玉米乙二醇合成PET的研究

第26卷第2期聚酯工业Vol 26 No. 2201303Polyester IndustryMar.2013doi:10.3969/jisn.10088261.20130200玉米乙二醇合成PET的研究于维才,蔡晓娇2,朱湘萍(1.大连合成纤维研究设计院股份有限公司,辽宁大连11023;2大连工业大学纺织与材料工程学院辽宁大连116034)摘要:以玉米为原材料生产的乙二醇合成PET并进行固相缩聚对其生产过程及其结果进行分析和讨论关键词:PET;玉米乙二醇;合成技术中图分类号:TQ34241文献标识码:A文章编号:10088261(2013)020402为了使得PET行业进一步发展,考虑采用可再13PET切片的制备生资源代替石油遵循了中国走可持续发展战略方针(1)反应釜容积为2L,所以加入的EG为250路线,将为PET生产提供了很大的发展前景。本实mL,PTA为500g,根据计算,EC与PTA的量比为验采用的是通过玉米提炼的山梨醇制成EG来代替1.48,进行实验。石油级的EG。玉米是可再生资源、资源丰富,并且(2)酯化反应釜加料从上部的加料口加入。加在国内玉米提炼山梨醇制得化工用EG的工艺技术料时,反应釜上部的排水阀开启,下部的排料口关已成熟,所以此设想是可行的。在国内尚未有文献闭,加料顺序为先加入EG,然后加入PA。加人后,发表过有关采用生物级EG代替是石油级EG来合关闭加料口和酯化反应釜上部的排水阀,开启搅拌成PET切片。目前大连合成纤维研究设计院股份并升温。此时,将缩聚反应釜的夹套温度升至250有限公司自主研发,采用生物级EG和石油级对苯℃左右,为酯化后的料液导人缩聚反应釜作准备。二甲酸通过PTA法,完成了PET切片的小试。近几(3)酯化反应温度一般从230℃至260℃,在年来中国东南亚等地区的PT工业丝及瓶用PET温度接近230℃时,反应釜压力开始上升,调整上部的需求量不断增长所以实验后的PT切片又通过排水阀开始连续排出反应生成的水,同时使反应釜固相缩聚反应并对其成品进行黏度测试压力基本稳定在0.15~0.25MPa,出水一般能达到1实验部分120mL。出水结束后,反应釜压力下降,温度上升。1.1主要原料可以适当降低反应釜加热温度至250℃左右,并将EG:长春大成生化科技集团有限公司生产,纯反应釜上部的排水阀全部打开。此时酯化反应结度为98%,生物级。束,反应釜压力为正常大气压。PTA:辽阳石化分公司生产;石油级。(4)将酯化后的料液导入缩聚反应釜。打开酯1.2试验设备化反应釜的加料口,用加厚软管连接酯化反应釜的大连合成纤维研究设计院股份有限公司综合实底部出料口和缩聚反应釜上部的进料口打开真空验室的小型设备,该套设备为小型实验装置。设备泵,将缩聚反应釜的压力抽至0.04MPa。此时打规格如表1所示。开酯化反应釜底部的出料阀门,酯化后的料液进入表1试验设备规格缩聚反应釜。Table 1 Test equipment sp5)料液全部进入缩聚反应釜后,关闭酯化反酯化反应釜缩聚反应釜应釜底部的排料阀,将催化剂(分析纯三氧化二锑)容量/L从缩聚反应釜上部加料口加入反应釜内,并用少量搅拌形式矛式矛式搅拌速度/EG(10~20mL)冲洗缩聚反应釜加料口,保证催化剂进入缩聚反应釜内部。关闭缩聚反应釜加料口,加热形式夹套内联苯,电加热夹套内联苯,电加热压力/Pa内不超过3x10°釜内减压,39左右并开启搅拌。将缩聚反应釜的夹套温度升至280收稿日期:201211406。作者筒介:于维才(1965-),男,辽宁朝阳人,高级工程师,工学学士,从事合纤新产品研发工作。第2期于维才,等:玉米乙二醇合成PET的研究21(6)反应釜内温度达到240~250℃时开始开2.4缩聚结果启真空泵进行缩聚反应釜抽真空,压力逐渐降低,缩聚后的PET产品呈现微黄色,主要是由于般为3~4min后压力降至001MPa在降低压力的EG原料本身就带有微黄色,而不是像石油EG产时候,要观察缩聚反应釜上部的冷却管内的抽出EG品,呈现微蓝色,很清澈。这样,在加热反应的过程气体的量,要保证抽出的EG能够在冷却管中冷却中颜色稍有加深,导致最终产品为徵黄色。而熔点为液滴。低则说明EG产品(纯度为98%)中的其他杂质,对(7)反应30~45min后缩聚反应釜内达到高真缩聚反应有影响。