SSP-工艺说明

CONTENTS1基本资料..........................................1-11.1WhatisspecialaboutPET?......................1-11.2SSP厂主工艺...................................1-12总则..............................................2-12.1结晶单元.........................................2-12.2预加热单元........................................2-22.3从加热器至反应釜的输送系统........................2-32.4固态反应单元....................................2-42.5.冷却单元......................................2-52.6.工艺气体洗涤单元...............................2-62.7SSP工艺控制系统..................................2-71基本资料这个章节让我们了解SSP工艺1.1什么是专用的PET?PET和其他热塑性塑料在室温下热习性是非晶型状态.加热超过它的玻璃转化点温度Tg(70...80°C),聚合物链段间变成柔韧的.材料变成粘的和韧性的.因为它是直链分子结构,当继续加热PET会产生部分结晶.加热达约100°C后自然的开使结晶.无定形PET是清晰透明的,结晶后的PET是不透明白色.在玻璃转化点温度Tg以上的温度,结晶后的PET是不粘结.通过加热PET形成结晶和消失它的粘性.为了达到热平衡状态,一定的最小热处理时间在各自的温度是必须的.否则粘性將不会消失.所谓的'低熔点'表明材料已经接触最高温度,长且足够的时间.在温度低于'低熔点',一次退火材料是不在粘连的.材料状态由差式扫描量热仪(DSC)分析得到.1.2SSP厂主工艺以下是布勒公司PET固态聚合厂的各段工序的工艺反应:固态聚合是增加产品特性粘度（I.V）冷却:产品储存必须降温至60℃以下工艺气体清洗此段是工艺气体再生之处.粉尘经过滤器移除，有机物移除是喷洗与吸附方式移除。切片输送:PET切片采用空气输送系统输送工艺说明1．工艺说明：瓶级树脂的SSP工艺1．1固相增粘工艺（SSP）固相缩聚工艺用于将未结晶PET切片提高到符合有关部门的规定、包装工业要求的优质瓶级树脂。瓶级聚合物最重要的质量指标是：—分子量：通过SSP工艺提高到需要的水平—乙醛含量：通过SSP工艺降到1ppm以下—L*、a*、b*颜色：受聚合物配方、CP（液相聚合）和SSP的影响—注射模塑过程中乙醛的生成：聚合物配方、CP、SSPSSP是一扩散控制工艺，其主要设计参数是温度和滞留时间，特性粘度（IV）的上升和乙醛脱除都要求温度必须在200℃以上且滞留时间范围在8~12小时，聚合体在进入固相增粘之前首先要经结晶并干燥，固相增粘后要对树脂进行冷却以便在储存和装运时不对产品特性产生影响。预聚物之间的酯基转移：酯化1．2结晶结晶器(Crystallizer)：316/317-A-01工艺原理：流化床工艺气体：空气（循环）滞留时间：14分钟工艺气体温度：180℃未结晶的切片能被加工是超过玻璃转化点温度（Tg70-80℃）以上的温度，未结晶的聚合物经过初级结晶系统被加热到130℃以上，在此阶段中释放出大量的热，容易使颗粒结块，结晶系统的设计可以避免这种结块的形成。聚合物中的共聚单体含量对结晶行为有重要影响，改性树脂改性程度越高结晶速率越慢，因而结晶系统的设计应必须适应于聚合物的配方。只要工艺温度不超过180℃聚合物就可以在空气环境中进行结晶。