尼龙66切片切粒循环水系统改进方法研究

尼龙66切片切粒循环水系统改进方法研究

赵光池

天辰齐翔新材料有限公司

摘要：尼龙66切片设备中循环水系统起到至关重要的作用，但是由于循环水系统经常堵塞影响了切片切粒的质量，增加了生产成本和工作强度。本文简述了尼龙66切片生产装置及其工艺，分析了循环水系统的工艺流程，并针对循环水系统长期运行中存在的问题探讨了系统的改进方法，最后对改进后的经济效益进行预测。

关键词：尼龙66切片；循环水系统；清理；改进

尼龙品种中最早开发成功的就是尼龙66，尼龙66切片是一种半透明或者不透明的乳白色结晶聚合物，又称为聚酰胺66，锦纶66，当前在聚酰胺系列产品中产量最大 是一种用途十分广泛，在各个领域中都有着良好的市场前景的工程塑料产品。但是实际生产中尼龙66的50%水溶液在成为聚合物后进入切粒阶段时，容易在切粒循环水系统中出现过滤器堵塞及毛丝缠绕的现象，需要经常频繁的清理过滤器，不仅影响了最终产品的质量，还会导致生产进度受阻，本文针对尼龙66切片切粒循环水系统的改进展开研究提出了有效可行的改进方法。

一、尼龙切片生产装置及工艺

尼龙的生产工艺包括单体合成，尼龙盐的制备和缩聚三道工序，单体合成所生成的是乙二酸和乙二胺，通过乙二酸和乙二胺的缩聚生成尼龙。

其中乙二酸的制备方法有苯酚法，环乙烷法和丙烯腈二聚法，其中苯酚法是指在140℃~150℃的环境下，压力为2~3 MPa，以苯酚为原料，在雷尼镍的催化下加氢生成环己醇，然后在55～60摄氏度的条件下，用铜催化60%～65%浓度的硝酸与其进行反应生成乙二酸。环己烷法是指用环烷酸钴或硼酸催化环乙烷与空气加压液相氧化生成环己酮和环乙醇混合物，在45~60℃的条件下，用60%浓度的硝酸将其氧化成为乙二酸。丙烯腈二聚法是采用电解还原法将丙烯腈二聚生成乙二腈，然后在稀硫酸水溶液中加入热水，得到乙二酸。

乙二胺的制备包括乙二酸法和丁二烯法，乙二酸法是指在280度～300℃的条件下，由磷酸二丁酯等脱水催化剂催化乙二酸氨化脱水生成乙二腈，在90℃，2.8MPa的条件下，用雷尼镍催化剂催化乙酸与氢发生反应得到乙二胺。乙二烯法是指利用丁二烯氯化生成二氯丁烯异构体混合物与氢氰酸或氰化钠在酸性条件下生成丁烯二氰异构体经氢氧化钠处理后，利用催化剂生成乙二胺。

在尼龙盐的制备过程中，获取分子量比较高的聚合物要严格控制原料配比，保证原料配比为等摩尔比，生产过程中应当先将乙二酸和乙二胺混合，将乙二胺的乙醇溶液和乙二酸的乙醇溶液在60℃以上的条件下搅拌混合制备尼龙盐，其搅拌后还应当经过过滤，醇洗，干燥等环节，为后续缩砂密做好准备，还应将其配置成浓度为63%左右的水溶液。

缩聚环节应当在高温下进行，生产工艺主要分为间歇法和连续法，其中连续法的使用比较广泛，适合大规模生产。

尼龙切片的生产是将50%浓度的尼龙水溶液浓缩至浓度为80%，温度上升到160℃，此时将尼龙水溶液放置封闭的聚合釜中脱水缩聚从而生成黏度达到相应指标的聚合物，在切粒阶段将其切成具有一定力度的切片，再通过氮气输送至聚合器再次进行脱水。切粒机为切粒阶段切片装置的核心设备，这一过程中循环水系统要为切粒机提供循环使用的脱盐水，所以循环水系统的优化是保证切粒机正常运行的基础。尼龙切片的生产流程主要是将浓度为50%的尼龙水溶液添加相应的添加剂进行蒸发，再增加相应的添加剂进行缩聚，挤出切粒后干燥并包装。

