氨纶合成纤维的生产工艺的探讨3720.docx

广东轻工工职业技技术学院院毕业设计计（论文文）题目： 氨氨纶合成成纤维的的生产工工艺探讨讨 系（院）： 轻轻化工程程系 专 业： 高分子子材料加加工技术术 班 级： 高高分子0072班班 姓 名： 刘润孔孔 指导教师师： 谭寿寿再 陈东毅毅 完成时间间： 220100年4月月18号号 广东轻工工职业技技术学院院毕业设计计（论文文）任务务书轻化系系系（院）高高分子材材料加工工技术专专业兹发给 高高分子0072 班学生生 刘刘润孔 毕业设设计（论论文）任任务书，内内容如下下：1.毕业业设计（论论文）题题目： 氨纶纶合成纤纤维的生生产工艺艺探讨 ；2.应完完成的项项目(如如页面不不够可另另附纸张张)： （11）根据据毕业题题目，查查阅相关关资料，了了解目前前国内、外外氨纶合合成纤维维的技术术发展现现状 ，包包括生产产配方、工工艺、生生产设备备，产品品质量控控制，环环保要求求等。 （2） 企业生生产实习习， 熟熟悉实习习企业氨氨纶合成成工艺流流程，了了解生产产配方，生生产设备备，产品品质量检检测方法法，基本本掌握某某生产工工序的岗岗位操作作。 （3）撰撰写毕业业论文，内内容包括括：合成成氨纶的的原料，生生产配方方，生产产工艺等等技术问问题。根根据企业业生产实实际，运运用学习习的知识识理论，分分析讨论论企业氨氨纶合成成工艺、配配方的合合理性，提提出具有有创新性性建议。 3. 论论文完成成进度计计划(如如页面不不够可另另附纸张张)：时间内容备注20100.1.10毕业设计计安排，落落实毕业业设计题题目指导教师师布置任任务20100.1.11-2.222查阅文献献，阅读读资料学生个体体及毕业业设计小小组20100.2.22-2.227草拟毕业业论文提提纲学生个体体，指导导教师20100.3.1-44.100下厂实习习，收集集企业的的技术资资料学生个体体，企业业指导教教师20100.4.11-4.117完成毕业业论文初初稿学生个体体20100.4.18-4.226论文修改改学生、指指导教师师20100.4.27-4.228论文评阅阅指导教师师20100.4.29-4.330 毕业论文文答辩学生、教教师4. 参参考资料料以及说说明： 11. 王文科科，牛家家祥，韩韩车伟，等等 .氨氨纶工业业的现状状及发展展趋势 J 聚酯酯工业.20000，（44）：88-133.2.戴建平平，朱新新生，程程丝，等等 .聚聚氨酯的的化学结结构与熔熔纺工艺艺路线 J 聚酯酯工业.20000，（44）：44-7.3. 李绍绍雄，朱朱吕民 .聚氨氨酯树脂脂 MM .南京：江苏科科学技术术出版社社，19992.4.张木全全，云智智勉。化化工原理理 MM .广州：华南理理工大学学出版社社，20000.10.5.英威达达纤维(佛山)有限公公司厂内内资料. 5. 本本毕业设设计（论论文）任任务书于于 20010 年 1 月 10 日日发出，应应于 220100 年 4 月月 266 日日完成，然然后提交交各系进进行答辩辩。系 主主 任任批准 年年 月 日 教研室主主任审核核 年 月 日日 指 导 教 师师审核 年年 月 日目录1.前言言112.当今今氨纶合合成纤维维的生产产方法113.原材材料114.原材材料介绍绍225.生产产工艺流流程336.聚合合反应447.工艺艺参数558DMMAC回回收系统统79.结论论8810.致致谢.911.参参考文献献 9氨纶合成成纤维的的生产工工艺探讨讨 学生：刘润孔孔 指导导老师：谭寿再再 陈东东毅 教学学单位：广东轻轻工职业业技术学学院摘要：本本文主要要探究了了英威达达纤维(佛山)有限公公司生产产国际名名牌莱卡卡（LYYCRAAR）氨氨纶合成成纤维的的原材料料，以及及其生产产工艺流流程和一一些基本本工艺参参数。生生产方式式是管线线连续反反应式。这这样的生生产方式式，其优优势在于于生产效效率高，废废料率低低，但工工艺难以以控制，生生产波动动影响范范围广。本本文着重重讲述本本公司的的生产流流程和原原料的配配方。