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涤纶的生产

关注:760     发表时间:2017-10-13 11:50:52

涤纶的生产  

 

一、生产原料    

涤纶纤维生产原料为聚酪(PET熔体或切片),特性粘度在0.6~0.7之间的PET用于生产民用涤纶,特性粘度在0.7~1.0之间的取T用于生产涤纶工业丝。   

二、生产过程    

涤纶纤维的生产是将聚酪熔体在压力下,定量地由纺丝机中的喷丝孔流出丝束,经冷却、凝固再经拉伸及后加工处理而制成涤纶短纤维和长丝。   


(一)聚酪的生产    

PET生产工艺路线有两种,一种是以FTA为原料的直接酪化缩聚工艺,在该方法中有连续法、间歇法和半连续法;一种是以DMT为原料的酯交换缩聚工艺,在该方法中亦有连续法、间歇法和半连续法。前一种工艺路线现已逐渐替代后一种,主要原因是使用DMT生产聚酪的成本较高。    


1.缩聚反应    

缩聚反应分为酪化法及酯交换法两种。这两种技术除所使用的原料PTA、DMT不同之外,主要差别在于生产对苯二甲酸双经乙酣(BHET)工艺过程不同,而由BHET、生产PET工艺技术是一致的。    

酪化法:酪化反应不需要使用催化剂、酯化率要求低,酪化反应在压力下进行,酯化法缩聚反应不产生甲醇,无需设置甲醇回收装量。    

酯交换法:酪交换反应使用催化剂,其结果是使反应物中灰分含量加大,为保证产品有足够的聚合度,要求酯交换率在99%以上。酯交换反应可以在常压下操作,反应控制容易。酪交换反应有甲醇生成,因而需设置甲醇回收装置。   


2.缩聚工艺分类     

缩聚工艺主要分为间歇缩聚、连续缩聚、半连续缩聚等。    

间歇缩聚:主要由一个酯化(或酯交换)反应器和一个缩聚反应器组成,每个反应器在分期、分批进料和反应后出料,呈间断操作。    

连续缩聚:由几个反应器串联组成,原料PTA/DMT、EG和添加剂、催化剂、消光剂、稳定剂等,按一定比例加入,反应后产物连续进入下一个反应器,在最终缩聚釜生产出PET,又连续地进入铸带切粒加工成PET切片或熔体PET进入直接纺丝工序纺丝。    

半连续缩聚:该工艺特点是能够适应生产小批量、多品种的产品。半连续缩聚生产是在第一、二酯化反应器后,增加一中间贮槽,贮存BHET,再分期分批加人间歇缩聚反应器内,进行缩聚反应,而第一、二酪化反应器与中间贮槽之间相似于连续酯化过程,来完成半连续缩聚生产。    

连续编聚生产大型化,(www.ninbofp.com)目前一条生产线年产量可以达到10万吨以上,产品质量易控制,生产易操作。熔体直接纺丝省去切粒、干燥再熔融等工序,从而节省了投资,生产成本有明显下降。间歇缩聚生产工艺流程简单,便于更换品种和生产特殊品种,但其生产能力低,产品质量受每批所限,均匀性和可纺性差,消耗高。 

  

3.主要设备    

酯化反应器:酪化反应器分为立式和卧式两种,反应器内又分为单室和多室。间歇缩聚中,酯化反应式一种类型。  

酯交换反应器:反应器类型分为多釜式、多室式及塔式三种。间歇缩聚工艺中,只有单釜式一种。    

预缩聚反应器:分为带有搅拌器的釜式反应器和无搅拌器的容量盘塔式反应器。反应器类型又有立式和卧式二种。    缩聚反应器:有二种类型,一种为卧式反应器,有单轴和双轴二种,其构件由不同形式的圆盘组成。另一种为鼠笼式圆盘反应器。   


