熔纺氨纶切片项目简介讲解

工2氨纶即聚氨酯弹性纤维，以其富有弹性、穿着贴身舒适的优点得到消费者的到2004年底，我国的氨纶产量高达20.5万吨，占全球的45%,已成为世界第一大氨纶生产与消费国。我国氨纶的高速发展，为我国纺织行业的技术进步与产品升氨纶目前有干法纺丝、湿法纺丝、熔融纺丝及化学反应纺丝四种生产工艺，1)干法纺丝工艺过程如下图1所示：制成溶液制成溶液凝固成丝除气图1;干法纺丝工艺过程示意图干法纺丝是目前世界上采用最广的一种生产聚氨酯弹性纤维的方法，美国的DuPont、德国的Dorlas2tan及日本东洋纺等大厂商均采用干法纺丝工艺，干法纺丝生产的氨纶产量占氨纶总产量80%以上。干法纺丝生产时，需注意提纯。干法纺丝工艺中的纤维卷绕速度一般在200～600m/min,最高可达10002)湿法纺丝工艺过程如下图2所示：制成溶液制成溶液凝因成丝上油脱泡凝固浴聚氨酯添加剂图2:湿法纺丝工艺过程示意图凝固浴为可与DMF混溶的水或醇和DMF的混合物。湿法纺丝用水为纺丝凝固浴量的10%。日本富士纺公司的Fujibo氨纶就是采用湿法纺丝技术生产。3)熔融纺丝工艺过程如下图3所示：图3:熔融纺丝工艺过程示意图此不象干纺、湿纺那样需用昂贵的回收设备。其产品易于细旦化，舒适性、耐氯性、生物相容性均较好，越来越受到重视。但是由于热塑性聚氨酯内在结构的原因，目前产品的耐热性与干法氨纶相比略差。熔纺按伦的生产公司主要有日本的4)化学反应纺丝工艺过程如下图4所示：图4:化学反应纺丝工艺过程示意图在我国，以产量计算，2003年氨纶的生产干法约占90%左右，熔法占8%左右，湿法没有，反应法.2%。在上述四种氨纶生产工艺中，湿法与化学法由于工艺流程长、设备投资大、环境污染严重、产品性能也较差等一系列原因，已开始逐步淘汰。干法纺丝工艺相对来说设备投资小、占地少、产品性能优良，目前的应用的最多。但干法纺丝也存在溶剂DMF(二甲基甲酰胺)对环境产生负面影响的问题，在环保与工业卫生意识与法规日益加强的今天，其发展受到限制。熔纺氨纶因生产工艺流程简单、4在我国大陆更得到飞速的发展，目前国内生产能力已超过全球熔纺氨纶总能力的三分之二，生产厂有20余家，生产技术与设备也日臻完善，生产能力与市场占有1)熔纺氨纶氨纶是我国对聚氨酯纤维的简称，商品名也称“莱卡”,是一种具有高弹性熔纺氨纶丝较其它非熔纺氨纶丝具有丝质柔软；耐候性佳、保存时间长；易于细旦化、单根纤维均一性良好；热定型性良好；产品品种变化快：生产中无溶剂，所用原材料安全性好，属绿色工艺；设备投资少(约为干法氨纶生产设备的1/10)、投产周期短(六个月)、王艺流程简单、设备投资低、生产效氨纶有四种纺丝方法：溶液干法、溶液湿法、熔融挤出法和化学反应法。其中溶液湿法和化学反应法由于三废多，污染严重，目前已基本被淘汰。干法工艺生产的氨纶纤维由于具有优秀的物理特性，可用于各种中高档纺织品及针织品，目前在国内氨纶生产中占80%以上。但干法工艺必须使用有机溶剂二甲基甲酰胺 (DMF)或二甲基乙酰胺(DMAC),此溶剂极易挥发，回收投资巨大，对环境构成严重污染，对有接触人员的身体器官(肝脏)造成危害，目前已受到社会各方面的特别关注。加上此种工艺方法所需生产厂房、场地、设备及工艺处理投资大，能耗高，不符合当前"低碳"经济的要求。