Термины, связанные с цементом. Производства полиэфирного

Главная --> Справочник терминов

Производства полиэфирного Большая часть ксилолов, образующихся при риформинге, потребляется как компонент моторных топлив и только 8—10% расходуется для химических производств [64]. В химической промышленности ксилолы используют в основном как индивидуальные вещества и в меньшем количестве применяют смеси ксилолов (в качестве растворителей, главным образом, в производстве лаков, красок и пестицидов). л-Ксилол полностью используется для производства полиэфирных волокон, выпуск которых только в США в 1977 г. ожидался на уровне 1680 тыс. т [9]'. Мировая мощность по n-ксилолу в 1975 г. составила 3,9 млн. т, по диметил-терефталату 4,4 млн. т и по терефталевой кислоте 1,6 млн. т [1]. о-Ксилол практически целиком идет для синтеза фталевого ангидрида; мировая мощность по его производству составляет около 2,2 млн. т.

Из изомеров ксилола наибольшее распространение получил л-ксилол в основном как сырье для синтеза диметилтерефталата и терефталевой кислоты. Последние используются при изготовлении полиэтилентерефталата, в свою очередь применяемого в производстве полиэфирных волокон, пленок и термопластиков. Полиэфирные волокна, получаемые на основе л-ксилола, по объему выпуска занимают первое место среди синтетических волокон. В США в 1977 г. произведено 1,7 млн. т полиэфирных волокон [9], а по прогнозам в 2000 г. выпуск их составит около 6 млн. т [3]. Даже в годы кризиса 1974—1975 гг. их производство в капиталистических странах снизилось мало, а в ряде стран возросло [67]. В связи с более быстрым ростом производства полибутилен-терефталата возможно некоторое снижение доли л-ксилола в объеме производства полиэфирных волокон, так как на 1 т такого волокна расходуется меньше терефталевой кислоты [68].

Монография является четвертой книгой из серии «Химические волокна». В ней описаны свойства исходных мономеров производства полиэфирных волокон на основе поли-этилентерефталата и модифицирующих добавок, возможные варианты синтеза полиэтилентерефталата и механизмы протекающих при этом реакций. Подробно рассмотрены структурные особенности полимера и изменения его структуры при формовании полиэфирного волокна. Описаны технологические процессы и применяемое оборудование. Приводятся сведения о свойствах и модификации полиэфирных волокон.

К исходному сырью производства полиэфирных волокон предъявляют очень высокие требования. Во всех случаях содержание основного вещества не должно быть ниже 99,95%. Особо нежелательными примесями являются альдегиды, хлор- и азотсодержащие вещества, железо и реакционноспособ-ные монофункциональные соединения. В присутствии альдегидов и соединений железа образуется сильно окрашенный полимер. В присутствии монофункциональных соединений нельзя ожидать получения высокомолекулярного полимера вследствие блокирования молекулами этих соединений растущих цепей. Применение недостаточно очищенных сырьевых продуктов может привести к нарушению процесса производства волокна на заключительных стадиях (например, при ориентации нитей и волокон), когда даже оперативные меры уже не смогут обеспечить получение" качественного волокна.

17.'!. Технологически» процесс производства полиэфирных нитей к волокна

17.Л. 10. Переработка отходов производства полиэфирных нитей и полокна

Рис. 17.1. Принципиальная схема производства полиэфирных волокон и

Сырьена« Паза. Дли производства полиэфирных волокон исходными продуктами являются терефталевая кислота (ТФК) или ее диметиловый эфир—диметилтерефталат (ДМТ); этиленгликоль (ЭГ) или оксид этилена (ОЭ).

Несмотря па то, что ПЭТ впервые синтезирован из ТФК, до последнего времени для производства полиэфирных волокон использовали не ТФК, а ее диметилопый эфир (ДМТ). Это объясняется тем, что для получения ПЭТ требуется сиры? высокой степени чистоты, а промышленность не располагала надежными методами очистки ТФК от примесей, которые она легко адсорбирует. Обычные способы перекристаллизации и дистилляции в этом случае неприменимы, так как ТФК практически нерастворима ни в одном доступном растворителе, а возгонка (субликания) ее, проходящая при высокой температуре (300°С), сопровождается частичной деструкцией. Терефталевая кислота требуемой степени чистоты (содержание основного вещества выше 99,99%), начиная с 1963 г. была освоена в промышленном объеме несколькими фирмами СЛИА, Англии и Японии. В Советском Союзе также разработан технологический процесс производства ТФК высокой степени чистоты.

\1Л. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭФИРНЫХ НИТЕЙ И ВОЛОКНА

Процесс производства полиэфирных нитей или волокна можно

Диметилтерефталат, получаемый по Виттен-процессу и применяемый для производства полиэфирного волокна, должен иметь температуру кристаллизации 140,63 ± 0,02 °С; кислотное число — не более 0,05 мг КОН/г; содержание железа не должно превышать 0,0001%; содержание альдегидов не должно быть более 0,001%, метилбензоата и метилтолуилата не более 0,0025%, а цветное число расплава должно быть менее 20 единиц по сравнению с цветом стандартного раствора хлорида кобальта и хлорплатината калия.

