聚酯(zhi)多(duo)元(yuan)醇(chun)的(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan)是由(you)酯(zhi)化和(he)(he)縮聚兩個(ge)步驟組成。酯(zhi)化反應(ying)(ying)為氮封正壓操(cao)(cao)作(zuo)過(guo)(guo)程(cheng)，充氮氣(qi)前需(xu)要將反應(ying)(ying)釜抽真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)；縮聚反應(ying)(ying)為負壓操(cao)(cao)作(zuo)過(guo)(guo)程(cheng)，并需(xu)要保證(zheng)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)穩(wen)(wen)定(ding)。同時，通過(guo)(guo)抽真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)，可(ke)以(yi)(yi)除(chu)去反應(ying)(ying)體(ti)系(xi)中的(de)(de)(de)(de)低(di)分子副產(chan)(chan)物如醛、齊聚物等(deng)，而理(li)想(xiang)的(de)(de)(de)(de)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)可(ke)以(yi)(yi)降低(di)反應(ying)(ying)溫(wen)度(du)，減少聚酯(zhi)熱降解的(de)(de)(de)(de)機(ji)會(hui)，有利于(yu)提高產(chan)(chan)品色相(xiang)。因此，真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)條件是聚酯(zhi)產(chan)(chan)品質量的(de)(de)(de)(de)重要保證(zheng)條件之一?。但(dan)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)由(you)于(yu)受諸多(duo)因素(su)的(de)(de)(de)(de)影響，不易(yi)控制，容易(yi)波動。本文中在抽真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)管路(lu)設置小流量旁(pang)路(lu)并配(pei)以(yi)(yi)調節閥，通過(guo)(guo)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵的(de)(de)(de)(de)調速和(he)(he)控制調節閥開啟(qi)量的(de)(de)(de)(de)大小可(ke)滿(man)足反應(ying)(ying)過(guo)(guo)程(cheng)對真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)的(de)(de)(de)(de)不同要求，保證(zheng)了(le)生產(chan)(chan)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)持續性和(he)(he)穩(wen)(wen)定(ding)性。

聚酯多元醇生產

1．1 酯化過程

根據工藝要求(見表(biao)1)，酯化過(guo)程分為二(er)段，在酯化反應結束時(shi)，總要求其酯化率(lv)大于95％。

表1 酯化過程的工藝操作條件
 

1．2 縮聚過程

經(jing)過酯(zhi)(zhi)(zhi)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，雖然(高(gao)純(chun)度對(dui)苯(ben)二甲酸(suan))PTA 的酯(zhi)(zhi)(zhi)化(hua)率已達到(dao)95％以上，但仍有部分(fen)羧基(ji)未(wei)完成酯(zhi)(zhi)(zhi)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)。為(wei)了使(shi)這部分(fen)羧基(ji)進一步發(fa)生反(fan)(fan)應(ying)(ying)，縮(suo)(suo)(suo)(suo)聚(ju)過程往往采用逐步提高(gao)真空度的方法，達到(dao)既充分(fen)完成酯(zhi)(zhi)(zhi)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，又盡快加(jia)速縮(suo)(suo)(suo)(suo)聚(ju)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的目的，所以，將縮(suo)(suo)(suo)(suo)聚(ju)過程分(fen)為(wei)預(yu)縮(suo)(suo)(suo)(suo)聚(ju)(見表2)和較終(zhong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)聚(ju)(見表3)。在預(yu)縮(suo)(suo)(suo)(suo)聚(ju)階(jie)段(duan)，真空度控(kong)(kong)制較低(di)，可(ke)適(shi)當保持(chi)物料(liao)中有較多的乙二醇(chun)(EG)含量，促使(shi)其與羧基(ji)充分(fen)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，而較終(zhong)縮(suo)(suo)(suo)(suo)聚(ju)階(jie)段(duan)，真空度控(kong)(kong)制較高(gao)，以便獲得較高(gao)相對(dui)分(fen)子(zi)質(zhi)量的聚(ju)酯(zhi)(zhi)(zhi)產品。

