通過對本公司半連續(xù)聚酯裝置的間歇回收系統(tǒng)在不同生產(chǎn)能力和不同品種的負荷下，物料和熱力學衡算，從而得出其配套設備的具體技術特性，為回收系統(tǒng)適應不同條件的半連續(xù)聚酯裝置提供理論依據(jù)。
關鍵詞：聚酯 精餾塔 換熱面積
㈠ 前言
我公司是一家工程公司，主要對外承接一些半連續(xù)、連續(xù)聚酯工程項目。因承接的工程較多，且各家要求上的生產(chǎn)能力各有不同，固我們工程設計室就要根據(jù)不同的生產(chǎn)條件設計不同的配套設施?，F(xiàn)按照年產(chǎn)20000T／Y聚酯裝置（單線為10000T／Y）為設計條件，對相配套的回收系統(tǒng)進行理論計算。
㈡ PET生產(chǎn)負荷下的設備
單線為10000T／Y的聚酯裝置，正常的PTA投料量5000Kg。則每天出來的粗EG量為：
(最終的PET聚合度按n=100進行計算)
m2=7650.6 ×(100-1)62/(254×100)=1849Kg
全年按333天的生產(chǎn)天數(shù)計算,則每天生產(chǎn)5.3釜/天即可滿足要求,
每天1條生產(chǎn)線產(chǎn)生的EG量為： 1849×5.3=9800Kg
考慮2條線滿負荷生產(chǎn)，
則一天產(chǎn)生的粗EG量為： M1=9800×2=19600Kg=19.6t
在實際生產(chǎn)操作過程中，按3班制，每班處理5h，
則每班每小時的處理量為： 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(shù)(取K=300Kcal/m2.h.℃)
ΔT---------------蒸餾釜的內外溫差(釜內為60℃, 釜夾套為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的處理量t/ h
CP----------------粗EG的平均比熱(取EG的平均比熱為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的處理量t/ h
γ----------------粗EG的汽化熱(EG在130℃溫度下的汽化潛熱為γ=233Kcal/ Kg)
令塔頂?shù)幕亓鞅葹?.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
正常生產(chǎn)操作過程中，蒸餾釜的物料填充系數(shù)為0.7 1. 19.6/(3×0.7)=9.3m3
為了使蒸餾釜有一個適應性較好的操作彈性,必須保證其有足夠的蒸發(fā)面積和有一定的緩沖空間。在實際選擇時，我們都考慮中間設置一個起緩沖作用的粗EG儲罐,并按一天進行三個班的回收,每班時間大約為4h左右。固蒸餾釜可以適當小一點，取V=8 m3左右。
3、餾塔的直徑（D）和塔高（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（H）:按填料塔設計,在取μ=1M／S時, D=0.8 ~1.2M情況下,等板高度(即板間距) 取0.6M,塔板數(shù)為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蒸汽冷凝后放出的熱量Kcal/ h
Q2 ---------------粗EG冷凝液冷卻后放出的熱量 Kcal/ h
ΔTm--------------冷凝器的內外平均溫差
擬塔頂溫度控制在130℃，冷凝液冷卻后的溫度為40℃。
Q1=G.R
G-----------------粗EG蒸氣流量Kg/ h
R-----------------EG在130℃時的汽化潛熱
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(shù))
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冷凝液冷卻后的溫度
t1=35℃-----------冷卻水出口溫度℃
t2=30℃-----------冷卻水進口溫度℃
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生產(chǎn)負荷下的設備
CDP是聚酯新品種的一種，稱作陽離子切片。是一種染色性能較好的聚酯品種。CDP纖維可得到PET纖維所沒有的鮮艷色澤及高發(fā)色性。生產(chǎn)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，且三單體溶液容易自聚，故酯化反應完成后，還要在酯化液中加入醇解EG。該部分的EG同樣要在后期的反應中釋放出來，也需要進行回收。
1、 回收EG的總量
酯化液中加入醇解EG的量為：
每釜料加入醇解EG：560L
全年按333天的生產(chǎn)天數(shù)計算,則每天生產(chǎn)6釜/天即可滿足要求,每天1條生產(chǎn)線產(chǎn)生的EG量為： 1849×6+560×6=13160Kg
考慮2條線滿負荷生產(chǎn)，則一天產(chǎn)生的粗EG量為： M1=13160×2=26320Kg=26.32t
在實際生產(chǎn)操作過程中，按3班制，每班處理5h，則每班每小時的處理量為： 26．32／（3×5）＝1.754T
按照上述同樣的計算方法，得出以下的計算結果： 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于或等于所計算的數(shù)值，并考慮實際生產(chǎn)的一些可變和不穩(wěn)定的因素，放一定的余量。
2、隨著負荷的增加，所需的設備因數(shù)相應放大，故應保證熱媒和冷卻水的正常供給。
