專利名稱：錦綸6連續聚合生產工藝中己內酰胺的回收方法
技術領域：
本發明涉及一種紡織原料錦綸6連續聚合生產工藝。
背景技術：
己內酰胺的聚合，根據其所用開環劑(也有稱引發劑的)的不同，可分為兩類一 種用堿類物質作開環劑，因此稱為堿法聚合，又稱快速聚合；另一種用水作開環劑，因此稱 為水解聚合。本裝置采用水解聚合工藝。己內酰胺的水解聚合過程是由引發加成、鏈的生長、鏈平衡三個階段組成。(1)己內酰胺的引發和加成階段當己內酰胺被水解成氨基己酸后，己內酰胺分子就會一個個連接在氨基己酸的分 子上而成為有一定反應的較短的分子鏈。 由于參與水解的己內酰胺分子是少數，故水解生成的氨基己酸的分子數也極少， 因此在此階段，主要表現為加成反應，加成反應的引發是由于開環劑所形成的正負離子，促 成了己內酰胺分子極化的緣故。(2)鏈的增長階段在上一化學反應過程中生成的短鏈分子之間，通過縮聚反應而形成長鏈分子。H- [-NH (CH2) 5C0"] n_0H+H- [-NH (CH2) 5C0_] m_0H = H- [-NH (CH2) 5C0_] n+m_0H+H20上述兩個反應步驟在時間上并不是截然分開的，兩大反應在時間順序上都互相穿 插。只是在開始階段，以開環、加成為主導反應，而繼之則以鏈增長反應為主導反應。(3)鏈平衡階段本階段主要進行鏈交換反應。各種不同反應的長鏈分子上的酰胺鍵，受到端氨基 的作用，進行著酸解和氨解，從而引發鏈的交換，使聚合體的平均分子量達到一定值。H- [-NH (CH2) 5C0_] K1-0H+H_ [-NH (CH2) 5C0_] K2— [-NH (CH2) 5C0_] Κ3_0Η= H- [-NH (CH2) 5C0_] Κ2_0Η+Η_ [-HN (CH2) 5C0_] Κ1— [-NH (CH2) 5C0_] Κ3_0Η在此期間，水解和縮聚也在同時進行。根據化學反應式，由己內酰胺貯存工序送來的液體己內酰胺經己內酰胺預熱器預 熱后，與配制好的添加劑及回收工序處理過的濃縮液按比例混合，送入加壓聚合器，加壓聚 合器為加壓操作，己內酰胺在該反應器中首先進行開環、加成反應。加壓聚合器內初步反應的低聚體經齒輪泵送往后聚合器，后聚合器為常壓或減壓操作，在該反應器內聚合物完成 縮聚反應，水被排出塔外，從而使得聚合物鏈增長到所需要的聚合度。聚合物熔體經注帶、冷卻、固化，在切粒機內切成規整的圓柱形切片。含有低聚合 物的切片在萃取塔中被與之逆流接觸的熱工藝水萃取，含低聚物的萃取水由塔頂排出，送 至萃取水蒸發工序。經過萃取的切片在干燥塔中被循環的熱氮氣不斷干燥，熱氮氣一股加 入到干燥塔上段，此股熱氮氣主要除去切片的表面水，另一股熱氮氣送入干燥塔的下段，該 熱氮氣則用來脫除切片內的殘余水分。干燥后的切片含水< 0. 06%，冷卻后的切片在氮氣保護下用脈沖氣力輸送裝置送 至切片料倉和切片包裝料倉，后再輸送至紡絲工序料倉直接用于紡絲或經計量包裝后作為 產品外銷。目前國內、外己內酰胺聚合生產的工藝技術路線主要有以下三類(1) 一段常壓聚合技術；(2) 一段加壓二段常壓聚合技術；(3) 一段加壓二段減壓聚合技術。根據生產的靈活性、產品相對粘度的寬廣性(η = 2. 2 4. 0)及裝置通用性特 點，本發明選用一段加壓二段減壓或常壓的工藝技術路線，經過工藝篩選制造出一種紡織 原料錦綸6連續聚合生產工藝。

發明內容
本發明以液體己內酰胺或固體己內酰胺為原料，經熔融(固體己內酰胺)、貯存、 添加劑的配制、連續聚合、注帶切粒、切片萃取、切片干燥、切片輸送、計量包裝及萃取水蒸 發、濃縮液處理等工序，生產出一定分子量的高性能錦綸6切片。本發明的生產工藝，其特征在于，步驟如下1)原料己內酰胺的處理，原料己內酰胺若為固體己內酰胺，則用熱水熔融，保溫，得到液體己內酰胺，當原 料己內酰胺為液體己內酰胺時無需熔融，保溫，直接使用，2)添加劑的配制二氧化鈦的配制二氧化鈦脫鹽水在攪拌下充分混合，混合后，沉降24小時，得到二氧化鈦懸浮液， 二氧化鈦懸浮液加入液體己內酰胺得到二氧化鈦己內酰胺混合懸浮液，改性劑的配制PTA (精對苯二甲酸)及改性劑S-EED ( 一種尼龍穩定劑S-EED的材料，市場有售) 與液體己內酰胺攪拌混合后，過濾，得到改性劑溶液，3)己內酰胺連續聚合二氧化鈦懸浮液，液體己內酰胺，改性劑溶液充分混合后，分別進行開環反應，加 聚反應，分子鏈加長的聚合反應得到聚合物，4)切粒熔融的聚合物冷卻、固化、成型，最后被切粒機切成規格均等的顆粒切片，5)萃取
