3.7 Кристаллизация лактама

3.7.1 Описание технологического процесса кристаллизации лактама

Процесс кристаллизации лактама ведется из расплава лактама на поверхности кристаллизатора (барабана или ленты), охлаждаемой с внутренней стороны водой. Поскольку идет застывание расплава лактама (отсутствует маточный расплав), то все примеси из расплава капролактама переходят в кристаллический продукт. В процессе кристаллизации может происходить окисление капролактама, а также десорбция легколетучих примесей с поверхности кристаллического продукта. Все это приводит к различию в качестве расплава капролактама и качестве получаемого из него кристаллического продукта.

При ведении процесса кристаллизации в производственном помещении установки ленточной кристаллизации поддерживается температура окружающего воздуха не более 30 ^оС и относительной влажности не более 80 % промышленным кондиционером.

3.7.2 Описание технологической схемы кристаллизации лактама

3.7.2.1 Описание технологической схемы барабанной установки кристаллизации лактама потоков а/в

В связи с тем, что оборудование барабанной установки кристаллизации потоков А/В одинаково, описание приводится для потока А.

Лактам в жидком виде из корпуса 2007 поступает для хранения в сборники поз.Т - 801А/В (объем 78 м³ каждый), поз. Т - 802А (объем 124 м³), поз. Т - 802В (объем 100 м³).

Из сборников лактама поз. Т - 801 А, В лактам насосами поз. Р - 7101, 780, 735 С подаётся в поддон кристаллизатора поз. Х - 721А. Из сборников лактама поз. Т - 802 А, В по перепускной линии лактам поступает в ёмкость лактама поз. Т - 803 и насосом поз. Р - 801 В подаётся в поддон кристаллизатора поз. Х - 721А.

Уровень в емкости поз. Т - 803 регулируется автоматически по заданию не более 80 % регулятором поз. LIC 803 расходом лактама из емкости. При минимальном уровне в емкости поз. Т - 803 10 % срабатывает блокировка поз. LISA 803 по остановке насоса поз. Р - 801В. Уровень в поддоне кристаллизатора не более 50 % регулируется автоматически по заданию регулятором поз. 1LIC 1 расходом лактама в поддон кристаллизатора. Кристаллизация жидкого лактама происходит на поверхности вpащающегося барабана кристаллизатора (площадь теплообмена 15 м²), который охлаждается речной водой. Речная вода из сети предприятия подается к насосам поз. Р - 785 или Р - 7102 . Насосами создается необходимое давление воды которая поступает во внутреннюю часть барабана и распределяется по его внутренней поверхности за счет перфорации трубы. Речная вода после барабанов кристаллизаторов самотеком поступает в сборник поз. V - 733 (объем 15 м³) и насосом поз. Р - 786/787 откачивается обратно в сеть предприятия речной воды. Предусмотрена возможность охлаждения барабанов кристаллизаторов оборотной водой из третьего водооборотного цикла.

Нижняя часть барабана погружается в поддон кристаллизатора и тонкий слой лактама затвердевает на его наружной поверхности, затем в виде чешуек срезается полиамидным ножом. Скорость вращения барабана регулируется от 4 до 8 об/мин с помощью частотного преобразователя поз. NI 01, который установлен в схеме управления электродвигателем. Давление речной воды перед барабаном от 80 до 300 кПа контролируется по манометру. Из кристаллизатора поз. Х - 721А чешуйки лактама по желобу поступают в бункер весов-дозаторов поз.Х - 722А.

Весы дозаторы поз. Х - 722А могут работать в автоматическом и ручном режимах. Для этого предусмотрен переключатель поз. S 4. При положении выключателя поз. S 4 в ручном режиме после набора веса 25 кг загорается индикация на кнопке поз. SP 2 – (вес готов). При нажатии кнопки поз. SP 2 – (сброс веса) открывается заслонка емкости весов-дозаторов и кристаллический лактам выгружается в полиэтиленовый мешок, который закреплен зажимами с концевыми выключателями поз. SC 1 / 2. Освобождение заполненного кристаллическим лактамом мешка от зажимов осуществляется нажатием кнопки поз. SEM 2.

При положении выключателя поз. S 4 в автоматическом режиме после набора веса 25 кг загорается индикация на кнопке поз. SP 2 – (вес готов), включается таймер поз. КТ 1 и по истечении установленного времени задержки (от 1 до 10 с) автоматически открывается заслонка емкости весов-дозаторов и кристаллический лактам выгружается в полиэтиленовый мешок затем открываются зажимы, удерживающие мешок.

