腈綸化纖操作工設(shè)備培訓(xùn)教材(一步法聚合)

1、PAGE 腈綸化纖操作工設(shè)備培訓(xùn)教材目錄第一章聚合生產(chǎn)裝置設(shè)備第一節(jié)硫氰酸鈉二步法工藝設(shè)備第二節(jié)硫氰酸鈉一步法工藝設(shè)備第二章紡絲生產(chǎn)裝置設(shè)備第一節(jié)硫氰酸鈉二步法工藝設(shè)備第二節(jié)硫氰酸鈉一步法工藝設(shè)備第三章溶劑回收生產(chǎn)裝置設(shè)備第一節(jié)硫氰酸鈉二步法工藝設(shè)備第二節(jié)硫氰酸鈉一步法工藝設(shè)備第四章通用化工生產(chǎn)裝置設(shè)備第一節(jié)化工設(shè)備類(lèi)型第二節(jié)化工設(shè)備第一章聚合生產(chǎn)裝置設(shè)備第二節(jié)硫氰酸鈉一步法工藝設(shè)備一步法腈綸生產(chǎn)裝置是由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造、安裝的。其N(xiāo)aSCN一步法濕法直向紡生產(chǎn)工藝是在蘭州化纖廠(chǎng)1965年從英國(guó)考陶爾茲（Courtaulds）公司引進(jìn)的800 噸/年腈綸生產(chǎn)裝置的基礎(chǔ)上，參照日本愛(ài)克斯綸（E

2、xlan）公司生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的，原設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)腈綸纖維23 500 噸/年。裝置始建于1973年，于1977年11月開(kāi)出第一條生產(chǎn)線(xiàn)，1978年10月竣工驗(yàn)收，正式投產(chǎn)。該裝置在1993年、1994年、1996年分別對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行了改造。生產(chǎn)工藝改為NaSCN一步法濕法轉(zhuǎn)向紡絲。生產(chǎn)腈綸品種也由幾個(gè)發(fā)展到十余種，規(guī)格達(dá)幾十種之多。共有三個(gè)聚合系列，九臺(tái)釜，三個(gè)原液系列，聚合生產(chǎn)能力54 000噸/年。一、淤漿槽1、淤漿槽的作用 一步法溶液聚合時(shí)，NaSCN和甲基丙烯磺酸鈉（甲基丙烯磺酸鈉）先進(jìn)入淤漿槽，與此同時(shí)，由粉沫加料器定量加料的偶氮二異丁腈（AIBN）和二氧化硫脲（TUD）也進(jìn)入淤漿槽，在

3、槽中攪拌器的連續(xù)攪拌下，使偶氮二異丁腈（AIBN）和二氧化硫脲（TUD）均勻地分散在NaSCN和甲基丙烯磺酸鈉（甲基丙烯磺酸鈉）溶液中，然后進(jìn)入試劑混和桶。2、淤漿槽的結(jié)構(gòu) 見(jiàn)圖1-7。圖1-7 淤漿槽的結(jié)構(gòu)圖3、淤漿槽的特性 由于淤漿槽貯存有高濃度的硫氰酸鈉，所以它的材質(zhì)是含鉬不銹鋼，為了使槽內(nèi)的物料均勻混和，槽中安裝有攪拌器。淤漿槽底部有一根“U”形管，物料經(jīng)出口“U”形管溢流至試劑混和桶，以防止單體揮發(fā)而污染環(huán)境。4、淤漿槽的操作和維護(hù) 淤漿槽只是起到均勻混和的作用，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn)便，需要特別注意的是，防止空槽啟動(dòng)攪拌而造成攪拌器損壞。二、反應(yīng)試劑混合槽1、反應(yīng)試劑混和槽作用 在溶液聚

4、合連續(xù)生產(chǎn)中，反應(yīng)試劑混和槽是一個(gè)重要的設(shè)備。它一方面起各種化工料和反應(yīng)劑與循環(huán)反應(yīng)液的混和、穩(wěn)定配比的作用，另一方面，向聚合釜供料，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。2、反應(yīng)試劑混和槽的結(jié)構(gòu) 見(jiàn)圖1-8。圖1-8 反應(yīng)試劑混和槽結(jié)構(gòu)圖1電動(dòng)機(jī)；2. 物料入口；3. 人孔； 4. 攪拌器； 5. 折流板；6. 噴淋液返回入口； 7. 噴淋液輸出口； 8. 去聚合出料口；9. 測(cè)pH值和密度料液出口；10. 冷卻蛇管； 11. 溫度檢測(cè)； 12. 液位檢測(cè)3、反應(yīng)試劑混和槽的特性 溶液聚合中使用的反應(yīng)試劑混和槽是一個(gè)帶有攪拌器的封閉式圓柱形桶，材質(zhì)是含鉬不銹鋼，桶外有夾套（或內(nèi)有蛇管），夾套內(nèi)可通冷凍水，使混和

