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上海石化15萬(wàn)噸聚酯裝置現(xiàn)場(chǎng)
榮獲“中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步”一等獎(jiǎng)的“低溫短流程平推流聚酯技術(shù)”,經(jīng)歷了10年近20套的工業(yè)化裝置運(yùn)行實(shí)踐,又經(jīng)中石化集團(tuán)公司和紡織工業(yè)協(xié)會(huì)多方面的審查、考核、驗(yàn)收、鑒定,被確認(rèn)為國(guó)際領(lǐng)先水平的聚酯合成技術(shù)。
中國(guó)是世界聚酯第一生產(chǎn)大國(guó),去年化纖產(chǎn)量約3000萬(wàn)噸。其中滌綸占了2500萬(wàn)噸左右。
在龐大的產(chǎn)能與產(chǎn)品品種單一的巨大矛盾中,中國(guó)的聚酯行業(yè)面對(duì)這樣的抉擇,行業(yè)必須徹底改造和提升。除了淘汰落后的小聚酯和上世紀(jì)引進(jìn)的落后聚酯產(chǎn)能,對(duì)近年來(lái)建設(shè)的品種單一的裝置,或者因高溫、長(zhǎng)停留時(shí)間、原料與產(chǎn)物返混造成的產(chǎn)品質(zhì)量差的裝置進(jìn)行技術(shù)改造外,還要達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)能、節(jié)能、降耗、減少污水、優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的,最終提高企業(yè)和整個(gè)聚酯行業(yè)的利潤(rùn)率。于是,“低溫短流程平推流聚酯技術(shù)”應(yīng)運(yùn)而生。該項(xiàng)目由上海聚友化工有限公司、中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司、中國(guó)紡織科學(xué)研究院、桐昆集團(tuán)股份有限公司、南京昊揚(yáng)化工裝備有限公司共同完成。
劍指國(guó)外先進(jìn)技術(shù)“軟肋”
我國(guó)在聚酯工業(yè)起步階段以及后來(lái)的高速發(fā)展階段,先后引進(jìn)了世界上兩類(lèi)連續(xù)聚酯技術(shù),這兩類(lèi)由日本、德國(guó)、意大利、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家掌控的聚酯工業(yè)化的“祖師爺”技術(shù),如果與“低溫短流程平推流聚酯技術(shù)”相比,在產(chǎn)品質(zhì)量和物耗能耗方面差距明顯。
第一類(lèi)是“低溫長(zhǎng)流程聚酯技術(shù)”。這類(lèi)技術(shù)以日本鐘紡公司、德國(guó)吉瑪公司(五釜)、瑞士依文達(dá)/卡爾菲舍公司等為代表。該技術(shù)的最大特征是在每個(gè)反應(yīng)器均通過(guò)機(jī)械攪拌器來(lái)更新反應(yīng)界面,提高反應(yīng)速度。其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)溫度較低,缺點(diǎn)是由于反應(yīng)物與產(chǎn)物不斷的返混也加大了逆向反應(yīng)速度,反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),在縮聚反應(yīng)的鏈增長(zhǎng)階段,結(jié)構(gòu)不合理的機(jī)械攪拌作用也是加速降解和增加端羧基含量的不利因素。
第二類(lèi)是“高溫短流程聚酯技術(shù)”。這類(lèi)技術(shù)的代表是美國(guó)杜邦/康泰斯公司(三釜),此類(lèi)技術(shù)的最大特征是酯化、預(yù)縮聚反應(yīng)器無(wú)機(jī)械攪拌。特別是在酯化反應(yīng)器中,通過(guò)外循環(huán)加熱使反應(yīng)器內(nèi)的物流呈單向流動(dòng),酯化反應(yīng)主要在管式反應(yīng)器中進(jìn)行,循環(huán)的動(dòng)力靠物流密度差來(lái)形成。其缺點(diǎn)是只能單一靠升高溫度一種手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。
中國(guó)創(chuàng)造顯示出全面技術(shù)優(yōu)勢(shì)
