40年后——尼龙6聚合装置

1、2500mm,容量为150,000公斤/天的VK-今天，专家们”说：将萃取部分的内酰胺水直接循环到聚合部分不影响聚合物的质量是不可能的。然而，阿加菲（司15年前就开始成功地直接循环。实践证明阿加菲公司尼龙的聚合物。同时还显示出阿加菲公司聚合物优异的性能，在内酰胺直接回收聚合工艺具有以下主要特点：1 .不浪费任何原材料，内酰氨100%使用，2 .封闭的水回路，3 .无废水，4 .无内酰氨和低聚物废料，5 .公用工程消耗极低，6 .切片干燥后，几乎无粉尘，7 .装置生产简单，很少需要维修，节省维修费用，简介尼龙6是从口已内酰胺中制造出来，其工艺是由德国人）公6聚合物所含低聚物等同于或低于用新鲜或新

2、鲜+回收的内酰胺生产FDY纺丝上也很好。阿加菲公司LDR?（LactamDirectRecycling）已PAULSCHLACK教授于1938年开发出来。40年后尼龙6聚合装置阿加菲（Aqua刖公司最具现代化的尼龙6聚合工厂沃尔夫卡拉夏克（德国）（本文刊登在1997年12月国际化纤”杂志（ChemicalFibersInternational）第47期上）专家们”说:40年前的1957年，当我开始为尼龙6聚合装置搞设计的时候,VK-罐的直径不可能超过400mmVK-罐的容量最大只能是500公斤/天幸运的是专家们”所说的并未成为现实。今天，我们已设计并制造了直径为内酰胺环在高温下打开。在标准的工

3、业生产中，大多数情况下需要水。一打开环之后，除去水和加聚作用，可以获得的分子重量取决于温度，停留时间，压力和添加剂。为稳定链的长度，可添加添加剂来堵住链的末端，以达到避免相对粘度进一步提高的目的。在达到一种平衡状态时，反应停止。这种平衡大多数取决于聚合物的温度，然后将聚合物从反应器中排出来，固化，切粒。在一般的生产厂，这种平衡状态大约是聚合物的89%至91%b.w.o余下的含在切片中，含有未反应过的已内酰胺和不同类型的低聚物。因为只能允许大约0.6%b.w.的这样物质存在于产品中，才能将产品供给下家，所以下道工序就是将这样的物质从产品中除去，这道工序就叫萃取，用热水进行，将一定量的热水送到萃取

4、部分，排水时，水中含有未反应过的内酰胺和低聚物。必须回收内酰胺和低聚物，因为他们都是价格不菲的原材料。其它工艺中，人们只能从水中萃取6%到10%b.w.,而阿加菲LDR?工艺（内酰胺直接回收）能萃取14%。内酰胺水从提浓装置，被送去蒸镭。从这儿废料被送去解聚，化学处理，过滤，回到蒸播，然后到聚合。这种工艺消耗大量的能源，废料和废水很多。切片从萃取装置被送去干燥，然后包装，纺丝或其它生产装置。在一些对产品中内酰胺和低聚物含量不要求低的工厂，它们将在一个特殊的真空反应器，即：圆盘反应器中被分离，这就省却了萃取，可以直纺和干燥。附加罪的IDR反工艺内醐胺水浓缩到80%阿加菲公司LDR聚合工艺，内酰胺

5、混合内酰胺不是固体就是熔体，需要用熔化站来熔化，并用氮气来防止氧化。内酰胺从液体内酰胺储存罐用泵被打入内酰胺混合罐中-通过一只质量流量计。醋酸或其它链阻滞剂，来自萃取的高浓度内酰胺水或水，或其它添加剂通过计量系统分别配制到混合罐中。这些成份根据自动程序混合一段时间，配方由控制系统设定。混合罐应选好尺寸，以保证相同的混合料的喂入，这种混合料然后被喂入起码能满足二十四小时生产能力的储存罐中。在许多情况下，尤其是如果工厂的产量大，而且又是一条线，我们认为最好生产有光聚合物。物料的改变，无论是通过二氧化碳还是其它添加剂，可以在纺丝厂和其它生产部门添加色母粒进行。也可以将色母粒熔体或其它添加剂在聚合后，

