CN104497281A - 高白度聚酯pet瓶片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高白度聚酯PET瓶片的制备方法，属于化工领域。高白度聚酯PET瓶片的制备方法，其工艺过程主要是：采用三氧化二锑或乙二醇锑为催化剂合成PET树脂基片，通过减少锑离子的还原量，使聚酯PET瓶片的基础切片色相L值达到60以上，再经常规固相缩聚后制得高白度聚酯PET瓶片。采用高白度聚酯PET瓶片的制备方法，避免了使用锗系、钛系催化剂的高昂价格，降低了成本，给企业带来明显的效益。
Description
技术领域：本发明属于化工领域，特别是一种聚酯PET瓶片的制备方法。
背景技术：聚对苯二甲酸乙二醇酯简称PET，在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，尺寸稳定性好，常用于合成纤维，食品包装，各类薄膜，塑料合金等领域。PET合成采用的锗系、锑系和钛系催化剂因成本和产出的PET质量有差异而应用领域有不同。由于使用锑系催化剂综合效益最佳，PET合成总量的90％以上使用锑系催化剂。目前常用的锑系催化剂有三氧化二锑和乙二醇锑，生产聚酯PET瓶片工艺可分为2大工艺过程，首先经浆料混合、酯化、缩聚、切粒后制备基础切片，再将基础切片经固相缩聚后得到聚酯PET瓶片。
基础PET切片的色相决定了包装瓶的色相白度，聚酯PET瓶片的基础切片色相L值一般要求大于56，高白度聚酯PET瓶片的基础切片L值要求在60以上，用于高端饮用水的包装。在PET合成工艺中，聚合副产物乙醛在酯化和聚合阶段大量产生，并随脱离***的乙二醇回用至浆料混合及酯化反应阶段。乙醛随乙二醇回用，导致PET合成反应***内部分锑离子还原成锑原子，使切片发灰，影响切片色相的白度。
采用三氧化二锑或乙二醇锑为催化剂生产聚酯PET瓶片，该类含有锑的催化剂称为锑系催化剂。因树脂在合成中有大量锑离子被还原为锑原子，导致切片发灰，基础切片L值难达到60以上。目前高白度聚酯瓶片的生产主要采用锗系或钛系催化剂与锑系催化剂进行复配，提高基础切片的L值，但锗系催化剂和钛系催化剂的加入会导致产品成本的大幅上升。
发明内容：本发明的目的是提供一种高白度聚酯PET瓶片的制备方法，在采用锑系催化剂合成PET的基础上，控制***内锑的还原，使聚酯PET瓶片的基础切片色相L值达到60以上，克服现有技术产品白度不足的问题。
本发明的目的是这样实现的：高白度聚酯PET瓶片的制备方法，其工艺过程主要是：采用三氧化二锑或乙二醇锑为催化剂合成PET树脂基片，通过降低合成过程***内乙醛的含量，减少锑离子的还原量；将催化剂加入位置由浆料配制阶段加入改由酯化完成后加入，消除因锑在酯化阶段的还原对产品白度的影响，使聚酯瓶片的基础切片色相L值达到60以上，再经常规固相缩聚后制得高白度聚酯PET瓶片；具体步骤如下：
(1)对苯二甲酸与乙二醇配制成浆料，先进行酯化反应，再将催化剂加入进行缩聚反应，切粒后制备聚酯PET瓶片的基础切片；
(2)酯化工艺阶段，蒸出的乙二醇和水在精馏塔进行分离，分离后的乙二醇回用至浆料配制，精馏塔塔底温度在180℃～185℃，塔顶温度在99.5℃～100℃；
(3)精馏塔对酯化蒸出的乙二醇和水进行分离，在精馏塔外回流中加软水，软水硬度不高于0.3mg/L(以CaO计)。每小时加入软水量占精馏塔外回流质量流量的25％～40％，通过软水加入量控制回收的乙二醇中乙醛含量不高于0.0002％；
(4)缩聚工艺阶段产生的乙二醇，在回用浆料混合前进行除醛，乙二醇中乙醛含量不高于0.0003％。除醛方法是将含有乙醛的乙二醇预热后从一空腔塔内上部喷入，塔顶通过管道连接至一个冷凝器用于收集分离出的乙醛和水，冷凝器后接真空液环泵，塔底收集除醛的乙二醇。分离工艺为塔内真空压力4000pa～5000pa，乙二醇进塔流量2M3/h～4M3/h，乙二醇预热温度为60℃～70℃，冷凝器内温度不高于5℃；
(5)制备的PET基础切片经常规固相缩聚工艺，得到高白度聚酯PET瓶片成品。
采用高白度聚酯PET瓶片的制备方法，避免了使用锗系、钛系催化剂的高昂价格，降低了成本，给企业带来明显的效益。
具体实施方式：下面结合实施例作进一步的说明。
高白度聚酯PET瓶片的制备方法，是在采用锑系催化剂合成PET的基础上，降低***内乙醛的含量，减少锑离子的还原；将催化剂加入位置由浆料配制阶段加入改由酯化完成后加入，消除因锑在酯化阶段的还原对产品白度的影响，使聚酯瓶片的基础切片色相L值达到60以上的制备工艺，其工艺步骤是：
