一种生产多功能差别化聚酯纤维的方法与流程

本发明涉及一种轻工纺织领域聚酯生产工艺，具体涉及一种生产多功能差别化聚酯纤维的方法。

背景技术：

2015年我国化纤总产量达到4831万吨，占全球比重高达70％，占纺织纤维加工量比重超过80％。然而目前我国化纤行业仍旧大而不强，高投入、高消耗、高排放的生产方式没有得到根本改变，尤其是一些常规化聚酯产能大，工艺流程固定，生产品种单一，产品同质化严重，而对于市场需要的多种高附加值的产品又难以根据市场变化迅速做出反应。

因此，当前的固定的聚酯生产工艺流程限制了企业调整产品种类的手段，也就迫使企业走向技术创新、差异化产品之路。当前聚酯纤维生产的差异化实现多通过纺丝在线共混添加实现，但共混改性需先制备改性母粒，再将改性母粒熔融添加，一方面导致工序增加，运行成本高；另一方面要克服因熔体粘度高造成添加后改性成分的分散均匀性的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述中存在的问题，提供一种生产多功能差别化聚酯纤维的方法，本发明将现有聚酯生产方法酯化-预缩-终缩的工艺流程优化为一套“一拖三”的柔性化装置：即一个酯化工序分别接三个预缩聚和三个终缩聚工序，实现大容量装置上多品种的柔性化生产，降低投资和运行成本，同时减少单套小型装置能耗高的难题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述方案得以解决的：一种生产多功能差别化聚酯纤维的方法，包括如下步骤：原料精对苯二甲酸和乙二醇首先在酯化釜内发生酯化反应，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物，之后对苯二甲酸乙二醇酯低聚物分别通过第一管道、第二管道、第三管道在线添加不同改性剂后，通过管道分别输送至第一预缩聚釜、第二预缩聚釜、第三预缩聚釜，获得一定粘度的预聚物通过第一管道、第二管道、第三管道再分别输送至第一终聚釜、第二终聚釜、第三终聚釜，分别得到具有多功能、差别化的熔体，后续进行切粒或直接纺丝，从而实现通过一次酯化反应就可得到三种或三种以上的差别化聚酯产品，实现了聚酯生产的柔性化。

作为优选，所述酯化釜出料口至三个预缩聚釜的输送管道上分别设置有2～3个注射口，实现改性剂或添加剂的在线加入，而且在每条线上可注射添加一种或多种改性单体或者添加剂。实现从而实现聚酯纤维在聚合阶段的差别化生产，因酯化物聚合度较低、粘度也低，在缩聚前加入改性剂，可使改性剂均匀嵌入到大分子链段中，实现产品性能的稳定；该处加入各种添加剂，也可大幅减少团聚现象，实现添加剂在聚酯纤维制品中的均匀分散。

作为优选，所述差别化聚酯产品包括但不限于通过在线添加三单体或四单体得到的阳离子染料可染聚酯、全消光聚酯、大有光聚酯、阻燃聚酯。

作为优选，所述乙二醇进行回收之前设有乙二醇精制装置，根据各条缩聚线品种情况选择将回用乙二醇送入乙二醇精制装置精制纯化后再用于配浆或直接配浆，装置采用乙二醇(eg)全回用，即不往外排放乙二醇，随着各种改性剂和添加剂的加入，部分改性剂和添加剂在缩聚时被带出溶于采出的乙二醇中，如果这种含改性剂和添加剂的乙二醇直接回用配浆，将会造成同一装置中其他品种出现染色异常、强度降低等质量问题，因此在回用乙二醇之前设置了一套精制装置，可根据各条缩聚线品种情况选择将回用乙二醇送入该装置精制纯化后再用于配浆或直接配浆。

进一步地，所述乙二醇精制装置由eg蒸发釜、eg精馏塔、精制塔冷凝器、精馏真空缓冲罐、eg精制液环泵、精馏塔回流罐、精馏塔回流泵、废液收集槽组成，其中乙缩聚系统采出需精制的乙二醇经泵输入至精制塔内，精制塔采用减压蒸馏方式工作，塔顶采出的乙二醇一部分用于精馏塔回流，一部分送至浆料罐配浆，塔底与eg蒸发釜形成循环，残渣和废液经下方废液收集槽处理和回收。该装置可实现含多种添加剂和改性剂的乙二醇的精制分离，具有能耗低、分离纯度高的特点。

上述“一拖三”的柔性化聚酯连续生产的工艺流程，即一个酯化工序，后接多条缩聚工序，根据生产的品种的特点以及改性产品的性能需求，在线添加各种改性剂，从而实现装置的柔性化生产，扩大了设备和工艺技术的适用范围。这种工艺流程，可以灵活调节产品种类，同时也可以有效降低装置的投资和运行成本。在差别化聚酯生产中，改性剂的加入，有效改变了聚酯熔体或粒子的加工性能，以得到不同功能的聚酯产品。“一拖三”的柔性化装置，实现了不同改性产品生产中的原料准备、酯化反应工序的集成，各种添加剂精确添加在酯化反应完成后的低聚物中，可以更方便的生产出市场需要的特殊功能的聚酯产品。

