Производство матированной поликапроамидной смолы
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ии уровня в расходной емкости.
При достижении верхнего аварийного уровня в статическом смесителе включается сигнализация и блокируется работа насоса подачи капролактама в смеситель.
2.3 Полиамидирование капролактама
Через подогреватели (позиция 3) и (позиция 4), обогреваемые водным паром и высокотемпературным органическим теплоносителем, нагретая реакционная смесь самотеком через обогреваемый регулирующий клапан подается в аппарат непрерывной полимеризации (позиция 6), в качестве которого выступает АНП-12, в котором происходит дальнейший нагрев смеси до температуры (180-220) 0С и предварительное полиамидирование.
Предусмотрена система контроля давления в трубопроводе подачи реакционной смеси в АНП-12 с сигнализацией предельно допустимых значений давления. Уточним механизм реакции полиамидирования.
В качестве активатора используется дистиллированная вода. Реакция превращения капролактама в полиамид протекает по типу ступенчатого полиамидирования. В начальной стадии реакции в результате взаимодействия образуется аминокапроновая кислота, которая реагирует с капролактамом и получается димер.
Затем молекула димера реагирует с молекулой капролактама с образованием тримера и так далее, вплоть до получения продукта со степенью полимеризации капролактама, определяемой условиями проведения реакции. Степень полимеризации капролактама должна быть оптимальной, обеспечивающей хорошую перерабатываемость полиамида при формовании полиамидной нити и обеспечения ее высокой прочности.
Одной из основных технологических характеристик полученного полиамида является вязкость расплава, характеризующая длину цепей полиамида. Добавка уксусной кислоты в качестве регулятора молекулярной массы имеет целью устранить неконтролируемый рост цепей и гарантировать получение полиамида с примерно постоянной вязкостью. Уксусная кислота реагирует с концевыми группами полиамида, блокируя активную аминогруппу.
НО [ОС (СН2) 5 NH] nH+CH3COOH > НО [ОС (СН2) 5 NH] nOCCH3+H20
Образуется термоустойчивое соединение, дальнейший процесс полиамидирования становится невозможным и тем самым, в зависимости от количества добавляемого регулятора, прекращается рост цепей при достижении определенной степени полиамидирования.
Реакционная смесь дозируется по двум трубопроводам в первую секцию АНП-12 и, переливаясь по секциям, поступает в центральную трубу аппарата. Время пребывания расплава в АНП-12, при производительности установки 20 т/с, составляет (10-12) часов.
Процесс ведется под избыточным давлением, создаваемым азотом. Уровень расплава измеряется и поддерживается с помощью уровнемера. Механическое перемешивание отсутствует, в полимеризаторе имеется специальное устройство (позиция 13) для перемешивания компонентов.
В каждую секцию аппарата над поверхностью расплава через ротаметр подается азот.
Паровоздушная смесь из первой зоны АНП-12 поступает в дефлегматор, где конденсируются пары капролактама и уксусной кислоты, которые возвращаются в первую секцию АНП-12, а несконденсированные пары воды и азота поступают в сборник-гидрозатвор.
Паровоздушная смесь из первой, второй, третьей зон АНП-12 поступает в сборники-гидрозатворы. Сборник-гидрозатвор - вертикальный цилиндрический аппарат, заполненный умягченной водой.
АНП-12 - вертикальный цилиндрический аппарат со сферической крышкой и коническим днищем, рабочей вместимостью 12 м3. Свободный объем АНП - 12 разделен на три отдельных друг от друга секции. По центру аппарата, концентрично корпусу, проходит переливная труба, переходящая в конус. На крышке аппарата размещены патрубки для ввода реакционной смеси, подачи азота во все зоны, отвода паров, смотровые окна.
Для обогрева корпуса аппарат, отсеков цилиндра, крышки, днища имеются змеевики, по которым циркулирует жидкий высокотемпературный органический теплоноситель (ВОТ) - динил.
На АНП-12 имеется система контроля, регистрации и регулирования уровня расплава в центральной трубе с сигнализацией отклонения уровня от заданных значений.
Предусмотрен контроль и регистрация температуры расплава по секциям, а также контроль за температурой динила на выходе из АНП-12.
Количество подаваемого азота контролируется. Имеется сигнализация нижнего аварийного уровня воды в сборниках гидрозатворах. Предусмотрена система контроля, регистрации и регулирования температуры паров в дефлегматоре с сигнализацией верхнего предела.
2.4 Каскадная поликонденсация расплава полиамида
После полиамидирования в АНП-12 расплав через испаритель-смеситель (позиция 8), обеспечивающий повышение степени однородности полимера по молекулярной массе на 3-4 тысячи, подается в поликонденсатор первой ступени прямоточного типа (позиция 10) с внутренними специальными устройствами (позиция 13), обеспечивающими равномерность пребывания расплава в корпусе аппарата и повышающими степень однородности полимера по молекулярной массе.
Поликонденсатор - вертикальный цилиндрический сосуд с эллиптическим днищем и эллиптической крышкой, снабжен рубашкой для обогрева вместимостью - 3м3. Аппарат имеет штуцера для входа и выхода теплоносителя, подачи азота, смотровые стекла.
По трубному пространству теплообменников проходит расплав полимера, а по межтрубному - ВОТ в виде пара или жидкости. В верхнюю часть поликонденсатора первой ступени подается предварител