结晶工艺的特点：一步法工艺，在一个有多级腔室的流化床热交换器内完成。无定形切片在多腔室流化床中加热，切片完成大部份结晶，由于第一腔室内强烈的气流作用避免了结块的生成。—无机械搅拌因而切粒不会变形。—以最大180℃的温度在空气环境下结晶。—脱除表面水分，无水解（特性粘度不下降）。—结晶器均有很好的聚合体脱尘功能。无定形切片(常温.)从喂料罐317-B-01经旋转喂料阀317-H-01进入结晶器317-A-01.避免新加入的切片粘结，靠大量的循环工艺气体使已结晶切片与未结晶的切片充分混合（混合比最大80:20）。结晶切片由可调整的溢流板排出工艺气体加热器317-W-01.工艺气体循环风机317-V-01粉尘分离的旋风分离器317-F-01.切片中的水份和乙醛的移除是利用循环的工艺气体带走；工艺气体部分排至大气中(min.10%)，并经过滤器317-F-02补充新鲜空气1．3预热预热器(Preheater)：OKTD-25-5C-IV316/317-C-01工艺原理：屋脊式,垂直流向式热交换器工艺气体：氮气（循环）滞留时间：5.3小时工艺气体温度：220℃(可调整,视产品品种与黏度调整)结晶器下来的切片经过喂料阀317-H-02进入预加热器317-C-01。喂料阀317-H-02是隔离氮气回路与空气回路。切片在预加热器317-C-01被氮气加热到固聚反应的温度,氮气是横向的流入预加热器317-C-01.切片穿过屋脊式分布的装置向下流动,氮气向上流动与切片形成逆流.预加热器系统使用的氮氣是再循环迴路.从预加热器317-C-01流出的气体与从317-C-02流出的气体,流入袋式过滤器317-F-03过滤后,工艺气体经过风机317-V-03流经加热器317-W-03,317-W-09A,317-W-09B,317-W-09C和317-W-09D气体被再加热到工艺需求的温度。在此加热工艺段切片中的水份再次被降低到很低的程度。调整氮气的温度和两个流量,最终产品的温度能得到控制。预热器底部进入的冷氮气主要为调整产品的温度。此段工序后切片的结晶度超过50%。结晶的聚合体需加热至SSP反应所需的温度即200℃以上，切片边被加热边经过二次结晶阶段（晶格重整阶段），这一过程使得切粒表面软化从而也易于导致产品熔结。加热系统的设计正是要避免产品熔结。在加热的同时切片被干燥到含水很低的程度。加热是在惰性环境中进行的，可防止切片的热降解和氧化降解。防止切片在反应器中粘结，在预加热器中的切片必须缓慢的升温；预热器的特点：—在一无搅拌器、重力流反应釜内进行一步处理，方式是横吹氮气。聚合体在数个预加热器室内逐渐加热，水分在该装置的第一区内迅速减小，在加热器的后面区域内发生二次结晶同时也发生大量反应，由于极低的静压力且单个颗粒间的相对运动阻止了切片的熔结。—总分子量约提高20%。—乙醛含量降到约5ppm。—重力流具有极好的滞留时间分布。—无机械搅拌因而颗粒不会变形。—以约220℃的温度在氮气环境下加热（密闭的氮气回路）。—即使高改性切片也不会有颗粒结块。—脱除内部水分，无水解（特性粘度不下降）。—具有切片除尘功能。—不需维修。1.4.从加热器至反应釜的输送系统输送原则:密相输送输送工艺气体:氮气输送距离:总长50m（水平距离：12m垂直距离：38m）输送能力:10.3t/h输送气体温度:约180°C内部输送是将预加热器317-C-01下来的切片输送到反应器317-C-02.密相输送系统使用热氮气是因在输送时不会有热损失与损坏切片氮气压缩机317-V-06和氮气加热器317-W-10.出自加热器的切片要输送到反应釜入口，这一中间输送系统可优化厂房布置（高度和空间要求）从而降低厂房造价。聚合物输送系统的特点：—单股气流，输送速度低。聚酯切片从预热器经气力输送到反应釜，使用的是与氮气提纯系统相接的密闭式氮气回路，该系统不需要补充氮气。—切片输送轻柔，不产生粉尘。—无额外氮气消耗。