为此，在对环保意识很强的发达国家和熔纺氨纶纺丝技术是本世纪初新兴起的氨纶纺丝技术，其生产流程是氨纶切片《氨纶切片是纺织行业对用于熔纺氨纶纤维生产的专用TPU粒子料的习惯性叫法)经干燥、再熔融、计量、纺丝、上油、卷绕、平衡等工序，即可得到氨纶纤维。可以看出，熔纺氨纶生产工艺具有工艺流程简单、生产效率高，在生产过程中无须使用溶剂，无三废排放，设备投资少、投产周期短节约能源等优点。而且熔纺氨纶产品具有易于实现细旦化，丝质柔软；耐候性佳、保存时间长；单根纤维均一性良好；热定型性良好；产品品种变形快等优点，已成为今后发展的方向和各大厂商竟相研究、开发、投资的热点。目前，我国氨纶产能已超过25万吨，5其中熔纺氨纶比例从2005年的15%提高到20%,干法比例从85%下降到80%。随着熔纺氨纶技术研究的不断深入和发展，随着作为硬件的熔纺氨纶设备、助剂及有关配套的不断完善，其熔融法纺氨纶的工艺方法必将逐步取代干法，成为氨纶生产的主导方法。干法与熔法纺氨纶工艺比较见下表2表2:干法与熔法纺氨纶工艺比较设备投资费用1-1.1亿元RMB/500吨/年1280万元RMB/500吨/年纺丝速度工艺技术成熟性成熟已实现应用对环境影响严重污染无污染产品显著优点熔点高，热变形温度高，伸长大，回弹率高应用领域全面袜子，毛衫，内衣。配套产业较为完善发展中发展障碍投资费用过高热变形温度有待提高到目前为止，我国熔纺氨生产企业曾发展到30多家，产能曾达到2万ta以上。但近年来熔纺氨纶丝实际产能不足1万t/a。其根本原因是我国氨纶切片国产化技术未取得真正的突破，中高档熔纺氨纶切片全部进口，导致熔纺氨纶的成本居高不下，阻碍了熔纺氨纶的进一步发展。目前国内所有熔纺氨纶企业所需氨纶切片均购买德国巴斯夫和美国诺誉的进口产品，价格在5.2—5.3万元/吨水平。而且供应商还规定定货起点必须为16吨(一个20尺货柜),还必须提前60天付款。这就给生产规模本就不大的熔纺企业在流动资金方面造成沉重的压力。氨纶切片下表3为国内熔纺氨纶生产厂家。从表3可以看出，所有能的熔纺氨纶生产表3:国内熔纺氨纶厂家氨纶厂家2007年产能吨切片氨纶厂家2007年产能吨切片江苏云菲无武进五洋无江苏南黄海无苏州华伟无海宁新高无宜兴华意无6浙江精辉无中山新顺无江苏金祥无常熟赛纶丝无张家港惠泰无上海宇航无保定天鹅无张家港汇丰无海安宏发无大连合成无海宁庆达无昌源氨纶无海宁星源无上虞化纤无苏州伟丽无山东肥城无无锡长安无绍兴阻燃无杭州艺鸣无桐张长江无苏州长泰无中山大涌无无锡宏鹰无深圳雅群无合许30家2007年合计：20200吨2)氨纶切片作为氨纶切片用的TPU,在性能上具有以下几方面的要求：——要其有高的分子量、窄的分子量分布及极少量的颗粒。粒子的控制、质量稳定性都有很高的要求。目前我国的绝大部分TPU生产厂家由于种种原因，所生产的TPU都达不到氨纶切片的要求。从前面目前国内所有熔纺企业每年共需求氨纶切片2万多吨，而能够进口的氨纶切片也只能在6000～8000吨/年，可见熔纺氨纶切片投产以后，其市场空间很大，产品3.项目的可行性1)技术现状目前熔纺氨纶切片均为聚醚型TPU产品。由于其分子结构内在的原因，导致普通熔纺氨纶产品在弹性回复率、耐热性等方面还不如干纺氨纶。而且由于技术公司、德国BayerDesmopan公司、美国诺誉(noveon)化工公司还有较大差距。