【正文】 力屆時將達(dá)到 30 萬 t/a 左右 ,按開工率 80%計(jì) ,產(chǎn)量將達(dá)到 24 萬 t 左右。 進(jìn)出口情況 尼龍 66產(chǎn)品眾多 ,進(jìn)出口都比較活躍 ,出口量略大于進(jìn)口量。表 3是 2021 年國內(nèi)尼龍 66 產(chǎn)品進(jìn)出口情況。從 2021 年起 ,尼龍 66 的主要生產(chǎn)原料己二胺、己二酸的價格雙雙暴漲 ,但國內(nèi)尼龍 66 的價格卻沒有相應(yīng)上漲 ,反而出現(xiàn)了銷 售量增加、銷售價格下降的奇怪行情走勢。并于 2021 年開展了反傾銷工作 ,2021年 6 月 26 日 ,商務(wù)部對該案作出了反傾銷初裁。目前 ,國外尼龍 66 巨頭在中國的傾銷行為已有所收斂 ,出口到中國的產(chǎn)品報(bào)價也有所回升。目前 ,國內(nèi) 5條采用連續(xù)聚合裝置的尼龍 66生產(chǎn)線已經(jīng)在滿負(fù)荷運(yùn)行 ,一家企業(yè)停產(chǎn)近半年的間歇聚合生產(chǎn)裝置也重新開車。這預(yù)示著尼龍 66樹脂將 會迅猛增長。這 2種工藝原理相同，均為己二胺和己二酸縮聚得到尼龍 66 高聚物。 5 2 工藝流程和方案的說明及論證 工藝路線的選擇 國內(nèi)生產(chǎn)尼龍 66主要有兩種不同的工藝技術(shù) : 連續(xù)縮聚生產(chǎn)技術(shù) 。本次課程設(shè)計(jì)主要闡述尼龍 66的連續(xù)聚合生產(chǎn)工藝。 s(160℃ ) 6 溶解性 微溶于水，易溶于酒精、 乙醚 等大多數(shù) 有機(jī)溶劑 。 15℃時溶解度為 ； 25℃時溶解度為 ； 100℃時溶解度為160g/100mL。己二酸的合成主要有苯酚法、環(huán)己烷法和丙烯睛二聚發(fā)等。 環(huán)己烷法是以環(huán)己烷為原料，在環(huán)烷酸鈷或硼酸催化劑存在下，通入空氣加壓液相氧化，生成環(huán)已酮和環(huán)已醇的 混合物，再用 60%硝酸在 45~60℃氧化成己二酸。 (2) 己二胺的物化性質(zhì) 白色片狀結(jié)晶體，有氨臭，可燃 分子量 熔點(diǎn) 41～ 42℃ 沸點(diǎn) 204～ 205℃ 相對密度 (30/4℃ ) 粘度 （ 50℃） 己二胺為具有臭味的無色葉片狀晶體，己二胺溶于水、醇和芳烴 7 類溶劑，難溶于脂肪烴類。 (3) 尼龍 66鹽的簡介 尼龍 66 鹽是己二酸己二胺鹽的俗稱，分子式： C12H26O4N2，分子量 , 結(jié)構(gòu)式： [+H3N(CH2)6NH3+ OOC(CH2)4COO]。室溫下，干燥或溶液中的尼龍 66鹽比較穩(wěn)定，但溫度高于 200℃時，會發(fā)生聚合反應(yīng)。 K 10 折射率， nD(30℃ ) ～ (50%水溶液 ) 水中溶解率， g/ml， 50℃ 升華溫度，℃ 78 密度， g/cm3 尼龍 66鹽在水中的溶解度很大（見表 0169）。成鹽化學(xué)反應(yīng)式如下： HOOC(CH2)COOH+H2N(CH2)6NH2→ OOC(CH2)+N(CH2)6NH3+ 制備尼龍 66 鹽時，分別把己二胺和己二酸酰配成溶液，然后再混合中和成尼龍 66 鹽溶液。水溶液法是將己二胺和己二酸分別配成水溶液，直接用于縮聚反應(yīng)生產(chǎn)尼龍 66 樹脂，是最理想的工藝。溶液結(jié)晶法是以甲醇或乙醇為溶劑，經(jīng)中和、結(jié)晶、離心分離、洗滌，制得固體尼龍 66 鹽。 原料的純度、結(jié)晶溫度、機(jī)械損失、溶劑濃度和用量等都對尼龍 66 鹽的收率和質(zhì)量產(chǎn)生影響。 (5) 尼龍 66 的性能參數(shù) 表 5尼龍 66的性能參數(shù) 密度（ g/cm3） ； 拉伸強(qiáng)度 (MPa) 60. 080． 0； 洛氏硬度 118 熔點(diǎn) 252℃；熔點(diǎn)在 259~267℃的范圍內(nèi)波動。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證己二胺和己二酸等物質(zhì)的量比進(jìn)行縮聚反應(yīng)，一般制成尼龍 66 鹽后再進(jìn)行縮聚反應(yīng)。