6、铸带和切片前加入溶体中。连续聚合通过一个专门设计的热交换器用泵将罐中混合内酰胺打到预聚合反应器中。在热交换器中，混合料在压力的作用下，被加热到反应温度。在预聚合反应器中（直立，夹套压力容器），化学反应在高温高压下开始。预聚合反应器是专门设计的，以保证全厂的熔体能够均匀流动。热交换器，反应器，总体管线是用热媒炉产生的导生蒸汽进行加热保温的。通过压力和控制下一个反应器，即神奇的VK-罐的料位，相对粘度约为1.5的预聚合物被送至VK-罐，在这儿获得所需要的最终粘度。VK-罐是一种直立夹套容器，在大气压力和高温下运行。VK-罐的特殊插入板保证熔体的均匀流动。VK-罐的名称来源于德语"VK-R

7、ohr"就是"VereinfachtKontinuierlich”,译成英文就是"SimplifiedContinuous",译成中文就是“简化，连续-罐”。在预聚合反应器和VK-罐中的反应过程中，水和一部分内酰胺被蒸发掉，蒸汽在一个合适的冷凝系统中冷凝，冷凝水被送到水蒸发装置，回收内酰胺。在VK-罐的底部，熔体由齿轮泵排出。泵将熔体通过加热的熔体管线打到铸带头。铸带头的设计很有讲究，顶部连带一个进料熔体过滤器。在铸带头部份，熔体通过分配板和一个喷头形成带状。在每个铸带头下面配备一个用于铸带的带有传动铸带辐的水冷却槽。带状熔体在水槽中固化，冷却，然后被送

8、到切粒装置。铸带头和切粒装置的数量取决于工厂的规模，对于每天40吨以上的装置，应使用水下切粒机。冷却槽的水用泵连续循环，并在板式热交换器中冷却。连续萃取，干燥和切片输送切成片从切粒机的出口出来，进入一个用于分离漏切部分的振动筛。然后进入充满了热水的切片+水罐中。用泵将水和切片连续不断地从这个罐送到切片和水分离的萃取塔的顶部，水再流到切片+水罐中，在萃取塔中，切片从顶部流向底部。萃取塔为直立的圆筒容器，内部设计独特以保证切片的活塞式流动，防止切片在塔中混合。在萃取塔中，切片自上而下流动，而98c到110c的热水却以相反的方向流动。通过特殊的设计，在溢流处得到高浓度的内酰胺，也可以得到塔内的同样的

9、切片停留时间。作为对萃取塔的供水，使用从内酰胺水提浓装置来的蒸镭水，因此关闭水回路。蒸汽在水进入萃取塔之前就将其加热。可以通过一个特殊的加热器将萃取塔中的水和切片进一步加热。在萃取塔的底部，一个特殊设计的旋转器连续不断地将切片排出。旋转器的速度可以通过萃取塔的仪器来调节。然后，用泵将水和切片送到安装在切片干燥器顶部的切片与水分离器。在切片与水分离器中，切片得以与水分离。水重新回到旋转器，而切片被送到干燥器。干燥器是圆筒形的直立容器，内部设计很讲究，目的是确保切片的活塞式流动。在重力下，切片从顶部落到底部。在干燥器的底部有一个冷却器，用于在储存切片之前将其降温，除此之外起到回收热量的效果。在高产

10、能的装置上，切片的冷却由单独的氮气系统进行的，同样也能回收热量。通过热氮气向切片的相反方向吹动切片前进行干燥，根据干燥器的能力，干燥器配有一个或一个以上的氮气管线。特殊设计的无封口的风机在整个系统中循环氮气。氮气吸收切片中的水份。含有水份的氮气在干燥器的顶部出去。氮气的一部分直接重新加热，送回到干燥器，余下的氮气通过一个氮气冷却系统除去水份。冷氮气通过切片冷却器，氮气加热器，然后重新进入干燥器。冷凝过的纯水流到水蒸发装置的纯水罐中，再回到萃取部分,因此关闭水回路。由于切片冷却器中的切片热量回收，因而节省了大量的能源。氮气冷却系统分为两部分：一部分是氮气塔水冷却器；一部分是氮气冷冻水冷却器。因此

