Производство полиэтилентерефталата

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, ПЭТ) — это насыщенный полиэфир на основе эти-ленгликоля и терефталевой кислоты. Исходным сырьем для получения ПЭТ являются продукты, получающиеся в процессе переработки нефти и газового конденсата.

Мировое производство полиэтилентерефталата достигло в 2002 г. 26,7 млн т и про­должает увеличиваться — согласно прогнозам, производство ПЭТ в ближайшее де­сятилетие будет расти в среднем на 5,9 % в год. Северная Америка производит 40 °Л всего ПЭТ, страны Азии (без Японии) — 25 %, Западная Европа — 20 %, Япония - 7 %, Южная Америка — 5 %, Ближний Восток — 3 %. Доля России близка к нулю.

Более 80 % упаковочного ПЭТ производится в виде гранулята. Остальное прихо­дится на пленки и заготовки, используемые для выпуска термоформованных упаковок для парфюмерных товаров, средств бытовой химии и лекарств.

Гранулированный ПЭТ впервые был получен компанией DuPont в США специ­ально для замещения стеклопосуды для различных напитков. В мире в настоящее время его производят около 75 компаний. Наиболее крупные производители: E.I. DuPont, Royal Dutch/Shell, ExxonMobil, BASF, Bayer, DSM, Eastman Chemical.

В августе 2003 г. ОАО «Сибур-ПЭТФ» (г. Тверь) ввело в эксплуатацию первое в России производство гранулированного бутылочного ПЭТ годовым объемом 52,6 ты с. т. Технологическое оборудование поставлено одной из крупнейших инжи­ниринговых компаний — Zimmer AG (Германия). Двухстадийное производство пол­ностью автоматизировано.

Полиэтилентерефталат можно получить тремя различными способами:

1. переэтерификацией диметилтерефталата и этиленгликоля;

2. прямым взаимодействием терефталевой кислоты и этиленгликоля;

3. реакцией дихлорангидрида терефталевой кислоты и этиленгликоля.

В промышленности наибольшее применение нашел первый способ. Технологиче­ский процесс производства ПЭТ из диметилтерефталата и этиленгликоля состоит из следующих стадий:

переэтерификация

В реактор 1, нагретый до 140 °С, загружают диметилтерефталат и раствор ацетата цинка в нагретом до 125 °С этиленгликоле, взятые в следующих количествах, масс, ч.:

Диметилтерефталат 80

Этилснгликоль 100

Ацетат цинка 0,01

Переэтерификацию проводят в токе азота или углекислого газа при 200-230°С в течение 4-6 ч. Реактор снабжен насадочной колонной 2, которая служит для разделения паров этиленгликоля и метилового спирта. Метиловый спирт из холодильника 3 собирается в приемник 4, а возгоняющийся диметилтерефталат смывается в колонне этиленгликолем с насадки и возвращается обратно в реактор. После отгонки метилового спирта температуру в реакторе повышают до 260-280°С и отгоняют избыточный этиленгликоль.

Расплавленный дигликольтерефталат сливают через металлический сетчатый фильтр 5 в реактор 6. После его загрузки в течение 0,5-1 ч создают вакуум (остаточное давление 267 Па). Поликонденсацию проводят при 280°С в течение 3-5 ч до получения расплава заданной вязкости. Выделившийся этиленгликоль отгоняют, конденсируют в холодильнике 7 и собирают в приемник 8. Расплавленный ПЭТ сжатым азотом выдавливают из реактора через щелевое отверстие в виде пленки на барабан 9, помещенный в ванну с водой. Охлажденная пленка рубится на станке 10 и в виде крошки поступает на подсушку и упаковку.

В последние годы распространение получил одностадийный способ — синтез ПЭТ из этиленгликоля и терефталевой кислоты по непрерывной схеме. Среди специалистов этот способ считается наиболее перспективным. Причины тому следующие: из процесса исключается метанол, уменьшается удельный расход этиленгликоля и терефталевой кислоты.