預(yù)熱器是兩個列管式換 9 熱器，將鹽液由 150℃預(yù)熱到起始反應(yīng)溫度 210℃。閃蒸器內(nèi)有由細(xì)突然變粗的蛇管。后聚合器內(nèi)有螺旋推進(jìn)器，物料在螺旋推 進(jìn)器的葉片上形成只有幾毫米厚的薄膜，便于迅速脫去水分子，使聚合物相對分子質(zhì)量達(dá)到工藝要求，完成縮聚反應(yīng)。在線改性生產(chǎn)聚合單元與螺桿單元相互關(guān)聯(lián) ,螺桿產(chǎn)量的變動勢必影響整個連續(xù)聚合生產(chǎn)線 ,一旦出現(xiàn)工藝波動 ,其所需調(diào)整時間 長 ,質(zhì)量穩(wěn)定慢。故需要設(shè)計(jì)安裝 2臺計(jì)量泵 ,增加 2臺三通閥和相應(yīng)跨線 ,以實(shí)現(xiàn)同時或分別向螺桿和水下 10 切粒機(jī)供料。計(jì)量泵轉(zhuǎn)速 螺桿進(jìn)料量 螺桿轉(zhuǎn)速 螺桿產(chǎn)量之間緊密關(guān)聯(lián) ,通過計(jì)量泵轉(zhuǎn)速可以確定螺桿進(jìn)料量 ,通過進(jìn)料量可以確定螺桿轉(zhuǎn)速、助劑的計(jì)量和喂入速度 ,從而確定后序切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速和最終的改性產(chǎn)量。 表 5 計(jì)量泵轉(zhuǎn)速與螺桿進(jìn)料量，螺桿轉(zhuǎn)速，螺桿產(chǎn)量的關(guān)系 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 計(jì)量轉(zhuǎn)速 r/min 650 750 1000 1150 螺桿進(jìn)料量 Kg/h 600 700 900 1000 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 220 350 400 530 螺桿產(chǎn)量 Kg/h 857 1000 1285 1428 (2) 螺桿各區(qū)段加工溫度的控制 傳統(tǒng)改性螺桿溫度靠電加熱和循環(huán)冷卻水冷卻來控制 ,在線改性螺桿擠出機(jī)也采用循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻。為了降低溫度 ,將循環(huán)冷卻水 (30e 左右 )改造為溫度較低的冷凍水 (7e 左右 )進(jìn)行冷卻 ,經(jīng)改造后螺桿各段溫度控制穩(wěn)定 ,產(chǎn)品不會再因溫度超高而氧化發(fā)黃。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn) ,對 2730G 產(chǎn)品生產(chǎn)過程中螺桿各加熱區(qū)的溫度控制如表 7所示。對于不影響聚合反應(yīng)的部分助劑 ,可在連續(xù)聚合過程中直接添加 。為了解決添加量問題 ,選用了 4臺不同量程的計(jì)量秤進(jìn)行試驗(yàn) ,需要與聚合物分散性混合的助劑在螺桿混合段喂入 ,以保證助劑性能穩(wěn)定 。 (4) 螺桿開、停車控制生產(chǎn)過程中因螺桿故障緊急停止時 ,連續(xù)聚合生產(chǎn)線提供 11 的熔融態(tài)聚合物仍會由計(jì)量泵不斷地供給螺桿 ,造成螺桿冒料 ,清理困難 ,且物料損失較大。螺桿正常運(yùn)轉(zhuǎn)時 ,熔斷閥處于關(guān)閉狀態(tài) ,物料可順利進(jìn)入螺桿 。 工藝說明 在溶解釜 1 中將尼龍“鹽及助劑配成 60 寫的水溶液 ,用熱水加熱到 90℃。用輸料柱塞泵 4 將料通過泵前過濾器 20 打入預(yù)熱器 5,使溫度從 90℃快速上升到210℃ ,壓力為 。由柱塞泵控制高 I 管和高 l 管物料液面 ,并由穩(wěn)壓桶 18進(jìn)行分離穩(wěn)壓。溶液進(jìn)入脫泡器 17,在二氧化碳?xì)怏w保護(hù)下繼續(xù)脫水。出料由出料螺桿 14 擠出 ,通過鑄帶泵 15 鑄帶 ,經(jīng) 水槽冷卻 ,切粒 ,風(fēng)干 ,即為成品。 加入的己二酸能與己二胺完全反應(yīng)，生成尼龍 66 鹽。 表 10 PA66 純?nèi)芤毫髁颗c PA66 鹽理論投料流量 39。