PA6回收裝置問題分析及解決辦法

裴瑞瑞(北京華福工程有限公司武漢分公司,湖北 武漢 430223)

PA6聚合裝置是以己內(nèi)酰胺為主要原料，生產(chǎn)聚酰胺6（PA6）紡絲級干切片，該工藝技術經(jīng)歷了從小容量到大容量，從間歇聚合到連續(xù)聚合，工藝技術日趨合理、成熟。PA6連續(xù)聚合流程簡述為：液態(tài)己內(nèi)酰胺-添加劑系統(tǒng)-消光劑制備-預聚合-后聚合-切片生產(chǎn)-切片萃取-切片干燥和冷卻-切片輸送/儲存和運輸。

1 PA6單體回收裝置工藝流程

在PA6切片生產(chǎn)過程中，切片中含有己內(nèi)酰胺單體及低分子物，可經(jīng)萃取塔用熱水將其萃取出來，即萃取水。己內(nèi)酰胺回收裝置是指從萃取水中回收己內(nèi)酰胺單體。回收的單體可作為聚合的原料回用，以減少原料消耗。PA6回收裝置包括：萃取水蒸發(fā)、低聚物分離、解聚、己內(nèi)酰胺精餾。

1.1 萃取水蒸發(fā)

PA6切片萃取過程中產(chǎn)生的萃取水首先進入萃取水罐，后泵送至萃取水蒸發(fā)裝置以分離水中的己內(nèi)酰胺/低聚物。為了節(jié)能，萃取水在配有一個機械蒸汽壓縮系統(tǒng)的三效蒸發(fā)系統(tǒng)中連續(xù)蒸發(fā)，可將萃取水中的己內(nèi)酰胺濃度由10%（wt）提高到85%（wt）。為了減少己內(nèi)酰胺的損失和污染環(huán)境，排放的蒸汽經(jīng)填料塔整流，冷凝物在萃取中得以再利用。

1.2 低聚物分離

低聚物分離的目的是從己內(nèi)酰胺/低聚物溶液中分離出低聚物。當?shù)途畚镌诜蛛x器底部被排出并送到解聚單元時，己內(nèi)酰胺/水被蒸發(fā)。

1.3 解聚

解聚系統(tǒng)是將分離出來的低聚物分解為己內(nèi)酰胺。在解聚齊中，低聚物通過蒸汽和催化劑的作用下被連續(xù)地解聚成己內(nèi)酰胺；己內(nèi)酰胺水蒸汽混合物輸送到精餾工序的預脫水塔進行脫水，己內(nèi)酰胺被冷凝以及己內(nèi)酰胺水溶液被濃縮，濃度可提高到99%（wt）。

1.4 己內(nèi)酰胺精餾

精餾單元用來分離回收己內(nèi)酰胺中的低廢物和高沸物。在精餾中，利用三個精餾塔（預脫水塔、預精餾塔、主精餾塔）將己內(nèi)酰胺溶液在真空條件下連續(xù)精餾。為了約束酸的組分，加入某些化學助劑以顯著增加被精餾的己內(nèi)酰胺的PM值。精餾后的己內(nèi)酰胺通過儲槽經(jīng)泵送回聚合裝置作為原料進行回用。

2 PA6單體回收管道堵塞問題及解決辦法

2.1 造成管道堵塞的原因

在低聚物分離器中，被蒸發(fā)出來的己內(nèi)酰胺/水從分離器頂部引出至精餾單元的預脫水塔，但同時其氣相中會帶入少量低聚物顆粒。低聚物顆粒累積會造成

工藝管道及壓力表連接管的堵塞，使管道阻力加大、儀表不能正常指示，從而對正常運行產(chǎn)生影響。

2.2 解決辦法

2.2.1 水平管道設置一定的坡度，坡向低聚物分離器，以盡量減少水平管道中低聚物顆粒的累積，詳見圖3.2-1。

2.2.2 在管道的每個彎管處設置DN100的手孔，這樣設置便于清掃水平管和垂直管中的顆粒物，以免造成管道堵塞，詳見圖3.2-1。

2.2.3 壓力表要求斜45°進行安裝，且在壓力表根部閥前連續(xù)通入低壓純氮氣。此氮氣的作用就是對壓力表連接管進行吹掃，以避免堵塞，可保證壓力表正常指示，詳見圖3.2-1。

圖3.2-1

圖4.2-1

3 PA6單體回收液相導熱油系統(tǒng)問題及解決辦法

3.1 導熱油管道及熱量問題

3.2 管道放空和積液問題

在PA6單體回收裝置中，高溫液相導熱油系統(tǒng)是個封閉的循環(huán)系統(tǒng)，被用來對分離器和換熱器進行加熱；己內(nèi)酰胺/低聚物溶液溫度較高的管道，高溫液相導熱油被通入夾套管內(nèi)對工藝介質進行伴熱。然而不同于封閉的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，高溫液相導熱油介質受溫度的影響，會一直以較低的速率進行分解，產(chǎn)生裂變氣體。此氣體不斷積累，將導致封閉循環(huán)系統(tǒng)不能正常運行。為了確保導熱油系統(tǒng)正常運行，且避免高點積氣、低點積液，管道布置時要保證導熱油系統(tǒng)的管線可以自動高點放空、低點排液。

3.3 熱量利用問題

在高溫液相導熱油封閉系統(tǒng)運行過程中，如果導熱油管線設置不合理，導熱油將不能充滿管道截面，導致熱量利用不充分，加大熱損失。

3.4 解決辦法

3.4.1 導熱油分解產(chǎn)生的裂變氣體必須要對其進行有目的收集和排放；

3.4.2 流速較低的導熱油管線在高點處必須進行連續(xù)放空；

3.4.3 水平的導熱油管線要保持一定的坡度，便于排液；

3.4.4 導熱油補充管道一般是接在主管道的最低處，且是從下部接入；導熱油回流管線一般是接在主管道的最高端，且是從上部接觸。這樣設置就可以保證系統(tǒng)自動高點放空，通過導熱油補充管道排凝，詳見圖4.2-1。

3.4.5 兩段夾套管中如設有帶夾套的流量計元件，由于施工原因，前段夾套管的導熱油回流管線要從底部接出，再從流量計夾套的底部進入，這樣將導致導熱油不能充滿前段夾套管的管道截面，為了充分利用熱量，就要另外設置前段夾套管到后段夾套管的旁路管線；

3.4.6 導熱油管線要盡量短，減少折彎。

4 結語

通過對PA6單體回收裝置存在的問題進行分析，在工程設計中，我們要多方面進行考慮，從單體回收應用的實際出發(fā)，研究制定出最切合實際的解決辦法，確保生產(chǎn)系統(tǒng)能夠正常運行。

[1]楊軍.PA6聚合生產(chǎn)技術[J].合成纖維工業(yè).1996,19（2）.

[2]張柏松.PA6單體回收用間歇蒸餾系統(tǒng)的比較[J].合成纖維工業(yè)，2007,30（6）.

[3]劉小平.PA6單體回收蒸餾系統(tǒng)的改進[J].廣東化纖，1990,3（1）.