5、液保持較低的溫度，這樣可減少單體冷卻器（在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，輸至噴淋冷凝器的噴淋液須先經(jīng)過(guò)冷卻器進(jìn)行冷卻，保證脫單所用的噴淋液有足夠低的溫度，噴淋液噴淋后再返回試劑混和桶）和轉(zhuǎn)化率控制器的熱交換面積，工藝控制方便，同時(shí)避免在正常生產(chǎn)或聚合停車(chē)時(shí)（每次停車(chē)以前，由于料液已接近用完，噴淋不能再繼續(xù)，冷卻器也已停止工作）混和液由于溫升而產(chǎn)生的自聚現(xiàn)象。因此必須用夾套（或蛇管）冷凍水，使混和液維持一定低的溫度。4、反應(yīng)試劑混和槽的操作 丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯磺酸鈉、硫氰酸鈉、偶氮二異丁腈和二氧化硫脲從頂部進(jìn)入；單體冷凝器返回的噴淋液則從側(cè)壁進(jìn)入，均勻混和后的料液從試劑混和桶底部用活塞泵或離心泵抽出，按

6、工藝要求以規(guī)定流量，經(jīng)過(guò)進(jìn)料溫度控制器送聚合釜。送噴淋冷凝器的料液抽出口的方位與桶成切線(xiàn)方向，這樣當(dāng)料液被泵抽出的時(shí)候就有一個(gè)切向力產(chǎn)生，使混和桶內(nèi)物料形成旋渦起到攪拌和均勻混和的目的。5、反應(yīng)試劑混和槽的維護(hù) 定期校正溫度檢測(cè)儀和液位檢測(cè)儀。定時(shí)巡檢混和槽攪拌器運(yùn)行情況。三、聚合釜1、聚合釜的作用使按工藝比例配比進(jìn)入的物枓在聚合釜內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)，以獲得合格的聚丙烯腈高聚合物。聚合釜是聚合反應(yīng)的心臟設(shè)備，參加聚合反應(yīng)的單體在釜內(nèi)經(jīng)過(guò)攪拌的作用；在夾套加溫和引發(fā)劑的作用下由低分子聚合生成高分子物，成為聚丙烯晴共聚物，聚合反應(yīng)溫度要求由夾套供給，使在780C800C的溫度下發(fā)生聚合反應(yīng)。2、聚合釜

7、的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特性聚合釜容積：18903595； V8M3; 材質(zhì)：Cr18Ni12No2Ti。工作壓力：容器3.52Kg； 安全閥3.5 Kg; 工作溫度：780C圖1-9 聚合釜結(jié)構(gòu)1.攪拌器； 2. 冷卻夾套； 3. 填料； 4. 出料口； 5. 夾套水溢流口；6. 夾套水出口；7. 夾套水進(jìn)口；8. 夾套；9. 隔板；10. 夾套排水口；11. 四漿液攪拌器；12. 進(jìn)料口；13. 排料口3、聚合釜的特性聚合釜進(jìn)出口方向?yàn)橄逻M(jìn)上出，聚合釜裝有漿式攪拌器和外夾套，攪拌器軸長(zhǎng)4630mm，攪拌器由三排四葉漿式攪拌葉組成，每排互成直角水平450互相垂直的四張漿葉組成，其中上、下兩排漿葉使料液向

8、上運(yùn)動(dòng)，中間漿葉使料液向下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到漿料充分混合。聚合釜安裝配管時(shí)還安裝安全閥。聚合釜傳動(dòng)系統(tǒng)由一個(gè)行星減速器和聯(lián)軸器所組成，型號(hào)為BLB911755。其中B表示系列擺線(xiàn)針輪減速器；L表示法蘭式立式裝；B表示防爆電機(jī)；91表示序列號(hào)；17表示比速；55表示電機(jī)輸入功率。4、聚合釜的使用和維護(hù)聚合釜是壓力容器，操作時(shí)必須嚴(yán)格按操作法操作，嚴(yán)禁高溫、防止爆聚。定期檢查溫度檢測(cè)儀、安全閥、攪拌器、溫度自動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥和攪拌軸密封件。5、聚合常見(jiàn)故障及處理方法攪拌軸密封件磨損泄漏，更換填料密封。原因：攪拌軸長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，填料密封正常磨損、泄漏。四、脫單塔1、脫單塔的作用脫除未反應(yīng)單體降低單耗，穩(wěn)定漿液粘度

9、，改善生產(chǎn)環(huán)境。單體經(jīng)過(guò)聚合釜在反應(yīng)劑的作用下，聚合成原液，但還有一部分單體沒(méi)有完全反應(yīng)，以及原液儲(chǔ)存的過(guò)程中會(huì)逐漸聚合生成高分子物，會(huì)影響原液的穩(wěn)定性。這部分單體約占45，在單體冷凝器（309）的作用下使（330；306）內(nèi)造成真空，真空度為：1014Kpa，使聚合液中單體在脫單塔內(nèi)留經(jīng)傘面上得以析出冷凝后隨，（309）中混合液回流至（204）中，使脫單后的聚合液中的單體含量不超過(guò)0.25。2、脫單體塔的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特性：脫單體塔塔體直徑為1.8M； 高約6M； 材質(zhì)為：Cr18Ni12No2Ti。圖1-10 脫單體塔結(jié)構(gòu)1進(jìn)料口；2. 真空表；3. 燈孔；4. 抽真空口；5. 錐形套管；6.