“低溫短流程平推流聚酯技術(shù)”首創(chuàng)了一種能生產(chǎn)分子量分布窄、質(zhì)量?jī)?yōu)良的高品質(zhì)聚酯產(chǎn)品的裝備和成套技術(shù),在連續(xù)聚合聚酯生產(chǎn)中,物料消耗、能量消耗等重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全面超越了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)。
該項(xiàng)技術(shù)和世界上其他任何一種三釜流程技術(shù)乃至五釜流程技術(shù)都有著明顯的本質(zhì)區(qū)別,既優(yōu)于國(guó)外的“高溫短流程聚酯技術(shù)(如杜邦/康泰斯三釜)”,也優(yōu)于國(guó)外的“低溫長(zhǎng)流程全混聚酯技術(shù)(如:吉瑪五釜、鐘紡五釜、伊文達(dá)/卡爾菲舍五釜、四釜等)”,形成了世界首創(chuàng)的、先進(jìn)的低溫短流程聚酯技術(shù)。
該項(xiàng)目技術(shù)的關(guān)鍵是,在整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程中,物流保持在既有利于提高反應(yīng)速率,又能最大限度降低副產(chǎn)物含量而且對(duì)副產(chǎn)物含量能進(jìn)行控制的合理的平推流狀態(tài)中。特別是在反應(yīng)時(shí)間縮短的情況下酯化反應(yīng)體系溫度低,不出現(xiàn)傳統(tǒng)的、由攪拌形成的全混流動(dòng)狀態(tài),反應(yīng)物及產(chǎn)物不出現(xiàn)返混流動(dòng);采取對(duì)物流沿流動(dòng)方向進(jìn)行精細(xì)的分段處理,既有非均相的管式反應(yīng)區(qū),又有利用塔式設(shè)備設(shè)置不同分級(jí)的技術(shù),在不同階段及時(shí)脫出產(chǎn)物小分子,不斷提高反應(yīng)物的摩爾濃度,從而提高正向反應(yīng)速率。
在反應(yīng)器內(nèi)有明顯的非均相反應(yīng)區(qū)和均相反應(yīng)區(qū)的界線(xiàn),使整個(gè)過(guò)程始終保持平推流。聚酯生產(chǎn)的主工藝過(guò)程物料停留時(shí)間,較長(zhǎng)流程縮短一半。
在三大領(lǐng)域有廣闊市場(chǎng)前景
此項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)大、中型化纖企業(yè)的應(yīng)用表明,聚酯產(chǎn)品質(zhì)量全面提高,與其他技術(shù)相比,分子量分布窄,有害副產(chǎn)物含量低,且其含量還可根據(jù)后加工的需要進(jìn)行控制。
目前使用該技術(shù)的單位及主要產(chǎn)品有,生產(chǎn)質(zhì)量?jī)?yōu)異的大有光切片(上海石化滌綸部)、直紡或切片紡長(zhǎng)絲(江蘇張家港欣欣化纖)、直紡短纖(江蘇蘇州新蘇化纖)、陽(yáng)離子可染聚酯(江蘇吳江赴東化纖、浙江桐昆恒盛化纖)和膜用切片(上海邦凱塑膠、上海紫光集團(tuán)、樂(lè)凱集團(tuán)二膠)。以上各廠(chǎng)的產(chǎn)品質(zhì)量均為國(guó)內(nèi)最好,很多指標(biāo)超過(guò)了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品。其在產(chǎn)業(yè)用、非纖用和工程材料用方面有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。建設(shè)了目前國(guó)內(nèi)聚酯裝置物耗、能耗的綜合消耗技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最先進(jìn)的裝置。
由于該技術(shù)解決了困擾聚酯產(chǎn)業(yè)多年的副產(chǎn)物含量不能有效控制的技術(shù)問(wèn)題:能對(duì)副產(chǎn)物(端縮基和二甘醇)含量和分子量分布窄有效控制,可解決副產(chǎn)物影響國(guó)產(chǎn)滌綸面料染色的問(wèn)題,形成解決聚酯產(chǎn)品影響纖維染色性能的核心技術(shù)。同時(shí),對(duì)副產(chǎn)物指標(biāo)值和允許的波動(dòng)范圍可控,用于指導(dǎo)生產(chǎn),使生產(chǎn)的聚酯產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了世界先進(jìn)水平。
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