Этиленгликоль, предназначенный для производства полиэфирного волокна, должен содержать не менее 99,7% основного вещества, иметь плотность в пределах 1,1140—1,1150 г/см3 (при 20 °С), количество воды не должно

Высушенный гранулят, содержащий не более 0,01% влаги, транспортируют в прядильное отделение с помощью пневмотранспорта в токе сухого воздуха с точкой росы не выше —30 °С. Большее содержание влаги в полиэфире недопустимо, поскольку при расплавлении вследствие гидролиза эфирных связей будет наблюдаться слишком большое снижение молекулярной массы полимера. При содержании влаги 0,095% молекулярная масса уменьшается на 50%. Известен способ производства полиэфирного волокна без сушки гранулята, запатентованный [121 фирмой «Хехст» (ФРГ). По данному способу полиэфир низкой молекулярной массы с содержанием влаги 0,05—0,5% расплавляют и подвергают дополнительной поликон-денсации при низком остаточном

Данные о реализации промышленного производства полиэфирного, волокна на основе окиси .этилена весьма разноречивы. Так; фирма «Тойобо» (Япония) в рекламных публикациях сообщала, что в 1973 г. ею введена в действие установка производительностью 75 т дигликольтерефталата в сутки на базе окиси этилена, обеспечивающая работу нескольких линии поликонденсации. В то же время японская фирмы «Тейджин» полностью прекратила все исследования по использованию терефталевой кислоты и окиси этилена, проводимые ею уже в масштабе полупромышленных установок, сочтя этот способ технически и экономически нецелесообразным.

Самым простым и надежным решением является полная стабилизация работы установки по производительности с местной корректировкой случайных возмущений. При уменьшении отбора полимера вследствие останова отдельных прядильных мест или прядильной машины расплав полиэфира в течение всего времени останова сливают через узел гранулирования или через входные штуцеры в блоки прядильной машины. Узел гранулирования может работать непрерывно, пропуская в нормальных условиях до 5% всего полиэфира, и автоматически увеличивать свою производительность при появлении избытка полимерного продукта. Полученный гранулят направляют Для производства полиэфирного волокна неответственных ассортиментов, поскольку он обычно имеет молекулярную массу несколько более низ-кУю, чем в периодическом процессе, при котором необходимо учитывать

В первые годы производства полиэфирного во'локна применялись обычные прядильные головки со свободным поступлением гранулята на плавильные решетки. Такие головки еще и сейчас часто используют в капроновом производстве. Но плавильные устройства этого типа оказались непригод-.ньгми для переработки полиэфира вследствие высокой вязкости его расплава, что обусловило разработку специального оборудования для формования полиэфирного волокна.

Процессы производства полиэфирного волокна быстро совершенствуются. Основными направлениями являются повышение мощности единичных линий непрерывного действия и максимальное упрощение технологических схем с введением самонастраивающихся систем автоматического регулирования. В прядильном отделении основное внимание уделяют совмещенным и скоростным процессам. Экономичность некоторых из них еще не определена. В отдельных случаях качество полученных нитей ниже качества продукции, полученной обычными способами. Надежность узлов высокоскоростных агрегатов, требующих при изготовлении чрезвычайно высокого Уровня конструирования и изготовления, не всегда обеспечена. Но тенденции технического развития уже четко выявились.

Все перечисленные способы обеспечивают высокий уровень прочности связи полиэфирного материала с резиной после обработки модифицированного волокна латексно-смоляными пропиточными составами. Адгезионная обработка должна проводиться в две стадии с промежуточной сушкой, а в некоторых случаях перевод адгезионного состава в активную форму требует дополнительной высокотемпературной обработки. Первая стадия — нанесение адгезива в неактивной форме — может быть осуществлена в процессе производства полиэфирного волокна.

ТФК Для производства полиэфирного волокна Заметно упрощаются схем ЕЛ синтеза сырья и его переработки в ПЭТ: исключаются стадии получения ДМ Т и его очистки, а также ректификация метанола, выделяющегося при одной и:* последующих технологических операций переэтерификации ДМТ этилепгликолем (следовательно, уменьшается в;фывоопаспость). Кроме того, расход исходного сырья снижается на 30'/о. а выход готового продукта в расчете на единицу нагружаемого мономера повышается на 15% (вниду различных значений молекулярной массы ТФК и ДМТ).

Для производства полиэфирного волокна лавсан применяю1 ЭГ марки «А».

Для определения удельного раскола ТОК на I т полокна учитываем принес волокна и потери производства полиэфирного волокла. Коэффициент, учгтываю-ший привес полою;а, рапен 1,02. Потери (отходы) пронлполства полиэфирного полокиа составляют около 0%. Следовательно, коэффикпент,, учитыш'югшй потери производства, рапеп:

Происходит метилирование Происходит нагревание Происходит небольшое Происходит непрерывный Происходит невидимому Происходит нормальное Происходит образования Происходит окислительная Преобладающим содержанием