尼龙工业生产工艺PPT学习教案

1、会计学1尼龙工业生产工艺尼龙工业生产工艺尼龙尼龙6生产工艺生产工艺第1页/共24页公司聚合方法工艺特点应用生产Didier 常压连续法1个聚合管，常压操作DCS控制，生产高粘度2.7，聚合时间：20-22h，回收系统采用三效蒸发提浓。民用丝Inventa二段法2个聚合管，加压与减压操作，DCS控制，生产最高粘度3.5，聚合时间：13-14h，回收系统采用二效蒸发，聚合分子量均匀。工业用丝Zimmer间歇式高压釜法工艺灵活，可生产PA6和PA66，但已内酰胺损耗比连续生产法高1.5%左右，自动化程度低。小批量、多品种工程塑料级切片Karl Fischer固相后缩聚法采用高纯N2，粘度可从2.5增

2、到4以上，工艺要求，设备造价高。薄膜、塑料级高粘度切片NOY多段连续聚合聚合时间短，聚合物粘度高，工艺独特，但设备复杂，生产成本高，检修期长，影响推广应用。高粘度的帘子线尼龙尼龙6聚合工艺比较聚合工艺比较第2页/共24页 当今最佳PA6生产工艺为VK管连续水解聚合，带有连续式的回收系统，为达到纺丝要求的聚合体，采用了新型聚合管，增加了加压前聚合，减压后聚合生产工艺，这一新技术解决了聚合物在聚合管内径向温差和速度差的问题，且投资费用和操作费用都大幅度降低。第3页/共24页连续聚合生产流程连续聚合生产流程1 己内酰胺投料器; 2 熔融锅; 3,6,10,14,17,20,21,22,28,31,3

3、4,36 输送泵; 4,7,15 过滤器; 5 熔体贮槽; 8 熔体罐; 9 TiO2调配器; 11,23,26,32,35 热交换器; 12 中间罐; 13 调制计量罐; 16 高位贮槽; 18,19 去离子水加入槽; 24 VK聚合管; 25 分馏柱; 27 冷凝水受槽; 29 铸带切粒机; 30 联苯贮槽; 37 水循环槽第4页/共24页1 合成方法合成方法 苯加氢苯加氢-环己烷氧化法环己烷氧化法、苯酚法、甲苯法、硝基环己烷法、己二腈法苯加氢-环己烷氧化法合成路线2 己内酰胺的精制己内酰胺的精制 精制过程包括萃取萃取和精馏精馏两部分。粗己内酰胺用三氯乙烯三氯乙烯或苯苯进行逆流连续萃取提纯

4、后，进入精馏塔，除去高沸物。从精馏塔顶蒸出纯己内酰胺，纯度达99.5%以上，高沸物从塔底排出。己内酰胺生产工艺路线己内酰胺生产工艺路线第5页/共24页1 投料比投料比开环剂开环剂：蒸馏水或无离子水=3%己内酰胺 开环反应以水为引发剂，水解先生成氨基己酸分子量稳定剂分子量稳定剂：己二酸=0.150.4%己内酰胺；醋酸=0.0250.13%己内酰胺 作用： 封闭端基，控制链增长，保证熔体粘度稳定。 分子量稳定剂加的越多，聚合物平均分子量越低。分子量稳定剂加的越多，聚合物平均分子量越低。催化剂催化剂：尼龙66盐或-氨基己酸=2%己内酰胺 催化剂反应速度聚合周期产物的熔点、强度聚合工艺控制聚合工艺控制

5、第6页/共24页2 聚合温度聚合温度 聚合温度聚合反应速度达到平衡所需的时间平衡时单体含量（主反应为放热反应）热裂解（聚酰胺水解为吸热反应）聚合物平均分子量VK管上段：管上段：260270，升温开环和排水，吸热反应；VK管中段：管中段：260，链增长，放热反应，但反应自由能变化很小；VK管下段：管下段：230250，链平衡，放热反应。 反应前期温度高，有利于加快聚合反应速度；反应后期温度低，有利于 分子量提高、低分子含量减少；温度低于280285 。第7页/共24页3 聚合时间聚合时间 反应达到平衡时间由反应温度反应温度、开环剂用量开环剂用量、分子量稳定剂用量分子量稳定剂用量决定；聚合反应后期

