【正文】 的現(xiàn)象。以便集中管理，統(tǒng)一操作。一般采用流程式布置在一起，必要時，也可采用用類設(shè)備集中和流程相結(jié)合的方式。 要滿足生產(chǎn)工藝要求(1)設(shè)備布置設(shè)計首先要滿足工藝要求。綜上所述，工廠的布局是合理的。(3)符合發(fā)展要求。這些在本設(shè)計中均采用了相應(yīng)的安全措施，例如，己內(nèi)酰胺，聯(lián)苯等有機部分的車間排列在下風(fēng)向。(2)符合安全，衛(wèi)生的要求。從圖可以看出，工廠布置結(jié)合了工藝特性，廠址的自然條件和運輸條件，保證了各個生產(chǎn)裝置短捷的生產(chǎn)作業(yè)線，避免了流程的迂回曲折。綜上所述，廠址的選擇是合理的，但是也有缺點，就是離河流太近容易發(fā)生洪水事故。電力由國家電力網(wǎng)供應(yīng)，較為充足。這樣，原料己內(nèi)酰胺由鐵路或是河流運輸?shù)綇S內(nèi)己內(nèi)酰胺原料罐；蒙脫土有旁邊的蒙脫土工廠輸送到蒙脫土原料倉庫。要做好總平面設(shè)計，應(yīng)熟悉工廠生產(chǎn)工藝流程和各部分的相互關(guān)系，化工廠有大有小，基本上是由以下幾個部分組成：(1)生產(chǎn)車間：原料工段、生產(chǎn)工段、成品工段、回收工段和控制室等；(2)輔助車間：化驗室、機修、儀修、電修、建修室、通風(fēng)室等；(3)動力設(shè)施：鍋爐廠房、變電站、空壓站、冷凍站、煤氣站、空分站等；(4)倉貯設(shè)施：倉庫、貯罐場、露天堆場等；(5)運輸設(shè)施：道路、鐵路、水運碼頭、機械畫運輸設(shè)施等；(6)工程技術(shù)管線：給排水管線、供電、壓縮空氣、熱力等各種管線；(7)生活部門：辦公室、消防車庫、食堂、保健站、衛(wèi)生間、托兒所等； 廠址的選擇該化工廠是屬于中型企業(yè)，原材料的消耗量，產(chǎn)品量都比較大，需要有便利的交通條件。總平面設(shè)計的好環(huán)直接關(guān)系到車間建成后是否符合工藝要求，能否有良好的操作條件，使生產(chǎn)正常，安全的運行，設(shè)備的維修方便可行，而且對建設(shè)投資，經(jīng)濟效益等都有著極大的影響。(5)有利于企業(yè)管理水平的提高。(3)節(jié)約用地向立體空間發(fā)展。在進行工廠平面布置時，不僅要考慮廠內(nèi)運輸路線的合理布置，還要研究廠內(nèi)運輸如何與廠外運輸之間的銜接問題。例如，物料的單一流向，最小的物流距離，最少的裝卸搬運次數(shù)，進出方便，通道、道路暢通等等。無論是工廠總平面布置，還是車間布置，都要遵循以下基本原則：(1)服從于生產(chǎn)工藝流程的需要。 工廠布置的原則工廠布置包括兩項基本內(nèi)容：一是工廠總平面布置，二是車間布置。物流因素是指根據(jù)各部門之間物流量的大小來考慮各單位、部門之間的幾何位置，即盡量把相互之間物流量大的單位靠近一些，以減少裝卸搬運工作量，提高物流速度，降低物流費用。所以，合理地進行工廠布置，不僅有利于對投入的各種生產(chǎn)要素的合理配置，而且為企業(yè)物流合理化提供了條件；既是工廠工程建設(shè)上應(yīng)該重視的問題，也是企業(yè)物流研究的重要課題。很明顯，工廠布置與企業(yè)物流有著十分密切的關(guān)系。工廠布置[23]就是根據(jù)已確定的工廠組成部分及其規(guī)模，合理地在廠區(qū)安排它們的相互幾何位置，并畫出工廠的平面布置圖。從而減少尼龍的熱歷史，避免熱變質(zhì)、發(fā)黃，同時，通過螺桿剪切最大限度地將蒙脫土剝離開來。(3)將可能的造粒過程切入到聚合和抽提之間。 特點說明(1)引入的高分子添加劑能預(yù)先對粘土進行良好的包覆，避免團聚、沉降等不良現(xiàn)象發(fā)生，并起到降粘作用。另外，改變聚合溫度時，己內(nèi)酰胺單體與環(huán)狀齊聚物的生成量，溫度越低，環(huán)狀化合物的量越小。ε－己內(nèi)酰胺聚合，在聚合平衡時生成單體ε－己內(nèi)酰胺和環(huán)狀齊聚物。(4)反應(yīng)中溫度的控制。