯生产现状据国家统计局统计,2004年111月全国累计生产聚酯切片及熔体750.17 万吨.我国聚酯的生产起步较晚,20世纪70年代开始形成上海、天津、辽阳等 生产基地,20世纪80年代国产间歇式、半连续的小聚酯生产装置建设较多,据统计已有110家以上。资料表明,全国93家较大聚酯生产厂总聚酯生产能力 已由199
19、7年334万t/a增加到2000年676万t/a,2001年底约达到730万t/a。2002年我国聚酯生产能力同比增加200万t/a以上,一举突破1000万t/a大关,达到1100万t/a,占世界聚酯总生产能力的1/4以上,居世界聚酯生产的首位。2003和2004年我国聚酯生产能力分别达到1438万t/a和1600万t/a。主要聚酯生产企业集中在中国石化和中国石油两大集团公司。中国石化论文2001年聚酯产量达到2 02.97万t,占全国总产量的6 9.2%。中国石油2001年产 量为46.6 1万3占全国总产量的15.9%。目前主要的40多家聚酯生产企业,2001年产量在1万t以上的企业有29
20、家,在10万t以上的企业有9家,在30 万t以上的企业有4家。仪征化纤公司是目前我国聚酯生产能力和产量最大的 企业,2001年聚酯产量达到110.85万3占全国总产量的37.8%,已成为世界 十大聚酯生产企业之一;其次是辽阳石化公司,2001年产量40.75万t,占13.9%;上海石化公司居第三位,2001年产量为38.35万3占13.1%。2002年上海石 化公司产量达到42万3辽阳石油化纤公司达40万3洛阳石化公司达22万3 天津石化公司达21万3 2003年我国共有100多家聚酯生产企业,其中小聚酯(指采用间隙法生产工艺的装置)企业有近70家,为大聚酯企业总数的2倍多,而产能约占全国总生
21、产能力的32%。1999年至今,我国民营聚酯企业激增,聚酯生产能力急剧膨胀。到2002 年底,民营企业的聚酯生产能力已占我国总生产能力的40%左右,目前纤维级 聚酯已出现生产能力相对过剩的状况。近年我国聚酯生产能力大幅度增长,产 量也同步上升,产量和增长幅度己远超过美国,居世界首位。2002年聚酯表观 消费量已达786.9万t。因近年国内聚酯树脂和涤纶产品需求量较大,每年进口 总量均在100万t以上。2005年我国聚酯生产能力分别达到1696万t,聚酯产 量将分别达到1253万t o占世界总产量比例将从1995年9%、2002年25%提 高到2005年27%。预计到2010年在世界十大聚酯生产
22、商中,中国将至少占有 23家。根据报导,聚酯纤维产品的市场竞争已日趋激烈。从国际化学纤维市场的 发展趋势来看,美国、西欧和日本生产量呈现下降趋势,主要原因是他们放弃 了产量高、附加价值低、生产过程中环境污染严重的大宗产品的生产,继而转 向高层次、高技术及高附加价值产品的开发与生产。并把技术含量低的大宗货 生产技术转到中国大陆、台湾、韩国及东南亚各国,使国际聚酯生产能力呈现 东移现象。目前亚洲已成为世界聚酯生产中心,并主要集中在日本、韩国和台 湾等地。日本化学纤维工业有着较长的发展历史,长期的科技投入已积累了雄 厚的产品开发基础。因此,近年来日本化学纤维工业的结构调整取得了实际效 果。目前,日本
23、已经很少生产普通品种的化学纤维产品,他们在中国大陆和印 尼、泰国等发展中国家建立独资或合资企业生产大宗产品,而在本土开发和生 论文产高技术含量、高附加价值的差别化、功能性化学纤维产品,这些高品质、高 价值产品的研究和开发为日本化学纤维工业注入了活力,并已经成为韩国和台 湾等地化学纤维业者竞相效仿的对手而紧紧追赶。韩国为了保持韩国化学纤维 产品的竞争力,韩国政府组织学术界和产业界共同制定了改善化学纤维结构的 计划。根据这个计划,着重推进生产设施的自动化和省力化,增加了技术开发 投资,追求产品的高级化和多样化,为了取得更好的效果,韩国选择附加价值 大、技术差距大的染色加工业为突破口,给予战略上的支
24、援。预计2007年韩国 的出口将达300亿美元,占世界市场的9%,如果这个目标能够实现,韩国将 进入化学纤维先进国家行列。台湾为了提高化学纤维的竞争能力,已经从以往 以量取胜及低成本策略调整为以新纤维开发及少量多样快速反应的纺织品为 主、求质不求量的生产策略,并逐渐导向非纺织品生产领域。各个化学纤维企 业均利用高科技手段开发新型化学纤维,他们的发展方向是“新原料、新纱线、新布料”,这一策略确立了台湾在亚洲化学纤维的地位。1.4 全球聚酯发展与展望近来,随着生产能力的过剩和毛利的下降,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)已经显示了快速商品化的迹象。据有关人士分析,未来几年全球PET市场的需 求增长仍然
25、看好,但生产毛利并不好看。PET是一种热塑性工程材料,曾经以较高的生产利润成为石油化工业的宠 儿。每年以两位数的速率快速增长,在过去的十年中它的增长速度超过了其他 任何塑料产品,在全球塑料市场需求的份额也由3%增长到6%。根据CMAI的一份分析报告指出,未来五年,全球PET市场需求将以每年 接近10%的速度快速增长。全球每年将新增100万吨的PET的需求量。亚洲和 欧洲的增长速度将超过美洲,到2007年,这两个地区的PET需求总量将超过 美洲。1.5 聚酯的应用自从聚酯及其产品被开发出来以后,由于它具有多种优良特性,倍受人们 的亲睐。论文聚酯的用途可分为纤维和非纤维两大类。聚酯开发初期主要用于
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 年产 十万 对苯二甲酸 乙二醇 工艺 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【曲****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【曲****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。