聚酯生產(chǎn)工藝過程計算一、工藝過程計算的基礎工藝過程的測試分析為了進行一些簡單的工藝計算，必須對生產(chǎn)過程的一些參數(shù)進行測量和分析。酯化過程的測試分析項目主要有以下幾個：(1)酸值（AN）酸值一般是聚酯原料PTA或中間產(chǎn)品中羧基含量的測定項目。所以調酸值是指中和1克樣品所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)，用mｇKOH/ｇ樣品來表示。理論上可以計算出PTA的酸值為675．5mｇKOH/ｇPTA實際上工業(yè)用的聚合及PTA酸值不可能達到這一值。聚酯生產(chǎn)中，原料PTA的酸值也是衡量該PTA純度的一個重要指標。工業(yè)用PTA要求酸值在671～674mｇKOH/ｇPTA，這時的純度在99．3～99．8％之間。酯化物的酸值表示了酯化產(chǎn)品中未參加反應的羧酸的量。10R01出口酯化物的酸值為39～455ｇKOH/ｇ樣品左右。(2)皂化值（SN）皂化1克酯化物所需的氫氧化鉀毫克數(shù)稱為該酯化物的皂化值。它表示產(chǎn)物中酯基和游離PTA的羧酸以及產(chǎn)物分子中的端羧基的總和。單位為mｇKOH/ｇ樣品。10R01出口酯化物的皂化值為520～540mｇKOH/ｇ樣品。(3)游離EG含量游離EG是指未參加反應的那一部份EG，它以單個分子的形式存在于反應釜中。10R01出口酯化物中游離EG在1．9～2．3％（mt）左右。同樣，縮聚過程所必須測定的項目除皂化值外，還有特性粘度［η］。端羧基和二甘醇含量PET等。其中特性粘度PET的分子量大小的綜合反映，可用毛細管粘度計來測定。而DEG含量則一般是指PET大分子鏈上形成醚鍵結構的部分“二甘醇”和游離二甘醇的總和。端羧基含量實際上就是酸值，但習慣上將PET聚合物中，測到的酸值稱為端羧基，因其含量較少，而用mol/106ｇ樣品來表示。AN=0.0561·COOH式中，AN為酸值，mｇKOH/ｇ樣品，COOH為端羧基mol/106ｇ樣品。物料計算物料計算的依據(jù)是質量守恒定律。物料計算雖可以由進出反應釜的物料量和化學反應方程式等進行計算，但還有一個關鍵的問題是要選擇一個基準。例如，對固液體系常用質量作為基準；對流動體系，常用單位時間作為基準；對氣體，如環(huán)境條件不變，可用體積作為基準。對于物理變化過程，物料計算比較簡單。可以對某一組分分別進行衡算。但對化學變化過程，則計算比較復雜，最基本的是用化學方程式直接進行計算。熱量衡算根據(jù)能量守恒定律，在穩(wěn)定的過程中，進入體系的能量必須等于排出系統(tǒng)的能量。在聚酯生產(chǎn)中的能量計算往往都是熱量的計算。在熱量計算中，基準溫度的選擇是非常重要的。許多場合的基準溫度選為298Ｋ（25℃）或293Ｋ（20℃）。二、酯化過程的計算酯化率ｅ反應后產(chǎn)物中已由羧基反應生成的酯基兩（ＥN）在原料PTA的總羧基中所占的比例稱為酯化率，即反應程度p式中可有下式近似計算其中EG和DEG分別為產(chǎn)物中EG和DEG的重量分率。三、縮聚過程的計算聚合物的特性粘度［η］與平均分子量Mn聚合物的特性粘度［η］與平均分子量Mn之間的相互關系為：這就是著名的馬克方程。其中的常數(shù)a和ｂ分別為a＝7．55×10－4，ｂ＝0．6858該式適用于分子量為3000～30000之間的PET。由式可得：不同生產(chǎn)負荷下的進料量在物料衡算中，為了選擇一個計算的基準，引入一個“PET平均摩爾數(shù)”，其值為相當于結合到產(chǎn)品中PTA的摩爾數(shù)。在實際的穩(wěn)定生產(chǎn)中，可以認為PTA在整個反應過程中沒有損失，全部轉化成產(chǎn)品PET（事實上會有部分PTA升華或部分齊聚物汽化被抽吸到真空系統(tǒng)中），即PTA為計算時的關鍵組分。相反，EG在整個反應過程中是在不斷變化的。因此，求得Neg對計算不同負荷或產(chǎn)量下的進料量和產(chǎn)品的消耗具有重要的意義。在理想的情況下，產(chǎn)品中設有DEG及TiO2，最大的鏈節(jié)摩爾數(shù)（PET平均摩爾數(shù)）nｅQmｅｘ或由下式給出；這時，原料PTA消耗量ＷPTA為如果生產(chǎn)負荷為200t/ｄ，則PTA的進料量為：ＷPTA＝864249×200/24＝7．20t/h這就是200t/ｄ負荷時理論