用第一酯化釜出口IPA含量调整聚酯瓶片转产的过渡时间_一_

用第一酯化釜出口IPA含量调整聚酯瓶片转产的过渡时间_一_

　第19卷第2期　2006203　聚酯工业

　PolyesterIndustry

Vol.19No.2　Mar.2006

用第一酯化釜出口IPA含量调整

聚酯瓶片转产的过渡时间

(一)

李　军

(仪征化纤股份有限公司瓶片中心,江苏　仪征　211900)

摘要:为了减少瓶片生产的过渡料,通过分析得出IPA算2种方法,得出了第一酯化釜出口物料IPA含量的变化规律,关键词:聚酯瓶片;过渡料;IPA含量

中图分类号:TQ323.41;TQ245.12　　:A:2)0220016203

0　前言

在过去的,20%以上。据有关部门的数据显示,2001年全球聚酯瓶片产能已接近1000万t/a,其中食品饮料包装用的聚酯瓶片消费量最大,

一定的过渡时间,过渡时间见表1。

表1　瓶级基础切片各品质指标的过渡时间

Table1　Transitiontimeofbottlegradebasic

chipdifferentqualityindexes

品质指标过渡时间/h

红度剂、蓝度剂一般不改变

稳定剂

3～5

黏度

1～2

IPA

占整个聚酯瓶片消费量的80%,为800万t/a,其余20%的消费量则主要用于医药及日化用品等非食品

～8

包装材料。在食品饮料包装用的聚酯瓶片中,软饮料用的聚酯瓶片消费量最大,约占整个消费量的60%

[1]

从表1可以看出:

(1)IPA的过渡时间是最长,约为其他品质指

。

标过渡时间的1.5倍以上。

(2)红度剂、蓝度剂在一般转产过程中,只要色

某20万t/a聚酯瓶片装置,包括一套20万t/a基础切片装置和2套10万t/a固相缩聚装置,可生

产碳酸饮料瓶(BG85)、食用油瓶(BG802)、矿泉水瓶(BG80)、热灌装饮料瓶(BG801)等。由于市场需求的变化,瓶级切片品种转换成为日常工作。　　品种转换必然带来产品各品质指标的变化。在品质指标控制范围内的按合格品定等,在品质指标控制范围之外的则为过渡料。虽然市场对过渡料也有需求,但过渡料的市场价格比合格品便宜200～500元/t。因此针对装置频繁转产的特点,准确掌

相正常,一般不做调整。

(3)稳定剂在3～5h后基本正常。

(4)黏度一般由瓶片转产超有光或塑钢带时才

由η=0.610提高到η=0.645,这2个品种的转换也比较少,过渡时间也比较短。

(5)由于IPA对瓶级切片的性能有重要影响,

由摩尔分数为1%～2%的IPA和PTA及EG共聚形成的共聚酯缩聚物,具有很好的耐撕拉强度、抗冲击性和熔融黏度及可染性。用此共聚聚酯制造的瓶子能增加透明度、降低醛含量,提高阻隔性,缩短加工循环时间,而IPA含量直接影响到瓶片的性能,是区别瓶片品种的重要指标之一,IPA控制指标见表2。因此它是影响转产过渡时间长短的决定因素。

握过渡起始、终了时间,为减少过渡料,节能降耗有十分重要的意义。

1　影响转产过渡时间的因素

根据各品种的品质指标范围分析,红度剂、蓝度剂、稳定剂含量、间苯二甲酸(IPA)含量、黏度、都有

收稿日期:2005210210。

因此准确掌握IPA的过渡时间是关键,这里对其他

作者简介:李　军(19712),男,江苏泰兴人,工程师,工学学士,现从事聚酯装置开发建设工作。

用第一酯化釜出口IPA含量调整聚酯瓶片转产的过渡时间_一_

第2期李　军:用第一酯化釜出口IPA

含量调整聚酯瓶片转产的过渡时间

2),并进行分析小结

。

71

几个过渡因素就不作分析。

表2　瓶级基础切片IPA质量分数控制范围

Table2　BottlegradebasicchipIPAcontentcontrolscope取样号取样地点

SP21201SP21901

控制范围(质量分数/%)

1.7±0.21.8±0.2

0.25±0.10.3±0.1

1.7±0.21.8±0.2

1.7±0.21.8±0.2

第一酯

化出口最终缩聚出口

2　转产过渡方法

2.1　理想过渡方法

图1　IPAFi　IPA

curve

为了减少过渡时间,理想的方法就是将浆料槽、酯化反应器、缩聚反应器等逐个赶空。但这样的操作会带来一系列的问题,要工艺参数的调整、2.2　实际过渡方法

,保持,降低转产风险,减少过渡时间以BG80转产BG801,生产负荷为660t/d为例,基础切片中IPA质量分数由1.8%逐渐降低至0.3%,具体方法如下:

①0:00,浆料调配槽11TA01液位降至20%,开始恢复浆料配制。不加IPA,其他添加剂不变。且11TA01液位维持在(20±1)%。

②2:00,调整酯化系统参数。强化酯化,弥补由于IPA含量下降带来的不足。

③5:00,按BG801正常生产时的IPA配置比例,重新设定比例系数,YK22005设定值由0.028改为0.003,使IPA加入量保持正常BG801生产时的值。提高11TA01配料速度,开始建11TA01液位,并使液位恢复到设定值75%。

……

以上时间节点在转产方案中都需要明确,时间节点一般由生产负荷、转换品种、反应器特征等决定。现在一般以过去的转产经验、加样分析数据等决定。缺乏一定的理论计算依据,下面就IPA的过渡时间进行一些分析、计算。

