氨纶合成纤维的生产工艺的探讨模板.doc

广东轻工职业技术学院毕业设计（论文）题目： 氨纶合成纤维生产工艺探讨 系（院）： 轻化工程系 专 业： 高分子材料加工技术 班 级： 高分子072班 姓 名： 刘润孔 指导老师： 谭寿再 陈东毅 完成时间： 4月18号 广东轻工职业技术学院毕业设计（论文）任务书轻化系系（院）高分子材料加工技术专业兹发给 高分子072 班学生 刘润孔 毕业设计（论文）任务书，内容以下：1.毕业设计（论文）题目： 氨纶合成纤维生产工艺探讨 ；2.应完成项目(如页面不够可另附纸张)： （1）依据毕业题目，查阅相关资料，了解现在中国、外氨纶合成纤维技术发展现实状况 ，包含生产配方、工艺、生产设备，产品质量控制，环境保护要求等。 （2） 企业生产实习， 熟悉实习企业氨纶合成工艺步骤，了解生产配方，生产设备，产品质量检测方法，基础掌握某生产工序岗位操作。 （3）撰写毕业论文，内容包含：合成氨纶原料，生产配方，生产工艺等技术问题。依据企业生产实际，利用学习知识理论，分析讨论企业氨纶合成工艺、配方合理性，提出含有创新性提议。 3. 论文完成进度计划(如页面不够可另附纸张)：时间内容备注.1.10毕业设计安排，落实毕业设计题目指导老师部署任务.1.11-2.22查阅文件，阅读资料学生个体及毕业设计小组.2.22-2.27草拟毕业论文提要学生个体，指导老师.3.1-4.10下厂实习，搜集企业技术资料学生个体，企业指导老师.4.11-4.17完成毕业论文初稿学生个体.4.18-4.26论文修改学生、指导老师.4.27-4.28论文评阅指导老师.4.29-4.30 毕业论文答辩学生、老师 4. 参考资料和说明： 1. 王文科，牛家祥，韩车伟，等 .氨纶工业现实状况及发展趋势 J 聚酯工业.，（4）：8-13.2.戴建平，朱新生，程丝，等 .聚氨酯化学结构和熔纺工艺路线 J 聚酯工业.，（4）：4-7.3. 李绍雄，朱吕民 .聚氨酯树脂 M .南京：江苏科学技术出版社，1992.4.张木全，云智勉。化工原理 M .广州：华南理工大学出版社，.10.5.英威达纤维(佛山)厂内资料. 5. 本毕业设计（论文）任务书于 年 1 月 10 日发出，应于 年 4 月 26 日完成，然后提交各系进行答辩。系 主 任 同意 年 月 日 教研室主任 审核 年 月 日 指 导 教 师 审核 年 月 日目录1.序言12.当今氨纶合成纤维生产方法13.原材料14.原材料介绍25.生产工艺步骤36.聚合反应47.工艺参数58DMAC回收系统 79.结论810.致谢.911.参考文件 9 氨纶合成纤维生产工艺探讨 学生：刘润孔 指导老师：谭寿再 陈东毅 教学单位：广东轻工职业技术学院摘要：本文关键探究了英威达纤维(佛山)生产国际名牌莱卡（LYCRAR）氨纶合成纤维原材料，和其生产工艺步骤和部分基础工艺参数。生产方法是管线连续反应式。这么生产方法，其优势在于生产效率高，废料率低，但工艺难以控制，生产波动影响范围广。本文着重讲述本企业生产步骤和原料配方。关键词: 氨纶合成纤维 工艺步骤 工艺参数Abstract: This paper describes INVISTA Fiber (Foshan) Co., Ltd production of international brands Lycra (LYCRAR) spandex synthetic fiber raw materials, and its production process and some basic parameters. Production is continuous reactive pipeline. This production method, its advantage is high efficiency, low waste, but the process difficult to control a wide range of production fluctuations. This article focuses on about the companys production processes and raw materials formulations.Keywords: Lycra spandex fiber process parameters1. 序言伴随服装行业发展,对纤维要求越来越高,用量也越来越大。其中氨纶合成纤维占了主导地位。对生产氨纶纤维工艺上优化和提升肯定有着关键意义。英威达纤维（佛山）是一家生产氨纶纤维著名企业，其著名产品有莱卡、coolmax等。尤其是莱卡纤维在全球更具著名度，所以对莱卡生产工艺探讨有着关键参考价值。2.