39。39。 24100)(66 ??????????? ?? hkgWWWWdcWMXMP A TTTTTTN純?nèi)芤?39。*%= 1??hkg OH2 蒸汽 ?2?5%= 1??hkg 合計(jì)： += 1??hkg 1的物料衡算總進(jìn)量 =+= 1??hkg 出料量 =+=1??h 2 物料衡算 ?22 ? ??02 ?? 12 21 催化劑 1??hkg PA66 鹽純?nèi)芤? 247。 =kg OH2蒸發(fā)： %90)3 0 5 6 7 8182( 39。0TN=?=1??hkg 催化劑 = 分子量調(diào)節(jié)劑 ?=1??hkg 聚合物39。039。 00 2 TTT NMXMN ????=?2622 ?18 =1?? OH2: %10) 3 5 5 9182( 39。0 ????? XN T =（ 2 18+） 10%=1??hkg 合計(jì) +++= 52 催化劑： =1??hkg 分子量調(diào)節(jié)劑： ?=1?? OH2蒸發(fā) %90) 3 5 5 9182( 39。能量的消耗在化工生產(chǎn)中是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ,它是衡量工藝過程、設(shè)備設(shè)計(jì)和操作水平是否先進(jìn)合理的主要指標(biāo)之一 [35]。另一種是在設(shè)計(jì)新的裝置或設(shè)備時 ,根據(jù)己知的物料量和有關(guān)的設(shè)定條件 ,求出能量的變化值 ,進(jìn)而獲得位置的物料量或溫度、 功率等重要參數(shù)?；どa(chǎn)中熱量的消耗是能量消耗的主要部分 ,例如一套年產(chǎn) 25萬 t乙稀的裂解裝置 ,用柴油作裂解原料時 ,總能量消耗約為 ,其中 90%是熱量 ,因此 ,化工過程中的能量衡算主要是熱量衡算 [36]。因此熱量衡算式可采用 ???Q H 12 H? 式中 , Q? — 過程換熱量之和 ,如有熱損失也應(yīng)包含在內(nèi) 。 1H? — 進(jìn)入設(shè)備的各物料焓的總和。 其中加熱蛇管加熱面積為 8 ㎡ ,為立式受壓容器 ,通入 510 Pa 蒸汽 ,水蒸發(fā) 量 580kg/h。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) ,保溫層的熱阻在各種情況下差異不大 ,大概為 ℃ . △ t 一熱載體與車間環(huán)境溫差 ,℃ (2) 熱載體往返回路保溫層表面熱損失為 : PT2=K?H=(H2H1) () K為由生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得出的比例系數(shù)為 . (3) 蒸發(fā)器的加熱介質(zhì)為蒸汽 ,因此導(dǎo)油熱溫度調(diào)節(jié)回路的熱損失 PT3 為 所以耗熱量 Q=H2H1+Q 損 +H 水 =H2H1+PT1+(H2H1)+H 水 =(1+) (185235204295) +6384+576543 =563009 kJ/h 反應(yīng)器 U 形臥式三段反應(yīng)器 ,三段均獨(dú)立加熱 ,內(nèi)徑為 500mm, L=25m,第三段中置有同心圓筒狀導(dǎo)流板。預(yù)聚物 nM 為 5000,含水率 10%。 K) 則進(jìn)口鹽溶液的焓為 :H1=H1+H1 鹽 =300 (21525)+700 (21525) =523374 kJ/h 20 反應(yīng)式為 由預(yù)聚物 nM 為 5000 可得 n=22 所以由反應(yīng)式可得 :生成尼龍 66 的質(zhì)量為 kg/h,水的質(zhì)量為 kg/h 出口預(yù)聚物的總重量為 :出口預(yù)聚物中水的重量為 := kg/h 蒸發(fā)的水的重量為 := kg/h 可查得水在 610 pa時的沸點(diǎn)為 204℃ , ?H 汽化 =1922 kJ/kg,因此蒸發(fā)的水產(chǎn)生的熱量為 :H 水 = 1922=446865 kJ/h 可查得 245℃時水的比熱容為 : kJ/(kg K 則 Q 反 =700 (24525)=598465 kJ/h 熱損失 : (1) 保溫設(shè)