尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣處理分析

孫培棟　張鳳鳴

摘 要：隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，高分子材料在現(xiàn)代生產(chǎn)中的作用日益顯著，作為世界上第二類合成纖維的尼龍66也不例外。因其高強度、柔韌性好、耐磨性優(yōu)良等綜合特點，尼龍66被廣泛應用于橡膠、輪胎、塑料、電子、化工、化纖等行業(yè)。為此，本文在充分了解尼龍66性能的基礎上，對尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣處理相關內(nèi)容進行了分析與探究。

關鍵詞：尼龍66；廢氣處理；性能

尼龍材料又被稱作“聚酰胺”，英文簡稱為“PA”，其子產(chǎn)品命名主要由合成具體單體的碳原子數(shù)量而定。尼龍66是由尼龍6（由己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而成）和尼龍66鹽縮聚合而成的一種新型材料。我國絕大部分人將其稱作“錦綸”。尼龍樹脂的主要材料也是尼龍6和尼龍66，此外還有尼龍610、尼龍12、尼龍11等衍生物。尼龍66是世界上出現(xiàn)最早的尼龍產(chǎn)品，于1939年被美國杜邦公司最先投入到工業(yè)化生產(chǎn)中。這種材料的耐熱性和耐磨性遠超其他同等材料（比如尼龍6），雖然剛性材質(zhì)弱于金屬，但自身的強度卻毫不遜色，因此，常常在工業(yè)中取代金屬材質(zhì)。研究尼龍66材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀有利于預測其發(fā)展情況，便于我們收集信息，把握尼龍66未來的發(fā)展方向，從而更好地研制出全新的尼龍系列產(chǎn)品，為我國的工業(yè)生產(chǎn)貢獻力量。

1 尼龍66的性能

尼龍-66是半透明或不透明的乳白色結晶聚合物，在聚酰胺材料中有較高的熔點。它是一種半晶體-晶體材料，械強度較高，耐應力開裂性好，是耐磨性最好的尼龍，自潤滑性優(yōu)良，僅次于聚四氟乙烯和聚甲醛，耐熱性也較好，屬自熄性材料，吸水性大，因而尺寸穩(wěn)定性差。尼龍-66的化學穩(wěn)定性好，對許多溶劑具有抗溶性，尤其耐油性極佳，但對酸和其它一些氯化劑的抵抗力較弱。易溶于苯酚，甲酸等極性溶劑，加碳黑可提高耐候性。 由于制備工藝的差異，尼龍-66的各種性能指標隨著聚合度、結晶度、吸水（濕）率或添加劑的種類和數(shù)量的不同而有所變化。

1）力學性質(zhì)。未改性的尼龍-66因為其高強度、硬度、剛度、抗蠕變性和抗熱降解性、耐摩擦而著稱，添加10%～20%的橡膠狀聚合物改性的尼龍-66的抗沖性能得到改善，但是強度和剛度有所降低。添加礦物質(zhì)特別是玻璃纖維改性可以增強其硬度、強度、抗蠕變性和耐疲勞性。在醫(yī)療器械，汽車，電子工業(yè)，拉絲等行業(yè)均有應用。

2）電性能。由于尼龍-66具有良好的絕緣性能，體積電阻和表面電阻也較大，以及抗電荷徑跡性能較好，因而在輸電系統(tǒng)中廣泛用作絕緣器件，其他選擇因素有耐熱性和阻燃性。

3）蠕變和疲勞性質(zhì)。在較寬的溫度范圍內(nèi)，未增強的尼龍-66都具有較好的耐疲勞性和抗震性，加上其優(yōu)良的耐化學品性，因而在一些載荷經(jīng)常變化或者動態(tài)加載的機械部件上得到廣泛應用。玻纖增強的尼龍-66則提供了更高的應力水平。在工業(yè)測試中，其拉伸―壓縮循環(huán)次數(shù)可以達107量級。

4）表面性質(zhì)。尼龍-66因其表面光滑、良好的韌性和表面硬度，耐熱和耐疲勞性能，表面自潤滑性在齒輪等傳動裝置、鏈輪齒、凸輪和其它一些要求耐摩擦、磨耗的零部件件上獲得大量應用，眾多用MoS2、PTFE和石墨改性的尼龍66也獲得廣泛應用。

5）熱性能。尼龍-66是一種具有較高熔點的半結晶性高分子材料，只要未達到熔化溫度，就保持有足夠的剛性。玻纖改性增強有效地增加了高溫下的剛性，同時降低了其熱膨脹系數(shù)。正是基于這些原因，尼龍-66才在高溫環(huán)境中被廣泛使用。

2 尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣處理措施

2.1 尼龍66連續(xù)聚合工藝特點

尼龍66連續(xù)聚合工藝是相對間歇聚合而言的。物料在生產(chǎn)裝置內(nèi)持續(xù)經(jīng)過不同的反應設備，完成物理化學變化，最終得到符合要求的產(chǎn)品。連續(xù)聚合工藝主要包含濃縮、反應、減壓、聚合四個階段，連續(xù)聚合生產(chǎn)線主要設備分為五大器：即濃縮槽、反應器、閃蒸器、聚合器、后聚合器，尼龍66鹽溶液通過濃縮、高壓縮聚、物料減壓、常壓縮聚和負壓縮聚反應，從而制得合格的聚合物及最終的尼龍66切片。

尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣回收與利用項目結合反應器排氣回收系統(tǒng)的實施經(jīng)驗，針對尼龍66連續(xù)聚合生產(chǎn)線濃縮、聚合階段的排氣污染、能源浪費問題，研究了濃縮槽集成蒸汽回收、前聚合器排氣噴淋等技術，改原來連續(xù)聚合無序?qū)张欧艦槎ㄏ蚧厥赵倮?，在排氣回收、保護環(huán)境方面取得了突破和技術創(chuàng)新。同時完善了反應器排氣回收控制工藝，將反應器產(chǎn)生的蒸汽100%回收并利用。

2.2 尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣處理方案

結合尼龍66連續(xù)聚合生產(chǎn)工藝流程，在不影響正常生產(chǎn)的前提下，通過回收濃縮槽排氣，對前聚合器排氣進行噴淋，并循環(huán)利用，達到優(yōu)化生產(chǎn)線結構、減少蒸汽排放、減少污染的目的。

（1）濃縮階段濃縮槽排氣集成回收改造。濃縮槽蒸汽集成回收將此階段產(chǎn)生的高溫蒸汽引入一套換熱系統(tǒng)，使蒸汽冷凝為水，并收集用于替代聚合階段的生產(chǎn)用水，同時節(jié)約濃縮槽排氣噴淋塔噴淋用水。

（2）前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)改造。建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)，通過噴淋系統(tǒng)除去此階段產(chǎn)生的高溫蒸汽內(nèi)含有的少量己二胺及低聚物，經(jīng)由一套抽吸裝置冷凝吸附剩余的潔凈蒸汽，并循環(huán)利用吸附的冷凝水。

（3）方案實施內(nèi)容。通過對當前尼龍66連續(xù)聚合濃縮、聚合階段工藝情況進行調(diào)研分析，確定方案實施內(nèi)容如下：

第一，濃縮槽蒸汽集成回收。在原濃縮槽排氣噴淋罐（1207）增加新的排氣回收管道，可以與原排氣管線相互切換。排氣管道安裝列管式換熱器，將其濃縮槽排氣冷凝成水，回收至循環(huán)水槽，做為系統(tǒng)循環(huán)水槽補充水使用。具體實施內(nèi)容如下：

首先，熱器裝于濃縮槽排氣管道平行位置，管道由DNl50變至DN350，管道90°向下變向后，安裝換熱器。冷卻水閥門可在四樓操作。換熱器安裝操作平臺。其次，冷凝水管娜樓頂部垂直向下，穿過樓板55-樓頂部，沿樓頂走直線進循環(huán)水槽，管徑為DN100，長度約40M。最后，某壓力自動閥增加后閥，方便檢修壓力自動閥。進某管道增加球閥，可與新增管線相互切換。

第二，建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)。前聚合器排氣噴淋技術建立前聚合器排氣噴淋循環(huán)系統(tǒng)，通過噴淋系統(tǒng)除去此階段產(chǎn)生的高溫蒸汽內(nèi)含有的少量己二胺及低聚物，經(jīng)由一套抽吸裝置冷凝吸附剩余的潔凈蒸汽，并循環(huán)利用吸附的冷凝水。

系統(tǒng)主要包括噴淋罐、噴淋水槽、循環(huán)水槽、循環(huán)泵及過濾、降溫設備。循環(huán)泵將循環(huán)水高速送至噴淋罐，使噴淋罐產(chǎn)生負壓，將前聚合器排氣吸至噴淋罐，噴淋后回收至噴淋水槽，形成循環(huán)噴淋系統(tǒng)。負壓噴淋罐，可有效減少低聚物附著管道，減少堵塞?；厥諠饪s槽冷凝水可稀釋循環(huán)水槽低聚物，保證系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行。具體實施內(nèi)容如下：

①噴淋罐裝于四樓兩個前聚合器分離器之間，連接管在上方與排氣管道連接，加裝閥門，可與原排氣互相切換。噴淋水管從四樓垂直向下，穿過三樓，在二樓頂部，裝90°彎頭直接與水槽連接。彎頭與水槽管道高度差約為1M。②循環(huán)水槽長2M、寬1.5M、高1.5M，體積4.5M3。補充水為WD，管徑DN25，從二樓切粒水槽處連接管道。水槽中間加設濾網(wǎng)、擋板，對噴淋水進行凈化。水槽置于高1M鋼平臺上，出口為DN250管道，在泵進口變徑為DN150，以防止汽蝕及供水不足問題。③泵進口管徑DN150，泵前裝管道過濾器，出口依次安裝燭式過濾器、板式換熱器，管徑為DN125，管道和噴淋水管在相同位置上四樓，進入噴淋罐。④在兩套系統(tǒng)出口加裝閥門，可相互切換、相互代替使用，管道過濾器共用一個。⑤循環(huán)泵、燭式過濾器、板式換熱器，進出口安裝壓力表，板式換熱器個水管裝排放、排氣閥，燭式過濾器安裝旁通。⑥泵進出口使用閘閥，噴淋罐、列管換熱器使用球閥。

2.3 實施效果

通過上述方法，實現(xiàn)了尼龍66連續(xù)濃縮、聚合階段所排放廢氣的全部回收，達到了對空零排放的目標，有效減少了環(huán)境污染，并將回收的冷凝水加以利用，節(jié)能降耗。

3 結束語

綜上所述，是一種新型的現(xiàn)代化工材料，尼龍66在眾多生產(chǎn)領域得到了廣泛應用。尼龍66連續(xù)聚合裝置廢氣處理措施的應用，有利于企業(yè)改善環(huán)境，減少污染。同時，在大力發(fā)展經(jīng)濟的同時，企業(yè)也應該不斷地研發(fā)出新的改性、改良產(chǎn)品，擴大應用領域，不斷地開拓和培育新的應用市場，使企業(yè)走上健康發(fā)展的道路。

參考文獻

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