关键词: 氨纶纶合成纤纤维 工艺流流程 工艺参参数Absttracct: Thiis ppapeer ddesccribbes INVVISTTA FFibeer (Fosshann) CCo., Lttd pprodducttionn off innterrnattionnal braandss Lyycraa (LLYCRRAR) sppanddex synntheeticc fiiberr raaw mmateeriaals, annd iits prooducctioon pproccesss annd ssomee baasicc paarammeteers. Prroduuctiion is conntinnuouus rreacctivve ppipeelinne. Thiis pprodducttionn meethood, itss addvanntagge iis hhighh effficcienncy, loow wwastte, butt thhe pproccesss diiffiicullt tto cconttroll a widde rrangge oof pprodducttionn fllucttuattionns. Thiis aartiiclee foocusses on aboout thee coompaany''s pprodducttionn prroceessees aand raww maaterrialls fformmulaatioons.Keywwordds: Lyccra spaandeex ffibeer pproccesss paarammeteers1. 前言随着服装装行业的的发展,对纤维维的要求求越来越越高,用用量也越越来越大大。其中中氨纶合合成纤维维占了主主导地位位。对生生产氨纶纶纤维工工艺上的的优化和和提高必必定有着着重要的的意义。英英威达纤纤维（佛佛山）有有限公司司是一家家生产氨氨纶纤维维的著名名企业，其其著名的的产品有有莱卡、ccoollmaxx等。尤尤其是莱莱卡纤维维在全球球更具知知名度，所所以对莱莱卡生产产工艺的的探讨有有着重要要的参考考价值。2.当今今氨纶合合成纤维维的生产产方法氨纶的纺纺丝方法法包括干干纺、湿湿纺、化化学反应应纺丝和和熔融纺纺丝法。干干法纺丝丝技术是是当前氨氨纶工业业生产最最为普遍遍方法，占占世界氨氨纶总产产量的880% ，典型型代表是是杜邦公公司的LLycrra 纤纤维和拜拜耳公司司的Doorlaastaan纤维维。湿纺纺法约占占10% ，其其代表是是日本富富土纺公公司的FFujiibo 纤维。美美国环球球公司的的Gloospaan纤维维则由化化学反应应纺丝法法制得。熔熔融纺丝丝法是近近年来新新兴起的的，约占占3%，具具有代表表性的纤纤维品种种是日清清纺公司司的 MMobiilonn、钟纺纺公司的的Lubbelll和可乐乐丽公司司的Reexe。由于世界界各地环环保意识识的不断断增强，对对化工生生产中的的污染管管理日趋趋严格。尽尽管干法法纺丝法法所得产产品性能能优异，但但存在严严重环境境污染和和成本偏偏高等缺缺点。相相反，熔熔融纺丝丝技术，不不使用溶溶剂、凝凝固剂，无无废水废废液处理理问题，生生产成本本低，具具有很大大的发展展潜力，是是目前人人们研究究的热点点之一。3.原材材料31.主原料料:MDDI（44，4-二苯苯基甲烷烷二异氰氰酸酯） GGLYCCOL（聚聚四氢呋呋喃二元元醇）32.扩链剂剂:EDDA(乙乙二胺) DDYTEEK(甲甲基戊二二胺) LLRD-3(二二乙基撑撑三胺)33.终止剂剂:DEEA(二二乙胺) CCHA(环已胺胺)34.溶剂:DMAAC(NN,N-二甲基基乙酰胺胺)1235.添加剂剂:DMMAC(N,NN-二甲甲基乙酰酰胺) MMAT-1088(抗氧氧剂)MAT-1055(第二二抗氧剂剂)MAT-1077(LYYCRAA仿伪标标识)KP322(颜料料)A5199(润滑滑剂)POLYYMERR(LYYCRAA的聚合合溶液)MAT-1000(抗氯氯剂)TiO22(钛白白粉,增增白作用用)4.原料料介绍41. MDDI（44，4-二苯苯基甲烷烷二异氰氰酸酯）MDI是是聚合体体反应物物的重要要成分，在在常温状状态下为为清澈的的黄色液液体，在在7度的温温度下为为冰块状状的固体体。MDI极极易溶于于水，在在生产过过程中，任任何时候候都不能能与水混混合。MMDI是是一种巨巨毒物质质，含有有MDII的水蒸蒸汽或者者灰尘，吸吸入人体体都是有有害的，而而且MDDI不易易排出体体外，对对人体是是长期性性的影响响。MDDI不能能长时间间保存，它它会随着着时间以以及温度度的增高高而变质质,因此它它是有使使用期限限的, 变质后后MDII将会影影响到聚聚预合, MDDI/gglyccol的的实际比比例, NCOO, CCG 等等。NCCO是MMDI分分子参与与预聚合合反应的的的一部部分基团团. 它它主要是是吸引乙乙二醇分分子的羟羟基.同同时在链链增长反反应中,MDII对最后后的纱的的长度方方面起非非常重要要的作用用。