混合PTA原料产聚酯切片生产涤纶POY的工艺研究

生产技术混合PTA原料产聚酯切片生产涤纶POYj的工艺研究1概述自贡某聚酯生产裟置采用美国杜邦公司三釜流程技术，设计能力为200t／d。装置以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为主要原料，三氧化二锑为催化剂、二氧化钛为消光剂，通过直接酯化，连续缩聚生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔体．部分熔体生产成切片供长丝厂生产预取向丝(POY)。从】997年10片至夸，由于受产品销售和原料供应的影响，PTA原料先后使用了扬子石化、乌石化、台湾东展、印尼、韩国高合及日本水岛等厂家的产品，另外还曾使用QTA。在各PTA投料生产的交接段，有时还将少量破损了的袋装PTA投入，这样生产出的过渡段切片⋯在纺POY对，容易出现质量问题，对这部分产品如何通过优化工艺控制，使其生产优质POY丝，是我们研究的重点。这项研究，在切片用户使用不同批号的聚酯切片交替过渡时，也有一定借鉴作用2工艺条件分析及相应对策2．1干切片含水率微量水分的存在，使聚酯切片在熔融过程中产生水解．纺丝成形时，在丝条内部形成气泡．导致毛丝、断头：混台P1'A产PET时，因掺入破袋后吸潮的PTA原料．在最终产品PET中含水量较正常PET中高切片含水愈高，在纺丝过程中因水解产生的粘度降愈大，纺丝情况愈差：此外，切片干燥的均匀性也相当重要，它直接影响熔体粘度的均匀性，从而影响纤维的后加工性能和染色性。切片含水率的控制在一定工艺条件下，一定时间后达到含湿平衡，此时延长干燥时间对含水率不起作用，相反会引起切片降解或固相聚合．为此要在有限时间内，打破原有正常含水率切片干燥时的含湿平衡．有效办法为：减少同样工艺条件和时间内的切片干燥24合成纤维$FC2004No．3梁宁(I~Jll轻化工学院机电系，自贡643000)量；或者提高切片干燥用空气露点；另外还可适度调整主要干燥温度和主干燥风量及负压程度。通过这些手段最终确保切片干燥后．含水率低于30g／g经过几年的工业实验，几种PTA原料生产的过渡段切片的干燥含水率控制可参考以下措施：①扬子PTA：破损后，陆运吸潮不严重，通过调整预结晶器切片下料量可满足生产要求，生产成本增加可忽略不计；②日本、韩国PTA：破损后，长途海运、陆运吸潮严重，通过减少切片干燥量．不能完全满足要求。必须进一步调低干燥空气露点至．40℃以下并加大空气循环量，生产成本有所增加。2．2切片结晶度控制对纺丝而言，干燥后切片的结晶度和软化点控制也是一个关键。结晶度太低，软化点低，在螺杆挤出的加料段容易粘结，环结堵料，影响生产；结晶度高，热融不匀，分子结构紧密，未熔的固体粒子或低温高粘度成分的熔体通过挤压机，熔体出口压力波动大，使过滤器、组件负荷增大，熔体均匀性差。只有结晶度适宜，切片熔程窄，熔融才能均匀。我们对整批PTA和过渡混合PTA生产的切片进行实验，结果发现：等温结晶中，无论切片分子量分布如何，在180℃附近出现结晶速度极大值(见图1)分子量分布越宽，结晶越映：分子量分布越窄，结晶越慢。为控制结晶度，干燥温度宜控制在170℃左右在过渡段PET产品中，因其分布量分布离散性大，温度宜小于I70℃。23切片的熔融挤压及过滤合格的干燥切片在德国Barmag公司9E4螺杆中预热熔融．其螺杆五个加热区温度应均匀控制，这样收辅日期：2004-01·10作者简介：囊宁(1964—1．异，自首^．讲坪．主妻从事合成歼雉生产研究覆最备_眭障诤断、设计钝化，维普资讯http://www.cqvip.com瑙硝螺干燥温度(℃)1#一擂台，P1_A严PET2#一台：~PTA产PET3#-印尼P1r^产：PET图I聚酯结晶速度和干燥温度的关系切片热熔后均匀性较好。熔体制备后，在到喷丝出口的输送过程中，由联苯系统进行保温，为使熔体保持均匀，一般控制联苯系统温度比挤压机出口温度高2~C左右。由于过渡段切片含杂质相对较多，且反应均匀性差，凝聚粒子通常偏高，为减轻纺丝生产过程污染程度，熔体过滤器精度宜增高一个等级。但是为减小熔体在挤压机出口的逆流量，避免熔体停留时间不一致，挤压机出口熔体压力P，与过滤器出口压力P，的差值一般应≤0．45MPa，另外过滤器压力上升速度在PTA原料杂质多时(如陆路运输PTA外包装污染)，较正常情况快，时有突升现象。生产管理应特别注意，及时加强巡视。2．4纺丝工艺2．4．1纺丝温度由于过渡段PET内部分子量分布不均，在流过喷丝板时，流动阻力大，更易加剧丝束成形后分子间取向度差异，因此可适当提高纺丝温度，有效地改善熔体的流变性能，从而减少丝束内部差异，使熔体的可纺性提高，纺丝顺利进行。经生产实践，纺丝温度宜提高2～5℃，具体隋况要视原料而定，PTA本身粒径大、凝聚粒子含量高，宜取上限，反之取下限。2．4．2组件过滤由于过渡段切片中杂质、凝聚粒子较正常情况偏高，因此组件过滤时，可能出现熔