聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] 本發(fā)明涉及聚酯的制備方法，尤其涉及一種聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的 制備方法。
【背景技術(shù)】 [0002] 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)纖維是目前世界產(chǎn)量最大的合成纖維品 種，在中國(guó)國(guó)內(nèi)的產(chǎn)能在四千萬噸以上，是一項(xiàng)重要的化工產(chǎn)品。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的 機(jī)械特性、熱特性、耐化學(xué)試劑性、電特性、成形性優(yōu)異，被用于各種用途。
[0003] 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET)的聚合一般包括酯化、預(yù)縮聚、終縮聚三個(gè)步驟。在 預(yù)縮聚步驟中，由于酯化反應(yīng)的不完全，所以需要加入穩(wěn)定EG繼續(xù)反應(yīng)。目前由預(yù)縮釜內(nèi) 物料沖擊所受到的壓力來控制穩(wěn)定EG的添加量。由于預(yù)縮聚反應(yīng)釜內(nèi)壓差受產(chǎn)量、溫度、 真空、物料粘度、儀表測(cè)量誤差等各項(xiàng)因素困擾，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，國(guó)內(nèi)裝置普遍實(shí)行手 動(dòng)控制，穩(wěn)定EG加入量為恒定值，當(dāng)物料流量因各種因素發(fā)生變化時(shí)，物料中穩(wěn)定EG的含 量會(huì)發(fā)生較大變化，從而造成產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)（特性粘度、端羧基、二甘醇等）、質(zhì)量波動(dòng)較 大，不穩(wěn)定，后序紡絲適紡性差，斷絲多。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可自動(dòng)且能精確 控制穩(wěn)定劑EG的加入量，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備方法。
[0005] 本發(fā)明聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備方法，先將原料對(duì)苯二甲酸與乙二醇加入酯 化釜進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物；再將對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物通 過管道輸入預(yù)縮聚釜，與預(yù)縮聚釜中的添加劑、穩(wěn)定EG進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯，所述預(yù)縮聚釜中，穩(wěn)定EG的加入量W為：W = W1/10000*K1+K2 ;所述W為穩(wěn)定EG 加入的質(zhì)量；所述Wl為預(yù)縮聚釜中加入的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物的流量，所述Wl的值 可以根據(jù)要生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整；〇· 0001彡Kl彡L 5000, -L 000彡K2彡+1. 000。
[0006] 所述酯化釜中進(jìn)行酯化反應(yīng)原理是：由對(duì)苯二甲酸與乙二醇混合漿料經(jīng)高溫高壓 循環(huán)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物，由于酯化釜酯化反應(yīng)不完全，需要到預(yù)聚 釜進(jìn)一步增加酯化反應(yīng)，因此預(yù)聚釜中的預(yù)聚反應(yīng)需要再添加穩(wěn)定EG。本發(fā)明中，所述穩(wěn)定 EG即為新鮮的乙二醇（EG)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中，由預(yù)縮釜內(nèi)物料沖擊所受到的壓力來控制穩(wěn)定EG的添加量，由于物 料流動(dòng)速度、大小等各種因素會(huì)導(dǎo)致預(yù)縮釜內(nèi)受壓檢測(cè)點(diǎn)壓力發(fā)生變化，所以，目前無法精 確控制穩(wěn)定EG的加入量。本發(fā)明中，通過預(yù)縮釜中對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物的進(jìn)料量計(jì) 算加入的穩(wěn)定EG的量，不僅可自動(dòng)控制穩(wěn)定EG的加入量，還可精確控制穩(wěn)定EG的加入量， 從而可嚴(yán)格控制產(chǎn)品的聚合度（特性粘度）、端羧基、二甘醇等各個(gè)指標(biāo)，進(jìn)而保證產(chǎn)品質(zhì) 量穩(wěn)定，便于產(chǎn)品的后序紡絲。