42.GLYYCOLL（聚四四氢呋喃喃二元醇醇）乙二醇在在常温下下是一种种具有粘粘稠状无无色液体体。羟基基是乙二二醇分子子参与预预聚合反反应的一一部分基基团，羟羟基主要要是跟MMDI中中的NCCO基团团反应。43. DMMAC(N,NN-二甲甲基乙酰酰胺)二甲基乙乙酰胺是是一种常常用的有有机化学学溶剂，二甲基乙酰胺能溶解多种化合物，能与水、醚、酮、酯等完全互溶，具有热稳定性高、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，主要控制着溶剂的粘度，使其顺利流动反应。其闪点为63度。44. 扩链链剂扩链剂是是用来与与预聚合合物的“NNCO”基团反应，来增加链长度的有机物，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. 终止止剂它作为链链增长的的终止剂剂，控制制着聚合合物的链链长度。它它又两种种胺类组组成，一一种是DDEA（二二乙胺，闪闪点-228度），另另一种是是CHAA（环己己胺，闪闪点288度）5.生产产工艺流流程简单的工工艺流程程图如下下:其具体工工艺流程程如下:MDIMDII贮罐供应泵MDII供应罐罐供应泵泵过滤器器流量计计电磁阀阀三通阀阀静态混混合器GLYCCOL槽槽车过滤器器热交换换器GLYYCOLL供应罐罐过滤器器计量泵泵流量计计三通阀阀静态混混合器静态混合合器三通阀阀预聚合合反应器器（第一一反应器器）冷却器器三通阀阀预聚合合反应物物贮罐供应泵泵过滤器器计量泵泵稀释混混合器（此此处加入入DMAAC）九段热热交换器器连增长长反应器器（第二二反应器器，此处处加入扩扩链剂、终终止剂、DDMACC）增压泵泵摆动粘粘度计在线分分析仪冷却器器聚合物物溶液贮贮罐6. 聚聚合反应应61.预聚合合反应:预聚合反反应也叫叫第一反反应，它它是莱卡卡产品生生成的基基本反应应，因此此预聚合合反应效效果好不不好，将将直接影影响莱卡卡的质量量。在预预聚合反反应过程程中，GGLYCCOL的的-0HH基团与与MDII的NCCO基团团反应，形形成我们们所说得得预聚合合物（CCappped Glyycoll，简称称CG）其其反应方方程式如如下所示示：在实际生生产中，我我们通常常都是控控制预聚聚合物中中的NCCO含量量来确保保丝线的的性质。 由由于MDDI和GGLYCCOL的的反应是是放热反反应，如如果MDDI与gglyccol在在47度度时混合合反应，再再加热到到60度度后，保保存在保保温良好好的容器器中，最最终完全全反应的的生成的的预聚合合物温度度会达到到97-98度度，但由由于我们们只需要要47度度左右的的预聚合合物，因因此控制制它的反反应温度度就非常常重要了了。通常常情况下下以下反反应条件件会对预预聚合反反应产生生很大的的影响。（1）MMDI和和GLYYCOLL的含量量比例。如如果NCCO的含含量低，那那么产生生的预聚聚合物粘粘度很高高，熔体体流动困困难；如如果NCCO的含含量高，产产生的预预聚合物物粘度很很低，熔熔体流动动很快，也也会影响响后面的的反应。因因此我们们需要严严格控制制MDII和GLLYCOOL的含含量比例例。（2）停停留时间间。预聚聚合物在在反应器器中停留留的时间间。停留留时间过过长，反反应就会会不停地地进行下下去，预预聚合物物会越来来越长，造造成熔体体流动困困难。因因此要控控制好它它们的停停留时间间。（3）温温度。如如果反应应温度过过低，则则反应不不完全，造造成物料料的浪费费。如果果反应温温度过高高，则会会影响丝丝线的质质量，而而且容易易产生凝凝胶。因因此我们们要严格格控制MMDI和和GLYYCOLL的反应应温度。（4）MMDI和和GLYYCOLL的进出出顺序。反反应中MMDI总总是“先进，后后出的”，如果果顺序相相反了，就就会出现现凝胶现现象62. 链增增长反应应:链增长反反应也叫叫第二反反应、RR2.它它是整个个工艺流流程的最最后一步步反应。在在这个阶阶段中扩扩链剂、终终止剂都都参与反反应，形形成最后后的聚合合物溶液液。反应应式如下下：其影响条条件有以以下几方方面：（1）物物料的进进出顺序序。预聚聚合物（CCG）总总是在反反应中“后进先先出的”如果顺顺序相反反，就会会出现凝凝胶现象象。（2）预预聚合物物的含量量。如果果预聚合合物的含含量过高高，无论论是增加加扩链剂剂的含量量还是终终止剂的的量，都都会造成成聚合物物粘度过过高。（3）扩扩链剂的的含量。如如果扩链链剂的含含量过高高，也会会造成聚聚合物粘粘度过高高。（4）链链终止剂剂的含量量。如果果链终止止剂的含含量过高高，会造造成聚合合物粘度度过低。7.工工艺参数数71.