120万吨尼龙66生产工艺流程.ppt

120万吨尼龙66生产工艺流程 工艺路线的选择 国内生产尼龙66主要有两种不同的工艺技术 连续缩聚生产技术 间歇缩聚生产技术 本次课程设计主要阐述尼龙 66的连续聚合生产工艺 尼龙 66盐的简介尼龙 66盐是己二酸己二胺盐的俗称 分子式 C12H26O4N2 分子量262 35 结构式 H3N CH2 6NH3 OOC CH2 4COO 尼龙 66盐是无臭 无腐蚀 略带氨味的白色或微黄色宝石状单斜晶系结晶 室温下 干燥或溶液中的尼龙 66盐比较稳定 但温度高于200 时 会发生聚合反应 尼龙 66盐的主要物理性质熔点 193 197生成热 J kg K3 169 10折射率 nD 30 1 429 1 583 50 水溶液 水中溶解率 g ml 50 54 00升华温度 78密度 g cm31 201尼龙 66盐在水中的溶解度很大 且随着温度上升而增大 其溶解度cs与温度的关系可描述为 cs 376 3286 1 9224T 0 001149T2 尼龙66盐的制备以己二酸和二元胺合成缩聚时 一般是把己二胺和己二酸制成尼龙66盐 然后再进行缩聚反应 成盐化学反应式如下 HOOC CH2 COOH H2N CH2 6NH2 OOC CH2 4COO H3 N CH2 6NH3 制备尼龙66盐时 分别把己二胺和己二酸酰配成溶液 然后再混合中和成尼龙66盐溶液 主要有水溶液法和溶剂结晶法 水溶液法是将己二胺和己二酸分别配成水溶液 直接用于缩聚反应生产尼龙66树脂 是最理想的工艺 水溶液法的特点是不采用甲醇等溶剂 方便易行 安全可靠 工艺流程短 成本低 溶液结晶法是以甲醇或乙醇为溶剂 经中和 结晶 离心分离 洗涤 制得固体尼龙66盐 溶剂结晶法的特点是运输方便 灵活 产品质量好 但对温度 湿度 光和氧敏感性较强 在缩聚反应中要重新加水溶解 原料的纯度 结晶温度 机械损失 溶剂浓度和用量等都对尼龙66盐的收率和质量产生影响 另外残存于己二胺中的1 2 二胺基环己烷 1 氨基甲基环戊烷 氨基己腈等杂质 可影响尼龙66的稳定性 尼龙 66的性能参数 尼龙66的制备工艺 尼龙66是由己二胺和己二酸进行缩聚制得的 在工业生产中 为了保证己二胺和己二酸等物质的量比进行缩聚反应 一般制成尼龙66盐后再进行缩聚反应 尼龙66的生产工艺尼龙 连续聚合工艺由图1尼龙66连续缩聚工艺可知 蒸发器用蒸汽加热 浓缩盐液 蒸发水分 将尼龙66盐水溶液质量分数由50 提高到70 以上 预热器是两个列管式换热器 将盐液由150 预热到起始反应温度210 反应器分为三段 第一 第二段主要是进一步蒸发水分 提高温度 在第三段进行缩聚反应 由于在此阶段所得的聚合物聚合度约20 还需要进一步反应 所以反应器内的反应又称为预缩聚 闪蒸器内有由细突然变粗的蛇管 人口压力为2MPa 出口压力为常压 物料通过闪蒸器后 由于压力迅速降为常压 温度高达280 的水迅速汽化 同时压力能转变为动能 使物料与水的混合物高速进人旋风分离器 物料与水分离 物料进人后聚合器 后聚合器内有螺旋推进器 物料在螺旋推进器的叶片上形成只有几毫米厚的薄膜 便于迅速脱去水分子 使聚合物相对分子质量达到工艺要求 完成缩聚反应 尼龙66是由己二胺和己二酸进行缩聚制得的 在工业生产中 为了保证己二胺和己二酸等物质的量比进行缩聚反应 一般制成尼龙66盐后再进行缩聚反应 工艺参数的选择 1 工艺关键点控制熔融态聚合物进料量的控制双螺杆要求其进料量必须精确稳定可调 经过多次技术交流 最终选定使用具有计量功能的齿轮泵配套变频电动机 利用电位器来调节齿轮泵转速 以稳定控制齿轮泵出料量 在线改性生产聚合单元与螺杆单元相互关联 螺杆产量的变动势必影响整个连续聚合生产线 一旦出现工艺波动 其所需调整时间长 质量稳定慢 因此经连续聚合反应的高温熔融态聚合物必须连续不断地向下游工序输送 不能滞留 多余的聚合物必须合理分流 故需要设计安装2台计量泵 增加2台三通阀和相应跨线 以实现同时或分别向螺杆和水下切粒机供料 通过以上设计 螺杆进料量处于受控状态 可根据生产计划及时调节 并确保连续聚合生产线稳定可靠 计量泵转速 螺杆进料量 螺杆转速 螺杆产量之间紧密关联 通过计量泵转速可以确定螺杆进料量 通过进料量可以确定螺杆转速 助剂的计量和喂入速度 从而确定后序切粒机的转速和最终的改性产量 经过摸索得到下表所列的计量泵转速 螺杆进料量 螺杆转速 螺杆产量关联据 2 螺杆各区段加工温度的控制传统改性螺杆温度靠电加热和循环冷却水冷却来控制 在线改性螺杆挤出机也采用循环冷却水进行冷却 但在线改性螺杆原料为熔融态聚合物 其温度高 在生产中螺杆温度控制十分困难 经常造成温度太高 引起连锁停车 为了降低温度 将循环冷却水 30e左右 改造为温度较低的冷冻水 7e左右 进行冷却 经改造后螺杆各段温度控制稳定 产品不会再因温度超高而氧化发黄 由于产品特性不同 温度控制也不尽相同 经过反复试验 对2730G产品生产过程中螺杆各加热区的温度控制如下表所示 3 助剂的计量与添加尼龙66在线改性生产依托连续聚合工艺 为生产出品质优良 性能优越的产品 在理论上要根据助剂类别性质不同 在连续聚合生产的不同时机 不同加工阶段引入 对于不影响聚合反应的部分助剂 可在连续聚合过程中直接添加 对于其它所需助剂 要视加入后是否分解 能否达到改性作用等具体情况选择不同时机加入 为了解决添加量问题 选用了4台不同量程的计量秤进行试验 需要与聚合物分散性混合的助剂在螺杆混合段喂入 以保证助剂性能稳定 需要剪切性混合的助剂在螺杆剪切段喂入 以便使助剂能受到充分剪切混合 达到改性的目的 提高改性产品的性能指标 4 螺杆开 停车控制生产过程中因螺杆故障紧急停止时 连续聚合生产线提供的熔