涤纶短丝工厂设计

1、目录第一章 概述2第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节第八节涤纶短的发展2设计原则和设计依据4生产能力和产品方案4厂址选择4生产方法主要设备选型5原料、成品的技术指标6主要原料的耗量9三废处理和环境保护9第二章、工艺流程的设计10第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节概述10工艺流程的选择11工艺流程说明11工艺路线论证13工艺参数20工艺计算21物料. 24第三章 设备选型25第一节、设备选型的原则25第二节、纺丝机及拉伸机型号25第三节、主要设备选台计算26第四节、设备一览表27第四章 公用工程计算27第一节 生产用水27第二节 蒸汽用量计算28第一章概述第一节 涤纶短的发展一涤

2、纶的诞生涤纶是中的一个重要品种，是我国聚酯的商品名称。它是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），经纺丝和后处理制成的。涤纶于 1953 年实现工业化生产，涤纶的性能优良。断裂强度和弹性模量较高，热定型性优异，回弹性好，耐热性和耐光性优越，织物具洗可穿性，是一种比较理想的；随着石油化学工业的迅速发展，为涤纶生产提供了更加丰富而廉价的原料。加之涤纶的单体、聚合，纺丝和后加工技术的进步，为涤纶生产的发展开辟了广阔的前景。目前，涤纶已经成为中发展速度最快，产量最高的一个重要品种，其中涤纶段的产

3、量与长的产量相近。二涤纶短的国内外发展情况聚酯熔体直纺技术得到广泛的应用，与切片纺技术相比每吨生产成本可降低 1000-1500 元，如涤纶短生产线的单线生产能力经济规模已由过去 50吨/日提高到 100、150、200 吨/日。同时积极发展可生产多品种的柔性生产技术，在同一条生产线上通过设备的单机调频，改变工艺参数等技术来生产不同规格的产品，如不同纤度、高强、中强中模、低强低模短纤以及高收缩、中收缩、低收缩、毛型、棉型、中空等短纤产品。此外还有多孔大面积喷丝板、短程纺等技术的开发应用。采用先进的集散型()自动控制系统对聚酯的工艺生产进行控制和管理。此外，已有聚酯仿真系统的开发和应用的技术在研

4、制，可具有仿计算功能、灵敏度分析功能、优化功能、成本计算功能、工程计算功能。可以对全流程或单釜流程进行仿真计算。优化计算功能可给工艺提供生产调整操作参数指导。成本估算以及工程核算可为管理、设计通过计算成本控制和核算设备参数，优化管理和设计工作。三.涤纶短的发展前景世界涤纶短业的发展形成三大趋势：一是以规模化、集约化、自动化(包括计算机控制技术的应用)达到降低生产投资、降低生产成本、提高产品质量(如产品的升级换代等)、稳固已有的产品市场的目的。单系列生产能力由八十年代的 100 吨/日、200 吨/日提高到九十年代的 300 吨/日、400 吨/日、480 吨/日、600 吨/日。随着单系列能力

5、的扩大，每万吨聚酯投资成本呈等比级数下降。如目前世界前 30 家聚酯生产厂家的平均产能达 36 万吨/年，规模最大的杜邦公司已达 140 万吨/年；二是继续拓展聚酯产品的应用领域，如聚酯产品的非纤应用、的工业应用等。为适应信息产业、生命科学、环保产业等领域的发展，研究和开发出相应的材料，如外科缝线、人工、人工肺以及可降解聚酯等；三是开发新产品包附加值、功能性产品，以进一步开拓产品市场，引导消费市场。根据国际短市场发展变化的趋势，今后几年的短新产品开发应当注重如何进一步加快现有产品的升级换代；配合纺织业技术和市场的发展，开发具有改善性能和功能性的新产品如细旦多孔、异型、异收缩、弹性、高吸湿、抗静