Для уплотнения в мешке продукта включается вибратор поз. Х - 731А. После уплотнения продукта полиэтиленовый мешок подается транспортером поз. Х - 723А к запаячной машине поз. Х - 724А. Запайка верхней кромки мешка происходит в запаячной зоне машины поз. Х - 724А. Температура запаивающей зоны от 110 ^оС до 180 ^оС контролируется прибором поз. TIC Х5 и регулируется при помощи трех регуляторов поз. Р 41, Р 42, Р 43. После запаячной зоны запаянный мешок проходит водяную зону охлаждения запаячной машины поз. Х - 724А, в которой шов мешка охлаждается и принимает необходимую прочность. Затем запаянный мешок с кристаллическим лактамом опрокидывается дном по ходу движения ленты на транспортере поз. Х - 723А и подается к склизу поз. Х - 730. По склизу мешок подается к машине паллетирования фирмы «Текнопак».

На машине паллетирования мешок с кристаллическим лактамом поступает на входной транспортер поз. Х – 48, где вручную ориентируется дном по ходу движения ленты и далее идет на станцию сглаживания поз. Х – 36 / 37. Станция сглаживания состоит из нижнего и верхнего транспортера «ленты – утюг». С помощью механического (ручного) подъемника устанавливается заданное расстояние от «ленты – утюг» до нижнего транспортера. Расстояние устанавливается так, чтобы проходящий мешок сжимался до необходимой толщины. Пройдя станцию сглаживания мешок поступает на транспортер поз. Х – 38 с манипулятором поз М – 43. Манипулятор, согласно программе, укладывает мешок в соответствующее положение (вдоль или поперек ленточного транспортера поз. Х – 38 ). Положение манипулятора определено DP - энкодером поз. N 22 (DP – энкодер - это электронное устройство, служащее для определения числа выполненных оборотов вала или привода двигателя). Двигатель транспортера поз. Х – 38 останавливается при прерывании светового потока фотодатчика поз. 11В7.

После укладки мешка в нужное положение транспортер поз. Х - 38 включается, и мешок передается на транспортер предварительного формирования поз. Х - 39 (двигатель поз. Х39М2). На транспортере поз. Х - 38 установлены два фотодатчика. При прерывании светового потока фотодатчика поз. 11В7 останавливается транспортер поз. Х - 38, если это требуется для поворота мешка. Фотодатчик поз. 11В7 выполняет функцию счетчика мешков. При прерывании светового потока второго фотодатчика поз. 11В8, включается двигатель транспортера предварительного формирования поз. Х - 39. Транспортер предварительного формирования собирает мешки слоями в зависимости от заранее установленного упаковочного образца (три мешка в слое или пять мешков в слое). После того, как мешок поступил на транспортер поз. Х - 39 и на транспортере сформировался частичный слой, в работу включается гребло (двигатель поз. Х40М2) с подвижным щитком. Комплектный слой формируется за два прохода гребла. Движение гребла ориентировано поперек направления движения транспортера поз. Х - 39. Положение гребла определено DP - энкодером поз. N 21. Перед транспортером поз. Х - 39 установлен фотодатчик поз. 12В1, который блокирует работу гребла, если крайний мешок частичного слоя перекрывает его световой поток. После формирования частичного слоя (два или три мешка), гребло сдвигает его на промежуточный стол в положение, определяемое DP - энкодером поз. N 21. При движении гребла вперед подвижный щиток находится внизу – положение датчика поз. 12SQ3. Вторым движением гребло сдвигает комплектный слой на погрузочный шибер (двигатель поз. Х42М2), положение погрузочного шибера определено DP – энкодером поз. N 19. Положение гребла впереди определено DP – энкодером поз. N 21. Гребло сдвигает слой на погрузочный шибер и возвращается в исходное положение (определено DP – энкодером поз. N 21), в работу включается лифт (двигатели поз. Х41М2 и поз. Х41М4). На лифте расположены съемник, держатели слоя номер один и два, встречная пластина. Положение лифта на прием комплектного слоя определено DP – энкодером поз. N 20. Лифт начинает движение вниз, если это первый – четвертый слой и вверх, если это пятый и последующие слои. Высота штабеля определяется двумя фотодатчиками поз. 12В7 и поз. 12В8, которые расположены под лифтом, третий фотодатчик поз 12В6 расположен там же и служит для переключения скорости лифта. Когда высота штабеля определена, шибер передвигается и устанавливается над поддоном или уложенным слоем. Происходит формирование слоя съемником, боковыми и встречной пластинами. Верхнее положение съемника определяется датчиком поз. 14SQ3, а нижнее положение – датчиком поз. 14SQ4. В открытом положении боковой пластины один – включен датчик поз. 13SQ8, боковой пластины два – включен датчик поз. 13SQ6. Крайнее положение боковых пластин один и два регулируется вручную. Положение встречной пластины сзади определено датчиком поз.13SQ7, а положение впереди (при формировании слоя) - регулируется вручную. После того как съемник, боковые пластины один и два, встречная пластина сформировали слой, лифт опускается и прессует штабель, затем останавливается. После остановки лифта шибер открывается (положение погрузочного шибера определено DP - энкодером поз. N 19) и сформированный слой ложится на поддон или на предыдущий слой. После каждой укладки слоя лифт занимает положение на прием следующего комплектного слоя. Когда штабель полностью сформирован, лифт поднимается вверх и полный штабель мешков на поддоне выезжает на промежуточный рольганг поз. Х – 45 (двигатель поз. Х45М4). На промежуточном рольганге установлен фотодатчик поз. 13В2, при прерывании светового потока которого останавливается поддон с мешками. Одновременно происходит смена поддонов. Смена поддонов производится рольгангом поз. Х – 44 (двигатель поз. Х44М4). Пустой поддон выезжает из магазина пустых поддонов поз. МП – 46 и останавливается при прерывании светового потока фотодатчика поз. 13В1 под лифтом. Установка пустых поддонов на рольганг поз. Х – 44 производится двигателем поз. Х46М4. При формировании штабеля магазин пустых поддонов находится в ожидании в позиции «вверху». Наличие или отсутствие пустых поддонов в магазине определяется фотодатчиком поз. 14В2. Все порожние поддоны находятся в магазине поддонов и опускаются на рольганг поз. Х – 44 с помощью подъемника поддонов с пневмоприводом, управляемым электромагнитным вентилем. Верхнее и нижнее положение подъемника определено DP – энкодером поз. N – 23. Когда формируется штабель мешков, подъемник поддонов находится в позиции ожидания «вверху». Между рольгангом поз. Х – 44 и промежуточным рольгангом поз. Х – 45 установлен фотодатчик поз. 12В2, который блокирует работу лифта, когда поддон с мешками находится между рольгангами поз Х – 44 и поз. Х – 45 при прерывании его световой поток.

