紡粘無紡布專用聚酯切片的開發(fā)

王建軍

摘要：介紹近幾年國內(nèi)外無紡布領域產(chǎn)業(yè)概況及應用，以及在中國石化天津分公司100kt/a的連續(xù)聚合生產(chǎn)線上開發(fā)生產(chǎn)紡粘無紡布專用聚酯切片情況。

關鍵詞：聚酯 紡粘無紡布

1 近年來國內(nèi)非織造布產(chǎn)業(yè)概況

1.1 產(chǎn)業(yè)規(guī)模

2010～2018年，產(chǎn)量由176萬噸增長到508萬噸，年均增長14%。

產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈穩(wěn)定增長態(tài)勢，特別是近幾年的新企業(yè)通過上規(guī)模使企業(yè)快速發(fā)展。據(jù)2016年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，實際產(chǎn)量超過1萬噸的企業(yè)數(shù)量已達到六十多家。

中國非織造布的主要生產(chǎn)地集中在東部沿海地區(qū)如山東、河北、浙江、江蘇、廣東、福建等地。北方非織造布產(chǎn)品市場應用主要在土工、建筑、衛(wèi)生材料等領域；南方非織造布產(chǎn)品市場應用主要在過濾、包裝、醫(yī)療、衛(wèi)生材料等領域。

1.2產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

據(jù)中國紡織工業(yè)聯(lián)合會、中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前不同工藝的非織造布產(chǎn)量結(jié)構(gòu)如下圖：其中紡粘法非織造布的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的近一半；針刺法非織造布占比為23%，水刺非織造布占比為10%。

圖1 不同工藝的非織造布產(chǎn)量比例

“十二五”期間產(chǎn)量占比49%的紡粘非織造布的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化。普通PP紡粘的產(chǎn)量比重降低了近11個百分點，而PET紡粘的比重增加了4個百分點。

2. 北美地區(qū)及歐洲非織造布產(chǎn)業(yè)概況

2.1 北美地區(qū)非織造布市場

北美地區(qū)非織造布市場近十多年來從供給和需求兩方面來看均呈現(xiàn)增長態(tài)勢。非織造布行業(yè)分類標準規(guī)范為兩大類：按終端應用和按照工藝流程來分。按終端應用分為 用即棄產(chǎn)品 和 耐久性紡織品 ；按照工藝流程分為紡熔、干法成網(wǎng)、濕法成網(wǎng)、氣流成網(wǎng)。

自1990年以來，美國GDP年平均增長率為2.4%。同期美國非織造布產(chǎn)能投資年平均增長率為5.4%。非織造布中一次性衛(wèi)生用品按重量計占比65%，按面積計占比85%。

2.2歐洲非織造布工業(yè)的發(fā)展

近幾年來，歐洲非織造布工業(yè)保持強勁增長。非織造布產(chǎn)品的重量和面積持續(xù)增長，產(chǎn)品的平均克重持續(xù)降低。非織造布主要應用于汽車用輕量化織物、土工布、水過濾、農(nóng)作物覆蓋、個人衛(wèi)生用品等方面。歐洲從可持續(xù)發(fā)展理念上更加注重原材料和廢棄物的管理。

非織造布工業(yè)繼續(xù)依賴石化產(chǎn)業(yè)，同時生物基材料的應用也在增長，如聚乳酸PLA、生物基PET、生物基PA、生物基PTT等，其增長受限于產(chǎn)能、成本和替代物競爭。

3 國內(nèi)非織造布的應用

3.1據(jù)中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，非織造布已經(jīng)成為健康、環(huán)保、基建、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等領域內(nèi)不可或缺的材料，影響并改變了我們的生活和生產(chǎn)方式。

3.2 PET紡粘非織造布市場仍處于快速上升期

紡粘長絲聚酯胎基布以其優(yōu)良的性能和高性價比受到防水材料用戶的追捧，僅用了4年時間使用PET產(chǎn)量就翻了一番，在紡粘布總產(chǎn)量中所占比例由7%提高到11%，形成較大的飛躍。

當前，國家加大環(huán)境治理力度使得對空氣過濾、水過濾、化學品過濾的需求增加，促使PET紡粘非織造布生產(chǎn)廠增加市場供應，成為PET濾材增長的驅(qū)動力。

4 紡粘無紡布專用聚酯切片的開發(fā)

4.1 中國石化天津分公司聚酯裝置概況

天津石化20萬t/a聚酯裝置引進德國吉瑪技術，共有兩條生產(chǎn)線。以精對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）為原料，連續(xù)生產(chǎn)聚酯熔體（PET）。吉瑪工藝是經(jīng)典的五釜流程，由兩個酯化釜，三個縮聚釜組成。按照初始設計，現(xiàn)有聚酯生產(chǎn)線是生產(chǎn)纖維級半消光聚酯，常規(guī)產(chǎn)品的特性粘度范圍在0.650～0.680dl/g 。

具體生產(chǎn)流程為：

漿料調(diào)制 → 酯化 → 預縮聚 → 終縮聚 → 切粒 → 包裝

4.2 無紡布專用聚酯切片開發(fā)工藝試驗

4.2.1原料

原料PTA、EG均為天津分公司自產(chǎn)。

PTA指標：平均粒徑145～190μm；對羧基苯甲醛≤25mg/kg；對甲基苯甲酸≤150mg/kg。

4.2.2三劑

消光劑采用國產(chǎn)纖維級TiO2 ；

催化劑為乙二醇銻，白色結(jié)晶粉末，廠家為洛陽?；菪虏牧瞎煞萦邢薰尽Ｆ渲笜藶椋轰R55～58%、氯化物≤0.01%、硫酸鹽≤0.01%、鐵≤0.001%、砷≤0.0015%、鉛≤0.001%。

4.2.3工藝過程控制

穩(wěn)定控制酯化、縮聚溫度，在保證粘度的前提下，適當提高縮聚攪拌、真空，提高酯化EG摩爾比。通過采取以上措施，酯化及縮聚工藝過程平穩(wěn)，中間產(chǎn)品各項質(zhì)量指標穩(wěn)定可控。

4.2.4切片產(chǎn)品質(zhì)量

經(jīng)過一段時間新產(chǎn)品開發(fā)工藝試驗，生產(chǎn)線工況平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，均達到優(yōu)等品標準。

4.3 紡粘無紡布專用聚酯切片用戶反饋

據(jù)下游無紡布專用聚酯切片用戶使用后反饋：應用該新品種切片，紡粘成型工藝過程正常平穩(wěn)。同克重產(chǎn)品的MD、CD斷裂拉力和斷裂伸長率優(yōu)于市場同類產(chǎn)品。

5 結(jié)論

5.1 基于中國龐大的人口基數(shù)、老齡化社會現(xiàn)狀以及二胎政策帶來的人口結(jié)構(gòu)的變化和社會消費升級等因素的綜合作用，國內(nèi)非織造布的應用前景向好。紡粘無紡布專用聚酯PET切片的市場需求量也將逐步增長。

5.2 中國石化天津分公司利用現(xiàn)有聚酯裝置，優(yōu)化調(diào)整酯化和縮聚工藝，成功開發(fā)出質(zhì)量優(yōu)等的紡粘無紡布專用聚酯切片，產(chǎn)品滿足市場用戶需求。