切片用水進行萃取，6)干燥萃取后的切片經過干燥冷卻得到錦綸6切片，7)己內酰胺回收所述己內酰胺回收方法如下萃取水經分餾，得到濃縮的己內酰胺水溶液，濃縮液 經過裂解得到可再次利用的己內酰胺。優選的本發明的己內酰胺回收方法如下含己內酰胺和低聚物濃度約10%的萃取水，打入蒸發塔作回流，萃取水濃縮到 80%左右，加熱裂解反應器進行裂解。處理過的濃縮液按比例與新鮮己內酰胺混合作為聚 合原料使用，實現己內酰胺的循環。優選的本發明的工藝方法如下1)己內酰胺的熔融當采用固體己內酰胺為原料時，固體己內酰胺粉碎后經熱水熔融，加熱至85 90°C，并由85°C熱水保溫，當采用液體己內酰胺時，原料無需熔融，2)添加劑的配制二氧化鈦的配制30%重量份的二氧化鈦與70%重量份的脫鹽水在高速攪拌下充分混合，混合后沉 降24小時，得到二氧化鈦懸浮液，二氧化鈦懸浮液加入40%重量份的的液體己內酰胺得到 二氧化鈦己內酰胺混合懸浮液。改性劑的配制10%重量份的PTA、5%重量份的改性劑及10%重量份的脫鹽水與75%重量份的 液體己內酰胺經攪拌器攪拌充分混合后，過濾，得到改性劑溶液。3)己內酰胺聚合加入0. 45 %重量份的的改性劑溶液，99. 55 %重量份的液體己內酰胺預熱至 180°C，，必要時可以加入(優選加入)0. 3%重量份的二氧化鈦己內酰胺混合懸浮液，進行 加壓聚合開環反應，其反應溫度240°C，然后進行加聚反應，反應溫度為275°C，時間3 4 小時，得到的聚合物粘度為1.7左右。聚合物進行分子鏈加長的聚合反應，反應在常壓或真空下操作，溫度在255°C，熔 體出料溫度在250 260°C，聚合物的停留時間10小時，出后聚合器時聚合物的粘度為 2. 4 3. 5，4)切粒熔融的聚合物被連續噴入的冷卻水冷卻、固化、成型，最后被切粒機切成規格均等 的顆粒切片，5)萃取切片預萃取水罐中進行預萃取后，送入萃取搭萃取，切片在萃取塔中與水逆流接 觸，切片和水的混合比例通過調節新鮮脫鹽水的加入量來控制，其浴比1 1，切片在 萃取塔中停留時間24小時，切片中可萃取物含量由原來的10%降到0.5%以下，分離掉水后，對切片進行干燥，6)干燥含濕率約8 15%的切片，在干燥塔內停留時間24小時，得到含水在0.06%以下 的錦綸6切片。7)己內酰胺回收特別優選的本發明的己內酰胺回收方法如下1)由萃取工序預萃取水罐(V-1301)送來的含己內酰胺和低聚物濃度約10%的萃 取水，流入萃取水罐(V-1601)(裝置中所有含己內酰胺的水都收集在其中)。經萃取水加 料泵(P-1601)抽出、過濾，送入一效蒸發塔(T-1601)。一效再沸器(E-1601)的熱源由二 效蒸發塔的二次蒸汽提供，萃取水被加熱到80°C進入一效蒸發塔(T-1601)，該塔操作壓力 為0. 04MPa(絕壓)，塔頂蒸出的水氣經冷凝器(E-1602)冷凝冷卻，冷凝液流入回流液收集 罐(V-1602)，一效再沸器的冷凝液也收集到回流液收集罐(V-1602)。部分冷凝液經回流泵 (P-1602)打入一效、二效、三效蒸發塔作回流，其余冷凝液返回萃取工序作萃取水用，實現 水的閉路循環。不凝氣經真空泵(K-1601)抽出，以維持塔頂負壓操作條件。經過一效蒸發， 塔底萃取水濃度提高到15%，由己內酰胺水泵(P-1603)抽出送到二效蒸發塔(T-1602)。二效再沸器(E-1602)的熱源由三效蒸發塔的二次蒸汽提供，萃取水被加熱到 98 °C進入二效蒸發塔(T-1602)，該塔操作壓力為0. OSMPa(絕壓)，塔頂蒸出的水氣作 為一效再沸器(E-1601)的熱源使用，二效再沸器的冷凝液也同樣收集到回流液收集罐 (V-1602)。