通過對(duì)本公司半連續聚酯裝置的間歇回收系統在不同生産能(néng)力和(hé)不同品種的負荷下(xià)，物料和(hé)熱力學衡算(suàn)，從(cóng)而得出其配套設備的具體技術特性，爲回收系統适應不同條件的半連續聚酯裝置提供理(lǐ)論依據。
關鍵詞：聚酯 精餾塔 換熱面積

㈠ 前言

我公司是一家工(gōng)程公司，主要對(duì)外(wài)承接一些(xiē)半連續、連續聚酯工(gōng)程項目。因承接的工(gōng)程較多，且各家要求上(shàng)的生産能(néng)力各有不同，固我們工(gōng)程設計(jì)室就要根據不同的生産條件設計(jì)不同的配套設施。現(xiàn)按照年産20000T／Y聚酯裝置（單線爲10000T／Y）爲設計(jì)條件，對(duì)相配套的回收系統進行理(lǐ)論計(jì)算(suàn)。

㈡ PET生産負荷下(xià)的設備

單線爲10000T／Y的聚酯裝置，正常的PTA投料量5000Kg。則每天出來(lái)的粗EG量爲：
(最終的PET聚合度按n=100進行計(jì)算(suàn))
m2=7650.6 ×(100-1)62/(254×100)=1849Kg
全年按333天的生産天數計(jì)算(suàn),則每天生産5.3釜/天即可滿足要求,
每天1條生産線産生的EG量爲： 1849×5.3=9800Kg
考慮2條線滿負荷生産，
則一天産生的粗EG量爲： M1=9800×2=19600Kg=19.6t
在實際生産操作(zuò)過程中，按3班制，每班處理(lǐ)5h，
則每班每小(xiǎo)時(shí)的處理(lǐ)量爲： 19.6／（3×5）＝1.307T

1、 EG蒸餾釜的換熱面積F

F＝Q／K． ΔT
Q ----------------粗EG總的吸熱量
K ----------------傳熱系數(取K=300Kcal/m2.h.℃)
ΔT---------------蒸餾釜的内外(wài)溫差(釜内爲60℃, 釜夾套爲300℃) 其中Q=Q1+Q2
Q1 ---------------粗EG的溫升吸熱量Kcal/ h
Q2 ---------------粗EG的汽化吸熱量 Kcal/ h
Q1=M．ΔT．CP
M-----------------粗EG的處理(lǐ)量t/ h
CP----------------粗EG的平均比熱(取EG的平均比熱爲CP =0.64Kcal/ Kg．℃)
ΔT---------------粗EG的溫升 (粗EG由50℃升至130℃)
Q1=1307×80×0.64=6.692 ×104 Kcal/ h
Q2=M．γ
M-----------------粗EG的處理(lǐ)量t/ h
γ----------------粗EG的汽化熱(EG在130℃溫度下(xià)的汽化潛熱爲γ=233Kcal/ Kg)
令塔頂的回流比爲2.5
Q2=1307×(1+2.5) ×233=106.59×104 Kcal/ h
Q=Q1+Q2=6.692+106.59=113.282×104 Kcal/ h
F=113.28×104 /(300×220)=17.3M2

2、蒸餾釜的體積

正常生産操作(zuò)過程中，蒸餾釜的物料填充系數爲0.7 1. 19.6/(3×0.7)=9.3m3
爲了(le)使蒸餾釜有一個适應性較好(hǎo)的操作(zuò)彈性,必須保證其有足夠的蒸發面積和(hé)有一定的緩沖空(kōng)間。在實際選擇時(shí)，我們都考慮中間設置一個起緩沖作(zuò)用(yòng)的粗EG儲罐,并按一天進行三個班的回收,每班時(shí)間大(dà)約爲4h左右。固蒸餾釜可以适當小(xiǎo)一點，取V=8 m3左右。

3、餾塔的直徑（D）和(hé)塔高(gāo)（H）

D= V/(л/4×3600×µ)
V-----------------粗EG汽相流量M3／h
µ-----------粗EG汽相流速 (取µ=1M／S)
ρ----------------粗EG蒸汽密度(取ρ=0.6M3／Kg)
V=1307/0.6=2178M3／h D= ( 4×2178)/(3600×1×л)=0.8 M

