聚(ju)酯(zhi)(zhi)多元醇的(de)(de)(de)生產(chan)是(shi)由酯(zhi)(zhi)化(hua)和(he)縮(suo)聚(ju)兩個步驟組成。酯(zhi)(zhi)化(hua)反應(ying)為氮封正壓操作(zuo)過(guo)程，充氮氣前需要將反應(ying)釜(fu)抽(chou)真空；縮(suo)聚(ju)反應(ying)為負(fu)壓操作(zuo)過(guo)程，并需要保(bao)(bao)證(zheng)(zheng)真空度(du)穩定(ding)。同時，通過(guo)抽(chou)真空，可(ke)以(yi)除去反應(ying)體系中的(de)(de)(de)低(di)(di)分子(zi)副產(chan)物如醛、齊聚(ju)物等，而(er)理想的(de)(de)(de)真空度(du)可(ke)以(yi)降低(di)(di)反應(ying)溫度(du)，減少聚(ju)酯(zhi)(zhi)熱降解的(de)(de)(de)機會，有(you)利于(yu)提高產(chan)品(pin)色相。因(yin)此，真空條(tiao)件(jian)是(shi)聚(ju)酯(zhi)(zhi)產(chan)品(pin)質量的(de)(de)(de)重要保(bao)(bao)證(zheng)(zheng)條(tiao)件(jian)之(zhi)一?。但(dan)真空度(du)由于(yu)受諸多因(yin)素的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，不易控制，容易波(bo)動(dong)。本文(wen)中在抽(chou)真空管路設(she)置小流(liu)量旁路并配以(yi)調節閥，通過(guo)真空泵的(de)(de)(de)調速(su)和(he)控制調節閥開啟(qi)量的(de)(de)(de)大小可(ke)滿足(zu)反應(ying)過(guo)程對真空度(du)的(de)(de)(de)不同要求，保(bao)(bao)證(zheng)(zheng)了(le)生產(chan)過(guo)程的(de)(de)(de)持續性(xing)和(he)穩定(ding)性(xing)。

聚酯多元醇生產

1．1 酯化過程

根(gen)據工(gong)藝要求(見(jian)表1)，酯化過程(cheng)分為二段，在酯化反應結束時，總(zong)要求其酯化率大于95％。

表1 酯化過程的工藝操作條件
 

1．2 縮聚過程

經過酯(zhi)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)，雖然(高純度(du)對(dui)苯二甲酸)PTA 的(de)酯(zhi)化(hua)率(lv)已達(da)到(dao)95％以上(shang)，但仍有(you)部分(fen)羧基(ji)未完(wan)成(cheng)(cheng)酯(zhi)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)。為了使(shi)這部分(fen)羧基(ji)進一步發(fa)生(sheng)反(fan)(fan)應(ying)，縮(suo)(suo)(suo)聚過程往往采用逐步提(ti)高真空度(du)的(de)方法(fa)，達(da)到(dao)既充分(fen)完(wan)成(cheng)(cheng)酯(zhi)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)，又盡快(kuai)加速縮(suo)(suo)(suo)聚反(fan)(fan)應(ying)的(de)目的(de)，所以，將(jiang)縮(suo)(suo)(suo)聚過程分(fen)為預縮(suo)(suo)(suo)聚(見表2)和(he)較(jiao)終(zhong)縮(suo)(suo)(suo)聚(見表3)。在預縮(suo)(suo)(suo)聚階段，真空度(du)控制較(jiao)低(di)，可適當保(bao)持物料中有(you)較(jiao)多的(de)乙二醇(EG)含量，促使(shi)其與(yu)羧基(ji)充分(fen)反(fan)(fan)應(ying)，而較(jiao)終(zhong)縮(suo)(suo)(suo)聚階段，真空度(du)控制較(jiao)高，以便獲(huo)得較(jiao)高相對(dui)分(fen)子(zi)質量的(de)聚酯(zhi)產(chan)品。