縮(suo)聚(ju)反(fan)(fan)應(ying)(ying)后期，體(ti)系的(de)(de)粘(zhan)度(du)很大，小分子物質不易排出(chu)，可逆反(fan)(fan)應(ying)(ying)程度(du)增大，反(fan)(fan)應(ying)(ying)速率逐漸減(jian)慢，若加熱提高釜(fu)溫，容(rong)易使聚(ju)酯碳(tan)化、裂(lie)解(jie)等副反(fan)(fan)應(ying)(ying)增加，導致(zhi)成(cheng)品(pin)顏色(se)加深。此時需(xu)借助減(jian)壓排出(chu)微量的(de)(de)水，這(zhe)樣有利于縮(suo)聚(ju)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)進行

從(cong)整體上看，從(cong)酯化(hua)到縮聚(ju)，反應溫(wen)度由(you)低(di)到高，反應壓力由(you)高到低(di)，在較終縮聚(ju)階(jie)段往往采(cai)用高真空(kong)技(ji)術，使縮聚(ju)反應平衡(heng)向(xiang)目標產(chan)品(pin)方(fang)向(xiang)移動。

控制方法

從控制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)角度，為(wei)保持某一真(zhen)空(kong)度的(de)(de)(de)穩定性，一般有(you)兩(liang)種方(fang)法。種方(fang)法是采用(yong)(yong)(yong)流量控制(zhi)(zhi)器進(jin)行反饋控制(zhi)(zhi)，通(tong)過對(dui)進(jin)氣量的(de)(de)(de)調節(jie)(jie)達到保持穩定真(zhen)空(kong)度的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，它適用(yong)(yong)(yong)于沒(mei)有(you)反應氣體(ti)存在或產生(sheng)的(de)(de)(de)場合；第二種方(fang)法是在抽氣口串入一只調節(jie)(jie)閥， 通(tong)過對(dui)調節(jie)(jie)閥的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)來保持真(zhen)空(kong)度的(de)(de)(de)穩定，它的(de)(de)(de)適用(yong)(yong)(yong)性更為(wei)廣泛，可與輸(shu)入氣體(ti)的(de)(de)(de)流量各自獨(du)立(li)控制(zhi)(zhi)。

對于(yu)聚酯多元醇反(fan)應(ying)裝置而言，它的(de)真空(kong)度(du)是動態的(de)。為(wei)保(bao)持(chi)工作(zuo)的(de)持(chi)續(xu)性和(he)穩定(ding)(ding)性，需(xu)在不同(tong)階段斷供給工作(zuo)氣(qi)(qi)體和(he)抽出反(fan)應(ying)氣(qi)(qi)體，以保(bao)證(zheng)真空(kong)度(du)的(de)動態平衡。影(ying)響動態平衡的(de)因(yin)素很多，諸(zhu)如(ru)反(fan)應(ying)釜(fu)內壁的(de)放氣(qi)(qi)率、泵的(de)抽速、耗氣(qi)(qi)量(liang)(liang)的(de)變化等等。由于(yu)反(fan)應(ying)釜(fu)內各種(zhong)氣(qi)(qi)體的(de)組分比(bi)不能保(bao)持(chi)穩定(ding)(ding)，在真空(kong)度(du)要求較高的(de)場合(he)，采用流量(liang)(liang)控制(zhi)(zhi)法保(bao)持(chi)動態平衡顯然是不合(he)適的(de)。在保(bao)持(chi)進氣(qi)(qi)量(liang)(liang)恒定(ding)(ding)的(de)情(qing)況下，通(tong)過(guo)控制(zhi)(zhi)抽氣(qi)(qi)口調節閥(fa)開啟量(liang)(liang)的(de)大小可(ke)滿足上述要求。