經過一效蒸發，塔底萃取水濃度提高到25%，由己內酰胺水泵(P-1604)抽出送 到三效蒸發塔(T-1603)。由二效過來的萃取水經三效再沸器(E-1603)被1. OMPa(G)蒸汽加熱到138°C，三 效蒸發塔操作壓力為0. 04MPa(G)，萃取水在此塔被濃縮到80%左右，濃縮的己內酰胺水溶 液通過由0.3MPa(G)蒸汽保溫的夾套管從塔底自流入己內酰胺水加料罐(V-1604)中。2)濃縮液后處理80%的濃縮液貯存在己內酰胺水加料罐(V-1604)中，由濃縮液循環泵(P-1604) 強制循環，己內酰胺水加料罐及循環管線由0.3MPa(G)蒸汽保溫。部分濃縮液由濃縮液進 料泵(P-1605)增壓至2. 9MPa(G)，通過濃縮液加熱器(E-1605)加熱到250°C進入裂解反應 器(R-1601)中進行后處理。處理過的濃縮液通過壓差按比例與新鮮己內酰胺混合進入加 壓聚合器(R-1201)中進行聚合反應，實現己內酰胺的閉路循環。濃縮液后處理所需的熱量由聯苯蒸汽(275°C )來供給，聯苯蒸汽被冷凝后，在聯 苯蒸發器(E-1606)用液相熱媒(320°C )加熱重新蒸發循環使用。本發明的生產工藝需要用到一些工業設備，這些設備均為通用的聚合設備，如回 流，加壓，干燥，控制溫度等設備，均屬于現有技術的范疇。本發明在于經過篩選得到優良的 反應條件和工藝步驟，使產品更加符合工業化的高效率和高質量。本發明的工藝技術有如下特點1.己內酰胺聚合為二段式連續聚合流程，前聚合加壓，后聚合減壓或常壓。氣相或 液相聯苯分段控制加熱，從而可以保證生產中聚合反應完全，聚合物粘度波動小，聚合物分 子量分布均勻、規整，有利于后加工。2.采用萃取水濃縮液經高溫、高壓處理后直接回用新工藝，將新鮮己內酰胺和經高溫、高壓處理過的己內酰胺濃縮液按比例混合后再配以一定比例的添加劑作為聚合工序 的進料。3.切片萃取采用帶預萃取的多級連續萃取工藝，萃取塔設計采用新型塔內構件， 從而可以提高萃取效率，萃取后，切片中可萃取物含量小于0.6%，而萃取水濃度可提高到 10%以上，因此使得己內酰胺回收的能耗可以大大降低。4.切片干燥采用兩段氮氣循環逆流連續干燥流程，干燥時，切片在密閉系統中被 連續干燥，這樣干燥效果好，切片含水率低，而且不會受到空氣氧化，因此切片質量好。既可 滿足生產錦綸6高速紡絲切片，又可進行固相縮聚生產高粘度的工程塑料。5.切片輸送采用國產的密閉式氮氣循環脈沖氣力輸送工藝。6.萃取水蒸發采用三效蒸發的工藝。7.己內酰胺回收得到可再次利用的己內酰胺，節約了成本。


圖1 工藝流程示意2 設備流程示意圖
具體實施例方式以下通過實施例進一步說明本發明，但不作為對本發明的限制。實施例11.己內酰胺的熔融和貯存當采用固體己內酰胺為原料時，貯存在倉庫內的固體己內酰胺經叉車搬運至熔融 區，開包后經己內酰胺加料系統(X-1100)粉碎后，再經螺旋加料器送入己內酰胺熔融鍋 (V-1101)中。首次加入的固體己內酰胺經熱水熔融后，通過己內酰胺預過濾器(X-1101) 經己內酰胺循環泵(P-Iioi)增壓循環，由己內酰胺加熱器(E-1101)加熱至85 90°C，己 內酰胺加熱器由蒸汽加熱。加熱后的己內酰胺回流至熔融鍋，與新加入的固體己內酰胺混 合熔融，熔融的液體己內酰胺經己內酰胺過濾器(X-1102)過濾后送至己內酰胺中間貯罐 (V-1103)，貯罐設氮封保護，由85°C熱水保溫。當采用液體己內酰胺時，原料用槽車運輸至罐區，液體己內酰胺從槽車用泵卸車 并送至己內酰胺中間貯罐(V-1103)。貯存于己內酰胺中間貯罐的液體己內酰胺由己內酰胺加料泵(P-1102)經己內酰 胺過濾器(X-1103)送至添加劑配制及聚合工序。2.添加劑的配制二氧化鈦的配制二氧化鈦用來生產半消光或全消光錦綸6切片，袋裝二氧化鈦按要求的重量倒入 二氧化鈦配制罐(V-1141)，與脫鹽水在高速攪拌下充分混合，配成二氧化鈦懸浮液，送至二 氧化鈦沉降罐(V-1142)，經過24小時沉降后，懸浮液送至二氧化鈦稱量罐(V-1144)，配入 一定量的己內酰胺，調節好二氧化鈦的濃度，再送至二氧化鈦懸浮液貯罐(V-1145)待用。自二氧化鈦沉降罐(V-1142)底部排出的粗二氧化鈦懸浮液排至二氧化鈦回收槽 (v-l 146)，用蒸汽盤管加熱將水份蒸發后回收二氧化鈦。