当今氨纶合成纤维生产方法氨纶纺丝方法包含干纺、湿纺、化学反应纺丝和熔融纺丝法。干法纺丝技术是目前氨纶工业生产最为普遍方法，占世界氨纶总产量80% ，经典代表是杜邦企业Lycra 纤维和拜耳企业Dorlastan纤维。湿纺法约占10% ，其代表是日本富土纺企业Fujibo 纤维。美国环球企业Glospan纤维则由化学反应纺丝法制得。熔融纺丝法是多年来新兴起，约占3%，含有代表性纤维品种是日清纺企业 Mobilon、钟纺企业Lubell和可乐丽企业Rexe。因为世界各地环境保护意识不停增强，对化工生产中污染管理日趋严格。尽管干法纺丝法所得产品性能优异，但存在严重环境污染和成本偏高等缺点。相反，熔融纺丝技术，不使用溶剂、凝固剂，无废水废液处理问题，生产成本低，含有很大发展潜力，是现在大家研究热点之一。3.原材料31.主原料:MDI（4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯） GLYCOL（聚四氢呋喃二元醇）32.扩链剂:EDA(乙二胺) DYTEK(甲基戊二胺) LRD-3(二乙基撑三胺)33.终止剂:DEA(二乙胺) CHA(环已胺)34.溶剂:DMAC(N,N-二甲基乙酰胺)35.添加剂:DMAC(N,N-二甲基乙酰胺) MAT-108(抗氧剂)MAT-105(第二抗氧剂)MAT-107(LYCRA仿伪标识)KP32(颜料)A519(润滑剂)POLYMER(LYCRA聚合溶液)MAT-100(抗氯剂)TiO2(钛白粉,增白作用)4.原料介绍41. MDI（4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯）MDI是聚合体反应物关键成份，在常温状态下为清澈黄色液体，在7度温度下为冰块状固体。 MDI极易溶于水，在生产过程中，任何时候全部不能和水混合。MDI是一个巨毒物质，含有MDI水蒸汽或灰尘，吸入人体全部是有害，而且MDI不易排出体外，对人体是长久性影响。MDI不能长时间保留，它会伴随时间和温度增高而变质,所以它是有使用期限, 变质后MDI将会影响到聚预合, MDI/glycol实际百分比, NCO, CG 等。NCO是MDI分子参与预聚合反应一部分基团. 它关键是吸引乙二醇分子羟基.同时在链增加反应中,MDI对最终纱长度方面起很关键作用。42.GLYCOL（聚四氢呋喃二元醇）乙二醇在常温下是一个含有粘稠状无色液体。羟基是乙二醇分子参与预聚合反应一部分基团，羟基关键是跟MDI中NCO基团反应。43. DMAC(N,N-二甲基乙酰胺) 二甲基乙酰胺是一个常见有机化学溶剂，二甲基乙酰胺能溶解多个化合物，能和水、醚、酮、酯等完全互溶，含有热稳定性高、不易水解、腐蚀性低、毒性小等特点，用途广泛。在反应中作为溶剂，关键控制着溶剂粘度，使其顺利流动反应。其闪点为63度。44. 扩链剂扩链剂是用来和预聚合物“NCO”基团反应，来增加链长度有机物，它又三种有机物组成。其中EDA（乙二胺，闪点34度、凝固点11度）和DYTEK A（2-甲基戊二胺）为扩链剂，LRD-3为稳定剂。45. 终止剂它作为链增加终止剂，控制着聚合物链长度。它又两种胺类组成，一个是DEA（二乙胺，闪点-28度），另一个是CHA（环己胺，闪点28度）5.生产工艺步骤简单工艺步骤图以下:其具体工艺步骤以下:MDIMDI贮罐供给泵MDI供给罐供给泵过滤器流量计电磁阀三通阀静态混合器GLYCOL槽车过滤器热交换器GLYCOL供给罐过滤器计量泵流量计三通阀静态混合器静态混合器三通阀预聚合反应器（第一反应器）冷却器三通阀预聚合反应物贮罐供给泵过滤器计量泵稀释混合器（此处加入DMAC）九段热交换器连增加反应器（第二反应器，此处加入扩链剂、终止剂、DMAC）增压泵摆动粘度计在线分析仪冷却器聚合物溶液贮罐6. 聚合反应61.预聚合反应:预聚合反应也叫第一反应，它是莱卡产品生成基础反应，所以预聚合反应效果好不好，将直接影响莱卡质量。在预聚合反应过程中，GLYCOL-0H基团和MDINCO基团反应，形成我们所说得预聚合物（Capped Glycol，简称CG）其反应方程式以下所表示：在实际生产中，我们通常全部是控制预聚合物中NCO含量来确保丝线性质。 因为MDI和GLYCOL反应是放热反应，假如MDI和glycol在47度时混合反应，再加热到60度后，保留在保温良好容器中，最终完全反应生成预聚合物温度会达成97-98度，但因为我们只需要47度左右预聚合物，所以控制它反应温度就很关键了。通常情况下以下反应条件会对预聚合反应产生很大影响。（1）MDI和GLYCOL含量百分比。假如NCO含量低，那么产生预聚合物粘度很高，熔体流动困难；假如NCO含量高，产生预聚合物粘度很低，熔体流动很快，也会影响后面反应。