| 标题 | 尼龙66连续聚合装置废气处理分析 |
| 范文 | 孙培栋 张凤鸣 摘 要：随着工业的迅速发展，高分子材料在现代生产中的作用日益显著，作为世界上第二类合成纤维的尼龙66也不例外。因其高强度、柔韧性好、耐磨性优良等综合特点，尼龙66被广泛应用于橡胶、轮胎、塑料、电子、化工、化纤等行业。为此，本文在充分了解尼龙66性能的基础上，对尼龙66连续聚合装置废气处理相关内容进行了分析与探究。 关键词：尼龙66；废气处理；性能 尼龙材料又被称作“聚酰胺”，英文简称为“PA”，其子产品命名主要由合成具体单体的碳原子数量而定。尼龙66是由尼龙6（由己内酰胺开环聚合而成）和尼龙66盐缩聚合而成的一种新型材料。我国绝大部分人将其称作“锦纶”。尼龙树脂的主要材料也是尼龙6和尼龙66，此外还有尼龙610、尼龙12、尼龙11等衍生物。尼龙66是世界上出现最早的尼龙产品，于1939年被美国杜邦公司最先投入到工业化生产中。这种材料的耐热性和耐磨性远超其他同等材料（比如尼龙6），虽然刚性材质弱于金属，但自身的强度却毫不逊色，因此，常常在工业中取代金属材质。研究尼龙66材料的生产现状有利于预测其发展情况，便于我们收集信息，把握尼龙66未来的发展方向，从而更好地研制出全新的尼龙系列产品，为我国的工业生产贡献力量。 1 尼龙66的性能 尼龙-66是半透明或不透明的乳白色结晶聚合物，在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体-晶体材料，械强度较高，耐应力开裂性好，是耐磨性最好的尼龙，自润滑性优良，仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛，耐热性也较好，属自熄性材料，吸水性大，因而尺寸稳定性差。尼龙-66的化学稳定性好，对许多溶剂具有抗溶性，尤其耐油性极佳，但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。易溶于苯酚，甲酸等极性溶剂，加碳黑可提高耐候性。 由于制备工艺的差异，尼龙-66的各种性能指标随着聚合度、结晶度、吸水（湿）率或添加剂的种类和数量的不同而有所变化。 1）力学性质。未改性的尼龙-66因为其高强度、硬度、刚度、抗蠕变性和抗热降解性、耐摩擦而著称，添加10%～20%的橡胶状聚合物改性的尼龙-66的抗冲性能得到改善，但是强度和刚度有所降低。添加矿物质特别是玻璃纤维改性可以增强其硬度、强度、抗蠕变性和耐疲劳性。在医疗器械，汽车，电子工业，拉丝等行业均有应用。 2）电性能。由于尼龙-66具有良好的绝缘性能，体积电阻和表面电阻也较大，以及抗电荷径迹性能较好，因而在输电系统中广泛用作绝缘器件，其他选择因素有耐热性和阻燃性。 3）蠕变和疲劳性质。在较宽的温度范围内，未增强的尼龙-66都具有较好的耐疲劳性和抗震性，加上其优良的耐化学品性，因而在一些载荷经常变化或者动态加载的机械部件上得到广泛应用。玻纤增强的尼龙-66则提供了更高的应力水平。在工业测试中，其拉伸―压缩循环次数可以达107量级。 4）表面性质。尼龙-66因其表面光滑、良好的韧性和表面硬度，耐热和耐疲劳性能，表面自润滑性在齿轮等传动装置、链轮齿、凸轮和其它一些要求耐摩擦、磨耗的零部件件上获得大量应用，众多用MoS2、PTFE和石墨改性的尼龙66也获得广泛应用。 5）热性能。尼龙-66是一种具有较高熔点的半结晶性高分子材料，只要未达到熔化温度，就保持有足够的刚性。玻纤改性增强有效地增加了高温下的刚性，同时降低了其热膨胀系数。正是基于这些原因，尼龙-66才在高温环境中被广泛使用。 2 尼龙66连续聚合装置废气处理措施 2.1 尼龙66连续聚合工艺特点 尼龙66连续聚合工艺是相对间歇聚合而言的。物料在生产装置内持续经过不同的反应设备，完成物理化学变化，最终得到符合要求的产品。连续聚合工艺主要包含濃缩、反应、减压、聚合四个阶段，连续聚合生产线主要设备分为五大器：即浓缩槽、反应器、闪蒸器、聚合器、后聚合器，尼龙66盐溶液通过浓缩、高压缩聚、物料减压、常压缩聚和负压缩聚反应，从而制得合格的聚合物及最终的尼龙66切片。 