6、电、抗辐射、阻燃、抗紫外、远红外、抗菌、导电等。我国聚酯短技术装备主要有 LVD 型、TK 型、LHV 型、达技术和吉玛公司技术。20 世纪 70 年代末、80 年代初国内大部分聚酯短生产企业采用VD405-LVD801 及 LHV431、LHV432 生产装置。近年来，国产 3 万吨/年聚酯短纤维成套设备已经开始制造。PTA 直接酯化连续缩聚生产聚酯的企业，大多采用直接纺生产技术。80 年代中期，佛山、厦门从达引进 1.5 万吨/年直接纺生产线；90 年代辽化、浙涤等引进 3 万吨/年直接纺生产线；、洛阳等引进 4.5 万吨/年直接纺生产线。采用直接纺技术路线生产聚酯短，可降低建设投资和生产

7、成本。近年来，我国熔体直纺线逐年增多，随着国内外用品、玩具、家俱充填材料的大量更新与应用，如多中空、三维卷曲粗旦（高达 15 旦）短将有很大发展机遇，预计五年内可达 60 万吨产能。第二节 设计原则和设计依据设计任务书（计划任务书）,其作用是为拟建项目的设计工作提出有关设计原则、要求。第三节 生产能力和产品方案年生产能力：年产量 15000 吨生产的产品规格：15dtex38mm 棉型第四节 厂址选择选择在金山工业区建厂1地理位置：金山区地处杭州湾畔，西接浙江省，位于沪、杭、甬及舟山群岛经济区域中心，是市的西南门户，是直接与浙江经济交流的重要区域。同时，金山区是未来杭州湾跨海大桥进入的第一站，

8、与深水港、航空港都只有几十分钟的路程，是未来长三角都市圈城际公路交通网和我国沿海大通道的重要交通枢纽。平均海拔 4 米左右。2地质水文：地质基础比较稳定。近五百多年来， 发生在境内的较仅数次， 但由于震源较浅，因此有感面积较大。由于境内地势低平，每当汛期和江海，特别是大潮汛和台风暴雨同时侵袭之际，易受江海横溢之害，须实施防汛和水利工程。3气候状况：属北带季风气候，温和湿润、光照充足，降水丰沛，四季分明。夏季最高温度为 36C；冬季最低温度为-10.1C4交通：高速、嘉金高速、莘奉金高速分别位于工业区地块边缘，设有四个出，可方便接通沪杭高速、同三高速与高速等国家级干道，320国道及沪杭铁路、金山

9、铁路支线也与工业区擦肩而过。工业区还2 万吨级客货综合码头、500 吨级内河码头及化学工业区配套海港码头。特别是杭州湾跨海大桥的修建，距大桥仅 33 公里的金山工业区作为辐射浙江、江苏、福建等省区的交通枢纽地位更加显著。而且，工业区地处郊区，道路宽畅、交通便捷、通畅性好，从工业区出发，可在 1 小时左右方便的通达市中心、国际机场与港口等重要交通节点及苏州、无锡、杭州、宁波等长三角重要城市。5供电通信：金山市政基础设施规划，立足“超前布局、统筹协调和可持续发展”。优化道路、供水、排水、燃气、供电、通信等市政基础设施网络。6原材料、的供应及产品销售：纺丝切片可从金山购进；产品主要向江浙一带销售。第

10、五节 生产方法主要设备选型一、生产方法间接纺丝二、车间组成：干燥车间：切片的输送、干燥纺丝车间：纺丝卷绕、油剂调配、组件及计量泵后纺车间：平衡、牵伸、卷曲、定型、切断打包辅助车间： 化验、物检、保全、包装、材料准备、废丝处理及产品仓库三、间接纺丝生产的主要设备：干燥设备：KF1000 干燥机纺丝设备：LHV451后纺设备：LHV901第六节 原料、成品的技术指标1原料11 切片规格、质量指标12 油剂纺丝油剂E-650牵伸油剂E600项目规格有效成分 49水份（）4851项目规格水份（） 1.5有效成分（） 98.5PH5.07.0酸值（mgKOH/g）8.0皂化值（ mgKOH/g ）93.