На промежуточном рольганге поз. Х – 45 поддон с мешками находится 20 секунд, после чего включается двигатель поз. Х45М4 и направляет поддон на рольганг поз. О – 36 (двигатель поз. О36М2) поворотного стола (двигатель поз. О36М2F) обмотчика поз. R-1. Поступивший на поворотный стол штабель мешков на поддоне останавливается при прерывании светового потока фотодатчика поз. 71В4. Поворотный стол начинает вращаться, при этом происходит обматывание сформированного штабеля стрейч пленкой, с бобины, установленной на движущейся по вертикали каретке (двигатель поз. О35М2). Крайние нижнее и верхнее положения каретки определены датчиками поз. 13SQ4 и поз. 13SQ3 соответственно. Обрыв и натяжение стрейч пленки контролируется аналоговым датчиком поз. 29SQ1. Натяжение стрейч пленки происходит за счет разной скорости вращения резиновых барабанов (двигатели поз. О37М2 и поз. О38М2), установленных на каретке. Регулирование натяжения стрейч пленки производится машинистом штабелеформирующей машины (ШФМ) 5 разряда на панели управления обмотчика. Скорость движения каретки вверх – вниз регулируется частотным преобразователем поз. 35INV1 (двигатель поз. О35М2). Скорость движения поворотного стола регулируется частотным преобразователем поз. INV1 (двигатель поз. О36М2F).

