Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
При передаче пневмотранспортом высушенного гранулята на формование, несмотря на все меры предосторожности (дополнительную сушку азота, герметизацию линии и т. п.), полимер увлажняется. Поэтому рекомендуется устанавливать сушилки в прядильном цехе, прямо над загрузочными бункерами прядильных машин. Возможная схема такого расположения сушилки приведена на рис. 17.10.
17.4.2. Непрерывный процесс синтеза полиэтилентерефталата с прямым формованием нитей
Кроме периодического (автоклавного) процесса получения ПЭТ в настоящее время широко внедряются непрерывные схемы производства ПЭТ с прямым формованием нитей из расплава. Преимущество таких схем заключается в сокращении целого ряда операций (литье смолы, гранулирование, сушка, смешение и хранение гранулята) и уменьшении количества оборудования по сравнению с периодическим процессом. В случае производственной необходимости или при остановке прядильной машины полимер с непрерывной линии выделяют в виде гранулята. Линии непрерывного действия отличаются высокой производительностью (до 25—80 т/сут). Каждый аппарат, входящий в состав такой линии, обеспечивает непрерывность процесса — от загрузки мономеров до формования нитей.
Рис. 17.11. Непрерывные схемы производства ПЭТ с прямым формованием полиэфирного волокна из расплава:
а — получение штапельного волокна нз ДМТ:
/ — емкость для приготовления катализатора; 2—бункер ДМТ; 3—ленточный транспортер; 4— расплавитель ДМТ; 5—сублиматор; 6—насадочная колонна; 7и9 — конденсаторы-холоднль-ннки; 8 и 10—сборники метанола и ЭГ; // — пароэжекторный насос; 12 — прядильная машина; 13—поликонденсатор; 14—шестеренчатый иасос; /5—форполикоиденсатор; /6—переэтерификатор; 17—центробежный насос; 18—расходная емкость для ЭГ; б—получение высокопрочной технической нити из ТФК:
/—бункер ТФК: 2 — расходная емкость для ЭГ; 3—сборник воды и ЭГ; 4—смеситель; 5—пря днльная машина; 6—разгрузочный шнек; 7—второй поликонценсатор; 8—насос; 9—первый поликонденсатор; 10—предполиконденсатор; // — этерификаторы; 12—подогреватель пасты. 13—пастосмеснтель; 14—весовой дозатор ТФК.
Непрерывный процесс получения полиэфирного волокна в равной мере может быть осуществлен при использовании в качестве сырья как ДМТ, так и ТФК.
На рис. 17.11 приведены схемы непрерывного получения полиэфирного штапельного волокна из ДМТ (рис. 17.11, а) и высокопрочной технической нити из ТФК (рис. 17.11,6), разработанные фирмой «Виккерс-Циммер». При использовании в качестве исходного продукта ДМТ сохраняются те же технологические стадии синтеза ПЭТ, что и при периодическом методе. Для проведения переэтерификации ДМТ этиленгликолем используют горизонтальный каскадный реактор, который может иметь до семи реакционных зон. В этот аппарат непрерывно дозируют расплав ДМТ и смесь ЭГ с катализатором. Мольное соотношение ДМТ : ЭГ равно 1,7—1,8, т. е. в данном случае количество взятого ЭГ меньше эквимольного. Температура реакционной массы на входе в переэтерификатор достигает 160—180 °С, а на выходе — 245 °С. Продолжительность пребывания компонентов в реакционной зоне составляет 4 ч. Поликонденсация ДГТ и олигомеров осуществляется в нескольких аппаратах (в двух или трех) специальной конструкции, которая обеспечивает создание тонкого слоя при интенсивном перемешивании расплава и минимальное время пребывания полимера в зоне реакции. Для получения штапельного волокна требуется ПЭТ со средней молекулярной массой (22000—25000), поэтому в данную схему (рис. 17.11,а) включено только два аппарата поликонденсации. При предварительной поликонденсации в первом аппарате поддерживается невысокий вакуум (остаточное давление 3,3—6,6 кПа и температура 265—270°С). Продолжительность пребывания продукта в аппарате около 2 ч. Окончательная поликонденсация протекает во втором реакторе при 275—2800C и вакууме 0,066—0,133 кПа. Готовый расплав выгружается из аппарата с помощью вертикального шнека или шестеренчатого насоса и транспортируется в течение 8—10 мин по обогреваемому расплавопроводу к прядильной машине. В этот момент в полимер вводят различные добавки, а также матирующие (двуокись титана) и окрашивающие агенты.
Непрерывная схема производства полиэфирной нити из ТФК (рис. 17.11,6) отличается от рассмотренной выше схемы на основе ДМТ. Терефталевая кислота в виде порошка непрерывно дозируется с помощью ленточных весов в пастосмеснтель, куда одновре-
менно Подается ЭГ с различными добавками и катализатором поликонденсации. При смешении обоих мономеров получается суспензия в виде пасты, которая после подогревателя 12 последовательно проходит через три аппарата этерификации, работающих под избыточным давлением (соответственно от 1 до 0,2 МПа) при 270 °С. В двух последующих аппаратах, аналогичных по конструкции первым трем, проводят предварительную поликонденсацию в вакууме и получают форполимер с молекулярной массой 5000—6000. Для получения ПЭТ с молекулярной массой 35 000—40 000 окончательную поликонденсацию проводят в двух последовательно установленных аппаратах 9 и 7, работающих при одинаковых вакууме (0,066—0,135 кПа) и температуре (28O0C). Расплав ПЭТ, полученный по такой схеме, имеет высокую вязкость, поэтому требуется большое избыточное давление (10,0—20,0 МПа) для его передачи на прядильную машину.