空,釜内压力为40~50Pa。此时观察反应釜搅拌器2.5干燥结果的功率变化,当功率明显增加并稳定到一定的数值对缩聚后的PET切片进行干燥,但在干燥过程后(本实验装置从35W逐渐升至39W)反应结束。中切片中有气泡产生,导致纺丝困难。(8)反应结束后,停止真空泵,用氮气将反应釜2.6固相缩聚内的压力充至大气压,开启反应釜底部的出料口,让PT颗粒进行固相缩聚后的产品呈现黄色。而缩聚产品(PET)从反应釜底部流出,同时通入氮气不是像石油EG生产出的PET固相缩聚后为乳白补充反应釜内部的压力,流出的缩聚产品流入水槽色,特性黏度能达到0.9dLg以上,拿回的样品为进行冷却,并从水槽中不断抽出,至此,反应生产的0.9023dL/g,超过指标要求。熔点为251℃。分析PET条形成。结果如表2所示。(9)出料结束后,向缩聚反应釜内部加入2LEG,加热至193℃左右进行洗釜,开搅拌运行3h,表2固相缩聚PET切片分析值Table 2 SSP PEt chip analysis value洗釜结束,从反应釜底部排出EG。10)PET条进入切粒机切粒,切粒后生产出序号检验项目检验结果检验标准PET粒,进行下一步的固相缩聚反应。特性黏度0.9023(11)固相缩聚就是在PET粒的表面和内部进2(d熔点/℃251行进一步的缩聚反应,反应在转鼓反应器中进行,在3w(二甘醇)/%55.94加热高真空的条件下进行反应。反应条件为205色度2.33GB/T225℃温度下反应15h179311999(水)/%0.04实验结果及分析w(灰分)/%原子吸收21酯化实验酯化反应的反应机理比较简单在操作过程中3结语只要控制好操作条件,酯化过程都能够顺利完成脱以玉米为原料生产的EG用于生产PET切片是水量能够达到理论脱水量。可行的,采用的原料资源丰富并可再生,解决了石油2.2酯化结果原料短缺的问题。本实验为以后研究生物级EG代酯化后的酯化料液呈微黄色透明液体,当温度替石油级EG生产PET切片提供了很好的理论基降低时,马上变成乳白色固体物料状态呈蜡状酯础但目前面临的问题的是EG的纯度。通过本次化过程为反应的中间过程,没有相关分析指标要求。试验发现EG的纯度为98%时生产的PET切片发2.3缩聚反应黄并且在干燥过程中产生气泡造成纺丝困难,对生缩聚后的料液经过冷却拉条后呈现微黄色特物级EG生产的PET切片下游产品性能造成一定的性黏度能够达到指标要求为061L/g,熔点比指标影响。经过固相缩聚后黏度到达0.9以上,符合生低10℃左右为258℃,其他指标有待进一步的分产PET工业丝的高黏度PET切片的黏度,再经过多析次实验改善切片发黄的现象,为我国涤纶工业丝领域开发了很好的发展空间。(下转第33页)第2期刘淑华,等DTY工艺条件对丝条集束性的影响表9工作盘用PU盘(1)D/Y、73对集束性的影响最大,D/Y越大、Table Working dise all using PU disc73越小,丝条集束性越好;组合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)网络散点越少、网络泡泡越小,丝条的集束2439性越好。(4)摩擦盘数越少,集束性越好。由表8,9可见,随工作盘增加,集束性下降,全部为光盘时,集束性较全为PU盘时差,光盘加工出参考文献的丝较散。[1]韩飞.细旦超细旦纤维的制备研究[]广东化纤,2002,313结论[2]徐心华,李允成涤纶长丝生产第二版[M].北京:纺织工业出通过比较上述各因素对DTY集束性的影响,可版社,2002.得出如下结论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页)[2]郭大生,王文科.聚酯纤维科学与工程[M].北京:中国纺织成纤维工业,2004,27(2):10-1出版社,2001[4]李允成徐心华,涤纶长丝生产(第二版)[M].北京:中国纺[3]顾家耀姚剑豪.高相对分子质量PET降解速率研究[].合织出版社,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页)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