[0008] 本發(fā)明中，所述對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物通過管道從預(yù)縮聚釜底部輸入，經(jīng)預(yù) 縮聚釜加熱器將預(yù)縮聚釜內(nèi)的物料加熱后送入預(yù)縮聚釜塔盤進(jìn)行酯化和縮聚反應(yīng)，塔盤內(nèi) 采用物料平推折流推進(jìn)形態(tài)，物料由下往上進(jìn)入預(yù)縮聚釜腔體上端，釜體頂部通過負(fù)壓將 釜內(nèi)抽真空。由于穩(wěn)定EG的沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下為197攝氏度，當(dāng)穩(wěn)定EG隨著物料被打 入預(yù)縮聚釜加熱器后，被加熱到280度以上，EG迅速氣化，產(chǎn)生大量氣泡，氣泡上升帶動(dòng)物 料向上流動(dòng)，同時(shí)對(duì)物料形成攪動(dòng)，利于物料的均勻混合。
[0009] 所述預(yù)縮聚釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為280°以上，壓力為2500_3000Pa。預(yù)縮釜通過對(duì)低 聚物280攝氏度以上的高溫加熱，同時(shí)輔以高真空裝置對(duì)釜內(nèi)氣體進(jìn)行抽吸，對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯低聚物開始進(jìn)行聚合增粘，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的EG、少量水分、低分子、齊聚物、副反 應(yīng)產(chǎn)物等主要以氣相形態(tài)（夾雜固相顆粒物）被真空系統(tǒng)抽出，以快速提升預(yù)縮釜物料聚 合度，高分子鏈加長(zhǎng)，且抑制高分子支鏈生成，得到的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯預(yù)聚物的特性粘 度提高，達(dá)到0. 26至0. 27分升/克。
[0010] 所述預(yù)縮聚釜中的添加劑為消光劑，該消光劑為化纖用二氧化鈦，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行增 白、消光。
[0011] 進(jìn)一步，所述預(yù)縮聚釜中的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物和消光劑的質(zhì)量比為1 : 0.003。
[0012] 本發(fā)明中，所述的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備方法還包括終縮聚反應(yīng)，所述預(yù) 縮聚得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯預(yù)聚物通過管路輸送到終縮聚釜進(jìn)行進(jìn)一步的縮聚增粘，終 縮聚釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為285度以上，壓力為250-300Pa。所述終縮聚釜中反應(yīng)得到的聚對(duì) 苯二甲酸乙二醇酯的聚合度為90-110,特性粘度大于0.685分升/克。預(yù)聚物進(jìn)入終縮釜 后粘度急劇增高，物料粘稠，反應(yīng)產(chǎn)生的EG、小分子、副反應(yīng)產(chǎn)物較難真空抽吸脫除，因此增 加攪拌器進(jìn)行攪拌、拉膜，增加蒸發(fā)面積，以加快反應(yīng)產(chǎn)生的EG、小分子、副反應(yīng)產(chǎn)物及時(shí)脫 除，使聚合反應(yīng)順利均勻進(jìn)行，高分子鏈急劇生長(zhǎng)、聚合度最終達(dá)到90-110,特性粘度大于 0.685分升/克。
[0013] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過預(yù)縮釜進(jìn)料量計(jì)算加入的穩(wěn)定EG的量，可自動(dòng) 及精確控制穩(wěn)定EG的加入量，從而可嚴(yán)格控制產(chǎn)品的聚合度（特性粘度）、端羧基、二甘醇 等各個(gè)指標(biāo)，進(jìn)而保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，便于產(chǎn)品的后序紡絲。另外，本發(fā)明通過精確控制預(yù) 縮聚釜和終縮聚釜中的反應(yīng)條件，大大提高產(chǎn)品的聚合度和特性粘度，便于產(chǎn)品的后序加 工。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備方法