塔高(gāo)（H）:按填料塔設計(jì),在取µ=1M／S時(shí), D=0.8 ~1.2M情況下(xià),等闆高(gāo)度(即闆間距) 取0.6M,塔闆數爲15塊,則H=0.6×15=9M

4、 冷凝器的換熱面積 F冷＝Q1＋Q2／K．ΔTm

Q1 ---------------粗EG蒸汽冷凝後放(fàng)出的熱量Kcal/ h
Q2 ---------------粗EG冷凝液冷卻後放(fàng)出的熱量 Kcal/ h
ΔTm--------------冷凝器的内外(wài)平均溫差
拟塔頂溫度控制在130℃，冷凝液冷卻後的溫度爲40℃。
Q1=G.R
G-----------------粗EG蒸氣流量Kg/ h
R-----------------EG在130℃時(shí)的汽化潛熱
Q1=G.R=1307×233=3.045×105Kcal/ h
Q2=C.G. ΔT
CP----------------粗EG的平均比熱(取EG的平均比熱)
ΔT---------------EG冷凝液冷卻溫差(EG溫度由130℃下(xià)降至40℃)
Q2=C.G. ΔT=0.64×1307×(130-40) =7.528×104 Kcal/ h
Q= Q1+ Q2=3.045×105+0.7528×105=3.798×105Kcal/ h
K=245 Kcal/m2.h.℃(傳熱系數)
ΔTm=[(T1-t1)-(T2-t2)]/ ln (T1-t1)/ (T2-t2)
T1=130℃----------粗EG在負壓精餾時的塔頂溫度
T2=40℃-----------EG冷凝液冷卻後的溫度
t1=35℃-----------冷卻水(shuǐ)出口溫度℃
t2=30℃-----------冷卻水(shuǐ)進口溫度℃
ΔTm=[(130-35)-(40-30)]/ Ln (130-35)/ (40-30)=37.8℃

所以F冷=3.7978×105 /37.8×245=41m2

㈢、CDP生産負荷下(xià)的設備

CDP是聚酯新品種的一種，稱作(zuò)陽離子切片。是一種染色性能(néng)較好(hǎo)的聚酯品種。CDP纖維可得到(dào)PET纖維所沒有的鮮豔色澤及高(gāo)發色性。生産陽離子切片是在普通聚酯中加入第三單體，因三單體溶液在BHET中的溶解度要比在PET的溶解度高(gāo)，且三單體溶液容易自(zì)聚，故酯化反應完成後，還要在酯化液中加入醇解EG。該部分的EG同樣要在後期的反應中釋放(fàng)出來(lái)，也(yě)需要進行回收。

1、 回收EG的總量

酯化液中加入醇解EG的量爲：
每釜料加入醇解EG：560L
全年按333天的生産天數計(jì)算(suàn),則每天生産6釜/天即可滿足要求,每天1條生産線産生的EG量爲： 1849×6+560×6=13160Kg
考慮2條線滿負荷生産，則一天産生的粗EG量爲： M1=13160×2=26320Kg=26.32t
在實際生産操作(zuò)過程中，按3班制，每班處理(lǐ)5h，則每班每小(xiǎo)時(shí)的處理(lǐ)量爲： 26．32／（3×5）＝1.754T
按照上(shàng)述同樣的計(jì)算(suàn)方法，得出以下(xià)的計(jì)算(suàn)結果： F=23M2 F冷=91 M2 D= 1.25 M H=11.25M

㈣ 結論:
1、EG蒸餾釜的加熱面積必須應保證大(dà)于或等于所計(jì)算(suàn)的數值，并考慮實際生産的一些(xiē)可變和(hé)不穩定的因素，放(fàng)一定的餘量。
2、随着負荷的增加，所需的設備因數相應放(fàng)大(dà)，故應保證熱媒和(hé)冷卻水(shuǐ)的正常供給。