聚酯及滌綸技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

   聚酯技術(shù)正在向更大經(jīng)濟(jì)規(guī)模方向發(fā)展。單系列生產(chǎn)能力由八十年代的100噸/日、200噸/日提高到九十年代的300噸/日、400噸/日、480噸/日、600噸/日。隨著單系列能力的擴(kuò)大，每萬(wàn)噸聚酯投資成本呈等比級(jí)數(shù)下降。如目前前30家聚酯生產(chǎn)廠家的平均產(chǎn)能達(dá)36萬(wàn)噸/年，規(guī)模大的杜邦公司已達(dá)140萬(wàn)噸/年。

　　聚酯工藝路線有以PTA為原料的直接酯化法和以DMT為原料的酯交換法。PTA法具有原料消耗低，無(wú)酯交換步驟，無(wú)副產(chǎn)品甲醇，反應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)。自八十年代起已成為聚酯的主要工藝和首選技術(shù)路線。大規(guī)模生產(chǎn)線均為連續(xù)生產(chǎn)工藝，半連續(xù)及間歇生產(chǎn)工藝則適合于中、小型多種生產(chǎn)裝置。PTA法連續(xù)工藝主要有德國(guó)吉瑪公司(zimmer)、美國(guó)杜邦公司(DUPOnt)、瑞士伊文達(dá)公司(Inventa)和日本鐘紡公司(Konebo)等幾家技術(shù)。其中吉瑪、伊文達(dá)、鐘紡技術(shù)為釜流程，近年來(lái)也開發(fā)四釜流程，杜邦則采用三釜流程(目前正在開發(fā)二釜流程)，這二種工藝各具特色。二者縮聚工藝基本相似，區(qū)別在于酯化工藝，如五釜流程采用較低溫度及壓力酯化，而三釜流程則采用高EG/PTA摩爾比和較高的酯化溫度，以強(qiáng)化反應(yīng)條件，加快速度，縮短反應(yīng)時(shí)間，總的反應(yīng)時(shí)間五釜流程為10小時(shí)，三釜流程為3.5小時(shí)。

　　采用先進(jìn)的集散型(DCS)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)聚酯的工藝生產(chǎn)進(jìn)行控制和管理。此外，已有聚酯仿真系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)在研制，可具有仿計(jì)算功能、靈敏度分析功能、優(yōu)化功能、成本計(jì)算功能、工程計(jì)算功能。可以對(duì)全流程或單釜流程進(jìn)行仿真計(jì)算。輸入溫度、壓力、停留時(shí)間、相關(guān)物料參數(shù)、真空度、攪拌轉(zhuǎn)速等即可計(jì)算酯化率ES、端羧基COOH、聚合度Pn、二甘醇DEG、粘度IV等參數(shù)。靈敏度分析功能可用來(lái)研究某一控制變量如溫度、壓力、停留時(shí)間、進(jìn)料量等在給定的范圍內(nèi)對(duì)各反應(yīng)器出口量或終產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的影響。優(yōu)化計(jì)算功能可給工藝人員提供生產(chǎn)調(diào)整操作參數(shù)指導(dǎo)。成本估算以及工程核算可為管理人員、設(shè)計(jì)人員通過(guò)計(jì)算成本控制和核算設(shè)備參數(shù)，優(yōu)化管理和設(shè)計(jì)工作。

　　PEN(聚萘二甲酸乙二酯)是聚酯的新型產(chǎn)品。由于它具有較高的阻隔性、防水性、氣密性、抗紫外線性、較好的耐熱性、耐化學(xué)性、耐輻射性等，近年來(lái)深受許多國(guó)家的聚酯生產(chǎn)廠商的關(guān)注。PEN的聚合研究始于1948年，但一直未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。進(jìn)入90年代后，由于PEN以及主要原料2.6、二甲基萘二甲酸(DNC)合成技術(shù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。美國(guó)Amoco已建有年產(chǎn)2.7萬(wàn)噸DNC裝置并正在新建一個(gè)年產(chǎn)4.5萬(wàn)噸裝置。日本三菱化工也有年產(chǎn)4.7萬(wàn)噸的裝置。PEN將廣泛的用于碳酸飲料、啤酒、果汁等包裝瓶、工業(yè)絲、薄膜、磁帶、藥品包裝及工程塑料等方面，是一種極具開發(fā)前景的新型聚酯材料，預(yù)計(jì)至2005年年均增長(zhǎng)率將達(dá)35%。

