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聚酯生产装置的挥发性有机物控制（下） 　　（接上期） 　　3 国内聚酯装置绿色生产技术现状 　　国内聚酯工程技术的开发是从国外技术的引进和消化吸收开始的，之后结合装置的扩容改造对聚酯工程技术做了进一步的研究和应用。经过近20年的技术研发和改进，目前国内聚酯工程技术已经达到了世界先进水平，众多设计人员和生产技术人员不断投入精力开展技术改进工作，尤其是在降低原料的消耗、降低制造成本和提高产品质量等方面取得了很好的成绩。 　　低温长流程和高温短流程是两种各具特点的聚酯加工技术，可以应用于民用丝、工业丝、瓶级聚酯和膜级聚酯等多个领域。这两种技术共同经历了化学反应基础理论的研究及生产工艺技术的开发阶段，尤其是针对酯化、预缩聚和终缩聚的反应动力学及汽液传质的研究，华东理工大学开展了基础理论研究，并获得了大量的研究成果，为设计院开展工程设计提供了基础数据，也为生产技术人员优化工艺和实施技术改造提供了理论依据。以中国昆仑工程公司、中国纺织科学研究院聚友化工公司及扬州惠通化工技术有限公司等为代表的国内聚酯工程设计领域的主要设计方不断完善工程设计方案，陆续开发了各种技术特点的高产能聚酯装置，并开始涉足改性差别化连续式聚酯工程的设计，同时关注了乙醛精馏环保回收及四釜节能工艺流程的开发。 　　针对日趋严峻的环保问题，如何实现聚酯工业的绿色生产是当今技术人员面对的新课题，对聚酯产品的回收处理是一大绿色课题，但面对国内近5 000万t的聚酯产能，如何减少这些产能在运作时对环境产生负面影响是更为现实的环保问题。除了做好燃煤的脱硫除尘工作外，减少聚酯装置中产生的VOCs污染是众多设计人员和生产技术人员需要共同解决的关键问题。要解决这些问题，首先要对聚酯工程技术进行理论研究，并在其基础上进一步探索改进措施。以下分别对酯化反应、预缩聚反应和终缩聚反应过程进行分析说明。 　　3.1 酯化反应过程 　　在对苯二甲酸和乙二醇进行直接酯化反应的过程中，首先应将该反应过程分解为化学平衡、化学反应动力学和各种影响反应速率的传质过程。 　　进行化学平衡和化学反应动力学分析，首先要检测达到反应清晰点时的酯化物端羧基含量，包括未反应的对苯二甲酸含量及游离酸含量，这样可以直接应用于反应动力学计算，建立相应的数学模型化分析，从微观角度分析就是增加乙二醇分子与对苯二甲酸分子的碰撞几率；其次在实验分析的基础上研究酯化反应过程中生成的酯化物和水的量，从而分析乙二醇与对苯二甲酸的比例如何影响最终产物的量，即如何确保化学平衡的正向进行，最终确定均相反应正常进行的各项工艺条件。 　　对于影响反应速率的传质过程分析，应该在研究酯化反应产物的基础上，分析如何将产物之一的水和反应系统中的乙二醇及时进行分离，同时如何确保反应系统中的乙二醇与对苯二甲酸的物料比例稳定，这些研究涉及通过数学模型化来分析气液传质过程，在研究该过程时必定需要研究物料的汽液平衡状态，除原料及酯化物的各项物理特性外，酯化反应器的内部结构及搅拌器的叶桨型式与物料流动方式的关系分析非常重要，这些都是建立汽液平衡分析的基础。反应温度、反应压力及两种原料的摩尔比等反应器的基本操作参数会对气液传质速率产生很大的影响，其它如乙二醇与对苯二甲酸配制成的浆料如何进入酯化反应器，工艺塔底部采出的回流乙二醇进入酯化反应器的位置，这些也是研究汽液平衡状态进而研究影响反应传质过程的重要因素。 　　通过以上研究能够得出酯化反应过程的各项传质及传热的关联式，如果定量地应用于建立数学模型的过程中，就能很好地模拟出工业生产时酯化反应器的操作条件，这些研究为聚酯工程项目的酯化工艺设计提供了理论依据，也为实现酯化过程中减少乙醛产生量的目标建立了理论分析的基础。 　　通过实验研究和数据处理会得到对苯二甲酸在酯化物中的溶解度关联式，同时得到水、乙二醇及酯化物汽液平衡数据关联出的气液传质速率关联式，在此基础上选择合适的酯化反应温度、原料摩尔比和工艺塔操作条件，提高固相对苯二甲酸溶解于酯化物的效率，最终达到均相反应的目的。这些也为确定合适的酯化反应温度和反应停留时间提供了依据，应尽量选择较低的酯化反应温度和较短的反应停留时间，避免由于温度设定偏高造成乙二醇脱水生成乙醛的反应速度加快；反应时间过长则会造成化学平衡有利于乙二醇脱水生成乙醛，因为在反应期间乙醛不断通过工艺塔的顶部采出进入酯化工艺废水系统，而反应系统中乙醛的脱除是有利于乙二醇脱水生成乙醛的化学平衡偏向正方向进行的。工艺塔的作用是建立乙二醇与水的汽液平衡，使酯化水及时脱除，和乙二醇及时回流进入酯化反应系统，这也是为了使酯化反应的化学平衡有利于正方向进行，因此酯化反应与副反应同时进行对于选择停留时间是矛盾的，这就需要优化工艺条件，在满足酯化率的前提下尽可能地减少反应停留时间。 　　3.2