聚酯（PET）塑料的生产技术发展现状

永恒的爱

　  聚酯(pet)既可由对苯二甲酸二甲酯(dmt)与乙二醇(eg)反应制得，也可由对苯二甲酸(pta)与乙二醇反应制得。目前，世界各国pet生产采用的技术路线主要就是这两种，称为dmt法(也称酯交换法)和pta法(直接酯化法)。

　　dmt法是采用对苯二甲酸二甲酯(dmt)与乙二醇(eg)进行酯交换反应，然后缩聚成为pet。pta法采用高纯度的对苯二甲酸(pta)或中纯度对苯二甲酸(mta)与乙二醇(eg)直接酯化，缩聚成聚酯。这种直接酯化法是自1965年阿莫科公司对粗对苯二甲酸精制获得成功后发展起来，此后发展迅速，pet生产也随之得到了很快的发展。
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　　由于pta法较dmt法优点更多(原料消耗低，eg回收系统较小，不副产甲醇，生产较安全，流程短，工程投资低，公用工程消耗及生产成本较低，反应速度平缓，生产控制比较稳定)等，目前世界pet总生产能力中大多采用pta法。
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　　20世纪60年代初，pet的生产以间歇法为主。60年代后，西欧各国、日本继美国之后，也成功地开发出了连续化生产技术，由于连续化工艺较间歇法工艺优越，产量大、质量好、可直接纺丝、产品成本低，所以得到迅速发展。目前已成为pet生产的主流。70年代以后建的pet装置，规模大的都采用连续化工艺。进入80年代以后，新建的pet装置即以pta法的连续化为主。另外，随着pet工业用丝及瓶用的发展，又出现了pet固相缩聚增粘技术、而且其工艺也有间歇和连续法之分。
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  y/ n1 q$ k7 K1 E! _# \; Q　　pet树脂有很多专利生产技术，无论是酯化和缩聚过程(熔融相)还是生产较高粘度瓶用树脂的固相聚都有很多不同的工艺。其中熔融聚合方法的主要技术持有公司有吉玛公司、帝人公司、kanebo公司、ems-inventa公司、john brown deutsche公司、杜邦公司以及sunkyong公司等；固相缩聚方法的主要技术持有公司有吉玛公司、bepex公司、hosokawa公司、卡尔菲休公司、sinco公司、buehler公司以及sunkyong公司等。

6 B% V& ?& W3 i: K. a$ B    （l）pta直接酯化工艺。如果采用pta为原料，pet聚酯聚合物的生产主要有以下两步反应：第一步是pta与eg进行酯化反应，生成对苯二甲酸乙二酯(bhet)；第二步是bhet在催化剂作用下发生缩聚反应生成pet。酯化反应阶段，为了缩短反应时间，酯化反应的反应压力要高于大气压力，反应温度要高于醇的沸点。具体反应中所用的醇与tpa的摩尔比为1.1：1-2：1，反应采用的温度为258-263℃。缩聚反应的反应温度须高于聚合物的熔化温度(260-265℃)，低于300℃(当温度达到这个值时，聚合物开始出现降解)，因此缩聚反应最合适的温度范围是275-290℃。缩聚反应的反应时间至少为2个小时，具体视反应器不同而有所不同。这个反应的反应常数较小，因此在反应过程中还须尽快地除去反应所生成的乙二醇，打破反应平衡，促使反应继续向右进行，否则不但会影响反应速度，而且聚合度也提不高。因此缩聚要求在真空下进行，特别是缩聚后期要求在高真空度下进行，同时应尽量增加蒸发表面。
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　　一些用于酯化反应或酯交换反应的催化剂也可用于缩聚反应。在众多的催化剂中， 三氧化锑和乙酸锑是最常用的种类，它们在缩聚反应的高温下有效(275-290℃)，并不受亚磷酸类稳定剂的影响。这些催化剂可同酯化反应催化剂一起在反应初始时加入，也可在酯化反应后加入反应器中。
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4 m  c5 H! b# s. Q   （2）伊文达-费休聚酯反应器技术。ems伊文达-费休(inventa-fisher)公司开发了创新的聚酯反应器技术，可降低生产聚酯的原材料消耗和提高产率。这种称为espre的塔式反应器可使转化费用降低26%，提高销售收益22%和改进聚酯质量。该反应器可灵活地用于pet、ptt、pen和pbt及其共聚酯。在新工艺中，酯化和缩聚同时在降低了压力和温度的条件下进行，有利于反应。采用反应气体或惰性气体完成相互混合，避免了机械混合，反应体系自动进行。利用新反应器的反应体系，可避免产生副产物和反应死区，同时可达到优化的分子量分布的目标。目前，这种新技术除已有一套1吨/日的中型装置外，还有三套聚酯装置采用新的反应器技术，德国240吨/日装置正在建设中，荷兰180吨/日装置处于基础工程阶段，中国台湾120吨/日装置已决定采用这种反应器。

    （3）聚酯聚合催化剂。目前世界绝大多数pet聚酯生产装置仍采用锑类的催化剂，锑催化剂用量约占90%，其它还有锗和钛类催化剂，尽管这些锑类催化剂的催化效果很好，但随着人们认识的提高，锑的毒性问题愈来愈受到人们关注。因此近年来pet非锑催化剂研究非常活跃。杜邦、东洋纺、帝人、吉玛、acordis、synetix等公司纷纷推出无锑无重金属环保型催化剂。pet非锑催化剂开发引人注目的有以下一些：acordis公司的c-94催化剂、吉玛公司ecocat的催化剂、东洋纺绩公司新聚酯催化剂、帝人公司的新型钛类聚酯催化剂技术等。随着人类对环保的认识和要求的提高，这类催化剂开发将有广阔的前景。