二、循环水系统的工艺流程

（一）循环水系统的作用

循环水系统中包括去振动器，换热器，灼式过滤器，供水泵，筐式过滤器，切割式室，水收集罐。循环水系统所起到的作用是为聚合物的切力提供动力以及切粒过程中所需的30℃的冷却水。循环水系统水温直接影响了循环水系统是否能够发挥正常作用，温度过高或过低都会影响切粒的质量，如果温度过高可能会导致聚合物的冷却不足，温度过低会导致外冷内热，这些问题可能会造成无法正常切粒或切粒粒度不均。

（二）循环水系统长期运行中发现的问题

在循环水系统长期运行中发现了以下几个问题，第一，脱水系统内部有一分离装置的密封是否严密会影响切片产品的质量。第二，在循环水系统长期运行中，铸带板柱带头喷丝孔存在结焦聚合物会导致切割后产生一些细碎切片，后续施工中存在较多粉尘，影响了切片产品的质量。第三，切片进入预干燥器之后所经过的循环过程中，如果水收集罐的过滤器上口密封不够严密，可能会导致切粒水中夹带的切片从过滤器口飞溅，导致过滤器被频繁堵塞，影响供水量。第四，根据现场调查发现，由于换热器效率较低，水温过高，导致切粒过程中出现问题，甚至无法正常切粒。

三、尼龙切片切粒循环水系统改进方法

针对尼龙切片切粒循环水系在实际生产过程中存在的问题，基于理论基础以及实际经验，通过分析实践得出了以下改进方法，第一，对于毛丝现象较多的问题，可以定期更换助铸带头并对更换掉的铸带头上残存的聚合物进行清理，通常每月应当更换一次。第二，为了减少切割间隙以及剥离器间隙的影响，应当及时清理切割室，每一批料切完都应对其进行清理，保证切割室的清洁，同时为了确保切割粒度均匀，要定期检查切割间隙以及剥离器的间隙是否在适当范围内。第三，为了减少后续过滤器设备的负荷，可以在预干燥器篦子板四周填充密封袋和密封胶，使循环水中的切片经过预干燥器时不会从预干燥器的篦子板四周出来。第四，为了有效减少工艺循环水中夹带的切片，应当定期换水并加大水收集罐的出口排量，避免过滤器中被带入大量的细碎切片。第五，应当合理设计筐式过滤器，适当调整其内部滤芯的放置位置，让含有细碎切片的循环水经过挡板缓冲之后再进入滤网，从而减少滤网的负荷。此外还可以减小滤网的孔径。第六，要保证工艺循环水温度在合适的范围内，最好维持在设定值最高温度，可以适当增加换热器的换热面积，提高换热效率，在冷却水中加入一定的冷冻水。

四、尼龙切片切粒循环水系统改进方法的经济效益预测

通过对现场进行改进后，能够有效提高经济效益，减少维护成本，主要可以从清理工资，切片，滤芯，聚合反应釜等方面挽回经济损失。第一，清理工资方面，可以适当降低对过滤器的清洗频率，减少清理时间，每年能够节约大量的工时，根据每年可节约的工时数量与工日工资可以得出每年能够节约的经济效益。第二，切片方面，通过过滤器改造每月可以减少大量切片的浪费。第三，在滤芯方面，经过过滤器改造后，滤芯每月的破损数量降为原来的1/10。每年可以挽回的直接经济损失数目巨大。所以经过系统改进不仅能够减少经济效益的损失，降低劳动强度，还可以明显提高切粒质量，保证生产品质。

总结

通过本文的方法对尼龙切片切粒循环水系统进行改造，有效减少了切粒机设备的清理次数，避免了清理过于频繁的问题，降低了因原有系统缺陷而导致的经济损失以及工作强度大的问题，同时有效提高了尼龙切片的切粒质量，使得尼龙切片装置整体性能得以提高。

参考文献：

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