腈纶化纤操作工设备培训教材(一步法聚合)

1、PAGE 腈纶化纤操作工设备培训教材目录第一章聚合生产装置设备第一节硫氰酸钠二步法工艺设备第二节硫氰酸钠一步法工艺设备第二章纺丝生产装置设备第一节硫氰酸钠二步法工艺设备第二节硫氰酸钠一步法工艺设备第三章溶剂回收生产装置设备第一节硫氰酸钠二步法工艺设备第二节硫氰酸钠一步法工艺设备第四章通用化工生产装置设备第一节化工设备类型第二节化工设备第一章聚合生产装置设备第二节硫氰酸钠一步法工艺设备一步法腈纶生产装置是由我国自行设计、制造、安装的。其NaSCN一步法湿法直向纺生产工艺是在兰州化纤厂1965年从英国考陶尔兹（Courtaulds）公司引进的800 吨/年腈纶生产装置的基础上，参照日本爱克斯纶（E

2、xlan）公司生产工艺设计的，原设计能力为年产腈纶纤维23 500 吨/年。装置始建于1973年，于1977年11月开出第一条生产线，1978年10月竣工验收，正式投产。该装置在1993年、1994年、1996年分别对生产线进行了改造。生产工艺改为NaSCN一步法湿法转向纺丝。生产腈纶品种也由几个发展到十余种，规格达几十种之多。共有三个聚合系列，九台釜，三个原液系列，聚合生产能力54 000吨/年。一、淤浆槽1、淤浆槽的作用 一步法溶液聚合时，NaSCN和甲基丙烯磺酸钠（甲基丙烯磺酸钠）先进入淤浆槽，与此同时，由粉沫加料器定量加料的偶氮二异丁腈（AIBN）和二氧化硫脲（TUD）也进入淤浆槽，在

3、槽中搅拌器的连续搅拌下，使偶氮二异丁腈（AIBN）和二氧化硫脲（TUD）均匀地分散在NaSCN和甲基丙烯磺酸钠（甲基丙烯磺酸钠）溶液中，然后进入试剂混和桶。2、淤浆槽的结构 见图1-7。图1-7 淤浆槽的结构图3、淤浆槽的特性 由于淤浆槽贮存有高浓度的硫氰酸钠，所以它的材质是含钼不锈钢，为了使槽内的物料均匀混和，槽中安装有搅拌器。淤浆槽底部有一根“U”形管，物料经出口“U”形管溢流至试剂混和桶，以防止单体挥发而污染环境。4、淤浆槽的操作和维护 淤浆槽只是起到均匀混和的作用，操作简单，维护简便，需要特别注意的是，防止空槽启动搅拌而造成搅拌器损坏。二、反应试剂混合槽1、反应试剂混和槽作用 在溶液聚

4、合连续生产中，反应试剂混和槽是一个重要的设备。它一方面起各种化工料和反应剂与循环反应液的混和、稳定配比的作用，另一方面，向聚合釜供料，保证生产正常进行。2、反应试剂混和槽的结构 见图1-8。图1-8 反应试剂混和槽结构图1电动机；2. 物料入口；3. 人孔； 4. 搅拌器； 5. 折流板；6. 喷淋液返回入口； 7. 喷淋液输出口； 8. 去聚合出料口；9. 测pH值和密度料液出口；10. 冷却蛇管； 11. 温度检测； 12. 液位检测3、反应试剂混和槽的特性 溶液聚合中使用的反应试剂混和槽是一个带有搅拌器的封闭式圆柱形桶，材质是含钼不锈钢，桶外有夹套（或内有蛇管），夹套内可通冷冻水，使混和