11、0 2.0色相（GNO）12.0浊点（）3445灰份（）0.5项目规格项目规格特性粘度（ ）0.640.01铁份(ppm) 3软化点（）261凝胶粒子 100.2 个/mg（）259灰分（wt%）0.480.58TiO2 含量（wt）0.300.05（wt%）0.76外观尺寸443mm水分含量 0.4端羧基（当量/106 克） 30色相L 值7.28.2b 值313 辅助原料1)三甘醇a)TEG喷丝板法原料分子式：HO(CH2)2O(CH2)2OH表现：无嗅、无味、无色透明有吸湿性的粘稠液体性质：溶于水和乙醇，难溶于乙醚，不溶于苯、甲苯油分子量：150.7D(20)：1.1254沸点：287.

12、4：-7.2粘度：(20)Cp 47.8温度：常温压力：常压水分：0.1(wt)酸度：(H2SO4)0.01% (wt)色相：30PHA(2)烧碱含量NaOH 含量：98%Na2CO3 含量：1.2NaCl 含量：0.25Al2O3 含量：0.012)三氯化二铝床纺丝组件原料：棕刚玉砂：有铝矾土，无烟煤和铁屑在电弧炉中经高温冶炼而成。在高温下热稳定性好，20002050。它是惰性材料，无腐蚀性。在空气中不受侵PH58总磷酸 (%)10.512.0结合磷酸（）9.3无机磷酸（）1.7酸值（ mgKOH/g ）1727外观白色，无机械杂质蚀，3.97g/cm3.维氏硬度 18002000 公斤/平

13、方厘米，具有良好的传热性。如果采用的喷丝板孔径 0.25 毫米，选用 150 目棕刚玉砂（三氧化二铝）对纺丝组件效果良好。（150 目 Al2O3 粒子的粒径为 0.1 毫米，3.97，每个颗粒的重量在十的负一次方数量级）。3)联苯联苯醚外观：淡黄色油状物气味：特异嗅D65：1.065沸点：257：12.2（联苯为 67，联苯醚为 26-27）引火点：115粘度：444CP(20)比热：0.535潜热：70 千卡/公斤允许浓度：1ppm限界：0.993.36V4) 过滤材料14成品丝质量指标（高强低伸三维卷曲短）1. 5公用工程1）水项目脱盐水软水过滤水项目优级品一等品二等品三等品断裂强度cN

14、/dtex5.20.55.20.75.20.85.21.7断裂伸长%386.0388.03810.03810纤度旦13.50.1013.50.1213.50.1513.50.20长度偏差3.06.07.010.0超长%0.30.61.03.0疵点mg/100g3.08.015.040.0倍长mg/100g6.06.015.030.0卷曲数2 个/25mm积累数据油剂含量%积累数据干热收缩%积累数据比电阻 g/cm2积累数据2）蒸气3）压缩空气4）氮气第七节 主要原料的耗量第八节 三废处理和环境保护1废气：联苯联苯醚涤纶短丝纺丝过程中产生的废气主要是泄漏的热媒联苯联苯醚。为保证工作的健康，要保持

15、车间良好的通风排气。对于产生的废气，使用废气处理设备处理后再排入大气。序号名称每吨成品耗量每天耗量每年耗量 T1切片1.036T46.65 T15536.812油剂0.604kg54.60 kg18.02项目规格温度常温油分无40纯度99.99项目一般压缩空气减湿压缩空气温度常温常温油分无无2040压力(表压)(kg/cm2)温度（）汽化热(Kcal/kg)3143.9511.210183.2479.513194.1469.716203.4460.935241419.4SiO20.03ppm/PH786.57.56.57.5总硬度（CaCO3） 1ppm 2 度 12 度导电率2/cm/氯10

16、ppm10ppm35ppm铁/0.2ppm0.2ppm锰/0.3mg/l800610大差2改良煅烧炉450610中良3盐浴法3504500.20.3NaNO2 NaOH (KNO2)中大大良4三甘醇炉26528558TEG小中小优5氧化铝床炉4805Al2O3小小中优6真空裂解炉4901.52小小小优7高温水解炉350812小小小未成熟一、涤纶短生产工艺参数： 泵供量、泵转速、喷出速度、喷丝拉伸倍数、卷重、纺丝纤度、桶重量、落桶时间、平衡间桶数、一桶丝拉完所需时间、集速总旦数、切断机总产量。二、所用参数说明纤度 d：d=13.5 旦纺丝速度 v：v=800m/min喷丝板孔数 N；N=600