11、，大部分热量由价格低廉的冷却塔水取走。从干燥器的底部，切片进入一个输送罐，然后送去储存。切片的输送由氮气进行。我们的输送系统的设计能够将输送过程中的粉尘降低到可以忽略的地步。IlMCliOhlIITflklC(MOlhlQ连续式内酰胺水蒸发和水储存整个装置的所有含有内酰胺的水由一个内酰胺罐收集，用泵以均匀的速度将其送到提浓装置，在其进入装置前使其过滤，除去杂质。水先进入第3蒸发器，蒸发器是在最低内酰胺蒸发和最低温度但在最高真空下进行的。第3蒸发器是用第2蒸发器的蒸汽来加热的。水从第3蒸发器出来后，进入由第1蒸发器蒸汽加热的第2蒸发器。水从第2蒸发器出来后，到达由蒸汽加热的第1蒸发器，最终大约8

12、0%勺内酰胺提浓在此得以实现。80%的内酰胺水被送到储存罐，由泵使其保持循环，直到通过混合与下一批内酰胺自动混用。因此，我们能够使用百分之百的内酰胺，不浪费任何一点内酰胺和低聚物。蒸发冷凝过得干净水被送到净水储存罐，再送到萃取部分，关闭了水回路。本系统在实际生产中经受考验，效果理想，管道和设备几乎不堵，并具有下列优点:1 .无液体废料，2 .无需蒸播内酰胺，3 .无需破裂低聚物，4 .无需处理残渣废料，5 .脱盐水的消耗大为减少，6 .只有三级蒸发系统，能源消耗低,计量控制电源系统整个工厂由电脑全自动控制管理，数字和模拟系统由控制系统输入和输出。整个工厂的每个部分都由DCS系统以实时方式进行控

13、制。在DCS系统中，添加了一台电脑，内装阿加菲公司的特殊软件。每个站配有一台彩色监视器，并可自行工作。每个系统都配有一台打印机。工厂的运行数据每30天自动储存起来，以备取用本系统可以提供100张图页，如工厂各部门单个工艺流程图，图表，图表文字和条形码。在本系统中，为保险起见设置了密码，只有有关人员才能打开机器。本系统可以有5个操作密码，一个工程设计密码公用工程的消耗上述所提到的工厂按1000公斤萃取和干燥切片来计算，其中公用工程的消耗如下:电：100KWH热媒：187,000KCAL=218KWH蒸汽：1013kg（包括内酰胺/§化部分）冷凝水：（温度=33C/42C）50m3冷冻水

14、：（温度=8C/14C）30m3脱盐水：0.1m3氮气：5NM3压缩仪表气：5NM3原材料消耗丁-已内酰胺：每产1000公斤熔体消耗1001公斤已内酰胺醋酸：根据需要二氧化钛：根据需要作者简介沃尔夫卡拉夏克(WolfKarasiak)生于1940年，在德国柏林高等技术大学学习机械工程，1963年毕业。1958年到1978年,他供职于卡菲休(KarlFischer)公司。1963年开始，他负责开发聚酯连续聚合工艺以及所有的聚酯项目。稍后他被任命为工程设计部门的负责人。在开发聚酯连续聚合工艺的过程中，他发明了无轴圆盘反应器，美国专利号：3,761,059,和反应器顶部、真空管线高温加热，美国专利号：3,630,686以及其它工艺。他是世界上使用乙二醇真空喷射器来取代蒸汽真空喷射器的第一人。1979年到1988年，他在其它化工和环保公司工作，同时作为化纤工业的顾问。在此期间，80年代初，他首先提出了将工艺塔的乙二醇循环到浆料混合器中，今天大多数聚酯工艺都这么做。与此同时，他首次提出三级聚酯连续聚合系统。其工艺的基础设计和技术秘密由意大利雷迪奇(R