10、 固定梁；7. 傘面；8. 視鏡；9. 液位計(jì)；10. 安全閥口；11. 出料口3、脫單塔的特性 一步法脫單塔外有低蒸汽蛇管保溫。塔內(nèi)有五層傘,第一層（最上一層）傘起到阻擋作用，以免逸出的單體蒸汽帶著料液霧沫直沖噴淋冷凝器（或真空管道）；第二至第四層傘是使?jié){液在傘上布成薄膜以增加蒸發(fā)面積，使?jié){液內(nèi)的單體（或氣體）易于逸出。傘的圓錐角通常為120（傘的圓錐角度關(guān)系到漿液在傘面上的停留時(shí)間和傘面上液層的厚度）。漿液進(jìn)脫單塔時(shí)采用兩個(gè)同心套管，內(nèi)、外管各通二層傘，目的是使?jié){液能分布得更均勻一些。4、脫單塔的操作 脫單塔操作時(shí)須經(jīng)常注意控制液面。液面太低，易被抽空；液面太高，會(huì)浸沒(méi)傘面影響脫單效果，更

11、主要的是不使?jié){液被抽吸到單體噴淋冷凝器中，以免發(fā)生事故。5、脫單塔的維護(hù) 定時(shí)巡檢脫單塔的運(yùn)行情況，定期檢查液位高低報(bào)警器五、脫泡塔1、脫泡塔的作用 脫除原液中的氣泡，提高原液的可紡性。2、脫泡塔的結(jié)構(gòu) 見(jiàn)圖3-7。圖1-11脫泡塔結(jié)構(gòu)1進(jìn)料管；2. 抽真空管；3. 出料口；4. 視鏡；5. 人孔；6. 傘面；7. 大氣腿3、脫泡塔的特性 脫泡塔與脫單塔相似，但也有不同點(diǎn)，其區(qū)別在于：(1)脫單體塔錐形傘面為120 o角，而脫泡塔為60 o角。這是因?yàn)檫M(jìn)脫泡塔的漿液粘度比進(jìn)脫單塔的漿液粘度要高，較大的傾斜角有利于粘稠的漿液向下滾落。脫泡過(guò)程比脫單過(guò)程困難，在同樣塔徑下，60 o角的錐形傘面行程

12、比120 0角的錐形傘面行程長(zhǎng)，即傘形表面積較大，有利于薄膜展開(kāi)。(2)脫單體塔四個(gè)錐形傘面的最上層另有一層傘面起阻擋作用,以避免逸出的氣體料液雪沫直沖抽真空的管道。脫泡塔處理的漿液組成與前者完全不同,而且在低于環(huán)境溫度下抽真空,脫除的是水蒸汽、氣體和少量單體，因此沒(méi)有起阻擋作用的傘面。(3)脫單體塔只有一根進(jìn)料管，而脫泡塔漿液進(jìn)口為一根同心管,在每一層傘面上面開(kāi)有若干小孔,這樣傘面上的薄層厚度可分別控制，使各傘面上薄層分布均勻。這是由于脫泡過(guò)程比脫單過(guò)程困難，操作條件強(qiáng)化，薄層厚度控制更為重要的緣故。脫泡真空的產(chǎn)生是由三級(jí)蒸汽噴射泵形成。采用“間冷式”蒸汽噴射泵。蒸汽壓力越高，產(chǎn)生的真空度也

13、越高。噴射泵的蒸汽使用工業(yè)水冷卻，冷卻的效果越好，真空度也就越高。4、脫泡塔的操作 單體經(jīng)過(guò)聚合釜在反應(yīng)劑的作用下，聚合成原液，但還有一部分單體沒(méi)有完全反應(yīng)，以及原液儲(chǔ)存的過(guò)程中會(huì)逐漸聚合生成高分子物，會(huì)影響原液的穩(wěn)定性。這部分單體約占45，在單體冷凝器（309）的作用下使（330；306）內(nèi)造成真空，真空度為：1014Kpa，使聚合液中單體在脫單塔內(nèi)留經(jīng)傘面上得以析出冷凝后隨，（309）中混合液回流至（204）中，使脫單后的聚合液中的單體含量不超過(guò)0.25。5、脫泡塔的維護(hù) 定期檢查和維護(hù)液位檢測(cè)儀、三級(jí)蒸汽噴射泵系統(tǒng)檢修后要進(jìn)行捉漏調(diào)試。六、原液混和槽1、原液混和槽的作用減少原液質(zhì)量的離散性，通過(guò)一定時(shí)間的停留，使原液在混和槽內(nèi)混合使原液性質(zhì)穩(wěn)定。同時(shí)起到前后工序的緩沖。2、原液混合槽的結(jié)構(gòu)3、原液混和