改性劑的配制袋裝PTA及改性劑經固體改性劑進料裝置(X-1131)計量后，加入到改性劑配制槽 (V-1131)，與液體己內酰胺經攪拌器攪拌充分混合后，經改性劑過濾器(X-1133)過濾，送 至改性劑接受器(V-1133)，再經改性劑計量泵(P-1132)送至聚合工序。3.己內酰胺連續聚合聚合反應包括兩個階段。即第一階段的加壓反應和第二階段的常壓或減壓反應。在生產半消光切片時，從加壓聚合器(R-1201)入口處加入一定量的二氧化鈦懸 浮液。新鮮液體己內酰胺經己內酰胺加料泵(P-1102)送至己內酰胺預熱器(E-1201)預熱 至180°C，與添加劑配制工序送來的二氧化鈦溶液(必要時)、改性劑溶液及回收工序處理 過的濃縮液按一定比例由靜態混合器充分混合后，再送入加壓聚合器(R-1201)上部，加壓 聚合器(R-1201)的壓力通過頂部排氣調節閥控制在0. 15MPa(G)。在聚合管的上段主要進 行開環反應，其反應溫度240°C，己內酰胺水解開環需要吸收熱量，反應器上部設計了一個 內置式的加熱器，用聯苯蒸汽(270 280°C)來供給熱量。聯苯蒸汽被冷凝后，在聯苯蒸發 器(E-1202)用液相熱媒(320°C )加熱重新蒸發循環使用。加壓聚合器下部進行加聚反應， 反應溫度為275°C，反應所需熱量由器壁夾套通入由聯苯蒸發器(E-1203)加熱的氣相聯苯 (270 280°C)提供。聚合物在加壓聚合器內停留約3 4小時，出加壓聚合器時，聚合物 粘度可達1.7左右。己內酰胺的加料由流量和加壓聚合器的液位控制，加料量用一臺質量流量計計 量。己內酰胺預熱器(E-1201)和至加壓聚合器(R-1201)的產品管線用一個二次液相熱媒 回路加熱，這個回路的溫度可獨立控制。通過前聚出料泵(P-1201)和后聚合器(R-1202)的液位控制，預聚合物被送至后 聚合器(R-1202)，后聚合器主要進行的是分子鏈加長的聚合反應。后聚合器(R-1202)在常 壓(也可以在真空)下操作，其上部用氣相聯苯加熱，中、下部用液相聯苯換熱，特殊設計的 內置式的換熱器用液相聯苯來冷卻，移走反應放出的熱量，冷卻段的熱量被回收用于預熱 己內酰胺。控制后聚合器的上部溫度在255°C，熔體出料溫度在250 260°C，聚合物的停 留時間約10小時，出后聚合器時聚合物的粘度可達2. 4 3. 5，該設備的特殊結構可以保證 產品在其中均勻地流動。工廠可根據市場對產品規格的需求，控制后聚合生產的真空度，從 而生產出不同粘度的聚合切片。在加壓聚合器(R-1201)和后聚合器(R-1202)中進行反應時，水和己內酰胺被蒸 發。蒸汽經過分餾塔(T-1203)蒸餾，含己內酰胺的溶液經分餾塔(T-1203)送至己內酰胺 水濃縮工序，塔頂蒸汽冷凝后外排送污水處理站處理。。后聚合反應器底部物料用一臺熔體出料泵(P-1205)排出。泵將聚合物經過加熱 的聚合物管線送至熔體過濾器(X-1204)和注帶頭(X-1202)。熔體過濾器為不停車過濾器， 在需要切換過濾器時，備用過濾器通過閥門切換便可啟動。4.切粒熔融的聚合物從鑄帶頭上的小孔中壓出，在水下切粒機(M-1201)的冷卻板上被 連續噴入的冷卻水冷卻、固化、成型，最后被切粒機切成規格均等的顆粒。切片經振動篩 (M-1202)分離掉不合格的切片和表面水份后，落入預萃取水罐(V-1301)。完成切粒后的切粒冷卻水流入切粒水貯罐(V-1208)，由切粒水循環泵(P-1209)抽出，送至切粒水過濾器(X-1203)過濾掉固體粒子，及切粒水冷卻器(E-1212)被7°C的冷 凍水冷卻至16°C送回切粒機循環使用。鑄帶頭處的單體蒸汽和切粒機處的單體蒸汽被吸氣噴射泵(J-1202)吸出，吸氣 噴射泵的噴射水由噴射水循環泵(P-1208)提供，噴射水循環泵從切粒水貯罐(V-1208)抽 出噴射水送入吸氣噴射泵，吸取了單體后的噴射水流入切粒水貯罐(V-1208)反復使用。