　　PTT(聚對(duì)苯二甲酸丙二酯)也是聚酯系列產(chǎn)品中具發(fā)展前景的新成員。它兼具錦綸和滌綸的優(yōu)點(diǎn)，具有抗污性、化學(xué)穩(wěn)定性、回彈性和染色性，是一種較理想的紡織用新型熱塑性聚酯材料，是各國(guó)新世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的新材料之一。

　　PTT也是早在1941年美國(guó)已合成了該材料并取得發(fā)明專利，但由于1.3丙二醇(PDO)單體來(lái)源困難，未工業(yè)化生產(chǎn)。進(jìn)入九十年代后，隨著聚酯的迅速發(fā)展以及合成技術(shù)提高，Shell公司采用的氧乙烷技術(shù)路線低成本生產(chǎn)PDO，杜邦公司也開發(fā)出利用生物酶催化制備PDO技術(shù)。

　　Degusa公司也開發(fā)了丙烯醛技術(shù)路線制PDO，此外有以甘油為原料的生化及合成技術(shù)制PDO，環(huán)氧丙烷法制PDO技術(shù)路線。在PTT合成技術(shù)方面，PTA直接酯化法更優(yōu)于DMT酯交換法。PTT纖維制備仍采用熔融紡絲POY、DTY、BCF等技術(shù)。PTT的用途廣泛，主要用于工程塑料、體育用品、薄膜以及紡粘織物、地毯以及服用纖維等方面，具有極大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?

　　為適應(yīng)大規(guī)模、高質(zhì)量、低成本的常規(guī)以及差別化的滌綸長(zhǎng)絲、滌綸短纖維產(chǎn)品的需求，聚酯熔體直紡技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用，與切片紡技術(shù)相比每噸纖維生產(chǎn)成本可降低1000-1500元，如滌綸短纖維生產(chǎn)線的單線生產(chǎn)能力經(jīng)濟(jì)規(guī)模已由過(guò)去50噸/日提高到100、150、200噸/日。同時(shí)積極發(fā)展可生產(chǎn)多品種的柔性生產(chǎn)技術(shù)，在同一條生產(chǎn)線上通過(guò)設(shè)備的單機(jī)調(diào)頻，改變工藝參數(shù)等技術(shù)來(lái)生產(chǎn)不同規(guī)格的產(chǎn)品，如不同纖度、高強(qiáng)高模、中強(qiáng)中模、低強(qiáng)低模短纖以及高收縮、中收縮、低收縮、毛型、棉型、中空等短纖產(chǎn)品。此外還有多孔大面積噴絲板、短程紡等技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。滌綸長(zhǎng)絲除POY-DTY二步法傳統(tǒng)工藝技術(shù)外，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，卷繞頭的機(jī)械速度從4000m/min發(fā)展到6000m/min、8000m/min，正在試驗(yàn)12000m/min并通過(guò)不斷的工藝研究出現(xiàn)了不同形式的紡絲拉伸一步法工藝如HGS(熱輥拉伸法)工藝。產(chǎn)品FDY，現(xiàn)可從細(xì)旦(0.5dpf)做到工業(yè)絲(200-2000旦)，紡絲速度4500m/min。近年來(lái)TCS熱管紡絲法引入關(guān)注，特別適合紡制細(xì)旦長(zhǎng)絲，德國(guó)JBDE公司推出的HCS(熱管拉伸法)亦有良好的發(fā)展前景。SHSS(超高速紡絲)無(wú)導(dǎo)絲盤而全部依*絲與空氧間摩擦的紡絲拉伸一步法工藝，紡絲速度7000m/min。通過(guò)添加聚合物改性劑或突破性工藝改進(jìn)可將POY紡速?gòu)?200m/min提高到4500-5000m/min。滌綸BCF亦完成了工業(yè)化開發(fā)，加工速度可達(dá)2500m/min，生產(chǎn)規(guī)模達(dá)5000噸/年，超細(xì)復(fù)合長(zhǎng)絲dpf達(dá)0.02以下。

　　滌綸產(chǎn)品向差別化、功能化方向發(fā)展如細(xì)旦多孔、異型、異收縮、彈性、高吸濕、抗靜電、抗輻射、阻燃、抗紫外、遠(yuǎn)紅外、抗菌、導(dǎo)電等纖維。此外為適應(yīng)信息產(chǎn)業(yè)、生命科學(xué)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展，研究和開發(fā)出相應(yīng)的纖維材料。滌綸也在積極向這些領(lǐng)域拓展，如外科縫線、人工血管、人工肺以及可降解聚酯纖維等。
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