6、，随着聚合时间的延长，分子量分布均匀。4 防氧化作用防氧化作用 正常生产时靠不断进料中的水分蒸发水分蒸发和连续滴水连续滴水来使VK管内保持正压。某种原因停止进料或开停车，通入氮气保护通入氮气保护 。第8页/共24页水下切片装置 切片特写 第9页/共24页1 切片的萃取切片的萃取目的：目的：除去切片中大部分单体和低聚物，低分子物含量由10%降到1.52%。萃取介质：萃取介质：热软水（可加入去氧剂水合肼H2NNH2H2O）。原理：原理：水渗透到切片内部，低分子从切片中扩散出来溶解在热水中。尼龙尼龙6切片的纺前准备切片的纺前准备2 切片的干燥切片的干燥干燥介质：干燥介质： 热氮气流（含氧量小于3pp

7、m）。 干燥后切片含水率小于0.05%，干燥温度低于135。 聚合物（单体和低聚物）纺丝毛丝经不起拉伸强度第10页/共24页KF型连续萃取流程简图1 切片输送料斗; 2 切片贮罐; 3 连续萃取塔; 4 水泵; 5 加热器; 6切片出料阀; 7 切片输送泵; 8 分离器; 9 回水罐分离器; 10 切片旋风分离器VC101型萃取锅示意图 第11页/共24页尼龙6 工业丝生产设备第12页/共24页尼龙6 短纤生产线第13页/共24页尼龙尼龙66工业丝生产工艺工业丝生产工艺第14页/共24页尼龙尼龙66聚合反应机理聚合反应机理1 己二酸和己二胺反应中和成盐己二酸和己二胺反应中和成盐2 尼龙尼龙66

8、盐在盐在210-280进行聚合进行聚合第15页/共24页连续缩聚直接纺丝拉伸卷绕联合生产技术连续缩聚直接纺丝拉伸卷绕联合生产技术第16页/共24页2 盐处理盐处理 高纯水电导率小于0.5s；SiO2含量小于0.02g/g；Fe含量小于0.01g/g； 精制盐溶液浓度50%0.2% ；UV小于等于0.110-3，pH值7.58；温度50 盐溶解槽(55,50%)活性炭处理槽活性炭过滤器第一中间槽精制盐槽聚合工序供料精制尼龙精制尼龙66盐盐工艺质量标准工艺质量标准:第17页/共24页1 计量槽; 2 第二中间槽; 3 过滤器; 4 预热器(90); 5 浓缩槽(120,29.4kPa,70%);

9、6 第一,二预热器(214); 7 反应器(245,1.71MPa); 8 减压器(280,常压); 9 前聚合器; 10 后聚合器(280,负压)尼龙尼龙66连续缩聚工序流程图连续缩聚工序流程图TiO2第18页/共24页主要纺丝工艺条件主要纺丝工艺条件第19页/共24页间歇缩聚间歇缩聚 、 固相缩聚纺丝拉伸卷绕生产技术固相缩聚纺丝拉伸卷绕生产技术 间歇缩聚生产切片流程图1 溶解槽(50,50%); 2,3,5 过滤器; 4 贮槽; 6 浓缩槽(150,0.2MPa,80%;160,0.5MPa); 7 热交换器; 8 A聚合釜(1.71MPa); 9 B聚合釜; 10 铸带切粒机1 间歇缩聚工艺间歇缩聚工艺第20页/共24页3 纺丝工艺纺丝工艺螺杆各区温度290320相对粘度3.03.25纺丝箱温度295315切片含水小于等于0.08% 组件压力 1225 MPa 纺丝速度2 4002700m/min 侧吹风温度 202牵伸辊温度 1GD 6575, 2GD 195210, 3GD 200220,4GD 180200RH65%5% 牵伸辊卷绕圈数