尼龙66连续聚合装置废气回收与利用项目结合反应器排气回收系统的实施经验，针对尼龙66连续聚合生产线浓缩、聚合阶段的排气污染、能源浪费问题，研究了浓缩槽集成蒸汽回收、前聚合器排气喷淋等技术，改原来连续聚合无序对空排放为定向回收再利用，在排气回收、保护环境方面取得了突破和技术创新。同时完善了反应器排气回收控制工艺，将反应器产生的蒸汽100%回收并利用。 2.2 尼龙66连续聚合装置废气处理方案 结合尼龙66连续聚合生产工艺流程，在不影响正常生产的前提下，通过回收浓缩槽排气，对前聚合器排气进行喷淋，并循环利用，达到优化生产线结构、减少蒸汽排放、减少污染的目的。 （1）浓缩阶段浓缩槽排气集成回收改造。浓缩槽蒸汽集成回收将此阶段产生的高温蒸汽引入一套换热系统，使蒸汽冷凝为水，并收集用于替代聚合阶段的生产用水，同时节约浓缩槽排气喷淋塔喷淋用水。 （2）前聚合器排气喷淋循环系统改造。建立前聚合器排气喷淋循环系统，通过喷淋系统除去此阶段产生的高温蒸汽内含有的少量己二胺及低聚物，经由一套抽吸装置冷凝吸附剩余的洁净蒸汽，并循环利用吸附的冷凝水。 （3）方案实施内容。通过对当前尼龙66连续聚合浓缩、聚合阶段工艺情况进行调研分析，确定方案实施内容如下： 第一，浓缩槽蒸汽集成回收。在原浓缩槽排气喷淋罐（1207）增加新的排气回收管道，可以与原排气管线相互切换。排气管道安装列管式换热器，将其浓缩槽排气冷凝成水，回收至循环水槽，做为系统循环水槽补充水使用。具体实施内容如下： 首先，热器装于浓缩槽排气管道平行位置，管道由DNl50变至DN350，管道90°向下变向后，安装换热器。冷却水阀门可在四楼操作。换热器安装操作平台。其次，冷凝水管娜楼顶部垂直向下，穿过楼板55-楼顶部，沿楼顶走直线进循环水槽，管径为DN100，长度约40M。最后，某压力自动阀增加后阀，方便检修压力自动阀。进某管道增加球阀，可与新增管线相互切换。 第二，建立前聚合器排气喷淋循环系统。前聚合器排气喷淋技术建立前聚合器排气喷淋循环系统，通过喷淋系统除去此阶段产生的高温蒸汽内含有的少量己二胺及低聚物，经由一套抽吸装置冷凝吸附剩余的洁净蒸汽，并循环利用吸附的冷凝水。 系统主要包括喷淋罐、喷淋水槽、循环水槽、循环泵及过滤、降温设备。循环泵将循环水高速送至喷淋罐，使喷淋罐产生负压，将前聚合器排气吸至喷淋罐，喷淋后回收至喷淋水槽，形成循环喷淋系统。负压喷淋罐，可有效减少低聚物附着管道，减少堵塞。回收浓缩槽冷凝水可稀释循环水槽低聚物，保证系统长周期稳定运行。具体实施内容如下： ①噴淋罐装于四楼两个前聚合器分离器之间，连接管在上方与排气管道连接，加装阀门，可与原排气互相切换。喷淋水管从四楼垂直向下，穿过三楼，在二楼顶部，装90°弯头直接与水槽连接。弯头与水槽管道高度差约为1M。②循环水槽长2M、宽1.5M、高1.5M，体积4.5M3。补充水为WD，管径DN25，从二楼切粒水槽处连接管道。水槽中间加设滤网、挡板，对喷淋水进行净化。水槽置于高1M钢平台上，出口为DN250管道，在泵进口变径为DN150，以防止汽蚀及供水不足问题。③泵进口管径DN150，泵前装管道过滤器，出口依次安装烛式过滤器、板式换热器，管径为DN125，管道和喷淋水管在相同位置上四楼，进入喷淋罐。④在两套系统出口加装阀门，可相互切换、相互代替使用，管道过滤器共用一个。⑤循环泵、烛式过滤器、板式换热器，进出口安装压力表，板式换热器个水管装排放、排气阀，烛式过滤器安装旁通。⑥泵进出口使用闸阀，喷淋罐、列管换热器使用球阀。 2.3 实施效果 通过上述方法，实现了尼龙66连续浓缩、聚合阶段所排放废气的全部回收，达到了对空零排放的目标，有效减少了环境污染，并将回收的冷凝水加以利用，节能降耗。 3 结束语 综上所述，是一种新型的现代化工材料，尼龙66在众多生产领域得到了广泛应用。尼龙66连续聚合装置废气处理措施的应用，有利于企业改善环境，减少污染。同时，在大力发展经济的同时，企业也应该不断地研发出新的改性、改良产品，扩大应用领域，不断地开拓和培育新的应用市场，使企业走上健康发展的道路。 参考文献 [1]王天恒，赵雄燕，蔡啸，孙占英.尼龙66基复合材料的研究进展[J].塑料科技.2012（12）. [2]徐超峰，楼坚聪，祝博文，吴晓东.尼龙66在工业上的应用及发展前景[J].化工管理.2017（15）. |
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