水下切粒機(M-1201)電機的變頻器與出料齒輪泵電機變頻器連鎖，使切粒機可 以根據聚合物流量的多少來自動調節，以保持機器在最佳狀態下工作。5.連續萃取切片從振動篩中落入預萃取水罐(V-1301)，切片在預萃取水罐中進行預萃取后， 經罐底旋轉鎖定供料閥(X-1301)定量出料，切片和水再經切片泥漿泵(P-1302)抽出送入 設在萃取塔頂的排水器(X-1303)，分離掉大量水后，切片落入萃取搭(T-1301)中。萃取用 脫鹽水被萃取水循環泵(P-1304A/B)從萃取水罐(V-1304)抽出，經萃取水過濾器(X-1304) 過濾掉固體粒子后，再經萃取水加熱器(E-1302)被0. 3MPa(G)蒸汽加熱到97°C從塔下部進 入萃取塔(T-1301)，切片在萃取塔中與水逆流接觸。根據裝置的生產能力，萃取塔的設置有 一級萃取塔、二級萃取塔和三級萃取塔等單級萃取或多級萃取等形式，多級萃取與單級萃 取過程形式基本相同，只是單級萃取的重復，工藝控制后級萃取原則上萃取溫度高于前級 萃取。切片和水的混合比例通過調節新鮮脫鹽水的加入量來控制，其浴比1 1，切片在 萃取塔中停留時間約24小時，切片中可萃取物含量由原來的10%降到0.5%以下。合格的 切片經塔底旋轉鎖定供料閥(X-1305或X-1308)控制連續出料，再由切片水泥漿泵(P-1305 或P-1307)將切片和水送到設在干燥塔頂部的脫水機(M-1301)，分離掉水后切片落入干燥 塔(T-1401)中。脫水機(M-1301)分出的水與補充的脫鹽水一塊流入萃取水封罐(V-1307)，萃取 水封罐內盤管通入0. 3MPa(G)的蒸汽，將萃取水的溫度加熱到95°C左右，萃取水從萃取水 封罐頂排出，從上部流入萃取水罐(V-1306)，在這里水中夾帶的氣體被排出室外并控制萃 取水罐的液面比萃取塔(T-1301)液面高出500mm。從罐底排除的萃取水分成兩路，一路流 入旋轉鎖定供料閥(X-1308)給切片輸送提供用水，一路流入萃取水循環泵(P-1306)，經萃 取水過濾器(X-1307)過濾后，再經萃取水加熱器(E-1303)被0. 3MPa(G)蒸汽加熱到98°C 從塔下部進入萃取塔(T-1302)，與切片逆流接觸，萃取其中的單體及低聚體。含單體濃度約7. 5%的萃取水從一級萃取塔上部流出，與從排水器(X-1303)排除 的水合并，一路流入旋轉鎖定供料閥(X-1301)給切片輸送提供用水，一路流入預萃取水罐 (V-1301)底，從預萃取水罐上部流出的萃取水單體濃度約10%，被送往萃取水罐(V-1601) 貯存，做為回收己內酰胺待用。在預萃取水罐和萃取塔設備內，設置了多層高效、無滯留區及加強萃取水與切片 充分接觸的塔內構件。預萃取水罐設有一加熱夾套，夾套內通入0.05MPa(G)的低壓蒸汽加 熱，以維持預萃取水溫度。萃取塔塔底設有一特殊的內置式加熱器，內通入0. 3MPa(G)的低 壓蒸汽加熱以方便對萃取溫度的調節，保證對低聚物的萃取效率。6.連續干燥從脫水機(M-1301)出來的切片含濕率約8 15%，從頂部進入干燥塔(T-1401)中，根據裝置的生產能力，設一套干燥塔系統或兩套并列的干燥塔系統。干燥用的熱氮氣分 兩股從塔底部和塔中部加入塔中，上部加入的熱氮氣主要用于干燥切片表面水分，并加熱 切片，下部加入的熱氮氣脫除切片殘余的水分，并加熱聚合物，使其分子量提高。切片在干 燥塔內停留時間約24小時。出干燥塔時切片含水在0. 06%以下，干燥好的切片經星形計量 輸送閥(X-1401)控制流量后被送往切片冷卻料倉(V-1403)。在冷氮氣流的循環冷卻下，切 片被冷卻到合格溫度后，經氣流輸送裝置送往切片混合料倉(V-1506)。