Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оборудование для получения и переработки полимерных материалов. Учебное пособие
.pdf
Процесс растворения исходных мономеров в олеуме и получения олигомера проводится в растворителе (рис. 4.3). Растворитель представляет собой эмалированный реактор (сосуд, работающий под давлением), снабженный рубашкой
темперирования, мешалкой, загрузочным люком, имеющий штуцер с гребенкой
для подачи олеума, азота, воздушник и штуцер для передачи раствора.
Перед загрузкой сырья в растворитель (рис. 4.3) проверяется исправность
предохранительных устройств, герметичность запорной арматуры и коммуникаций, работа сигнализаторов уровня, отсутствие воды, пара в трубопроводах.
Растворитель продувается азотом с давлением до 0,3 МПа в течение 5–10 мин.
Рис. 4.3. Растворитель
Из мерника (рис. 4.1) олеум дозируется в растворитель (рис. 4.3) в количестве 1,5–4,0 м3. Затем открываются вентили на линии подачи олеума в растворитель и на линии сообщения с атмосферой через ловушку выходящих газов
из растворителя. Контроль над дозировкой олеума ведется по мерному стеклу и
уровнемеру. После слива первой добавки олеума в растворитель закрываются
вентили на линии подачи олеума и на линии сообщения с атмосферой включается мешалка растворителя.
Перед загрузкой мономеров в растворитель открывается вентиль на линии сообщения с атмосферой, открывают задвижку загрузочного устройства
мономеров в растворитель, включают в работу шнек. Затем загружается расчетное количество ТФК и ГС с помощью электротельфера.
Во время загрузки и растворения мономеров мешалка в растворителе
должна работать постоянно. Контроль силы тока двигателя на валу мешалки с
регистрацией осуществляется контрольно-измерительными приборами типа
КИПиА.
После загрузки мономеров открывается вентиль на линии подачи горячей
воды в рубашку растворителя. Подогрев воды производится паром в подогревателе. Регулирование температуры воды, подаваемой в рубашку растворителя,
осуществляется автоматически.
61
Горячая вода циркулирует по контуру: подогреватель, насос, рубашка
растворителя. Через 12 ч растворения подача пара в подогреватель прекращается и идет охлаждение раствора холодной водой. После охлаждения раствора до
25–35 °С дозируется вторая добавка олеума. Затем после четырех часов перемешивания раствор передается в реактор (сосуд, работающий под давлением) с
помощью азота. Для этого вручную открывают вентиль подачи азота в растворитель, набирают давление азота до 0,3 МПа, открывают вентиль на линии подачи олигомера в реакторы (рис. 4.4).
4.1.3. Синтез полимера
Синтез (поликонденсация) полимера осуществляется периодическим способом в растворе с массовой долей олигомера 7,0 %.
Синтез полимера проводится в реакторах (рис. 4.4). Реактор – эмалированная емкость, снабженная рубашкой темперирования и мешалкой. Реактор
имеет штуцера для подачи раствора олигомера, серной кислоты, сжатого воздуха; воздушник; патрубок выхода раствора полимера.
Рис. 4.4. Реактор
Процесс получения полимера из раствора олигомера начинается с передачи олигомера из растворителя (рис. 4.3) в реактор (рис. 4.4) с помощью азота.
Заполнение реактора контролируется уровнемером и схемой автоматической
отсечки подачи олигомера в реактор при достижении заданного значения уровня. Схемой предусмотрено и ручное управление отсечным клапаном и сигнализация положения клапана.
При передаче раствора олигомера мешалка в реакторе должна работать
постоянно.
После передачи раствора начинается обогрев реактора паром, который
подается в рубашку обогрева реактора. Температура реакционной смеси контролируется и регистрируется приборами. Значение температуры должно быть
90–130 ± 10 °С.
62
В процессе синтеза ведется постоянный контроль изменения вязкости
раствора полимера по изменению силы тока на двигателе мешалки реакторов.
