PTA颗粒分布与工艺参数优化

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1、 PTA颗粒分布与工艺参数优化覃善木1 王文雄2(1. 珠海裕华股份有限公司聚酯分厂, 珠海519080; 2. 珠海调市纺织工业集团公司,珠海519015)摘要：本文通过分析不同PTA的分布状况，创造性地将PTA颗的分布状况分为四种 类型：集中型（标准型）、分散型、偏小型和偏大型。通过生产过程实践，优 化出不同颗粒的分布的PTA对应的工艺参数，解决生产过程中因更换PTA造 成的工艺波动问题，确保产品质量稳定性和连续性。关键词：PTA颗粒分布状况，摩尔比、温度、料位。前言PTA的颗粒大小通常可以用平均粒径、颗粒分布（过筛百分率）、堆积密度来表示。PTA的平均粒径越大，表示该PTA颗粒越大，反之

2、则越小；颗粒分布表示方法目前没有一个统一的标准。一般认为通过小目筛网（如45um）的百分率越多，表示此种PTA的粒径越小；反之则认为此种PTA的粒径越大；而PTA的堆积密度越大，表示此种PTA越小，反之则认为此种PTA的径越大。由于种种原因，到目前为此仍未见三种表示方法的相互关系。关于PTA颗粒大小对酯化反应的影响，有的认为PTA颗粒越大，溶解速度越慢，酯化反应也越慢，需要的温度越高；PTA颗粒越小，溶解速度越快，酯化反应也越快1，2；有的则认为PTA颗粒越大，PTA颗粒结构疏松，溶解速度越快，反应也越快；PTA颗粒越小，PTA颗粒结构紧密，不易溶解，反应也越慢3。目前并没有成熟理论，在实践中

3、没有指导意义，本文通过对本厂投产以来所使用的PTA，从颗粒分布状况进行归类，探讨颗粒分布法与堆积密度两种粒度表示法的关系；并对PTA的颗粒分布状况与酯化反应工艺参数的优化进行探讨。一、不同PTA的使用情况1、不同PTA的颗粒分布状况 不同PTA的颗粒分布及分布曲线见表1和图1。2、不同PTA对应工艺参数及产品质量 a . 表2所示为在产量为95T/D97T/D时，不同颗粒分布的PTA (表1中第16号) 所使用的反应条件及产品质量。 b. 表3为在产量为90T/D92T/D时，不同颗粒分布的PTA (表1中第710号)所使 用的反应条件及产品质量。 表1：不同PTA的颗粒分布状况序号粒度分布堆

4、积密度04545160m160224m224315m大于315m12.450.835.69.41.8894.222.360.628.77.11.3881.632.468.824.23.41.2855.947.168.320.93.10.6893.85769.317.84.71.2914.1610.775.211.51.80.8899.675.956.825.510.61.2936.686.1858.3223.3111.296.375.616.40.80.9901.2109.775.412.31.80.8908.3116.96322.26.21.712043.638.616.11.7902137

5、.5877.4212.91.80.3902.6140.435.726.324.72.9883.5158.857.923.19.30.9933.61611.458.721.47.70.8925.3178.960.722.57.20.7936.71811.153.8249.91.2971.4197.75823.39.91.1943.4201.177.914.85.90.3923.0210.861.628.29.00.4867.0224.775.414.74.70.5894.1239.672.414.83.00.2926.5240.264.727.37.40.4912.6254.468.420.16

6、.50.6957.9表2.不同PTA的颗粒在产量为95T/D97T/D时，所使用的反应条件及结果序号产量T/D反应条件 产品 DEG w.t %产品COOHmol/t 色值摩尔比TIC-111 PIC-111 kpaLIC-111 %TIC-121 LAB1951.11262.5165802701.2125.179.4-4.94.52971.10526316582270.51.2528.679.5-4.33.83971.12261.5165852681.1226.778.8-4.03.34951.14261.5160952711.1122.275.5-2.53.65971.1226316585

7、269.51.1924.879.0-3.24.56961.11261.5160802691.0624.178.5-4.03.6表3.不同PTA的颗粒在产量为90T/D92T/D时，所使用的反应条件及结果序号产量T/D反应条件产品DEGw.t%产品COOHmol/t产品色值摩尔比TIC-111PIC-111kpaLIC-111%TIC-121 LAB7921.10263165852691.3523.081.5-3.93.88901.1326116090270.51.0922.780.9-3.54.89921.115260165852681.1825.480.1-4.14.010901.12226

8、016090269.51.2226.376.2-2.62.8二、 分析与讨论 1、PTA的颗粒分布状况 从图12的曲线分析，PTA的颗粒分布曲线特点是峰出现在160m附近。大 概有如下几种情形：（1） 从第3、4、5及25号样品的曲线图分布可以看出，这几种PTA的颗粒分布属比较标准的正态分布曲线（称集中型或标准型），图形的峰较高，曲线以160m为对称性中心，这种PTA的颗粒分布为大颗粒（大于224m）与小颗粒（小于45m） 较少而且数量相当，PTA颗粒分布集中。（2） 从第7、8、11、15、16、17、18、19号样品的曲线分布图可以看出，这几种PTA的颗粒分布属分散型，图形以160m为对称