17、孔拉伸倍数 R：R=4.0收缩系数 K：K=0.13泵容量 V：V=50cp泵效率：=0.97C=1.2g/cm3 A=3.14(0.28/2)210-2=6.1510-2cm2熔体C：喷丝孔面积 A：取用卷绕丝长度 L：L=5mm3桶容积 V1：V1=1.81.82.0=6.483d1=0.55 g/cmB=12丝桶重 d1：纺丝部位数 B：卷绕丝含油率 h：h=18%浸油槽控制温度：422头道水浴牵伸槽水浴温度：72蒸汽加热箱温度：180三道牵伸速度：350m/min第六节 工艺计算1 泵供量 Q(g/min)：计算依据：纤度 d(旦)，喷丝板孔数 N，卷绕速度(m/min)，拉伸倍数R，

18、收缩系数 K(0.13)。计算公式：Q=13.54.0800600 (1-0.13)/9000=2505.6g/min2计量泵转速 n(rmp/min)计算依据：泵供量 Q(g/min)，泵效率 r(0.97)，泵容量 V(ml/rmp)，熔体c=1.2g/cm3。计算公式：计算公式：W=6.480.90.551000=3207.6Kg8 落桶时间 t(min)计算依据：每桶丝重量 W(kg)，泵供量 Q(g/min)，纺丝部位数 B,卷绕丝含油率h(18%)计算公式：Q 切200(223.610000/2)6024/9000/1000=35.776t/天台第七节 物料物料作用：物料不仅是原材

19、料消耗的基本依据，而且是设备和能量计算的先决条件。物料的理论基础是质量守恒定律。G1G2+G3其中：G1：输入系统各物料量的总和；G2：从系统或设备输出的物料量之和；G3：该系统或设备中物料量损失之和1切片单耗量计算：1)1 吨成品的绝干成品量1000(10.4)996kg2)进入打包工序量996/(10.05)996.5kg3)定型切断996.5/(10.1)997.5kg4)进入卷曲机997.5/(10.05)998.0kg5)拉伸998.0/(11.0)1008.1kg6)卷绕1008.1/(10.8)1016.2kg7)纺丝1016.2/(10.5)1021.3kg8)干燥1021.3

20、/(11.0)1031.6kg9)湿切片1031.6/(10.4)1035.7kg切片单耗为 1.036/吨成品，生产天数 333 天计物料表（15000 吨）序号工序损耗（）输入量 T/d输入量 T/y输出量 T/d输出量 T/y1湿切片0.446.6515536.8146.4615474.662干燥1.046.4615474.6646.0015319.923纺丝0.546.0015319.9245.7715243.32每天投入干切片 46.46T每天投入含水为 0.4切片 46.65T每天生产含油水 0.445.05T年产含油水 0.415000T2油剂物料油剂单耗已知条件：卷绕丝含油水率

21、 18，卷绕丝油剂浓度 0.3，卷绕油剂原油浓度100，成品含有率 0.15。一道水浴排放量12l/侧分，浓度0.08；二道水浴排放量12l/侧分，浓度0.05；油剂调配损耗 10。卷绕油耗用量卷绕工段输入量卷绕丝含油水率油剂浓度（1损耗率）/原油有效成分15243.32180.31.19.05T/y卷绕油剂单耗（kg/T）卷绕油耗用量（T/y）1000/年产量9.051000/15000=0.604kg/T后纺油剂成品成品含油率150000.4%60 T第三章 设备选型第一节、设备选型的原则1技术上先进，经济上合理。2设备可靠。第二节、纺丝机及拉伸机型号主要设备：干燥机（KF 干燥机 1000kg/hr 系列）纺丝机（HV451 纺丝机）4卷绕0.845.7715243.3245.4015121.375拉伸1.045.4015121.3744.9514970.166卷曲0.0544.9514970.1644.9314962.677切断0.144.9314962.6744.8914947.718打包0.0544.8914947.7144.8714940.249含油0.444.8714940.2445.0515000.00后处理机（LHV901 型后处理联合机）打包机（HV802