PET聚酯切片颗粒_聚酯切片_聚酯颗粒

预缩聚反应过程研究的思想和方法

    要认识预缩聚反应过程，研究其内在规律，须把该过程分解为各个较简单的过程，分别找出其规律，然后再把这些过程综合起来。数学模型化方法就是把这个复杂过程分解为化学反应平衡，反应动力学，汽液平衡，气液传质速率，反应器内混和等子过程，分别找出其规律，用数学方法表征，在计算机上联立求解，综合成过程的数学模型。

    5.1.3　预缩聚反应过程中发生的反应

    由于在预缩聚反应过程中同时发生酯化反应，所以在酯化反应过程中发生的各种反应在预缩聚反应过程中也都存在，在酯化反应过程中忽略的热降解反应在缩聚反应中就不能略去。以φ代表苯环 ( )缩聚反应过程中发生的各种反应经简化后表示如下 :

　　酯化反应

    5.1.4　预缩聚反应过程研究方法

    前文已把预缩聚反应过程分解为几个子过程，下面分别对各子过程进行分析。

    5.1.4.1　主反应平衡常数

    由于化学反应平衡常数不随催化剂有无而改变，所以在酯化反应过程研究中提到的平衡常数也适用于缩聚反应过程。

    5.1.4.2　主反应动力学

    在酯化反应过程研究中已对酯化和缩聚的主反应动力学进行了研究，在不同的反应阶段有必要进行进一步研究，况且在缩聚过程中采用的原料是工业第二酯化反应器出口聚合物含有 0 . 0 3 %的锑化合物催化剂。

    5.1.4.3　 DEG生成副反应研究

   由于在酯化和缩聚阶段中 DEG生成规律没有改变，所以在预缩聚反应过程中采用前述的 DEG生成动力学。

    5.1.4.4　 PET热降解反应动力学

    在预缩聚阶段聚合速率大大超过热降解反应速率，热降解反应动力学研究是通过较长反应时间的实验，端羧基变为上升，通过数据处理得到热降解速率常数。

    5.1.4.5　汽液平衡

    预缩聚反应过程中，采用真空脱除反应过程中生成的小分子，气相中有水，EG,乙醛和二甘醇共 4个组分，液相增加一个齐聚物为 5组分。

   对水和 EG的气液平衡采用前述的结果。乙醛和 DEG的量很少，对模拟结果影响不大，进一步作如下简化 :乙醛和 DEG的活度系数中的参数分别采用水和 EG的活度系数中的参数。

    5.2　预缩聚反应过程中的反应动力学

    对聚酯的缩聚反应过程 Yamada、 Ravindranash等已进行过研究，但不同研究者得到的结果有所不同，从认识过程的系统性也有必要进一步进行研究。

     ㈥、预缩聚反应过程的数学模拟

     6.1　预缩聚反应器的流动模型

     工业第一预缩聚反应器用进入的物料内含有较高的游离 EG,一旦进入真空系统产生较强的气泡脱挥，起到搅拌作用，工业第二预缩聚反应器为了促进气液传质都设置搅拌器装置。所以可以把这种预缩聚反应器简化为理想连续流动全混式反应器 (CSTR)。

    对复杂的工业预缩聚反应器如卡尔弗休技术、杜邦技术的预缩聚反应器，可认通过冷模试验测定停留时间分布建立多釜串联流动模型。

     对一个 CSTR可以写出其物料衡算式

                       Yi  =  F0 cio  -   Fci   +  W dci/ dt       (42)

                     累积量  进入量   出去量     反应量　下标 i为反应组元

　　为了便于计算，上式中假设反应器内物料的总重量 W保持不变。

当反应器操作达到定态时，累积量 Yi 等于零。反应器的动态方程为

    6.2　预缩聚反应过程数学模型

    6.2.1　模型的假设和简化

    一个实用的数学模型必然会引入大量合理的简化，在反应动力学研究和传递研究中已引入了大量假设和简化，现归纳如下 :

    1　预缩聚反应器作 CSTR处理，对复杂的预缩聚反应器简化为多釜串联 CSTR;

    2　不论聚合物链长，相同官能团具有相同的反应能力 ;

    3　反应速率方程中的反应级数与计量方程式相符 ;

    4　不同形式 DEG的生成量符合质量作用定律，即 :k8=2 k7,k9=4k7;

    5　无论 - OCH2 CH2 O -基团在聚合物链的任何位置，其热降解速率相同，即 k1 2 = k1 0 ;

    6　液相组成简化为 :齐聚物，EG,水，乙醛，二甘醇 ;

    7　汽相组成简化为 :EG,水，乙醛和二甘醇 ;

    8  乙醛的传质系数和活度系数中的参数采用水相应的特性数据 ;

    9　二甘醇的传质系数和活度系数中的参数采用 EG相应的特性数据。

     ㈦、后缩聚反应过程研究和数学模拟

后缩聚反应过程是指工业聚酯生产中用园盘式或笼式反应器 (流型接近平推流 )使聚酯产品达到纺丝要求的这一段过程。在这过程中聚酯的平均聚合度在 1 4～ 1 0 0。后缩聚反应过程根据不同工艺技术，可以用一个反应器实现，如吉玛技术，杜邦技术和卡尔弗休技术，也可用二个反应器来实现，如钟纺技术和新吉玛技术。最后一个反应器工业上称终聚釜。

后缩聚反应过程通过较高真空，脱除因缩聚生成的小分子产物水和 EG,使产品达到高的平均聚合度。 

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