5、液保持较低的温度，这样可减少单体冷却器（在正常运转中，输至喷淋冷凝器的喷淋液须先经过冷却器进行冷却，保证脱单所用的喷淋液有足够低的温度，喷淋液喷淋后再返回试剂混和桶）和转化率控制器的热交换面积，工艺控制方便，同时避免在正常生产或聚合停车时（每次停车以前，由于料液已接近用完，喷淋不能再继续，冷却器也已停止工作）混和液由于温升而产生的自聚现象。因此必须用夹套（或蛇管）冷冻水，使混和液维持一定低的温度。4、反应试剂混和槽的操作 丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸钠、硫氰酸钠、偶氮二异丁腈和二氧化硫脲从顶部进入；单体冷凝器返回的喷淋液则从侧壁进入，均匀混和后的料液从试剂混和桶底部用活塞泵或离心泵抽出，按

6、工艺要求以规定流量，经过进料温度控制器送聚合釜。送喷淋冷凝器的料液抽出口的方位与桶成切线方向，这样当料液被泵抽出的时候就有一个切向力产生，使混和桶内物料形成旋涡起到搅拌和均匀混和的目的。5、反应试剂混和槽的维护 定期校正温度检测仪和液位检测仪。定时巡检混和槽搅拌器运行情况。三、聚合釜1、聚合釜的作用使按工艺比例配比进入的物枓在聚合釜内进行聚合反应，以获得合格的聚丙烯腈高聚合物。聚合釜是聚合反应的心脏设备，参加聚合反应的单体在釜内经过搅拌的作用；在夹套加温和引发剂的作用下由低分子聚合生成高分子物，成为聚丙烯晴共聚物，聚合反应温度要求由夹套供给，使在780C800C的温度下发生聚合反应。2、聚合釜

7、的结构和技术特性聚合釜容积：18903595； V8M3; 材质：Cr18Ni12No2Ti。工作压力：容器3.52Kg； 安全阀3.5 Kg; 工作温度：780C图1-9 聚合釜结构1.搅拌器； 2. 冷却夹套； 3. 填料； 4. 出料口； 5. 夹套水溢流口；6. 夹套水出口；7. 夹套水进口；8. 夹套；9. 隔板；10. 夹套排水口；11. 四浆液搅拌器；12. 进料口；13. 排料口3、聚合釜的特性聚合釜进出口方向为下进上出，聚合釜装有浆式搅拌器和外夹套，搅拌器轴长4630mm，搅拌器由三排四叶浆式搅拌叶组成，每排互成直角水平450互相垂直的四张浆叶组成，其中上、下两排浆叶使料液向

8、上运动，中间浆叶使料液向下运动，以达到浆料充分混合。聚合釜安装配管时还安装安全阀。聚合釜传动系统由一个行星减速器和联轴器所组成，型号为BLB911755。其中B表示系列摆线针轮减速器；L表示法兰式立式装；B表示防爆电机；91表示序列号；17表示比速；55表示电机输入功率。4、聚合釜的使用和维护聚合釜是压力容器，操作时必须严格按操作法操作，严禁高温、防止爆聚。定期检查温度检测仪、安全阀、搅拌器、温度自动控制调节阀和搅拌轴密封件。5、聚合常见故障及处理方法搅拌轴密封件磨损泄漏，更换填料密封。原因：搅拌轴长期运转，填料密封正常磨损、泄漏。四、脱单塔1、脱单塔的作用脱除未反应单体降低单耗，稳定浆液粘度

9、，改善生产环境。单体经过聚合釜在反应剂的作用下，聚合成原液，但还有一部分单体没有完全反应，以及原液储存的过程中会逐渐聚合生成高分子物，会影响原液的稳定性。这部分单体约占45，在单体冷凝器（309）的作用下使（330；306）内造成真空，真空度为：1014Kpa，使聚合液中单体在脱单塔内留经伞面上得以析出冷凝后随，（309）中混合液回流至（204）中，使脱单后的聚合液中的单体含量不超过0.25。2、脱单体塔的结构和技术特性：脱单体塔塔体直径为1.8M； 高约6M； 材质为：Cr18Ni12No2Ti。图1-10 脱单体塔结构1进料口；2. 真空表；3. 灯孔；4. 抽真空口；5. 锥形套管；6.