9、性中心但峰最矮且较宽，PTA颗粒分布为大颗粒与小颗粒都较多，PTA颗粒分布分散。（3） 从第6、9、10、13、20、22及23号样品的曲线分布图可以看出，这几种PTA 的颗粒分布属偏小型，曲线特征是图形不以160m为对称性中心，左边面 积比右边面积大，峰特别尖，而且狭窄，PTA颗粒分布为小颗粒较多，大颗 粒少。（4） 从第1、2、21、24号样品的曲线分布图可以看出，这几种PTA的颗粒 分布属偏大型，图形的特征是图形也不以160m为对称性中心，左边面积比右边面积小，峰较矮，且宽，PTA颗粒分布为大颗粒较多，小颗粒较少。12和14号样品比较特别，也少见，可归偏大型，也可以称之为不规则型。各种类

10、型的分布曲线见图1。2、PTA颗粒分布与堆积密度 从表1可看出，PTA颗粒分布与堆积密度的对应关系不是一一对应关系， 表1中7、8、11、15、16、17、18、19号样品的堆积密度最大，而且相近，即通常所说这些PTA颗粒最小，而事实上这些PTA的颗粒分布分散。这是由于颗粒分布属分散型的PTA，各种粒子分布分散，相互之间交互堆积，所占体积小，堆积密度大。表1中6、9、10、13、20、22、24号样品的堆积密度第二，而且也相近，这些PTA颗粒通常认为比前一种大，而事实上这些PTA的颗粒分布属偏小型，表1中1、2、12、14、21、24号样品的堆积密度较小，而且相近，这些PTA颗粒通常认为是最大

11、，事实上这些PTA的颗粒分布属偏大型，表1中3、4、5、25号样品的堆积密度有最大也有最小，事实上这些PTA的颗粒分布属标准型，如果假定颗粒都是圆球型，PTA颗粒分布属标准型，各种粒子分布均匀，如果球体直径大，所占体积大，堆积密度小，如果球体直径小，所占体积小，堆积密度大。可见通常所说的PTA颗粒大小是一个笼统概念，对实际生产的指导意义不大，而通过分析PTA的颗粒分布可了解各种PTA 颗粒的分布状况，掌握PTA性能。在生产过程中，不断总结不同颗粒分布的 PTA的使用条件，摸索不同颗粒分布的PTA的所需工艺条件的规律，从而缩短 工艺优化过程，确保产品质量的稳定性和均一性。3、PTA颗粒与工艺参数

12、 由表2及表3数据可看出：日产量相同，PTA颗粒不同，对应的反应条件不同。(1) 第3、4、5号测试结果可以看出，颗粒分布属集中型的PTA，在相同产量下，既可以采用较高的酯化条件，也可以采用较低的酯化条件；这是因为PTA颗粒分布均匀、集中，PTA溶解速度一致，PTA的适应性好的缘故。(2) 第7、8号测试结果可以看出，颗粒分布属分散型的PTA，在相同产量下，需要较特别的反应条件，有时必须采用较低的EG/PTA摩尔比，较高酯化温度和较低的酯化料位才可顺利反应。有时则必须采用较高的EG/PTA摩尔比，较低酯化温度和较高的酯化料位才可顺利反应PTA颗粒分布分散；这是因为这种PTA的溶解速度差别较大，

13、酯化反应速度差别也大。(3) 第6、9、10号测试结果可以看出，颗粒分布属偏小型的PTA，小颗粒较多，即平均颗粒偏小，PTA溶解速度较快，反应也较快，在相同产量下，采用较高的摩尔比，较低酯化温度即可顺利反应。(4) 第1和2号测试结果表明，颗粒分布属偏大型的PTA，大颗粒较多，即平均颗粒较大，因为PTA在EG中溶解度小，而在酯化物中的溶解度大，PTA溶解速度较漫，反应也较慢，PTA颗粒大溶解速度慢，在相同产量下，必须采用较低的EG/PTA摩尔比，较高酯化温度才可顺利反应。采用较高温度一方面加快PTA与EG的反应，而酯化物生成速度加快，有利于PTA的溶解。最终结果加快反应速度。采用较低的摩尔比，

14、主要是抑制副反应的发生即DEG的生成。三、 结论 综上所述，PTA颗粒分布状况可分为四种类型：集中型（标准型）、分散型、偏小 型、和偏大型。PTA的堆积密度对生产指导作用不大，PTA颗粒分布对生产的指 导具有实际意义，颗粒属集中型的PTA，既可以采用较低的酯化条件，又可以采 用较高条件，产品质量稳定 。颗粒分布属分散型PTA，需采用特别的工艺条件， 有时采用低摩尔比、高酯化温度、低料位，有时采用高摩尔比、低酯化温度、高 料位；在更换PTA时，产品质量发生一定程度的波动；颗粒分布属偏小型的PTA， 宜采用较高的摩尔比，较低的酯化温度；颗粒分布属偏大型的PTA，宜采用较低 的摩尔比，较高的酯化温度

15、。在生产实践中，掌握PTA颗粒分布状况与工艺参数 的相互关系，可大大缩短工艺优化时间，解决生产中因更换PTA而造成的工艺波 动，确保产品质量的稳定性和均一性。Discussion on the PTA particle size and the process parameter optimization Qin shan mu 1. Wang wen xiong 2 (1.Yu hua Polyester Co., of zhuhai 519080,China; 2. The Textile industry Grounp Co., of zhuhai 519015,China) Abstr

16、act: It is tried to classify the PTA particle distribution into four types: the standard one, the dispersion one, the small one and the large one. In practice, the optimum process parameter is used according to the PTA particle distribution to ensure the stability and continuity of product quality. Keyword: PTA particle distribution, mole ratio, temperature, level.