(二)涤纶纤维的生产    

涤纶纤维生产方法有直接纺丝法和切片纺丝法。   

1.涤纶短纤维的生产    

涤纶短纤维的生产,按其所用原料(PET)(切片、熔体)不同,分为切片纺丝和直接纺丝。后加工为集束、拉伸、热定型、卷胁、切断、打包等。    

根据所需纤维的性能,可采用不同的工艺,如要生产高强高模纤维,可采用二段拉伸和紧张热定型工艺;如要生产低强高模纤维,可采用一段拉伸和紧张热定型工艺;如要生产低强高伸型纤维,可采用一段或二段拉伸和松弛热定型工艺;如要生产中强中伸型纤维,可采   用二段拉伸和半紧张热定型工艺。    

切片纺丝工艺特点:切片纺丝工艺(聚酯厂和纺丝厂)可以分开两地建设,因此灵活性很大,可以按每批不同切片质量要求,生产出不同品种的纤维。但由于原料PET,在形成熔体前,需进行干燥、熔融、螺杆挤压等工艺过程,因而增加了建设费用和生产成本费用,同时并不适用于大型化纺丝需要。    

直接纺工艺特点:在最终缩聚釜生成的熔体PET,可直接去纺丝而不必进行铸带、切粒、包装,运输到纺丝厂,拆包、干燥和再熔融等,因而既可节省建设费用,又可大幅度的降低生产成本,从而形成生产规模化,具有竞争能力,提高企业经济效益。其不足之处是不宜经常改换产品品种,而且纺丝和聚酪上、下游任何一个环节发生故障时,都可能造成整条生产线停车。所以对直接纺丝工艺生产管理严格,尽量避免故障停车。目前,我国涤纶短纤维生产已具规模化,单线年生产能力达到3万吨。  

  

涤纶短纤维生产的主要设备是纺丝机。纺丝机主要由纺丝箱体、冷却吹风、纺丝筒以及卷取成条等部分组成。    

纺丝箱体:纺丝箱体内由熔体分配管(1,2)、计量泵(3,4)和纺丝组件(5)构成。其中熔体分配管的布置,必须保证熔体自分配头到多纺丝部位的流经时间相同,同时压力降也要相同。纺丝箱体要求温度恒定、密闭性良好,用导生锅炉电加热产生的导生蒸汽送进箱体,来达到保温目的。    

量泵是由一对齿轮、三块板和传动轴组成。计量泵结构简单,要求具有装拆和加热方便,材质耐450℃高温,加工精度高,不能发生泄漏事故等特点。   

纺丝组件由熔体导人顶板(1~5)分配板(6~7)砂过滤层、金属网(8~2)、喷丝板(13)及耐压板(14、15)组成。喷丝板的结构与纺丝状态及纺丝机产量有关。喷丝板的结构参数包括孔数、排列方式、孔径、孔的几何形状等。。 

   

冷却吹风:分为竖吹和横吹二大类。冷却吹风的目的是使丝条均匀冷却、断面结构均匀。   

纺丝筒:纺丝筒长短不一,在保证冷却效果及平稳卷绕的同时,一般在3米左右。    

卷取成条:由油轮上油、卷绕、集束、补充上油、牵引、喂人、成条组成。其中卷绕辊是关键组件,目前较多采用的是一种小辊,它起到转向作用。  

 

2.涤纶长丝的生产   

涤纶长丝的生产,采用熔体纺丝方法,包括切片纺丝和连续缩聚。熔体直接纺丝法。   

涤纶长丝的纺丝生产工艺,按其纺丝速度分为常规纺、中速纺、高速纺三种工艺技术。    

常规纺丝工艺:常规纺又称为低速纺。一般纺丝速度在1000~1500米/分,拉伸加捻速度在600~l100米/分,假捻变形速度在120~160米/分,卷绕速度在900~1200米/分可纺制33~167分特长丝。熔体纺丝温度控制在280~290℃,螺杆挤出压力在6.5~7.5兆帕,纺丝组件压力控制在9.8~24.5兆帕。纺丝一般采用侧吹风冷却形式,温度控制在20~30℃,风速采用0.3~0.5米/分。


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