添加剂剂(sllurrry)的的配混:加料顺序序 研磨时时间 比比率ADD DMAAC AAND STAART MATT-1005 RRECIIRC 0.58 ADD MATT-1008 0.1233ADD MATT-1007 0.1033ADD KP3320.0466ADD MATT-1005 AAND STAART A5119 RRECIIRC00.0774RECIIRCUULATTE AAND MIXX60mminADD 51990.0036RECIIRCUULATTE AAND MIXX30mminADD MATT-10000.0266ADD TIOO20.0013RECIIRCUULATTE AAND MIXX3600minnCHECCK QQUALLITYY,TRRANSSFERR BAATHCCH72.终止剂剂的配混混(STTOPPPER MIXX)物料 比率率DMACC 0.8887CHA00.0448DEH00.066373.增链剂剂的配混混(EXXTENNDERR MIIX)物料(MMATEERIAALS) 比率率(RAATIOO)EDA00.8112DYTEEK0.1744LRD-30.013374.跑速的的分配(RATTE)741.预预聚合跑跑速(CCP RRATEE)CP RRATEE=GLLYCOOL RRATEE+MDDI RRATEEGLYCCOL RATTIO:0.880999MDI RATTIO:0.1186999741.增增链聚合合跑速(CE RATTE)CE RRATEE=CPP RAATE+STOOPPEER RRATEE+EXXTENNDERR RAATE+SLUURRYY RAATECG RRATIIO:00.9556944SLURRRY RATTIO:0.0046449STOPPPERR RAATIOO:0.04EXTEENDEER RRATIIO:00.02275.简单比比率流程程示意图图:8.DMMAC回回收系统统81回收系系统简介介：DMMAC回回收系统统主要目目的是用用来回收收在生产产过程中中已被污污染的DDMACC，然后后再经过过提纯进进行循环环利用。其其原理是是：利用用物质沸沸点的不不同，将将回收过过来的脏脏DMAAC经过过脱水塔塔，精馏馏塔，焦焦油塔进进行物质质分离。82流程图图：83流程简简述：废废DMAAC回收收罐把纺纺丝车间间回收过过来的DDMACC打到过过滤器进进行过滤滤（把固固体，颗颗状物去去掉）。然然后进入入油分离离器，把把脏DMMAC的的一部分分油成分分去掉。油油水分离离器出来来的物料料打到脱脱水塔。物料进入脱水塔后进而入到下端的再沸器。利用20KG的蒸汽进行对物料加热。低沸点的水被蒸发到塔的顶部，经冷凝器冷却下来送到接收罐。高沸点的物料则沉在再沸器的底部送到精馏塔再进行物质分离。（10摄氏度的冷冻水和20KG的蒸汽走的都是管程，物料走的是壳程）。剩下的精馏塔和焦油塔其工作原理同脱水塔一样（即利用物料沸点的不同进行物质分离）。其中，所提纯出来的DMAC在精馏塔的第32块塔板出料，直接打到DMAC供应罐。9.结论论:氨纶合成成纤维的的生产是是非常复复杂的,尤其是是管线连连续生产产。英威威达纤维维(佛山山)有限限公司就就是采取取这样的的生产方方式。难难度在于于各原料料的跑速速控制准准确度和和出现事事得故的影影响度大大.生产氨纶纶合成纤纤维的技技术核心心在于几几个方面面：原料料的选择择，各种种原料的的比例控控制，胺胺类加入入量的控控制（即即增链剂剂和终止止剂的控控制），物物料的混混合均匀匀度。另另外一个个重要方方面是在在纺丝时时的拉伸伸力和拉拉伸速度度的控制制（这里里不详细细说明）。10.致致谢:在这篇论论文的编编写过程程中,我我要感谢谢我的两两位指导导老师:谭寿再再老师(学校指指导老师师)和陈陈东毅老老师(工工厂指导导老师)。谭老师负负责指导导本人如如何完成成本次毕毕业论文文,陈老师负负责教本本人学习习氨纶聚聚合纤维维的生产产工艺知知识。11.参参考文献献:1. 王文文科，牛牛家祥，韩韩车伟，等等 .氨氨纶工业业的现状状及发展展趋势 J 聚酯酯工业.20000，（44）：88-133.2.戴建平平，朱新新生，程程丝，等等 .聚聚氨酯的的化学结结构与熔熔纺工艺艺路线 J 聚酯酯工业.20000，（44）：44-7.3. 李绍绍雄，朱朱吕民 .聚氨氨酯树脂脂 MM .南京：江苏科科学技术术出版社社，19992.4.张木全全，云智智勉。化化工原理理 MM .广州：华南理理工大学学出版社社，20000.10.5.英威达达纤维(佛山)有限公公司厂内内资料.