氮氣從干燥塔頂出來，經第一氮氣循環風機(C-1401)加壓后，部分氮氣經氮氣加 熱器(E-1401)被1. OMPa(G)蒸汽加熱到130°C后從中部進入干燥塔，另一部分氮氣進入氮 氣換熱器(E-1402)與從冷卻塔(T-1402)頂來的冷氮氣換熱后，從冷卻塔下部入塔，與從塔 上部加入的噴淋冷卻水逆流接觸，氮氣被洗滌、冷卻后溫度控制在12°C從塔頂出來，進入氮 氣換熱器(E-1402)與高溫氮氣換熱后，進入第二氮氣循環風機(C-1402)，增壓后進入氮氣 脫氧器(R-1401)、氮氣加熱器(E-1404)被l.OMPa(G)蒸汽加熱到125°C，從下部進入干燥 塔，循環使用。冷卻塔(T-1402)底部噴淋水用噴淋水循環泵(P-1401)送至噴淋水冷卻器 (E-1403)冷卻到12°C后循環回至冷卻塔上部噴淋至下，冷卻從干燥塔頂部分流來濕氮氣， 冷卻下來多余的冷凝水從冷卻塔溢流至水封罐(V-1404)，再溢流外排。冷卻氮氣由氮氣第三循環風機(C-1403)送至氮氣冷卻器(E-1405)，用循環水冷 卻，然后送入切片冷卻料倉(V-1403)的下部，氮氣自下而上由設備頂部排出，經粉塵過濾 器(X-1403)除塵后循環回第三循環風機。在干燥塔中也可進行固相后縮聚，但氮氣的溫度要求高一些，切片的停留時間更 長一些。進行固相后縮聚時，干燥塔頂部出來的氮氣需全部送到冷卻塔進行洗滌。7.切片輸送和包裝設在切片冷卻料倉(V-1403)底下的脈沖輸送罐(V-1502)用來將切片輸送到切片 混合料倉(V-1506)、切片貯存料倉(V-1507)。成品切片可以在切片混合料倉(V-1506)或 切片貯存料倉(V-1507)下經包裝機(M-1501)計量、包裝，裝成750kg的大袋或25kg的小 袋后入庫外銷。可選項設在切片混合料倉(V-1506)底下的脈沖輸送罐(V-1503)用來將切片輸 送到切片貯存料倉(V-1507)或直接輸送至紡絲料倉用于紡絲。不合格的切片直接送至包裝系統單獨包裝。輸送用氮氣循環使用，經布袋除塵器(X-1501)、氮氣壓縮機(C-1501)和循環氮氣 貯罐(V-1501)加壓后再送至脈沖輸送罐。8.萃取水蒸發由萃取工序預萃取水罐(V-1301)送來的含己內酰胺和低聚物濃度約10%的萃 取水，流入萃取水罐(V-1601)(裝置中所有含己內酰胺的水都收集在其中)。經萃取水加 料泵(P-1601)抽出、過濾，送入一效蒸發塔(T-1601)。一效再沸器(E-1601)的熱源由二 效蒸發塔的二次蒸汽提供，萃取水被加熱到80°C進入一效蒸發塔(T-1601)，該塔操作壓力 為0. 04MPa(絕壓)，塔頂蒸出的水氣經冷凝器(E-1602)冷凝冷卻，冷凝液流入回流液收集 罐(V-1602)，一效再沸器的冷凝液也收集到回流液收集罐(V-1602)。部分冷凝液經回流泵 (P-1602)打入一效、二效、三效蒸發塔作回流，其余冷凝液返回萃取工序作萃取水用，實現水的閉路循環。不凝氣經真空泵(K-1601)抽出，以維持塔頂負壓操作條件。經過一效蒸發， 塔底萃取水濃度提高到15%，由己內酰胺水泵(P-1603)抽出送到二效蒸發塔(T-1602)。二效再沸器(E-1602)的熱源由三效蒸發塔的二次蒸汽提供，萃取水被加熱到 98 °C進入二效蒸發塔(T-1602)，該塔操作壓力為0. OSMPa(絕壓)，塔頂蒸出的水氣作 為一效再沸器(E-1601)的熱源使用，二效再沸器的冷凝液也同樣收集到回流液收集罐 (V-1602)。經過一效蒸發，塔底萃取水濃度提高到25%，由己內酰胺水泵(P-1604)抽出送 到三效蒸發塔(T-1603)。由二效過來的萃取水經三效再沸器(E-1603)被1. OMPa(G)蒸汽加熱到138°C，三 效蒸發塔操作壓力為0. 04MPa(G)，萃取水在此塔被濃縮到80%左右，濃縮的己內酰胺水溶 液通過由0.3MPa(G)蒸汽保溫的夾套管從塔底自流入己內酰胺水加料罐(V-1604)中。9.濃縮液后處理80%的濃縮液貯存在己內酰胺水加料罐(V-1604)中，由濃縮液循環泵(P-1604) 強制循環，己內酰胺水加料罐及循環管線由0.3MPa(G)蒸汽保溫。部分濃縮液由濃縮液進 料泵(P-1605)增壓至2. 9MPa(G)，通過濃縮液加熱器(E-1605)加熱到250°C進入裂解反應 器(R-1601)中進行后處理。