Контроль и регистрация силы тока двигателя мешалки реактора производится
приборами. При увеличении нагрузки на валу мешалки на 1,5–3,0 А вручную
перекрывается подача пара в рубашку реактора, а при дальнейшем увеличении
нагрузки на 5–10 А – в рубашку подается холодная речная вода. При достижении заданной силы тока, а значит, и заданной вязкости раствора полимера, в реакционную смесь вводятся 700–1500 литров концентрированной серной кислоты для останова реакции поликонденсации из мерника (рис. 4.2). Количество
серной кислоты определяется по мерному стеклу на емкости и приборами типа
КИПиА.
4.1.4. Разбавление и гомогенизация раствора полимера
Разбавление раствора полимера осуществляется периодическим способом
в реакторе (рис. 4.4). При понижении температуры до 70–95 °С раствор полимера разбавляется концентрированной серной кислотой из мерника (рис. 4.2)
для снижения вязкости. После этого раствор перемешивается не менее 6 часов
и охлаждается до температуры 60 °С, и далее производится аналитический контроль прядильного раствора. На этом процесс получения раствора полимера заканчивается.
В реакторе (рис. 4.4) происходит гомогенизация разбавленного раствора
полимера, которая продолжается в гомогенизаторе.
Гомогенизатор – металлическая, внутри эмалированная, емкость с мешалкой и рубашкой темперирования (сосуд, работающий под давлением), где
перемешивается несколько партий прядильного раствора. После перемешивания прядильный раствор подается на фильтрацию, затем на обезвоздушивание
при помощи шестеренчатого насоса. Допускается смешивание партий прядильного раствора с близкими по значению показателями динамической вязкости на
выходе из реактора.
Готовый прядильный раствор передается в гомогенизатор шестеренчатым
насосом, при этом создается подпор сжатого воздуха, что способствует лучшей
передаче полимера.
4.1.5. Фильтрация и обезвоздушивание прядильного раствора
Из реакторов (рис. 4.4) полимер под давлением 0,2 МПа подается на
фильтр грубой очистки (рис. 4.5). В фильтрах грубой очистки задерживаются
все частицы размером более 4 мм. Фильтр представляет собой цилиндрический
сосуд с металлической сеткой, размер ячейки составляет 4 мм. Достоинства сеток в качестве фильтр-материалов характеризуются низкой грязеемкостью и
высокой стоимостью. Механизм фильтрования через сетки основан исключительно на ситовом эффекте. Предусмотрена установка двух фильтров для па-
63
раллельной работы, благодаря чему можно производить чистку одного фильтра
при одновременной подаче полимера на другой фильтр.
Рис. 4.5. Фильтр грубой чистки
Полимер после прохождения через фильтр грубой очистки поступает на
шестеренчатый насос подачи в гомогенизатор. Из гомогенизатора полимер шестеренчатым насосом подается на самоочищающиеся фильтры типа АКФ-16S
(рис. 4.6). Устанавливаются два насоса для параллельной работы. Максимальная производительность одного насоса 1,5 м/ч, минимальная – 0,3 м/ч. В случае
неисправности одного из насосов, второй насос автоматически повышает производительность до заданной.
Рис. 4.6. Фильтры АКФ-16
Фильтрация полимера происходит на фильтрах типа АКФ-16S. Система
работы фильтра типа АКФ-16S полностью автоматизирована и основана на
принципе глубокой фильтрации полимера через металлическую сетку, используемую как фильтрующий материал, который задерживает частицы примесей
различных фракций и форм. Металлическая ткань крепится на перфорированный барабан (опору для фильтрующего материала), установленный внутри корпуса фильтра. Нефильтрованный полимер поступает в первую камеру (К1)
фильтра АКФ-16S, проходит через фильтрующий материал во вторую камеру
(К2) и через выходное отверстие подается в уравнительный бак (рис. 4.7).
