關于連續聚合工藝中聚合器真空系統的改進

摘 要：聚合器真空系統在連續聚合工藝中承擔重要角色，但由于水蒸氣內含有大量單體聚合物，在真空系統管道內冷卻后形成白色固體物，極易堵塞管道，導致真空系統失效。這里根據實際生產狀況，對真空管路進行技術改造，以便解決堵塞問題，保證工藝生產。希望能夠給相關化工從業者提供一些參考。

關鍵詞：連續聚合工藝;聚合器;真空系統;改進

1 連續聚合工藝簡介

連續聚合工藝的具體步驟是將鹽儲槽內濃度為50%的PA66鹽溶液分批量送入到計量槽中，并且在計量槽中根據生產產品的具體情況添加不同的添加劑，經過攪拌進行混合的PA66鹽溶液依靠自身重力分批流進第二中間槽中。在第二中間槽的PA66鹽混合溶液，由鹽供給泵經過鹽過濾器、鹽預熱器等連續的進入濃縮槽，由蛇管進行間接加熱，除去一部分的水分，把PA66鹽溶液的濃度提高到70%，通過反應器供給泵將濃縮之后的鹽溶液送出，經過第一、二鹽預熱器進入到反應器內，在1.75MPa的壓力下進行初步的縮聚，得到預聚物后通過輸送泵送入閃蒸器中，在閃蒸器內部物料的壓力逐漸下降至常壓狀態，促使聚合物中多余的水分快速的分離出來。可以根據產品的不同要求，在閃蒸器供給泵和閃蒸器之間連接的物料管中，通過注入泵的方式將二氧化鈦的懸浮液分散進入到預聚物中，以達到設定的目的。從閃蒸器中出來的預聚物，依靠自身重力連續進入到前聚合器中，在常壓狀態下，殘留的水分得到進一步的分離，從而有利于提高聚合物的相對粘度。將通過前聚合器出來的聚合物送入后聚合器中，在抽真空的條件下除去多余的水分，從而使聚合物的粘度或者是分子量達到產品所要求的范圍，后續可做成切片或直接紡絲。

2 連續聚合工藝中聚合器的構造及工作原理

2.1 聚合器真空系統的組成及工作原理

聚合器真空系統由真空泵，供水管路，進氣管路，排氣管路，排氣自動閥，補氣自動閥構成。通過真空泵的運轉，根據聚合器壓力測量值，通過調整排氣自動閥的開度，將聚合器內部水分抽出，并通過排氣管路進行排放。補氣管路通過測算補氣管道的壓力值，將一定量的空氣補充到進氣管路，保證真空泵的正常運轉。

2.2 真空系統使用過程中出現的問題

在正常生產過程中，由于聚合反應過程中會釋放一定量的單體聚合物，隨著水蒸氣被一起抽入真空系統，進入進氣管路后，隨著環境溫度降低，單體聚合物會逐漸凝固，轉為不溶于水的白色固體，殘留在管道以及排氣自動閥的閥芯內部。排氣自動閥閥芯空間很小，隨著生產時間的增加，最終堵塞真空系統進氣管路，導致真空系統失效，進而引起真空系統的波動。進行管道拆清需要一定的時間，期間可以切換至備用系統，但是由于聚合器內產生的單體聚合物量大，且真空泵進氣管路管徑較小，所以需要進行頻繁切換。并且在切換過程中，引起的真空波動會導致聚合物的粘度波動，顯著影響產品質量和工藝穩定。

3 關于真空系統堵塞問題的改進措施

3.1 改進方案初步論證

單體聚合物在真空系統的進氣管道沉降后，導致的管道堵塞影響到聚合器真空度，進一步導致工藝波動。沉降后的白色固體不溶于水，但是粘附力有限，極易被水沖走。沉降物與水一起進入真空泵，可以隨著真空泵排水系統一起排出。通過控制沖洗頻次，對真空泵液環形成和機械運轉不會有明顯影響。因此，可以考慮為進氣系統加裝沖洗裝置，并進行定期沖洗，從而保證進氣管路暢通，進而保證聚合器真空度的穩定。

3.2 具體實施方案

根據真空系統的設備布局，可以在真空泵的供水管路上開旁通管道，作為沖洗水來源。公用工程水壓為8公斤，可以滿足沖洗需求。同時設置流量計，以便計算流量，在對管路沖洗的同時，不會對真空泵液環水的供應產生影響。

4 技術改造實施后的效果

4.1 初步實施效果

在真空系統進氣管路加裝沖洗裝置后，定期對管路進行脈沖式沖洗，保證了管路的暢通。沖洗管路時導致的真空輕微波動可以忽略不計。但是由于沖洗前和沖洗后的管道暢通狀態差別較大，所以需要提前將真空自動閥打手動并調整為低開度，避免沖洗后真空度劇烈上升。

4.2 實踐操作改進

經過一段時間實際應用，發現沖洗水可以保持在較小開度，通過計算調整真空泵補水閥門開度，可以保證既滿足真空泵液環水供應，又能常開沖洗水，保證管道時刻暢通，并且不會對真空泵運轉負荷產生影響。聚合器真空度也可以長期保證在穩定狀態，極大保證了工藝生產的穩定。

5 結束語

此次技術改進，主要針對尼龍66生產中，聚合器揮發的單體聚合物堵塞真空系統管道的問題。通過加裝沖洗系統，并且在實踐過程中進行操作上的完善，比較完好地解決了相關問題。保證了工藝生產的穩定，降低了工作人員的勞動強度，避免了在頻繁切換真空系統中導致的大量經濟損失。希望相關企業技術人員參考文章中的經驗，對生產設備進行更好的改進。進一步推動企業安全，健康，穩定發展。

參考文獻：

[1]左曉兵，寧春花，朱亞輝.聚合物合成工藝學[M].北京：化學工業出版社，2014.

[2]王磊.化工設備及技術[M].北京：機械工業出版社（第二版），2017.

作者簡介：

張熙康（1988- ），河南平頂山人，助理工程師，研究方向為化學工程。