縮聚反(fan)應后期，體系的(de)粘度很大，小分子物(wu)質不易(yi)排(pai)出(chu)，可逆反(fan)應程度增(zeng)大，反(fan)應速率逐漸減慢，若加熱提高釜溫，容易(yi)使聚酯碳化、裂解(jie)等(deng)副反(fan)應增(zeng)加，導致成品顏色加深。此(ci)時(shi)需借(jie)助減壓排(pai)出(chu)微量的(de)水，這樣有利于縮聚反(fan)應的(de)進(jin)行(xing)

從(cong)(cong)整體(ti)上看(kan)，從(cong)(cong)酯(zhi)化到縮聚(ju)(ju)，反應(ying)溫度由(you)低到高，反應(ying)壓(ya)力(li)由(you)高到低，在較(jiao)終縮聚(ju)(ju)階段(duan)往往采用高真空技術，使縮聚(ju)(ju)反應(ying)平(ping)衡向目(mu)標(biao)產品方向移動。

控制方法

從控(kong)(kong)制的(de)(de)(de)角(jiao)度(du)，為保(bao)持某一(yi)真(zhen)空度(du)的(de)(de)(de)穩定性(xing)，一(yi)般有兩種(zhong)方法。種(zhong)方法是(shi)采用(yong)流量(liang)控(kong)(kong)制器(qi)進行反饋控(kong)(kong)制，通過對進氣(qi)量(liang)的(de)(de)(de)調(diao)節(jie)(jie)達到保(bao)持穩定真(zhen)空度(du)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，它適用(yong)于沒有反應(ying)氣(qi)體存(cun)在或產生的(de)(de)(de)場合；第二種(zhong)方法是(shi)在抽氣(qi)口(kou)串入(ru)一(yi)只調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)， 通過對調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制來保(bao)持真(zhen)空度(du)的(de)(de)(de)穩定，它的(de)(de)(de)適用(yong)性(xing)更為廣泛(fan)，可與(yu)輸入(ru)氣(qi)體的(de)(de)(de)流量(liang)各自獨(du)立控(kong)(kong)制。

對于聚酯多元醇(chun)反(fan)應裝(zhuang)置而言，它的(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)度是動(dong)(dong)態的(de)(de)(de)。為保(bao)持(chi)(chi)(chi)工作的(de)(de)(de)持(chi)(chi)(chi)續性和(he)(he)穩(wen)(wen)定性，需在(zai)不(bu)同(tong)階段斷供給工作氣(qi)體和(he)(he)抽出反(fan)應氣(qi)體，以保(bao)證真(zhen)空(kong)度的(de)(de)(de)動(dong)(dong)態平(ping)衡。影響動(dong)(dong)態平(ping)衡的(de)(de)(de)因素很多，諸如反(fan)應釜內壁的(de)(de)(de)放氣(qi)率、泵(beng)的(de)(de)(de)抽速、耗氣(qi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)變(bian)化等等。由(you)于反(fan)應釜內各種氣(qi)體的(de)(de)(de)組分比不(bu)能(neng)保(bao)持(chi)(chi)(chi)穩(wen)(wen)定，在(zai)真(zhen)空(kong)度要求(qiu)較(jiao)高的(de)(de)(de)場合，采用流量(liang)(liang)控制(zhi)法(fa)保(bao)持(chi)(chi)(chi)動(dong)(dong)態平(ping)衡顯然是不(bu)合適的(de)(de)(de)。在(zai)保(bao)持(chi)(chi)(chi)進氣(qi)量(liang)(liang)恒(heng)定的(de)(de)(de)情(qing)況下，通(tong)過控制(zhi)抽氣(qi)口調節閥開啟量(liang)(liang)的(de)(de)(de)大小可滿(man)足上述要求(qiu)。