處理過的濃縮液通過壓差按比例與新鮮己內酰胺混合進入加 壓聚合器(R-1201)中進行聚合反應，實現己內酰胺的閉路循環。濃縮液后處理所需的熱量由聯苯蒸汽(275°C )來供給，聯苯蒸汽被冷凝后，在聯 苯蒸發器(E-1606)用液相熱媒(320°C )加熱重新蒸發循環使用。10.熱水系統由熱水回水總管來的熱水經熱水循環泵(P-8101)送至熱水加熱器用0. 3MPa(G) 蒸汽加熱到所需要的溫度后循環送至各熱水用戶。熱水循環泵后分另一支路經熱水冷卻 器(E-8101)冷卻到所需要的溫度后供需低溫熱水用戶使用。回水總管需接至熱水膨脹槽 (V-8101)。11.蒸汽冷凝水各蒸汽用戶的蒸汽冷凝水分不同壓力等級經凝水總管送至冷凝水收集槽 (V-9421)，熔融車間(較遠)用戶蒸汽冷凝水由冷凝水回收泵送回。冷凝水收集槽(V-9421) 帶有特殊設置換熱器用于回收過熱冷凝水熱量。收集槽中的冷凝水則由冷凝水泵(P-9421) 送至鍋爐房。12.聯苯加料和收集液相聯苯貯存在聯苯收集罐(V-8201)中，經過聯苯進料泵(P-8201)送往各個用 戶。聯苯收集罐出氣管上設置有冷凝裝置，由冷卻水和空氣冷卻排放的氣相聯苯，不凝氣經 高點排放。每個氣相聯苯系統自成體系，由氣相爐底部進料及排料，冷凝聯苯也從底部返回， 氣相聯苯從爐頂部排出至各用戶點，出氣管上設置有安全閥，氣相系統最高點設置有聯苯 汽液分離罐，不凝氣不定期從汽液分離罐頂排至聯苯收集罐(V-8201)中，凝液返回氣相 爐，液相聯苯系統由聯苯循環泵、加熱器及聯苯膨脹槽組成，后聚合器的兩套液相聯 苯系統共用一個聯苯膨脹槽，系統的高點設有排氣管線接入膨脹槽，膨脹槽上設有手動排 氣(進聯苯收集罐)及安全閥。液相系統聯苯加料設置在膨脹槽上部，放料管線設置在系統的最低點。加熱器的出口管線上設置有安全閥。各系統的放料管線及安全閥的排放管線均接入聯苯收集罐。13. 一次熱媒加熱系統加壓聚合器(R-1201)、后聚合器(R-1202)和裂解反應器(R-1601)的加熱系統，不 論汽相或液相，均用一次熱媒加熱。一次熱媒介質為改性三聯苯或聯苯_聯苯醚，如用聯苯_聯苯醚，一次熱媒系統需 增壓處理。一次熱媒經熱媒加熱爐加熱至320°C溫度后送至各個用戶，各個用戶排回的熱媒 經熱媒循環泵送至熱媒加熱爐加熱，實現熱媒的循環利用。回流總管高點設置有一次熱媒 膨脹槽，用于一次熱媒的膨脹及排氣，低點設有熱媒排放罐。14.裝置的工藝控制系統整個裝置的工藝控制由一個通用的集散控制系統(DCS)完成，集散控制系統在通 訊功能和工藝控制功能上均有冗余。切片氣流輸送系統及水下切粒機系統等其他成套供貨設備另設現場控制柜。
權利要求
一種錦綸6連續聚合生產工藝，包括以下步驟1)原料己內酰胺的處理，原料己內酰胺若為固體己內酰胺，則用熱水熔融，保溫，得到液體己內酰胺，當原料己內酰胺為液體己內酰胺時無需熔融，保溫，直接使用，2)添加劑的配制二氧化鈦的配制二氧化鈦脫鹽水在攪拌下充分混合，混合后，沉降24小時，得到二氧化鈦懸浮液，二氧化鈦懸浮液加入液體己內酰胺得到二氧化鈦己內酰胺混合懸浮液，改性劑的配制PTA及改性劑S-EED與液體己內酰胺攪拌混合后，過濾，得到改性劑溶液，3)己內酰胺連續聚合二氧化鈦懸浮液，液體己內酰胺，改性劑溶液充分混合后，分別進行開環反應，加聚反應，分子鏈加長的聚合反應得到聚合物，4)切粒熔融的聚合物冷卻、固化、成型，最后被切粒機切成規格均等的顆粒切片，5)萃取切片用水進行萃取，6)干燥萃取后的切片經過干燥冷卻得到錦綸6切片，7)己內酰胺回收其特征在于，所述己內酰胺回收方法如下萃取水經分餾，得到濃縮的己內酰胺水溶液，濃縮液經過裂解得到可再次利用的己內酰胺。
