5.9 Кинетическая модель и механизм процесса этерификации терефталевой кислоты этиленгликолем

Этерификацня ТФК является обычной реакцией образования сложного эфира (ДГТ) при взаимодействии кислоты (ТФК) и спирта (ЭГ):

В том случае, когда этерификация ТФК этиленгликолем про­водится при атмосферном давлении (температура >200^CC), ис­пользуют мольное соотношение исходных компонентов ТФК:ЭГ, равное 1:(1,5—2,0), что соответствует соотношению по массе 1 : (0,6-0,8); в качестве катализаторов используют ацетаты двух­валентных металлов, тетрабутоксититан, фосфористую кислоту и т. д. Продолжительность реакции обычно составляет 6—8 ч. Для ускорения реакции ее проводят при 220—240°С в среде олигомеров — продуктов этерификации, предварительно введенных в ап­парат. Проведение процесса этерификации под избыточным дав­лением 0,2—1 МПа при 240—280°С более предпочтительно, так как осуществляется при меньших затратах сырья (мольное соот­ношение ТФК:ЭГ не превышает 1:1,5); при этом не требуется применение катализатора и продолжительность процесса сокра­щается до 2—4 ч. Выход ДГТ и олигомеров ПЭТ составляет 95-98%.

5.10 Особенности проведения, технологические схемы и параметры получения пэтф по непрерывному способу из тфк и эг

Непрерывная схема производства полиэфирной нити из ТФК отличается от рассмотренной выше схемы на основе ДМТ. Терефталевая кислота в виде порошка непрерывно дозируется с помощью ленточных весов в пастосмеситель, куда одновременно подается ЭГ с различными добавками и катализатором поликонденсации. При смешении обоих мономеров получается суспен­зия в виде пасты, которая после подогревателя 12 последовательно проходит через три аппарата этерификации, работающих под избы­точным давлением (соответственно от 1 до 0,2 МПа) при 270°С. В двух последующих аппаратах, аналогичных по конструкции пер­вым трем, проводят предварительную поликонденсацию в вакууме и получают форполимер с молекулярной массой 5000-6000. Для получения ПЭТ с молекулярной массой 35000—40000 окончатель­ную поликонденсацию проводят в двух последовательно установ­ленных аппаратах 9 и 7, работающих при одинаковых вакууме (0,066—0,135 кПа) и температуре (280⁰С). Расплав ПЭТ, получен­ный по такой схеме, имеет высокую вязкость, поэтому требуется большое избыточное давление (10,0— 20,0 МПа) для его передачи на прядильную машину.

Непрерывный процесс получения ПЭТ и нитей на его основе имеет следующие преимущества: при прямом формовании поли­эфирных нитей расплав подается непосредственно на прядильные блоки (головки), отпадает необходимость в применении громозд­ких загрузочных бункеров, сложных и энергоемких плавильных устройств, достигается возможность переработки ПЭТ практически любой молекулярной массы, поскольку не требуется повторного плавления полимера

Рис. – Получение высокопрочной технической нити из ТФК

1-бункер ТФК; 2-расходная емкость для ЭГ; 3-сборник воды и ЭГ; 4-смеситель; 5-прядильная машина; 6-разгрузочный шнек; 7-второй поликонденсатор; 8-насос; 9-второй поликонденсатор; 10-предполиконденсатор; 11-этерификаторы; 12-подогреватель пасты; 13-пастосмеситель; 14-весовой дозатор ТФК