[0016] 先將原料對(duì)苯二甲酸與乙二醇加入酯化釜進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯低聚物；
[0017] 將對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物通過管道從預(yù)縮聚釜的底部輸入，同時(shí)將消光劑和 穩(wěn)定EG加入預(yù)縮聚釜。預(yù)縮釜對(duì)低聚物進(jìn)行280攝氏度高溫加熱，同時(shí)輔以高真空裝置對(duì) 釜內(nèi)氣體進(jìn)行抽吸，壓力（絕對(duì)壓力）達(dá)到2500Pa，對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物與預(yù)縮聚釜 內(nèi)的消光劑化纖用二氧化鈦、穩(wěn)定EG形成混合物料被送入預(yù)縮聚釜塔盤進(jìn)行酯化和縮聚 反應(yīng)，塔盤內(nèi)采用物料平推折流推進(jìn)形態(tài)，物料由下往上進(jìn)入預(yù)縮聚釜腔體上端，釜體頂部 通過負(fù)壓將釜內(nèi)抽真空，將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的EG、少量水分、低分子、齊聚物、副反應(yīng)產(chǎn)物等 主要以氣相形態(tài)（夾雜固相顆粒物）被真空系統(tǒng)抽出，以快速提升預(yù)縮釜物料聚合度，高分 子鏈加長(zhǎng)，且抑制高分子支鏈生成，預(yù)聚物特性粘度提高，達(dá)到0. 26分升/克。所述預(yù)縮聚 釜中，對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物、消光劑的質(zhì)量比為1 :〇. 003。穩(wěn)定EG的加入量W為：
[0018] W = W1/10000*K1+K2 ;所述W為穩(wěn)定EG加入的質(zhì)量；所述Wl為預(yù)縮聚釜中加 入的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物的流量，為600公斤每小時(shí)；所述Kl為I. 5000,所述K2 為-1.000。
[0019] 所述預(yù)縮聚得到對(duì)苯二甲酸乙二醇酯預(yù)聚物通過管路輸送到終縮聚釜進(jìn)行進(jìn)一 步的縮聚增粘，終縮聚釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為289度，壓力為260Pa。預(yù)聚物進(jìn)入終縮釜后粘度 急劇增高，物料粘稠，反應(yīng)產(chǎn)生的EG、小分子、副反應(yīng)產(chǎn)物較難真空抽吸脫除，因此增加攪拌 器進(jìn)行攪拌、拉膜，增加蒸發(fā)面積，以加快反應(yīng)產(chǎn)生的EG、小分子、副反應(yīng)產(chǎn)物及時(shí)脫除，使 聚合反應(yīng)順利均勻進(jìn)行，高分子鏈急劇生長(zhǎng)，得到的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯產(chǎn)品聚合度最終 達(dá)到100,特性粘度為0. 685分升/克。
[0020] 實(shí)施例2
[0021] 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的制備方法
[0022] 先將原料對(duì)苯二甲酸與乙二醇加入酯化釜進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯低聚物；
[0023] 將對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物通過管道從預(yù)縮聚釜的底部輸入，同時(shí)將消光劑和 穩(wěn)定EG加入預(yù)縮聚釜。預(yù)縮釜對(duì)低聚物進(jìn)行290攝氏度高溫加熱，同時(shí)輔以高真空裝置對(duì) 釜內(nèi)氣體進(jìn)行抽吸，壓力（絕對(duì)壓力）達(dá)到3000Pa，對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物與預(yù)縮聚釜 內(nèi)的消光劑化纖用二氧化鈦、穩(wěn)定EG形成混合物料被送入預(yù)縮聚釜塔盤進(jìn)行酯化和縮聚 反應(yīng)，塔盤內(nèi)采用物料平推折流推進(jìn)形態(tài)，物料由下往上進(jìn)入預(yù)縮聚釜腔體上端，釜體頂部 通過負(fù)壓將釜內(nèi)抽真空，將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的EG、少量水分、低分子、齊聚物、副反應(yīng)產(chǎn)物等 主要以氣相形態(tài)（夾雜固相顆粒物）被真空系統(tǒng)抽出，以快速提升預(yù)縮釜物料聚合度，高分 子鏈加長(zhǎng)，且抑制高分子支鏈生成，預(yù)聚物特性粘度提高，達(dá)到0. 26分升/克。所述預(yù)縮聚 釜中，對(duì)苯二甲酸乙二醇酯低聚物、消光劑的質(zhì)量比為1 :〇. 003。穩(wěn)