通过对本公司半连续聚酯装置的间歇回收系统在不同生产能力和不同品种的负荷下，物料和热力学衡算，从而得出其配套设备的具体技术特性，为回收系统适应不同条件的半连续聚酯装置提供理论依据。
关键词：聚酯 精馏塔 换热面积

㈠ 前言

我公司是一家工程公司，主要对外承接一些半连续、连续聚酯工程项目。因承接的工程较多，且各家要求上的生产能力各有不同，固我们工程设计室就要根据不同的生产条件设计不同的配套设施。现按照年产20000T／Y聚酯装置（单线为10000T／Y）为设计条件，对相配套的回收系统进行理论计算。

㈡ PET生产负荷下的设备

单线为10000T／Y的聚酯装置，正常的PTA投料量5000Kg。则每天出来的粗EG量为：
(最终的PET聚合度按n=100进行计算)
m2=7650.6 ×(100-1)62/(254×100)=1849Kg
全年按333天的生产天数计算,则每天生产5.3釜/天即可满足要求,
每天1条生产线产生的EG量为： 1849×5.3=9800Kg
考虑2条线满负荷生产，
则一天产生的粗EG量为： M1=9800×2=19600Kg=19.6t
在实际生产操作过程中，按3班制，每班处理5h，
则每班每小时的处理量为： 19.6／（3×5）＝1.307T

1、 EG蒸馏釜的换热面积F

F＝Q／K． ΔT
Q ----------------粗EG总的吸热量
K ----------------传热系数(取K=300Kcal/m2.h.℃)
ΔT---------------蒸馏釜的内外温差(釜内为60℃, 釜夹套为300℃) 其中Q=Q1+Q2
Q1 ---------------粗EG的温升吸热量Kcal/ h
Q2 ---------------粗EG的汽化吸热量 Kcal/ h
Q1=M．ΔT．CP
M-----------------粗EG的处理量t/ h
CP----------------粗EG的平均比热(取EG的平均比热为CP =0.64Kcal/ Kg．℃)
ΔT---------------粗EG的温升 (粗EG由50℃升至130℃)
Q1=1307×80×0.64=6.692 ×104 Kcal/ h
Q2=M．γ
M-----------------粗EG的处理量t/ h
γ----------------粗EG的汽化热(EG在130℃温度下的汽化潜热为γ=233Kcal/ Kg)
令塔顶的回流比为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、蒸馏釜的体积

正常生产操作过程中，蒸馏釜的物料填充系数为0.7 1. 19.6/(3×0.7)=9.3m3
为了使蒸馏釜有一个适应性较好的操作弹性,必须保证其有足够的蒸发面积和有一定的缓冲空间。在实际选择时，我们都考虑中间设置一个起缓冲作用的粗EG儲罐,并按一天进行三个班的回收,每班时间大约为4h左右。固蒸馏釜可以适当小一点，取V=8 m3左右。

3、馏塔的直径（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）:按填料塔设计,在取µ=1M／S时, D=0.8 ~1.2M情况下,等板高度(即板间距) 取0.6M,塔板数为15块,则H=0.6×15=9M

4、 冷凝器的换热面积 F冷＝Q1＋Q2／K．ΔTm

Q1 ---------------粗EG蒸汽冷凝后放出的热量Kcal/ h
Q2 ---------------粗EG冷凝液冷却后放出的热量 Kcal/ h
ΔTm--------------冷凝器的内外平均温差
拟塔顶温度控制在130℃，冷凝液冷却后的温度为40℃。
Q1=G.R
G-----------------粗EG蒸气流量Kg/ h
R-----------------EG在130℃时的汽化潜热
Q1=G.R=1307×233=3.045×105Kcal/ h
Q2=C.G. ΔT
CP----------------粗EG的平均比热(取EG的平均比热)
ΔT---------------EG冷凝液冷却温差(EG温度由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.℃(传热系数)
ΔTm=[(T1-t1)-(T2-t2)]/ ln (T1-t1)/ (T2-t2)
T1=130℃----------粗EG在负压精馏時的塔顶温度
T2=40℃-----------EG冷凝液冷却后的温度
t1=35℃-----------冷却水出口温度℃
t2=30℃-----------冷却水进口温度℃
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生产负荷下的设备

CDP是聚酯新品种的一种，称作阳离子切片。是一种染色性能较好的聚酯品种。CDP纤维可得到PET纤维所沒有的鲜艳色泽及高发色性。生产阳离子切片是在普通聚酯中加入第三单体，因三单体溶液在BHET中的溶解度要比在PET的溶解度高，且三单体溶液容易自聚，故酯化反应完成后，还要在酯化液中加入醇解EG。该部分的EG同样要在后期的反应中释放出来，也需要进行回收。

1、 回收EG的总量

酯化液中加入醇解EG的量为：
每釜料加入醇解EG：560L
全年按333天的生产天数计算,则每天生产6釜/天即可满足要求,每天1条生产线产生的EG量为： 1849×6+560×6=13160Kg
考虑2条线满负荷生产，则一天产生的粗EG量为： M1=13160×2=26320Kg=26.32t
在实际生产操作过程中，按3班制，每班处理5h，则每班每小时的处理量为： 26．32／（3×5）＝1.754T
按照上述同样的计算方法，得出以下的计算结果： F=23M2 F冷=91 M2 D= 1.25 M H=11.25M

㈣ 结论:
1、EG蒸馏釜的加热面积必须应保证大于或等于所计算的数值，并考虑实际生产的一些可变和不稳定的因素，放一定的余量。
2、随着负荷的增加，所需的设备因数相应放大，故应保证热媒和冷却水的正常供给。