2．1 酯化(hua)反應壓力(li)控制

酯化反應為常壓(ya)或正壓(ya)操(cao)作(zuo)過程，壓(ya)力(li)的控制包括泄(xie)壓(ya)和增壓(ya)。當(dang)反應釜內(nei)壓(ya)力(li)很(hen)過設(she)(she)(she)定(ding)值時(shi)，開(kai)(kai)(kai)關(guan)閥FV1打(da)開(kai)(kai)(kai)，進行氣(qi)相泄(xie)壓(ya)；當(dang)反應釜內(nei)壓(ya)力(li)低于設(she)(she)(she)定(ding)值時(shi)，自(zi)力(li)式調節閥PCV1打(da)開(kai)(kai)(kai)，向(xiang)反應釜內(nei)充氮(dan)氣(qi)增壓(ya)。為了防止很(hen)壓(ya)運行，在(zai)系統(tong)中設(she)(she)(she)定(ding)了很(hen)壓(ya)報警，以(yi)提醒操(cao)作(zuo)人員的注意。同時(shi)，還設(she)(she)(she)置聯(lian)鎖機(ji)構(gou)或者防爆膜(mo)泄(xie)壓(ya)，以(yi)保(bao)護設(she)(she)(she)備。

2．2 縮聚反應真(zhen)空(kong)度控制

縮(suo)聚反(fan)(fan)應(ying)為負壓操作過程(cheng)。為了保(bao)證預聚反(fan)(fan)應(ying)的(de)真(zhen)空度(du)，除了采取較高的(de)真(zhen)空操作外(wai)，還要求真(zhen)空度(du)相當穩定(ding)，尤其不(bu)能(neng)有大幅度(du)的(de)真(zhen)空度(du)起(qi)落(luo)。該階段FV1打(da)開，先通(tong)過真(zhen)空泵對反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)抽真(zhen)空至設定(ding)壓力(li)附(fu)近—— 該壓力(li)下反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)內(nei)物料不(bu)會被抽出；然后(hou)FV1閉合(he)，通(tong)過旁(pang)路調節閥(fa)PCV2保(bao)證反(fan)(fan)應(ying)釜(fu)內(nei)真(zhen)空度(du)的(de)穩定(ding)。因此，該階段真(zhen)空度(du)控制以調節閥(fa)小流(liu)量調節配合(he)真(zhen)空泵抽氣來完成。

對(dui)(dui)于(yu)較(jiao)終(zhong)縮(suo)聚反應(ying)真空(kong)度對(dui)(dui)反應(ying)過(guo)程影響較(jiao)大，所以在控制手段上(shang)要(yao)比預縮(suo)聚真空(kong)度控制要(yao)嚴格得多。首先采(cai)用一簡(jian)單控制回路(lu)(lu)保證冷(leng)凝器(qi)的(de)(de)真空(kong)度，然后(hou)再用一簡(jian)單控制回路(lu)(lu)穩定縮(suo)聚反應(ying)釜(fu)氣(qi)相出(chu)(chu)口管道(dao)上(shang)的(de)(de)真空(kong)度，較(jiao)后(hou)用一個串級控制系統，以反應(ying)釜(fu)較(jiao)終(zhong)出(chu)(chu)料粘度為主調節參數，而以反應(ying)釜(fu)氣(qi)相出(chu)(chu)口壓力為副調節系數，來達到既(ji)保證產品粘度又(you)控制反應(ying)釜(fu)真空(kong)度的(de)(de)目的(de)(de)。

結束語

本文(wen)提到的(de)真空度控(kong)制(zhi)方法能夠有(you)效控(kong)制(zhi)反應釜在酯化、縮聚等階段的(de)真空度，有(you)助(zhu)于掌控(kong)反應時(shi)間，提高生產效率。同時(shi)在保證真空系(xi)統清潔的(de)前(qian)提下，提高了聚酯多元(yuan)醇(chun)的(de)品(pin)質。