图2　IPA质量分数变化图

Fig.1　IPAmassfractionchangecurve

3.2　图1和图2的说明

①12012IPA曲线为第一酯化反应器出口酯化物IPA质量分数变化曲线;19012IPA曲线为最终缩聚反应器出口熔体IPA质量分数变化曲线。

②0.35%为12012IPA质量分数由高到低变化时的不合格下限;

0.40%为19012IPA质量分数由低到高变化时

的合格上限;

1.50%为12012IPA质量分数由高到低变化时

的合格下限;

1.60%为19012IPA质量分数由高到低变化时

的合格下限;

③浆料配置槽的IPA质量分数全都是在X=0时开始变化。

3.3　图1和图2数据分析

3　IPA含量过渡的图分析

3.1　绘制时间—IPA质量分数图

①第一酯化反应器出口酯化物IPA质量分数变化降低IPA质量分数时,12012IPA在X=1.0h后开始进入过渡期,过渡时间相差较大,2组数据分别为8.0h、7.0h,偏差较大,平均7.5h。

②最终缩聚反应器出口熔体IPA质量分数变化降低IPA质量分数时,19012IPA过渡期为7.2h。

③第一酯化反应器出口酯化物IPA质量分数

根据实际转产过程中的IPA含量变化,对品种转换时的过渡时间做了如下分析。首先随机选取2005年2次转产(BG80转产BG801,生产负荷为660t/d)并编号1和2,对转产过程的IPA取样分析数据处理,再绘制时间—IPA质量分数图(图1和

用第一酯化釜出口IPA含量调整聚酯瓶片转产的过渡时间_一_

81

　聚酯工业　　　　　　　　　　　　　　第19卷　

T1=33400kg/h;

C1为11TA01出料中IPA质量分数,%,C1=0.017e

-0.974t

开始变化最早4.3h后,最终缩聚反应器出口熔体

IPA质量分数开始变化。

图分析方法虽然比较直观,数据来源也比较接近实际,但也有它的不足。主要是:

①取样点较少,分析数据曲线与实际曲线有一定误差。

②取样时间误差。

③分析误差。

M为12R01出料流量。查PFD图得M=29700kg/h;

T为12R01控制液位(LC12009=38%)时,

12R01中物料量,T=94800kg。

下面给出详细计算过程。

将已知条件代入方程,方程化简为:-0.974t

(6)+52.3C-edt

,+52.3C=0,dt

4　第一酯化反应器出口IPA含量理论推导

以BG80转产BG801,生产负荷为660t/d为例,基础切片中IPA质量分数由1.8%逐渐降低至0.3%,分析实际操作过程的12012IPA质量分数时间关系。按2.2中操作步骤,入浆料调配槽的IPA的量不同,算12012IPA4.1　t=0～5　　操作程序:=20%,开始配料,不加IPA。4.1.1　浆料调配槽11TA01　　假定浆料调配槽11TA01为全返混容器。则:

(1)W dt-M C dt=T dC。式中:W为11TA01进IPA的物料量,W0=0kg/h;

M为11TA01出料流量,M0=33400kg/h;C为11TA01出料中IPA质量分数,%;

T为控制液位(LC11007=20%)下11TA01中物料量,查标定图有T0=34300kg;将已知条件代入方程,方程化简为:

-M C dt=T dC,即:=-dt,

C

T

(

两边积分得:3.2lnC=-t+c常1。

用常数变异法,把c常

1换成u,即令3.2lnC=-t+u,或C=3.2

(7)(8)

(-t+u)

。

公式(8)两边对t微分得3.2=-1+,

Cdtdt

即:=-C+Cu′。

dt3.23.2

代入所给非齐次线性方程(6),得

)+52.3C-e-0.974t=0,167(-C+Cu′

3.23.2

-0.974t

(9)即:52.3Cu′=e。

(-t+u)-0.974t

把式(8)代入(9)得:52.3.2 u′=e,

0.312u-0.6615t

即:52.3 e du=edt。两边积分得:

(2)(3)

-t+A

(4)两边积分:C=eT。

将初值代入方程,并由t=0时,C=1.7%,解得

)

0.312u-0.6615t

52.3 e=-1.51 e+B,

0.312

即:u=3.2ln(-0.009 e-0.6615t+B)。(10)

将式(10)代入式(8)得:

C=-0.6615t+B))((

3.2-t+3.2ln-0.009 e

A=-4.07。

所以11TA01出口质量分数与时间的关系式为:

。

4.1.2　第一酯化反应器

C=0.017e

-0.974t

,

即:C=B e

-0.3125t

-0.009e

-0.974t

。

(5)

浆料调配槽11TA01的浆料通过螺杆泵送入第一酯化釜12R01内。12R01的IPA进料质量分数即为11TA01的即时出料质量分数。

根据设计原理,第一酯化反应器为全返混容器。则:W dt-M C dt=T dC。式中:W为12R01进IPA的物料量,W=T1 C1;

T1为12R01进料流量,即11TA01出料流量,

代入初值t0=0时,C0=1.75%,解得B=0.0265。

所以,t=0～5h时,12R01出口质量分数和时间的关系式为:

-0.3125t-0.974t

(11)C=0.0265 e-0.009e。

t=5h时,11TA01出口浓度可以根据公式(5)求得,(1101-IPA)的C1=0.013%。

第一酯化釜出口质量分数可以根据公式(11)求得,(1201-IPA)的C2=0.55%。

(待续)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zaue.html