Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
* При этерификации ТФК этиленгликолем, когда в виде побочного продукта выделяется вода, температура в верху колонны должна быть в пределах 102—105 °С.
В сборник 10. При помощи уровнемера, установленного на этом сборнике, фиксируется количество отгоняемого метанола и таким образом контролируется ход процесса переэтерификации. После отгонки 85—90% от теоретически необходимого количества метанола (375—395 л на I т ДМТ), на что затрачивается в зависимости от технологических и конструктивных причин от 2 до 5 ч, реакцию переэтерификации можно считать законченной.
После окончания реакции переэтерификации необходимо полностью или частично отогнать из реакционной массы избыточный этиленгликоль (0,2—0,5 моль), не вошедший в реакцию, что достигается постепенным (за 0,5—2 ч) повышением температуры в аппарате от 200 до 240 °С. Пары ЭГ, минуя колонну 8, поступают непосредственно в холодильник 9, откуда жидкий ЭГ сливают в сборник 10. Объем отгоняемого ЭГ обычно составляет 150—200 л на 1 т загружаемого ДМТ. Эта операция может быть проведена и на последующей стадии — в аппарате поликонденсации. После отгонки избыточного ЭГ образовавшийся продукт содержит ДГТ (20— 25%) и олигомеры ПЭТ со степенью полимеризации, равной 2— 4. Этот продукт при температуре 230—2400C и избыточном давлении 0,15—0,2 МПа передавливают по обогреваемому (до 2500C) расплавопроводу в автоклав для поликонденсации. Различные добавки, предназначенные для термо- и светостабилизации, матирования или крашения в массе полимера, вводят, как правило, в аппарат переэтерификации, чаще всего до или после отгонки избыточного ЭГ. Красители иногда вводят перед началом переэтерификации в виде суспензии в этиленгликоле; органические нетермо-.стойкие красители вводят на завершающей стадии поликонденсации. Количество вводимых двуокиси титана составляет 0,3—0,6% (для сильно матированной текстильной нити — до 2,0%), а красителей— 1—3% от массы ДМТ. Для приготовления тонких диспер-'сий матирующих веществ и красителей суспензии этих продуктов в ЭГ (с концентрацией 10—30, чаще 20%) неоднократно пропускают через коллоидные и шаровые мельницы, где продукт измельчается. После этого суспензии дают отстояться. Верхний однородный слой суспензии направляют в автоклав. Вводимые добавки должны характеризоваться высокой степенью дисперсности (величина частиц не более 1—3 мкм), устойчивостью к длительному пребыванию при высоких температурах, хорошей совместимостью с "промежуточными и конечными продуктами синтеза ПЭТ.
Поликонденсация — технологический процесс образования полиэтилентерефталата из дигликолевого эфира терефталевой кислоты.
Температура в аппарате поликонденсации 27 (см. рис. 17.6) перед загрузкой ДГТ и олигомерами должна быть не менее 245— 250 °С. После загрузки 1—3 т продукта температуру в аппарате поднимают в течение 1—2 ч до 280—290 °С. Одновременно в автоклаве с помощью пароэжекторных насосов 12 создается вакуум. Ввиду высокой температуры уже в самом начале процесса происходит бурное выделение паров ЭГ и интенсивное вспенивание массы. Резкое повышение вакуума в автоклаве недопустимо, так как
может привести к выбросу массы в вакуумную линию. Кроме того, быстрое испарение ЭГ, сопровождаемое отводом значительного количества тепла, неизбежно связано с застыванием расплава в автоклаве (образование «козла»). Поэтому на практике вакуум создают постепенно в течение 1,5—2,0 ч следующим образом: до 6,65 кПа со скоростью 7 мм/мин; 6,65 до 0,053—0,133 кПа за 30— 60 мин. Выделяющиеся пары ЭГ конденсируются в холодильнике 19 и жидкий гликоль собирается в вакуум-сборнике 20. Интенсивность выделения ЭГ (или, иначе говоря, скорость поликонденсации) максимальная в первые 1—2 ч после набора глубокого вакуума, в течение последующего времени она резко снижается (рис. 17.7). Для удаления расчетного количества ЭГ (около 300 л на 1 т полимера) расплавленный продукт выдерживают еще в течение нескольких часов при глубоком вакууме и интенсивном перемешивании. При проведении процесса мешалка вращается в постоянном (20—40 об/мин) или переменном скоростном режиме (частота вращения изменяется от 20—40 до 6—10 об/мин). При проведении двухскоростного режима (особенно при большой массе загружаемого продукта и при получении высоковязкого полимера) удается избежать сильного перегрева и термического разрушения ПЭТ, в результате чего повышается качество готовой продукции. Переключение двухскоростного привода мешалки с большой частоты вращения на малую проводят по достижении глубокого вакуума (0,053—0,133 кПа) и заданной температуры поликонденсации (280—290 °С).
Расход электроэнергии, потребляемой приводом мешалки на перемешивание массы, при постоянной частоте вращения зависит от сопротивления среды (вязкость расплава), которая в свою очередь повышается с ростом молекулярной массы ПЭТ. Поэтому протекание процесса поликонденсации контролируют по расходу электроэнергии. Такая взаимосвязь (расход электроэнергии — вязкость расплава—молекулярная масса) не отражает истинного
изменения молекулярной массы полимера, но позволяет надежно контролировать производственный процесс поликонденсации. Характер изменения температуры в автоклаве поликонденсации и количества расходуемой электроэнергии на перемешивание массы расплава приведен на рис. 17.7. Общая продолжительность поликонденсации в зависимости от конструкции аппарата и мешалки, полезного объема продукта, количества передаваемого тепла, заданного уровня молекулярной массы и др. составляет от 5 до 8 ч. Продолжительность поликонденсации можно сократить на 1,0— 1,5 ч, применив двухстадийный температурный режим: через 3 ч после начала поликонденсации устанавливается максимальная температура в аппарате (до 2900C), которая поддерживается на этом уровне 30—40 мин до достижения глубокого вакуума и 15—20 мин при вакууме 0,053—0,133 кПа, а затем понижается до 28O0C