(2)雙螺桿擠出機反應(yīng)器[21]的設(shè)計及配置，反應(yīng)擠出工藝的優(yōu)選。(3)氣體阻隔性提高3倍。 蒙脫土/尼龍6復(fù)合物的強度效核 從實驗中可得到蒙脫土/： 蒙脫土/PA6納米復(fù)合材料與純PA6的性能比較項 目納米復(fù)合物純PA6密度/（）拉升強度/(MPa)10568彎曲強度/(MPa)158108彎曲彈性模量/(GPa)缺口沖擊強度/()熱變形溫度/(℃，MPa)16265吸水率/(％，24h.)光透過率/(％)4.10氧氣透過率/（）,0℃,0％MMT1743氧氣透過率（）,45℃,％MMT1545熱膨脹系數(shù)/(℃110 5 流動方向)熱膨脹系/(℃1105 垂直方向)從表中蒙脫土/尼龍6納米復(fù)合物與純尼龍6的比較具有以下特點：(1)力學(xué)性能大幅度提高。加入活性炭，高錳酸鉀等一起精制脫色除去易氧化雜質(zhì)，過濾后再蒸餾回收己內(nèi)酰胺。 通常，尼龍6的解聚采用磷酸，硼酸等無機酸或苯磺酸[20]，鄰苯二甲酸，己二酸，乙酸等有機酸或氯化鋁等路易斯酸為催化劑，在用加熱蒸汽或真空下進行。. 回收單體主要質(zhì)量指標(biāo)項目凝固點/℃色度APHA吸光度揮發(fā)性堿（mmol/t）KMnO4氧化值(S)國標(biāo)一級≤5≤≤國產(chǎn)單體≤2≤≤≥7200回收單體≤4≤≤≥7200 廢料回收單體廢尼龍回收有兩種方法：一是粉碎造粒，用于要求不高的注塑件；另一種是解聚回收單體。這種辦法能使己內(nèi)酰胺消耗降低到60Kg/t切片。在沉降罐中加入熱水。蒸餾釜[19]底殘渣含己內(nèi)酰胺和低聚物?；厥盏募簝?nèi)酰胺以一定比例摻入新鮮己內(nèi)酰胺中，進入聚合工段。從萃取水中回收單體，一般采用先蒸發(fā)濃縮后蒸餾回收己內(nèi)酰胺的工藝路線。干燥溫度控制在110—120％，干燥時間約24h。兩股N2從塔頂離開后，一部分經(jīng)加熱后進入塔上部，另一部分進入冷卻塔，排出吸收的水分降至露點。 干燥工藝流程Ⅰ—干燥塔； Ⅱ——后聚合塔； 2—冷卻器； 3，6—氣液分離器； 4—風(fēng)機； 5—加熱器； 9—水箱； WCH—冷凍水； WPR—廢水；SMP—中壓蒸汽；熱N2分別從干燥塔[18]上部和下部進入。為保證干燥過程中切片不被氧化。必須干燥，％以下。圖4 尼龍6切片萃取工藝流程圖1— 切片主槽；2，5，8—泵；4—萃取塔；6，9 —加熱器；7—計量閥；10—離心機；11—水貯槽；萃取工藝：塔頂循環(huán)水溫 110℃，進水溫度95℃，萃取時間17—18h,浴比：1：（1—），水中單體濃度8％—10％，％—％。萃取塔中有各種不同的內(nèi)構(gòu)件，這些內(nèi)構(gòu)件將全塔分為若干級，防止由于萃取水上下濃度和梯度不同而引起各級間返混，而且，在構(gòu)件中形成一定的狹窄通道，切片在通道內(nèi)自上而下，萃取水自下而上，在狹窄的通道內(nèi)由于液體的湍流程度增加，從而，增加了萃取過程的傳置效率。工業(yè)上用水做萃取劑將單體，低聚物從切片中萃取出來。 萃取工藝從聚合管出來的切片中含有8％—10％的單體和低聚物。后聚合反應(yīng)器中部沒有一個列管換熱器，下段有半管夾套，列管換熱器管間和半管夾套中通液體聯(lián)苯，溫度為250—254℃，液體聯(lián)苯導(dǎo)出后聚合的反應(yīng)熱，使熔體溫度保持在254℃左右。后聚合反應(yīng)器10頂部的內(nèi)置氣泡和夾套均用270℃的聯(lián)苯蒸汽加熱。在前聚合反應(yīng)器下段，由于縮聚，加聚反應(yīng)的進行，物料溫度繼續(xù)上升至270—274℃。熔融ε—己內(nèi)酰胺經(jīng)聯(lián)苯液體加熱（換熱器1）。 兩段聚合工藝流程圖1，4，17，18，24——換熱器 ；2——前聚合器；3——填料塔；5——分液槽；6——注塞泵； 7，8，11，15，16——聯(lián)苯加熱器 ；9，20——齒輪泵； 10——后加熱器； 12，14，23——泵； 13——防空罐； 19——水封罐； 21——切粒機：； 22——水罐； 25——震動篩。