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仪化公司有两套连续式固相缩聚生产线，一套是SINCO的(简称10R线)，一套是BUHLER的(简称S2线) ，这两套装置的设备及工艺流程如下所述。

 

10R线：主要设备包括预结晶器、结晶器、反应器、冷却器。另外还有一套氮气净化系统(NPU，SINCO的专利) 以除去氮气系统的水分、碳氢化合物以及一些小分子副产物，保证氮气的纯度，并且补加少量的纯氮，氮气循环使用以降低其消耗。所有的加热介质和冷却介质都是氮气，可以减少副反应的发生。

 

S2线：主要设备包括预结晶器、结晶器、预热器、反应器、冷却器。另外也有一套氮气净化系统。以热空气为加热介质的是预结晶器、结晶器，其余的加热介质是氮气。

 

 

本装置的预结晶器温度设定是145~150℃(外方提供参数)，如果温度太低，由于切片中以结晶水形式存在的水分子难以清除，会造成切片的结晶速度过于缓慢，短时间内结晶不充分，无法适应生产上的需要。但是结晶温度也不能太高，因为随着温度的上升，切片与预结晶器和结晶器内的空气易发生氧化降解从而影响产品的色值。结晶器的温度设定是170~175℃(外方提供参数)。如果温度高于175℃，则随着切片在预结晶器和结晶器内的停留时间增长，色值上升将更为剧烈，而结晶度却几乎没什么变化。当然在实际生产中也不能通过过度的降温来获取较好的b值，因为温度低，切片结晶不足会引起切片在随后的预热器和反应器内发生粘料，并且结晶状态的水也难以除尽，这样会影响切片增粘效果从而影响到成品切片的内在质量。只有生产出好的结晶切片才能得到好的增粘切片。所谓好的结晶切片主要是指切片的结晶度达到一定的值，比如从预结晶器出来的结晶度是≥30%，结晶器出口结晶度≥40%，预热器出口结晶度≥45%，否则将会引起切片在增粘过程的粘结；还有一点就是要求切片的表面结晶均匀。

 

 

这两个阶段对切片有不同程度的增粘。固相缩聚反应的热力学和动力学影响因素有两个：反应温度和小分子副产物产物从切片向外扩散的程度。第一个因素取决于氮气加热控制温度。

 

温度对反应的影响总是有正反两个方面,正方面是提高温度可以提高反应速度，可以在增粘幅度一定的情况下，提高装置的产能，另外，也可以在产量一定的情况下提高增粘幅度，不过 ，温度的升高就会伴随着副反应的增加，又会影响到产品的质量指标。所以在实际生产中要寻找适当的温度，兼顾到着两个方面。本装置中，真正决定反应器温度的是预热器的出口温度。通过改变预热器的出口温度和预热器底部冷却氮气的流量就可以控制反应器的温度。反应器的进口温度是慢慢地向下传递的，而系统的反应也是缓慢的，改变一次，重新稳定的时间至少是反应器停留时间的两倍，同时相应的最终产品的粘度值的改变也需要时间，否则，会使反应速度大小不一，造成切片的增粘不均匀，从而影响到切片的后续加工性能。

 

 

第二个因素则取决于反应时的氮气流速以及切片的比表面积。在这里氮气一方面是加热介质（尤其在预热器中），另一方面也是带走小分子副产物的介质。如前所述，固相缩聚产生的小分子副产物离开切片有两个过程中，其中小分子从表面向外扩散过程与氮气流量和温度有关。这里的氮气和切片是逆向流动，可以增加加热效果和带走小分子副产物。BUHLER装置的预热器采用的的是屋顶状结构，采用底部氮气加热和中间氮气循环加热，使加热更加均匀，没有死角产生。在反应器中，因为在其底部，切片承压较高，所以底部进气温度控制在较低的温度190度左右，使得切片不易粘结。做为加热用的介质氮气的流量大小主要是反应温度和生产负荷（即气固比的要求），在温度和负荷一定的情况下，氮气流量有一个极限值，即达到此值后，流量的增加不再加速反应速率，因为此时气固界面达到了吸附平衡，但是当温度升高时，这种平衡被打破，气固界面的小分子浓度继续随着氮气的流量增加而减少，直到新的平衡。

 

影响SSP反应速率的还有另一个原因，那就是外在的动力---催化剂动力。也即基础切片中催化剂含量的大小，切片A中的催化剂含量约为切片B中的2/3。影响催化剂的催化效果的因素中除了催化剂含量外，其中比较重要的是反应温度。

 

 

 

氮气净化系统中通入少量的仪表空气，是用来消除氮气系统中产生的小分子气态有机物，从反应方程式可以看出，反应主要的碳氢化合物是乙二醇，另外还有一些由于副反应生成的乙醛、齐聚物等，在催化反应器的Pt/Pd催化床中被氧气催化氧化成二氧化碳和水。但是，其中的氧含量必须严格控制，因为氧分子的存在会在增粘过程中导致热降解，而导致产品的色值变差，粘度降低，端羧基升高。本装置中从氮气净化系统出来的氮气中氧含量控制在10ppm以内。目前根据氮气净化系统的特点，除去氮气中的小分子化合物的方法除了催化氧化外，还可以用冷EG喷淋，此方法可以消除氮气中的氧含量，但是对于乙醛等低沸点小分子化合物的除去效果不好。

 

 

氮气的纯度对切片的增粘以及切片的质量有一定的影响。首先氮气中小分子碳氢化合物可以促使增粘反应向逆反应方向移动，不利于切片的增粘，同时，也会影响切片中乙醛的脱去，从而影响切片的醛含量，但是由于高分子反应非常复杂，氮气中的小分子对乙醛含量的影响分析还有待进一步研究。

 

 

在高温下，水分子易使聚酯大分子水解，而影响产品质量，因此，在固相缩聚生产中，必须控制氮气系统的露点，即控制氮气系统的水分子含量。BUHLER装置，氮气露点要求在-30度以下，SINCO装置要求在-40度。

 

PET瓶级切片作为包装材料用时，主要质量指标有以下几个方面：外观质量、机械性能、加工性能、无气味无毒，影响切片质量的因素很多也很复杂，主要因素有以上分析的三个方面。可以根据用户要求，调整基础切片的配方、工艺路线和工艺条件来调整以上指标，以满足市场需要。并为SSP生产的国产化做好准备。