2.根據權利要求1的生產工藝，其特征在于，步驟如下1)己內酰胺的熔融當采用固體己內酰胺為原料時，固體己內酰胺粉碎后經熱水熔融，加熱至85 90°C， 并由85 °C熱水保溫，當采用液體己內酰胺時，原料無需熔融，2)添加劑的配制 二氧化鈦的配制30%重量份的二氧化鈦與70%重量份的脫鹽水在高速攪拌下充分混合，混合后沉降 24小時，得到二氧化鈦懸浮液，二氧化鈦懸浮液加入40%重量份的的液體己內酰胺得到二 氧化鈦己內酰胺混合懸浮液， 改性劑的配制10%重量份的PTA、5%重量份的改性劑及10%重量份的脫鹽水與75%重量份的液體 己內酰胺經攪拌器攪拌充分混合后，過濾，得到改性劑溶液，3)己內酰胺聚合加入0. 45%重量份的的改性劑溶液，99. 55%重量份的液體己內酰胺預熱至180°C，必 要時加入0. 3%重量份的二氧化鈦己內酰胺混合懸浮液，進行加壓聚合開環反應，其反應溫 度240°C，然后進行加聚反應，反應溫度為275°C，時間3 4小時，得到的聚合物粘度為1. 7左右，聚合物進行分子鏈加長的聚合反應，反應在常壓或真空下操作，溫度在255°C，熔體出 料溫度在250 260°C，聚合物的停留時間10小時，出后聚合器時聚合物的粘度為2. 4 3. 5，4)切粒熔融的聚合物被連續噴入的冷卻水冷卻、固化、成型，最后被切粒機切成規格均等的顆 粒切片，5)萃取切片預萃取水罐中進行預萃取后，送入萃取搭萃取，切片在萃取塔中與水逆流接觸，切片和水的混合比例通過調節新鮮脫鹽水的加入量來控制，其浴比1 1，切片在萃取 塔中停留時間24小時，切片中可萃取物含量由原來的10%降到0.5%以下，分離掉水后，對 切片進行干燥，6)干燥含濕率約8 15%的切片，在干燥塔內停留時間24小時，得到含水在0. 06%以下的錦 綸6切片，7)己內酰胺回收其特征在于，所述己內酰胺回收方法如下含己內酰胺和低聚物濃度約10%的萃取水，打入蒸發塔作回流，萃取水濃縮到80%， 加熱裂解反應器進行裂解，處理過的濃縮液按比例與新鮮己內酰胺混合作為聚合原料使 用，實現己內酰胺的循環。
3.根據權利要求2的生產工藝，其特征在于，所述己內酰胺回收方法如下1)由萃取工序預萃取水罐送來的含己內酰胺和低聚物濃度約10%的萃取水，流入萃 取水罐，經萃取水加料泵抽出、過濾，送入一效蒸發塔，一效再沸器的熱源由二效蒸發塔的 二次蒸汽提供，萃取水被加熱到80°c進入一效蒸發塔，該塔操作壓力為0. 04MPa，塔頂蒸出 的水氣經冷凝器冷凝冷卻，冷凝液流入回流液收集罐，一效再沸器的冷凝液也收集到回流 液收集罐，部分冷凝液經回流泵打入一效、二效、三效蒸發塔作回流，其余冷凝液返回萃取 工序作萃取水用，實現水的閉路循環，不凝氣經真空泵抽出，以維持塔頂負壓操作條件，經 過一效蒸發，塔底萃取水濃度提高到15%，由己內酰胺水泵抽出送到二效蒸發塔，二效再沸器的熱源由三效蒸發塔的二次蒸汽提供，萃取水被加熱到98°C進入二效蒸發 塔，該塔操作壓力為0. 08MPa，塔頂蒸出的水氣作為一效再沸器的熱源使用，二效再沸器的 冷凝液也同樣收集到回流液收集罐，經過一效蒸發，塔底萃取水濃度提高到25%，由己內酰 胺水泵抽出送到三效蒸發塔，由二效過來的萃取水經三效再沸器被1. OMPa蒸汽加熱到138°C，三效蒸發塔操作壓力 為0. 04MPa，萃取水在此塔被濃縮到80%左右，濃縮的己內酰胺水溶液通過由0. 3MPa蒸汽 保溫的夾套管從塔底自流入己內酰胺水加料罐中，2)濃縮液后處理80%的濃縮液貯存在己內酰胺水加料罐中，由濃縮液循環泵強制循環，己內酰胺水加 料罐及循環管線由0. 3MPa蒸汽保溫，部分濃縮液由濃縮液進料泵增壓至`2. 9MPa，通過濃縮 液加熱器加熱到250°C進入裂解反應器中進行后處理，處理過的濃縮液通過壓差按比例與 新鮮己內酰胺混合進入加壓聚合器中進行聚合反應，實現己內酰胺的閉路循環。全文摘要
本發明涉及一種錦綸6連續聚合生產工藝中己內酰胺的回收方法，本發明以液體己內酰胺或固體己內酰胺為原料，經熔融、貯存、添加劑的配制、連續聚合、注帶切粒、切片萃取、切片干燥、切片輸送、計量包裝及萃取水蒸發、濃縮液處理等工序，生產出一定分子量的高性能錦綸6切片。
文檔編號D01F6/90GK101880386SQ20101022650
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月9日 優先權日2010年7月9日
發明者劉迪, 張建仁, 李德和, 陳軍 申請人:北京三聯虹普紡織化工技術有限公司