兩種方法的差異在與聚合工藝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)不同，其他工序類似。VK管連續(xù)水解聚合工藝是工藝生產(chǎn)的主要方法。 蒙脫土/尼龍6納米復(fù)合材料生產(chǎn)工藝流程圖 工藝流程圖，萃取，干燥和回收四大過程，萃取廢液經(jīng)過回收過程直接進入聚合，從而構(gòu)成了一個完整的循環(huán)系統(tǒng)，同時干燥后的產(chǎn)品直接進入產(chǎn)品貯槽進行包裝。H2 /m3Didier121041516276018016Inventa2510287201586772Zimmer251030421Karl Fischer2010302331247687258NOY201030530452060注：以上數(shù)據(jù)未包含，均為噸消耗。 各公司主要原料及能耗比較公司產(chǎn)量/t已內(nèi)酰胺/kg醋酸/kgTiO2/kg電/冷卻水/t冷凍水/t脫鹽水/t蒸汽/t壓縮空氣/m3(7)為了減少環(huán)境污染，降低原料消耗，各公司均設(shè)有萃取廢水和固體廢料回收裝置。(6)干燥設(shè)備基本分為干燥塔和切片冷卻器，干燥介質(zhì)為高純熱氮氣（%），分上、下二路通入干燥塔，冷凝管向通過切片層，氮氣的更新系統(tǒng)是干燥的輔助部分，濕氮氣經(jīng)洗滌、冷卻去濕和除氧處理，升溫后再循環(huán)使用。(5)萃取塔[15]都采用狹縫式，塔內(nèi)設(shè)有特殊結(jié)構(gòu)的傘形擋板或特殊的塔盤式整流器。通常使用Automatik公司制造的水下切粒機。(3)聚合管的直徑較大（由Φ250mm發(fā)展到Φ2000mm左右），普遍采用列管式換熱器或盤管式換熱器，采用汽相或液相聯(lián)苯作熱載體，用于準(zhǔn)確控制反應(yīng)溫度。(2)在聚合管內(nèi)廣泛采用靜態(tài)混合器或整流器，目的是使管內(nèi)溫度、流速一致。我國廣東順德錦綸廠從該公司引進20t/d生產(chǎn)裝置，這種領(lǐng)帶式換熱器脫水效果優(yōu)于列管換熱器。Zimmer公司曾為捷克等許多國家和我國的陜西、牡丹江、青島等廠家建成不同規(guī)模的生產(chǎn)裝置。聚合管內(nèi)設(shè)有列管段和整流裝置，在加熱系統(tǒng)中，有夾套加熱段，兩個內(nèi)加熱器和兩個內(nèi)冷卻器。兩段聚合與生產(chǎn)能力相同的一段聚合管（， m）相比，D型聚合管可以降低廠房高度。VK管帶預(yù)熱器，管內(nèi)裝有整流板，僅有夾套加熱，外部結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計的第三種為二段式聚合，與D型相似。聚合管下部換熱器上裝有靜態(tài)混合器，使熔體在管內(nèi)的徑向流速及溫度分布均勻。設(shè)備特點：帶預(yù)熱器，可提高物料進VK管時的溫度，在上部管內(nèi)裝有攪拌器和兩組加熱器[13]，用以加速單體的水解并使溫度分布均勻。該公司根據(jù)聚合反應(yīng)的特點，設(shè)計出三種大型聚合管，A型為常壓聚合管，干切片生產(chǎn)量為32t/d，聚合時間為15－16h，－。 世界主要幾大公司聚合管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 瑞士 Inventa公司Inventa公司對PA6的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備進行了長期的研究，具有一定的特色。適用生產(chǎn)薄膜，塑料級高黏度切片多段連續(xù)聚合聚合時間短，聚合物黏度高，工藝獨特。缺點：％左右，自動化程度低，適應(yīng)生產(chǎn)小批量，多品種工程塑料級切片固相后縮聚法必須用高純N2。兩段連續(xù)水解聚合法2個聚合管，加壓與減壓操作，DCS控制，聚合時間：13—14h,回收系統(tǒng)采用二效蒸發(fā)，聚合分子量均勻，適用生產(chǎn)工業(yè)用絲，工程塑料。