本发明的优点为：整个工艺流程来讲，从原料进料到最终可以获得三种或三种以上的多功能差别化产品，实现了聚酯装置的连续化和柔性化；便于产品的转产，减少频繁开停车造成的原料损耗；节能显著：与现有“一头一尾”或“一头两尾”工艺流程相比，本发明采用三釜流程技术的“一头三尾”工艺流程有效减少了热量损失，减少了用电设备的电能损耗，更加节能，运行成本更低；设备布置更加紧凑，高效利用了操作的空间，提高了土建工程的利用效率，节约建设用地，规模化的设计也可降低了项目的建设投资。

说明书附图

图1为一头三尾装置流程简图；

图2为乙二醇精制流程简图。

具体实施方式

本发明为一种生产多功能差别化聚酯纤维的方法，包括如下步骤：原料精对苯二甲酸和乙二醇首先在酯化釜内发生酯化反应，得到对苯二甲酸乙二醇酯低聚物，之后对苯二甲酸乙二醇酯低聚物分别通过管道在线添加不同改性剂后，通过管道输分别送至第一预缩聚釜、第二预缩聚釜、第三预缩聚釜，获得一定粘度的预聚物通过管道再分别输送至第一终聚釜、第二终聚釜、第三终聚釜，分别得到具有多功能、差别化的熔体，后续进行切粒或直接纺丝，从而实现通过一次酯化反应就可得到三种或三种以上的差别化聚酯产品，实现了聚酯生产的柔性化。其中酯化釜出料口至三个预缩聚釜的输送管道上分别设置有2～3个注射口，实现改性剂或添加剂的在线加入，而且在每条线上可注射添加一种或多种改性单体或者添加剂，实现从而实现聚酯纤维在聚合阶段的差别化生产。所述乙二醇进行回收之前设有乙二醇精制装置，根据各条缩聚线品种情况选择将回用乙二醇送入乙二醇精制装置精制纯化后再用于配浆或直接配浆。乙二醇精制装置由eg蒸发釜、eg精馏塔、精制塔冷凝器、精馏真空缓冲罐、eg精制液环泵、精馏塔回流罐、精馏塔回流泵、废液收集槽组成，其中乙缩聚系统采出需精制的乙二醇经泵输入至精制塔内，精制塔采用减压蒸馏方式工作，塔顶采出的乙二醇一部分用于精馏塔回流，一部分送至浆料罐配浆，塔底与eg蒸发釜形成循环，残渣和废液经下方废液收集槽处理和回收。

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明，但本发明不受实施例的限制:

实施例1：由pta浆料调制单元送来的按一定摩尔比调制好的pta/eg浆料，注入酯化釜内，在釜内被加热到265℃左右进行酯化反应。酯化产生的气液混和物在酯化釜上方闪蒸部位进行气－液分离，脱出的水与乙二醇蒸气由气相管进入分离塔进行精馏分离；pta/eg在酯化反应釜中停留一定时间，反应生成低聚物。低聚物从酯化釜底部排出通过低聚物管道分别送往各个预缩聚反应釜。酯化率在88％～92％。

为满足大有光、cdp、全消光等差别化聚酯的生产需要，低聚物管道上均设置了添加剂注射器、动态混合器和低聚物均化器。

来自酯化釜的低聚物由低聚物泵输送，生产差别化聚酯所需的催化剂溶液、消光剂溶液、三单体和四单体均由计量泵输送，通过添加剂注射器注入到低聚物管道中，在均化器中停留规定的时间，均化后分别进入各个预缩聚反应器。本单元的任务是将酯化单元送来低聚物，进行第一次缩聚，使物料的酯化率达到99％～99.5％、聚合度达到n＝15～28，特性粘度在0.26dl/g左右，然后送往分别各个终缩聚釜。

终聚釜的任务是将预缩聚釜送来的预聚物，进行最终的缩聚反应，使物料的酯化率达到99.8％以上、聚合度达到n＝100左右、特性粘度在0.65～0.68dl/g左右的成品聚合物。

预聚物由终缩聚釜底部进入，被终缩聚釜内的成膜装置拉膜并粘附于网上形成薄的料膜，料膜由于重力作用不断向下流动，不断产生新的物料表面，为乙二醇的挥发提供了充分的表面，提高了液相内乙二醇的扩散速率，达到迅速脱出乙二醇的目的，使得在高粘度情况下的缩聚反应能够顺利进行。聚合物在反应器内停留一定的时间，达到规定聚合度后，在出料口由熔体出料泵抽出，分别生产不同类型的差别化品种。