2．1 酯化(hua)反應(ying)壓(ya)力控制

酯化反(fan)(fan)應(ying)為常(chang)壓(ya)(ya)(ya)或(huo)正壓(ya)(ya)(ya)操作過程，壓(ya)(ya)(ya)力的控(kong)制包括泄壓(ya)(ya)(ya)和增(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)(ya)。當(dang)反(fan)(fan)應(ying)釜內壓(ya)(ya)(ya)力很過設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)值時(shi)，開(kai)關(guan)閥FV1打開(kai)，進行(xing)(xing)氣(qi)相(xiang)泄壓(ya)(ya)(ya)；當(dang)反(fan)(fan)應(ying)釜內壓(ya)(ya)(ya)力低于(yu)設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)值時(shi)，自力式調(diao)節閥PCV1打開(kai)，向反(fan)(fan)應(ying)釜內充氮(dan)氣(qi)增(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)(ya)。為了防止(zhi)很壓(ya)(ya)(ya)運行(xing)(xing)，在系統中設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)了很壓(ya)(ya)(ya)報警，以提醒(xing)操作人員的注(zhu)意(yi)。同時(shi)，還設(she)(she)置聯鎖機(ji)構(gou)或(huo)者防爆(bao)膜泄壓(ya)(ya)(ya)，以保護設(she)(she)備。

2．2 縮(suo)聚(ju)反應真(zhen)空度控制

縮聚反應為負壓操作過(guo)程。為了保證預聚反應的真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)，除了采取較高的真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)操作外，還要(yao)求真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)相當穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)，尤其不能有(you)大幅度(du)的真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)起(qi)落。該階段FV1打開，先通(tong)過(guo)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)對反應釜抽真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)至(zhi)設定(ding)(ding)(ding)壓力附(fu)近—— 該壓力下(xia)反應釜內(nei)物(wu)料(liao)不會被抽出；然后FV1閉合，通(tong)過(guo)旁路調(diao)節(jie)閥PCV2保證反應釜內(nei)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)的穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)。因此，該階段真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)度(du)控(kong)制以(yi)調(diao)節(jie)閥小流量(liang)調(diao)節(jie)配合真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)泵(beng)抽氣來完成。

對于較(jiao)終縮(suo)聚反(fan)應真(zhen)空(kong)度對反(fan)應過程(cheng)影響較(jiao)大，所以在控(kong)制手段上要比預縮(suo)聚真(zhen)空(kong)度控(kong)制要嚴格得多。首先采用(yong)一簡(jian)單(dan)控(kong)制回路保證(zheng)冷(leng)凝器的(de)(de)真(zhen)空(kong)度，然后(hou)再用(yong)一簡(jian)單(dan)控(kong)制回路穩定縮(suo)聚反(fan)應釜(fu)(fu)(fu)氣相(xiang)出口管道(dao)上的(de)(de)真(zhen)空(kong)度，較(jiao)后(hou)用(yong)一個串級控(kong)制系(xi)統，以反(fan)應釜(fu)(fu)(fu)較(jiao)終出料(liao)粘度為主調節參數(shu)，而以反(fan)應釜(fu)(fu)(fu)氣相(xiang)出口壓力為副調節系(xi)數(shu)，來達到既保證(zheng)產品粘度又控(kong)制反(fan)應釜(fu)(fu)(fu)真(zhen)空(kong)度的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

結束語

本文(wen)提(ti)(ti)到(dao)的真空(kong)度控(kong)制方(fang)法能夠(gou)有效控(kong)制反應釜在(zai)酯(zhi)化、縮聚等階段的真空(kong)度，有助于掌控(kong)反應時間，提(ti)(ti)高(gao)生產效率。同時在(zai)保證(zheng)真空(kong)系統清潔的前提(ti)(ti)下(xia)，提(ti)(ti)高(gao)了聚酯(zhi)多元醇的品質。