所以我们需要严格控制MDI和GLYCOL含量百分比。（2）停留时间。预聚合物在反应器中停留时间。停留时间过长，反应就会不停地进行下去，预聚合物会越来越长，造成熔体流动困难。所以要控制好它们停留时间。（3）温度。假如反应温度过低，则反应不完全，造成物料浪费。假如反应温度过高，则会影响丝线质量，而且轻易产生凝胶。所以我们要严格控制MDI和GLYCOL反应温度。（4）MDI和GLYCOL进出次序。反应中MDI总是“优异，后出”，假如次序相反了，就会出现凝胶现象62. 链增加反应:链增加反应也叫第二反应、R2.它是整个工艺步骤最终一步反应。在这个阶段中扩链剂、终止剂全部参与反应，形成最终聚合物溶液。反应式以下：其影响条件有以下几方面：（1）物料进出次序。预聚合物（CG）总是在反应中“后进先出”假如次序相反，就会出现凝胶现象。（2）预聚合物含量。假如预聚合物含量过高，不管是增加扩链剂含量还是终止剂量，全部会造成聚合物粘度过高。（3）扩链剂含量。假如扩链剂含量过高，也会造成聚合物粘度过高。（4）链终止剂含量。假如链终止剂含量过高，会造成聚合物粘度过低。7.工艺参数71.添加剂(slurry)配混:加料次序 研磨时间 比率ADD DMAC AND START MAT-105 RECIRC 0.58 ADD MAT-108 0.123ADD MAT-107 0.103ADD KP320.046ADD MAT-105 AND START A519 RECIRC0.074RECIRCULATE AND MIX60minADD 5190.036RECIRCULATE AND MIX30minADD MAT-1000.026ADD TIO20.013RECIRCULATE AND MIX360minCHECK QUALITY,TRANSFER BATHCH72.终止剂配混(STOPPER MIX)物料 比率DMAC 0.887CHA0.048DEH0.06373.增链剂配混(EXTENDER MIX)物料(MATERIALS) 比率(RATIO)EDA0.812DYTEK0.174LRD-30.01374.跑速分配(RATE)741.预聚合跑速(CP RATE)CP RATE=GLYCOL RATE+MDI RATEGLYCOL RATIO:0.8099MDI RATIO:0.18699741.增链聚合跑速(CE RATE)CE RATE=CP RATE+STOPPER RATE+EXTENDER RATE+SLURRY RATECG RATIO:0.95694SLURRY RATIO:0.04649STOPPER RATIO:0.04EXTENDER RATIO:0.0275.简单比率步骤示意图:8.DMAC回收系统81回收系统介绍：DMAC回收系统关键目标是用往返收在生产过程中已被污染DMAC，然后再经过提纯进行循环利用。其原理是：利用物质沸点不一样，将回收过来脏DMAC经过脱水塔，精馏塔，焦油塔进行物质分离。82步骤图：83步骤简述：废DMAC回收罐把纺丝车间回收过来DMAC打到过滤器进行过滤（把固体，颗状物去掉）。然后进入油分离器，把脏DMAC一部分油成份去掉。油水分离器出来物料打到脱水塔。物料进入脱水塔后进而入到下端再沸器。利用20KG蒸汽进行对物料加热。低沸点水被蒸发到塔顶部，经冷凝器冷却下来送到接收罐。高沸点物料则沉在再沸器底部送到精馏塔再进行物质分离。（10摄氏度冷冻水和20KG蒸汽走全部是管程，物料走是壳程）。剩下精馏塔和焦油塔其工作原理同脱水塔一样（即利用物料沸点不一样进行物质分离）。其中，所提纯出来DMAC在精馏塔第32块塔板出料，直接打到DMAC供给罐。9.结论:氨纶合成纤维生产是很复杂,尤其是管线连续生产。英威达纤维(佛山)就是采取这么生产方法。难度在于各原料跑速控制正确度和出现事得故影响度大.生产氨纶合成纤维技术关键在于多个方面：原料选择，多种原料百分比控制，胺类加入量控制（即增链剂和终止剂控制），物料混合均匀度。另外一个关键方面是在纺丝时拉伸力和拉伸速度控制（这里不具体说明）。10.致谢:在这篇论文编写过程中,我要感谢我两位指导老师:谭寿再老师(学校指导老师)和陈东毅老师(工厂指导老师)。谭老师负责指导本人怎样完成此次毕业论文,陈老师负责教本人学习氨纶聚合纤维生产工艺知识。11.参考文件:1. 王文科，牛家祥，韩车伟，等 .氨纶工业现实状况及发展趋势 J 聚酯工业.，（4）：8-13.2.戴建平，朱新生，程丝，等 .聚氨酯化学结构和熔纺工艺路线 J 聚酯工业.，（4）：4-7.3. 李绍雄，朱吕民 .聚氨酯树脂 M .南京：江苏科学技术出版社，1992.4.张木全，云智勉。化工原理 M .广州：华南理工大学出版社，.10.5.英威达纤维(佛山)厂内资料.