При движении каретки вверх производится определение высоты штабеля мешков фотодатчиком поз. 13В6. Определив высоту штабеля, каретка останавливается и движется вниз на величину, определяемую параметром программы. Одновременно включается в работу устройство укладки верхнего полиэтиленового листа. Подвижная рамка из верхнего положения, определенного датчиком поз. 77SQ5, движется вниз (двигатель поз. О42М4) до датчика поз. 77SQ4, захватывает край полиэтиленового листа пневмозажимами, при этом включаются датчики поз. 76SQ4 и поз. 76SQ5, горизонтальное положение рамки на захват определено датчиком поз. 77SQ1. После захвата пленки рамка движется вверх (двигатель поз. О42М4), при этом измеряется высота штабеля для определения длины листа фотодатчиком поз. 76В1. Длина полиэтиленового листа может корректироваться машинистом ШФМ 5 разряда на панели управления обмотчика. Отрезав нужную длину полиэтиленового листа ножом, рамка передвигается горизонтально на противоположную сторону (двигатель поз. О41М4) и укладывает лист на паллет. Положение ножа перед отрезанием полиэтиленового листа определено датчиком поз. 77SQ6, после отрезания - датчиком поз. 77SQ7. Положение рамки для укладки листа на паллет определенно датчиком поз. 77SQ2. Контроль натяжения или обрыва полиэтиленовой пленки осуществляется датчиком поз. 77SQ8. После укладки полиэтиленового листа на паллет подвижная рамка возвращается назад на позицию для захвата полиэтиленового листа, включаются каретка и поворотный стол обмотчика. Каретка движется вверх для обматывания верхнего полиэтиленового листа стрейч пленкой на величину, определенную параметром программы. После нескольких оборотов стола, установленных машинистом ШФМ 5 разряда на панели управления обмотчика, каретка движется вниз и останавливается при включении датчика поз. 13SQ4. За два оборота до окончания цикла обмотки поднимается упор для запайки (включается датчик поз. 71SQ6) и стрейч пленка обматывается по нему два раза, поворотный стол останавливается, поднимается узел запайки-обрезки стрейч пленки (включается датчик поз. 71SQ2), стрейч пленка прижимается зажимом к упору (включается датчик поз. 72SQ5) и запаивается, после запайки зажим отпускается (включается датчик поз. 72SQ2). Температура запайки стрейч пленки изменяется при помощи регулятора температуры поз. 40Р1, установленного в шкафу управления обмотчиком. После запайки стрейч пленка отрезается ножом от бобины, положение ножа вверху определено датчиком поз. 72SQ1, положение ножа внизу определено датчиком поз. 72SQ6. Когда запайка-обрезка стрейч пленки закончена, узел запайки-обрезки опускается в горизонтальное положение (включается датчик поз. 71SQ1), упор для запайки опускается (включается датчик поз. 71SQ5), включается рольганг поворотного стола поз. О – 36 и выпускной рольганг поз. О – 39 (двигатель поз. О39М4) и готовый паллет выезжает из обмотчика и останавливается на выпускном рольганге поз. О – 39 при прерывании светового потока фотодатчика поз. 13В7.

Предусмотрена возможность поступившие по склизу мешки вручную укладывать на поддон и транспортировать к установке паллетирования фирмы «Мöllers» для последующего формирования паллета.

Во избежание потерь лактама и исключения запыленности производственных помещений пыль и пары лактама от мест фасовки кристаллического лактама в мешки, весов-дозаторов поз. Х – 722А/В и из кристаллизаторов поз. Х - 721А/В отсасываются воздуходувкой № 1 поз. В - 702 и № 2 поз.В - 703. Улавливание пыли и паров лактама происходит в скруббере поз. С - 718. Скруббер поз. С - 718 (объем 24,2 м³) снабжен насадкой из керамических колец Рашига. В верхнюю часть скруббера из сборника поз. Т - 801С (объем 40 м³) насосом поз. Р - 7104 или Р - 781 поступает водный раствор лактама. Капли водного раствора лактама улавливаются в гидрооциклоне поз. S - 801 / 802 (диаметр 800 мм), а воздух сбрасывается в атмосферу. Водный раствор лактама из нижней части скруббера поз. С - 718 и гидроциклонов поз. S – 801 / 802 поступает в сборник поз. Т - 801С.

Некондиционный кристаллический лактам из мешков растворяют в сборнике поз. V - 801А (объем 6 м³). Для растворения кристаллического лактама до массовой доли не более 70 % в сборник поз. V - 801А подается обессоленная вода из цеха ВЕН и проводится циркуляция раствора насосом поз. Р - 752В. Полученный водный раствор лактама насосом поз.Р -752В откачивается в сборник поз. Т - 801С.

Уровень в сборнике поз. Т - 801С не более 80 % контролируется по прибору поз. 1LR 3. При накоплении уровня водного раствора лактама в сборнике поз. Т - 801С в зависимости от массовой доли лактама в водном растворе производится его выдача в корпус 2007 для переработки через сборники поз. Т - 702А/В, Т - 704 или Т - 713. Расход водного лактама не более 1 м³/ч регулируется автоматически по заданию регулятором поз. FIC 801C.