64
Рис. 4.7. Уравнительный бак
Перепад давления между давлением на входе на фильтр АКФ-16S (К1) и
давлением в уравнительном баке (К2) имеет важное значение для процесса
фильтрации. В процессе фильтрации происходит загрязнение фильтрующего
материала и возникает разница между давлением на чистом фильтрующем материале и на загрязненном.. После достижения расчетного максимального значения загрязнений начинается процесс очистки. Загрязненный фильтрматериал
чистится обратным потоком отфильтрованного раствора полимера (принцип
обратной струи). Это производится за счет движения (от крышки до дна и обратно) поршня, находящегося внутри корпуса перфорированного барабана. На
поршне между поршневыми кольцами имеются отверстия в виде каналов. При
движении поршня отверстия каналов совмещаются с отверстиями на внутренней поверхности барабана, и отфильтрованный чистый раствор полимера обратным ходом проходит через металлическую ткань, удаляя (выдавливая) загрязнения и через отверстие каналов между поршневыми кольцами поступает
внутрь корпуса поршня, откуда удаляется в емкость для сбора грязного полимера. После очистки всей поверхности поршень остается в позиции ожидания
до получения заданного перепада давления.
Очищенный раствор полимера после фильтров АКФ-16S поступает в
уравнительный бак с мешалкой (рис. 4.7). В уравнительном баке поддерживается давление полимера независимо от расхода и вязкости полимера. Давление не
должно превышать 6,5 бар.
Раствор полимера с загрязнениями после фильтров АКФ-16S собирается в
приемном резервуаре. При помощи насоса полимер подается на фильтр-пресс
(рис. 4.8), затем отфильтрованный полимер поступает в гомогенизатор и еще
раз подвергается фильтрации на фильтре АКФ-16S. В качестве фильтровального материала на фильтр-прессах используется полипропиленовая ткань. При
повышении давления в прессе выше критического фильтр останавливается на
перезарядку.
65
Рис. 4.8. Фильтр-пресс
После уравнительного бака (рис. 4.7) прядильный раствор шестеренчатым
насосом подается в дегазатор непрерывного действия (рис. 4.9), где происходит
удаление воздуха из тонкого слоя раствора при помощи вакуума. Вакуум создается пароэжекторной установкой.
Рис. 4.9. Дегазатор непрерывного действия
Пароэжекторная установка представляет собой пароэжекторный вакуумный насос НЭВ 3x5/6/28, который состоит из эжекторных ступеней, соединенных последовательно, промежуточных конденсаторов смешения, установленных после второй или дополнительной, третьей и четвертой ступенями, и соединенных патрубков.
Уровень в дегазаторе непрерывного действия регулируется автоматически
путем изменения подачи прядильного раствора на фильтры АКФ-16S насосом.
Автоматическое регулирование уровня в дегазаторе осуществляется следующим образом. На выходе из дегазатора установлен датчик уровня, подключенный к регулятору. Сигнал с выхода регулятора поступает на вход программируемого логического контроллера (РLC) MITSUBISHI MELSEC серий FХ 2N щита
управления КРО-1-РS, который дает сигнал на изменение оборотов насосов.
Обезвоздушенный прядильный раствор из сборника с помощью шестеренчатого насосаподается на формование.
66
4.1.6. Формование и отделка
В цехе формования и отделки синтетической термостойкой нити «Арселон» линейной плотности 100 текс используется следующее оборудование:
прядильноотделочный агрегат АВК-0,6-ИМ непрерывного действия и намоточная машина типа WUFF (рис. 4.10).
Рис. 4.10. Намоточная машина WUFF
Намоточная машина WUFF состоит из нескольких машин (частей):
прядильная машина К-1 – одноэтажная с двухсторонним обслуживани-
ем, предназначена для формования нити из прядильного раствора в осадительной ванне, вытягивания и транспортировки нити на машину К-2;
отделочная машина К-2 предназначена для распределения и обработки
нити в промывочных растворах, отжима на вальцах и транспортировки на машину К-3;
сушильная машина К-3 предназначена для сушки нити на сушильных
барабанах, термообработки в термокамере и транспортировки нити в замасливающую ванну.
