尼龍66連續聚合裝置廢氣處理分析

孫培棟　張鳳鳴

摘 要：隨著工業的迅速發展，高分子材料在現代生產中的作用日益顯著，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。為此，本文在充分了解尼龍66性能的基礎上，對尼龍66連續聚合裝置廢氣處理相關內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”，其子產品命名主要由合成具體單體的碳原子數量而定。尼龍66是由尼龍6（由己內酰胺開環聚合而成）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是世界上出現最早的尼龍產品，于1939年被美國杜邦公司最先投入到工業化生產中。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），雖然剛性材質弱于金屬，但自身的強度卻毫不遜色，因此，常常在工業中取代金屬材質。研究尼龍66材料的生產現狀有利于預測其發展情況，便于我們收集信息，把握尼龍66未來的發展方向，從而更好地研制出全新的尼龍系列產品，為我國的工業生產貢獻力量。

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，因而尺寸穩定性差。尼龍-66的化學穩定性好，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量的不同而有所變化。

1）力學性質。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。在醫療器械，汽車，電子工業，拉絲等行業均有應用。

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。在較寬的溫度范圍內，未增強的尼龍-66都具有較好的耐疲勞性和抗震性，加上其優良的耐化學品性，因而在一些載荷經常變化或者動態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。在工業測試中，其拉伸―壓縮循環次數可以達107量級。

4）表面性質。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。正是基于這些原因，尼龍-66才在高溫環境中被廣泛使用。

2 尼龍66連續聚合裝置廢氣處理措施

2.1 尼龍66連續聚合工藝特點

尼龍66連續聚合工藝是相對間歇聚合而言的。物料在生產裝置內持續經過不同的反應設備，完成物理化學變化，最終得到符合要求的產品。連續聚合工藝主要包含濃縮、反應、減壓、聚合四個階段，連續聚合生產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連續聚合裝置廢氣回收與利用項目結合反應器排氣回收系統的實施經驗，針對尼龍66連續聚合生產線濃縮、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，改原來連續聚合無序對空排放為定向回收再利用，在排氣回收、保護環境方面取得了突破和技術創新。同時完善了反應器排氣回收控制工藝，將反應器產生的蒸汽100%回收并利用。

2.2 尼龍66連續聚合裝置廢氣處理方案

結合尼龍66連續聚合生產工藝流程，在不影響正常生產的前提下，通過回收濃縮槽排氣，對前聚合器排氣進行噴淋，并循環利用，達到優化生產線結構、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生的高溫蒸汽引入一套換熱系統，使蒸汽冷凝為水，并收集用于替代聚合階段的生產用水，同時節約濃縮槽排氣噴淋塔噴淋用水。

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

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

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，回收至循環水槽，做為系統循環水槽補充水使用。具體實施內容如下：

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

系統主要包括噴淋罐、噴淋水槽、循環水槽、循環泵及過濾、降溫設備。循環泵將循環水高速送至噴淋罐，使噴淋罐產生負壓，將前聚合器排氣吸至噴淋罐，噴淋后回收至噴淋水槽，形成循環噴淋系統。負壓噴淋罐，可有效減少低聚物附著管道，減少堵塞。回收濃縮槽冷凝水可稀釋循環水槽低聚物，保證系統長周期穩定運行。具體實施內容如下：

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、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，實現了尼龍66連續濃縮、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，有效減少了環境污染，并將回收的冷凝水加以利用，節能降耗。

3 結束語

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

參考文獻

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