10、 固定梁；7. 伞面；8. 视镜；9. 液位计；10. 安全阀口；11. 出料口3、脱单塔的特性 一步法脱单塔外有低蒸汽蛇管保温。塔内有五层伞,第一层（最上一层）伞起到阻挡作用，以免逸出的单体蒸汽带着料液雾沫直冲喷淋冷凝器（或真空管道）；第二至第四层伞是使浆液在伞上布成薄膜以增加蒸发面积，使浆液内的单体（或气体）易于逸出。伞的圆锥角通常为120（伞的圆锥角度关系到浆液在伞面上的停留时间和伞面上液层的厚度）。浆液进脱单塔时采用两个同心套管，内、外管各通二层伞，目的是使浆液能分布得更均匀一些。4、脱单塔的操作 脱单塔操作时须经常注意控制液面。液面太低，易被抽空；液面太高，会浸没伞面影响脱单效果，更

11、主要的是不使浆液被抽吸到单体喷淋冷凝器中，以免发生事故。5、脱单塔的维护 定时巡检脱单塔的运行情况，定期检查液位高低报警器五、脱泡塔1、脱泡塔的作用 脱除原液中的气泡，提高原液的可纺性。2、脱泡塔的结构 见图3-7。图1-11脱泡塔结构1进料管；2. 抽真空管；3. 出料口；4. 视镜；5. 人孔；6. 伞面；7. 大气腿3、脱泡塔的特性 脱泡塔与脱单塔相似，但也有不同点，其区别在于：(1)脱单体塔锥形伞面为120 o角，而脱泡塔为60 o角。这是因为进脱泡塔的浆液粘度比进脱单塔的浆液粘度要高，较大的倾斜角有利于粘稠的浆液向下滚落。脱泡过程比脱单过程困难，在同样塔径下，60 o角的锥形伞面行程

12、比120 0角的锥形伞面行程长，即伞形表面积较大，有利于薄膜展开。(2)脱单体塔四个锥形伞面的最上层另有一层伞面起阻挡作用,以避免逸出的气体料液雪沫直冲抽真空的管道。脱泡塔处理的浆液组成与前者完全不同,而且在低于环境温度下抽真空,脱除的是水蒸汽、气体和少量单体，因此没有起阻挡作用的伞面。(3)脱单体塔只有一根进料管，而脱泡塔浆液进口为一根同心管,在每一层伞面上面开有若干小孔,这样伞面上的薄层厚度可分别控制，使各伞面上薄层分布均匀。这是由于脱泡过程比脱单过程困难，操作条件强化，薄层厚度控制更为重要的缘故。脱泡真空的产生是由三级蒸汽喷射泵形成。采用“间冷式”蒸汽喷射泵。蒸汽压力越高，产生的真空度也

13、越高。喷射泵的蒸汽使用工业水冷却，冷却的效果越好，真空度也就越高。4、脱泡塔的操作 单体经过聚合釜在反应剂的作用下，聚合成原液，但还有一部分单体没有完全反应，以及原液储存的过程中会逐渐聚合生成高分子物，会影响原液的稳定性。这部分单体约占45，在单体冷凝器（309）的作用下使（330；306）内造成真空，真空度为：1014Kpa，使聚合液中单体在脱单塔内留经伞面上得以析出冷凝后随，（309）中混合液回流至（204）中，使脱单后的聚合液中的单体含量不超过0.25。5、脱泡塔的维护 定期检查和维护液位检测仪、三级蒸汽喷射泵系统检修后要进行捉漏调试。六、原液混和槽1、原液混和槽的作用减少原液质量的离散性，通过一定时间的停留，使原液在混和槽内混合使原液性质稳定。同时起到前后工序的缓冲。2、原液混合槽的结构3、原液混和