1.5SSP反应反应器：316/317-C-02圆柱体高:15.0m(直径3.7m)工艺原理：垂直重力流反应器工艺气体：氮气（循环及纯化）滞留时间：16小时(圆柱体13.5小时)工艺温度：210℃工艺气体入口温度：50℃切片从氮气输送系统落入SSP反应器317-C-02,切片缓慢的由移动床下降，反应产生的副产物经逆流而上的氮气带走。从反应器317-C-02流出的气体与从预加热器317-C-01流出的气体汇合后流入袋式过滤器317-F-03过滤除尘后，气体分为两路，一路至洗涤系统另一路循环回到预加热系统。通过调整切片在反应器内的温度与滞留时间，使切片分子量增加到需要的期望值，乙醛含量降低至1PPM以下。反应阶段二次结晶会稍有增加，该反应釜的设计可避免产品熔结。反应工艺介质是氮气，可防止切片出现热降解和氧化降解。反应器的特点：—在无搅拌器、重力流式反应釜内进行一步处理，氮气逆流操作。切片以均匀温度处理，所需时间极短。反应釜的设计特点是可保持最低的堆积压力以免聚合体熔结。—滞留时间分布极佳，最优化的柱塞流特性。—无机械搅拌，因而颗粒不会变形。—在提纯的氮气回路环境下，切片反应温度约为210℃。—即使高改性切片也没有颗粒结块。—切片在反应釜锥体内进行预冷却（180℃）。—无需维修。1.6氮气提纯系统在SSP反应过程中乙醛、乙二醇、齐聚物、粉尘和水等副产品被预加热器和反应釜的氮气流收集起来，因此，循环氮气就需要提纯以保持反应效率并减少氮气补充量。SSP反应所需要的工艺氮气露点要小于-40℃、氧含量要小于10ppm、碳氢化合物含量小于10ppm方能达到最佳产品质量。氮气提纯系统的特点：—三级提纯，即过滤、洗涤和氮气干燥。出自加热器317-C01和反应釜C17-C02的两股热氮气流汇成一股并在一共用自动脉冲过滤器317-F03内过滤。加热器氮气被二次加热然后回到工艺系统，反应器氮气则被分离出去并在一洗涤塔内完全提纯并在一双干燥剂层中干燥，反应釜氮气以60℃的温度加入反应器。—预热器氮气回路污染小。—完全提纯的反应釜氮气回路。—工艺氮气中不含氧。—提纯系统使用寿命长。—提纯系统很少需要维修。氮气补充.SSP反应需要的工艺氮气露点小于-40°C,氧含量小于10ppm.工艺气体进入三段洗涤单元第一段使用冷卻水冷卻循環EG.此外此阶段也是冷凝和移除随气流中的低聚物第二第三段使用冷冻水冷卻循環EG使EG温度降至8℃和除湿使露点降至-40℃补充的新鲜EG直接喂入第三段循环液体中；多余的EG排到液相缩聚的热井，送浆料制备.1.7切片冷却：切片冷却器:316/317-A-02工艺原理：流化床PULSBED(FLUIDIZEDBED)工艺气体：空气,最高30℃滞留时间：9分钟调整反应器锥底的氮气温度，将反应釜出口的产品温度降低到180℃，即可用空气进一步冷却。热切片连续经旋转喂料阀317-H-04/B进入流化床317-A-02，将切片温度降至60℃。冷空气经过滤器317-F-05后进入流化床.离开流化床的热空气经过滤器317-F-04移除粉尘后排入大气固相树脂须先冷却再储存和包装，通常的最大包装温度低于60℃。切片冷却系统的特点：—用流化床冷却器进行一步处理。冷却时间为几分钟，冷却介质为过滤后的环境空气，由于切片入口温度低于180℃，因此绝对不会出现聚合物降解。—无机械搅拌因而切片不会变形。—用空气冷却的温度最高为180℃（开式空气回路）。—即使高改性聚合物也不会有颗粒结块。—切片除尘性能极佳。1．8控制和电力系统SSP系统带一独立的控制系统，有许多现场控制盘如氮气纯化控制盘和称重装置，现场控制盘与主控制系统相连接。用控制系统可进行装置的完全自动化操作，开、停车及故障检修需由操作工进行。控制和电力系统的特点：—艾默生产△V牌可扩充控制系统。—以太网/降低安装成本。—标准的操作站。—事件记录—过程历史和趋势图。—系统诊断。—马达电源控制屏。—加热器电源控制屏。1．2工艺流程图：