(1)浆料混合，乙二醇和对苯二甲酸按照摩尔比1.2～1.4∶1进行混合，配制成浆料。
(2)酯化，配制好的浆料进行酯化反应，第一步控制酯化反应温度在245℃～270℃，反应压力0.2Mpa～0.27Mpa，反应时间为2.5小时～3小时；第二步控制酯化反应温度在255℃～275℃，反应压力0.04Mpa～0.06Mpa，反应时间为1.5小时～2小时；将配制好的锑系催化剂溶液用计量泵经酯化和缩聚的连接管道进入***，该管道中设置静态混合器，以利于催化剂与物料的充分混合。聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成工艺中，锑离子是缩聚催化剂，在酯化阶段不起催化作用，如果在浆料配制过程中加入，将导致催化剂锑离子接触高温和乙醛4小时～5小时，使部分还原为锑原子，影响切片的白度。
(3)酯化蒸出的乙二醇和水进入精馏塔进行分离，控制精馏塔塔底温度在180℃～185℃，塔顶温度在99.5℃～100℃；该工艺温度条件下可使得乙醛最大限度的脱离乙二醇，塔上部精馏段蒸出水和乙醛等低沸物，塔下部提馏段得到提纯的乙二醇返回装置再次使用。
(4)在精馏塔外回流中加软水，软水硬度不高于0.3mg/L(以CaO计)。每小时加入软水量占精馏塔外回流质量流量的25％～40％。，用于稀释外回流水中的乙醛含量，使得塔内乙醛更容易被带出，通过软水加入量控制回收的乙二醇中乙醛含量不高于0.0002％；
(5)缩聚反应，酯化完成的物料先进行预缩聚，控制反应温度在270℃～285℃，反应真空在2800pa～3500pa，反应时间为1.5小时～2小时。经预缩聚后的物料粘度提高至0.35dl/g～0.39dl/g，再将反应温度控制在275℃～286℃，反应真空500pa～80pa，反应时间为1.5小时～2小时进行终聚反应；
(6)缩聚产生的乙二醇，在回用浆料混合前进行除醛；方法是将含有乙醛的乙二醇预热后从一空腔塔内上部喷入，塔顶通过管道连接至一个冷凝器用于收集分离出的乙醛和水，冷凝器后接真空液环泵，塔底收集除醛的乙二醇。分离工艺为塔内真空压力4000pa～5000pa，乙二醇进塔流量2M3/h～4M3/h，乙二醇预热温度为60℃～70℃，冷凝器内温度不高于5℃；经气提后的乙二醇中乙醛含量不高于0.0003％。
(7)当聚合物料粘度提升至0.560dl/g～0.620dl/g，经出料切粒制得高白度瓶用PET树脂的基础切片。
(8)将基础切片经常规的固相缩聚工艺过程，提高产品的粘度至0.75dl/g～0.88dl/g制得高白度聚酯PET瓶片成品。
下面将所选的同一批原料，分别在未采取除醛措施和采取除醛措施及变更催化剂加入位置的对比数据，测得的聚酯PET瓶片基础切片的色相L值列表做一对比：
①未采用高白度聚酯PET瓶片的制备方法基片色相L值
②采用高白度聚酯PET瓶片的制备方法基片色相L值
由表中数据看出采用高白度聚酯PET瓶片的制备方法的基片色相L值得到明显提高，达到高白度聚酯PET瓶片的要求。
Claims (3)
1.高白度聚酯PET瓶片的制备方法，其特征是：采用三氧化二锑或乙二醇锑为催化剂在酯化完成后加入反应***，消除锑离子在酯化阶段的还原；通过降低回用乙二醇中的乙醛含量减少锑离子的还原来合成PET树脂基片，再经常规固相缩聚曾粘后制得高白度聚酯PET瓶片。
(1)如权利要求1所述，回用乙二醇和水在精馏塔的分离，精馏塔塔底温度为180℃～185℃，塔顶温度为99.5℃～100℃；
(2)如权利要求1所述，精馏塔分离的回用乙二醇中乙醛含量不高于0.0002％；
(3)如权利要求1所述，缩聚工艺阶段产生的乙二醇，在回用浆料混合时乙醛含量不高于0.0003％。
2.如权利要求1所述的高白度聚酯PET瓶片的制备方法，其特征是：精馏塔对酯化蒸出的乙二醇和水进行分离，在精馏塔外回流中加软水，每小时加入软水量占精馏塔外回流质量流量的25％～40％。
3.如权利要求1所述的高白度聚酯PET瓶片的制备方法，其特征是：缩聚产生的乙二醇预热后从一空腔塔内上部喷入，塔顶通过管道连接至一个冷凝器用于收集分离出的乙醛，冷凝器后接真空液环泵，塔底收集除醛的乙二醇。
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