如我公司从2011年8月至2013年10月，承担浙江省科技厅重大项目“纳米改83.1主要内容和目标：1.目标：开发一种能作为熔纺氨纶切片的聚氨酯热塑性弹性体，并进行产业2)进行中试研究，确定适宜的生产工艺条件；3)进行应用研究，制得可作为氨纶切片的热塑性聚氨酯弹性体。3.2项目建设期与进度16.01～10月：小试稳定研究，提供样品进行测试和分析。16.10～12月：中试研究，打通中试工艺流程，提供样品进行测试和分析。17.01～03月：中试稳定研究，并确定基本生产工艺参数；17.04～09月：试生产，形成一个产品，在用户单位进行应用试验；确定基本17.10～12月：准备项目验收。4、项目技术方案分析3)扩链剂：主要是1,4-丁二醇及其改性产物，供应商有德国BASF、台湾大连、日本三菱等。国产有山西三维、胜利油田、湄洲湾等。4)催化剂及其它添加剂4.2技术方案9氨纶切片的双螺杆挤出连续式生产工艺为将融化好的原料经计量、输送、混合后，注入双螺杆反应器中，在高温下反应、挤出、水下连续造粒，再后熟化得到成品。其工艺过程一般包括四个部分：原料的融化与贮存系统、计量与输送系统、双螺杆反应挤出机、水下切粒与后处理系统。双螺杆连续法TPU合成工艺见图6所示，在实际生产当中，图中的设备4~10由一台特制的浇注机代替。图6.2-1:双螺杆连续法工艺生产工艺流程示意图9—丁二醇计量罐10一高速混合器13—水下切粒机14—冷却盘管17—贮料罐18一干煤机7一聚酯计量罐15—料水分离机4一聚酯高位槽12—侧加料机20—贮水槽氨纶切片效益分析(1)原料成本：2.652万元/吨产品，见下表7。表7氨纶切片原材料成本一览表(原料价格为今年网上报价)主要原料单价(万元/吨)消耗比例(%)总价(万元/吨产品)备注现均价近期均价扩链剂现价其他添加剂0.5-1%估价小计损耗计(约3%)合计(2)生产成本：0.15万元/吨产品根据生产经验，能力为5000吨/年的生产线，工人工资以2500元/月计算，车间生产成本约：1000元/吨；加上工厂管理费预计500元/吨，生产成本为0.15(3)氨纶切片一期完工后预计经济效益估算一期完成后，氨纶切片总产能为5000吨/年，实际产量按产能的80%计算，为4000吨/年。目前国内所有熔纺氨纶企业所需氨纶切片均购买德国巴斯夫和美国诺誉的进口产品，价格在5.2—5.3万元/吨水平。鉴于此，我们的产品价格建议定价为其80%,即以4.16万元/吨为计算依据。其经济效益分析如下：产品平均售价约(含税):4.16万元/吨原料成本约(含税):3.2万元/吨年总产值(按4000吨/年计算):16640万元年总利润(按4000吨/年计算):1888万元设定的配比混合后全部参与反应，直接制得。反应过程中无三废产生，为环保性产品，在国际上称为“绿色氨纶”6.2社会效益以前氨纶切片几乎全部要进口。熔纺氨纶生产厂除江苏南黄海、保定天鹅等少数厂外，产量一般为500吨/年以下，且多为低档次初级产品。近年来，沈阳鸿祥塑胶制造有限公司、南通华盛高聚物科技发展有限公投资兴建了1300吨/年氨纶切片的连续法生产线，产品已进入市场，取得了一定的市场份额，并计划逐年扩大生产规模。本项目建设起点较高，超越国内现有水平，这对提升我国熔纺氨附表1:氨纶切片产品主要技术指标如下：1)德国BASF公司产品拉伸强度伸长率10%伸长模量20%伸长模量50%伸长模量100%伸长模量