Замасливающее устройство предназначено для нанесения замасливающего раствора на нить. Состав устройства: ванна, заполненная замасливателем,
вращающийся валик. За счет вращения с постоянной скоростью и погружения
валика в ванну на 2 + 1 см его поверхность равномерно покрывается замасливателем. Нанесение раствора на нить осуществляется при соприкосновении ее с
поверхностью валика.
Машина намоточная WUFF является одноэтажной с двухсторонним обслуживанием, предназначена для непрерывной или прерываемой намотки нити
при определенном натяжении и скорости. Скорость намотки зависит от скорости подачи нити. На станине расположены: электронный блок с компенсатором
и панелью управления, нитераскладывательный механизм, прижимная планка,
рукоятка настройки нитенатяжителя, для каждого рабочего места. Приемным
механизмом является шпуля крестовой намотки (изготавливается из прессованного картона). Нить на шпуле укладывается по принципу точной намотки. Это
значит, что число оборотов шпинделя шпули находится в тесной зависимости
67
от работы нитераскладывательного механизма. Нитеводитель, совершая возвратно-поступательное движение, раскладывает нить по длине шпули под углом 3 градуса.
4.1.7. Циркуляция осадительной и промывочных ванн
Осадительная ванна (ОВ) – водный раствор серной кислоты с концентрацией 600–820 г/л.
Приготовление ОВ осуществляется в приемной барке (рис 4.11), куда подается умягченная вода и расчетное количество серной кислоты из мерника
(рис. 4.2). Приготовленный раствор перемешивается и подогревается острым
паром до температуры 55–85 °С. Из приемной барки осадительная ванна центробежным насосом подается на установку фильтрации (рис. 4.12), где происходит удаление механических загрязнителей.
Рис. 4.11. Приемная барка осадительной ванны
Рис. 4.12. Устройство фильтрации осадительной ванны
После фильтрации осадительная ванна подается через теплообменник
(рис. 4.13) в напорную барку ОВ (рис. 4.14), где дополнительно предусмотрен
подогрев острым паром. Готовый раствор осадительной ванны самотеком поступает в корыто формования прядильного агрегата.
68
Рис. 4.13. Теплообменник
Рис. 4.14. Напорная барка осадительной ванны
Из корыта прядильного агрегата осадительная ванна самотеком по трубопроводу поступает в приемную барку (рис. 4.11). Далее ОВ циркулирует по
контуру: приемная барка – установка фильтрации – теплообменник – напорная
барка – корыто прядильного агрегата – приемная барка.
В процессе формования при осаждении полимера в осадительной ванне
концентрация осадительной ванны увеличивается. Для коррекции состава осадительной ванны в приемную барку (рис. 4.11) через расходомерное устройство
дозируется избыток первой промывной ванны или умягченная вода. Избыток
осадительной ванны после установки фильтрации собирается в сборную барку
(рис. 4.15), откуда центробежным насосом передается в прядильнокислотный
участок цеха, затем, после охлаждения, фильтрации и очистки на установке ОВ
от ГС, передается на кордное производство № 2.
69
Рис. 4.15. Сборник избытка осадительной ванны
Первая промывная ванна (1-я промывка) состоит из умягченной воды. В
процессе формования из ОВ осуществляется перенос раствора серной кислоты
с нитью в ванну 1-й промывки. Массовая концентрация серной кислоты в ванне
1-й промывки не более 20 г/л.
В приемную барку 1-й промывки (рис. 4.16) подается умягченная вода, за-
тем центробежным насосом подается в напорную барку 1-й промывки (рис. 4.17).
Из напорной барки 1-й промывки ванна самотеком поступает в корыто 1-й
промывки (рис. 4.18) прядильного агрегата.
70
Рис. 4.16. Приемная барка 1-й промывки
Рис. 4.17. Напорная барка 1-й промывки
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]