德國BASF公司等對這種方法進行了改進，聚合時間可縮短到4－5h，聚合物粘度可提高三分之一，但建設(shè)費用和生產(chǎn)成本較高，檢修周期長（設(shè)備多），影響了推廣應(yīng)用。即第一個預(yù)聚合反應(yīng)器設(shè)計成矮胖型結(jié)構(gòu)，單體已內(nèi)酰胺在其中進行開環(huán)預(yù)聚；第二個聚合器設(shè)計成瘦長型結(jié)構(gòu)，物料在其中進行開環(huán)加聚反應(yīng)；第三個聚合器設(shè)計成上大下小結(jié)構(gòu)，該聚合器上段進行真空閃蒸，下段進行縮聚反應(yīng)及平衡，包括鏈交換和鏈終止反應(yīng)，聚合物達到一定的聚合度；第四步采取雙螺桿后縮聚增粘法提高聚合物粘度，需真空系統(tǒng)和氧氣的脫水、干燥及凈化等裝置。 其突出特點是可在干燥過程中同時完成增黏過程，彌補了常壓聚合工藝產(chǎn)品單一的缺陷。Zimmer公司在用這種方法增粘時，另用一種特殊催化劑。 固相后縮聚法這是一種使切片增粘的方法，如果需要在干燥過程中增粘，與VK管連續(xù)聚合不同之處是把連續(xù)干燥塔分為三段，第一段為干燥塔，第二段為固相后縮聚塔[11]，第三段為冷卻塔，并設(shè)置三個氮氣循環(huán)系統(tǒng)，塔內(nèi)氮氣溫度為160－180℃（第二段），通過調(diào)節(jié)氮氣溫度，日產(chǎn)20t系列的干燥塔，固相后縮聚時間為8h，這意味著用同一聚合管不僅可生產(chǎn)民用絲切片，還可以通過干燥后聚合增粘，生產(chǎn)薄膜和塑料級高粘度切片。該工藝流程特點：二段式連續(xù)聚合、氣相聯(lián)苯加熱，液相聯(lián)苯吸熱，減壓脫水能保證聚合反應(yīng)充分，聚合物粘度波動小，分子量分布均勻，有利于提高纖維質(zhì)量；切片萃取采用新型塔內(nèi)構(gòu)件，從而提高萃取效率，萃取水濃度達到10%以上，使回收已內(nèi)酰胺能耗降低，萃取后切片中可萃取物含量＜%；采用氨氣逆流干燥流程，切片在密封系統(tǒng)中被連續(xù)干燥，效果好，切片含水低，且不受空氣氧化，適合于生產(chǎn)安全帽子布所用一步法紡牽聯(lián)合機。在第二段聚合中，主要是縮聚加成反應(yīng)。在第二段聚合中，己內(nèi)酰胺以水解開環(huán)和部分加成反應(yīng)為主，反應(yīng)體系需要吸熱，提高反應(yīng)溫度有利于反應(yīng)的進行；同時，由于受溫度影響，體系中大量水分被蒸發(fā)脫離反應(yīng)體系。兩段連續(xù)聚合法中，德國吉瑪公司開發(fā)的加壓—減壓新工藝最具代表性。 兩段連續(xù)水解聚合 所謂兩段聚合是指聚合過程分為兩個部分，采用兩個聚合管，使用不同的聚合工藝來實現(xiàn)產(chǎn)品牌號的調(diào)整。是當(dāng)前世界普遍采用的生產(chǎn)民用絲PA6切片的典型工藝。熱水逆流萃取切片中殘余單體及低聚物、氮氣氣流干燥、DCS集散系統(tǒng)控制，單體回收采用萃取水連續(xù)三效蒸發(fā)濃縮，間斷蒸餾濃縮液工藝。該方法用于生產(chǎn)PA6民用絲。 常壓連續(xù)水解聚合 常壓連續(xù)聚合是指原料ε—己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合，進入管式反應(yīng)器[9]（工業(yè)上稱為VK管）繼續(xù)反應(yīng)。間歇聚合適合多品種小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)。平衡反應(yīng)，一方面靜止攪拌，真空脫泡，另一方面繼續(xù)脫除低分子物，提高聚合物的分子量。一般反應(yīng)溫度為250℃， MPa。第二階段，真空聚合，此階段主要是通過抽真空除去反應(yīng)體系中的水，促進加聚反應(yīng)，形成大分子聚合體。 間歇水解聚合 間歇聚合采用耐壓聚合釜，聚合過程分為三個階段第一階段，水解縮聚，聚合溫度在230—250℃，—。第2章 生產(chǎn)方法的選擇和工藝流程 工藝