涤纶短丝提产的工艺

第22卷第6期聚酯工业Vol 22 No 62009-11Polyester IndustryNov.2009d:10.3969/j.in.10088261.2009.06.010涤纶短丝提产的工艺黄洪英(中国石油化工股份有限公司天津分公司化工部,天津300270)摘要:通过更换大容量喷丝板采用4150孔喷丝板的合理设计实现了11万∽a涤纶短纤装置提产5%,调整提产后熔体送工艺、纺丝箱体温度、冷却工艺、纺丝上油量,为提产后装置长周期稳定运转提供了保障。关键词:涤纶短丝;提产;工艺中图分类号:TQ342.21文献标识码:B文章编号:10088261(2009)060034近些年来国内PET产能持续增加,市场竞争1.3主要测试仪器愈加激烈。同时,由于原料成本高,企业成本压力越风速仪:美国产 Turbo meter;测温仪: ANRITSU来越大降低成本是PET企业生存的主要手段。依公司,U217K10D0-1,HFT80托现有设备,在不做大的资本投入的前提下增加单原丝指标检验:德国产 LENZING强伸仪;XSP线产量能有效降低成本。18显微镜。天津石化10万aPET短丝装置的工艺技术2结果及讨论及设备全部由德国 NEUMAG公司引进。采用直接纺丝工艺,共有2条生产线,产品规格为1.56dtx2.1喷丝板的设计38m高强棉型涤纶短纤维,生产能力为11万211设计思路/a。本文探讨本套装置实现提产5%的工艺,通过(1)保持原喷丝板外型尺寸不变,孔数由4000工艺优化保证提产后装置长周期稳定运转。孔增加至4150孔。(2)提产后单孔吐出量保持不变,因此熔体在1生产原料及设备喷丝孔内的流动和挤出速度不变。单位吐出量将相1.1原料应增加,组件背压将相对有所提高。改进的4150天津石化公司20万UaPE装置生产的PET熔孔喷丝板导孔和微孔尺寸不做改变能达到良好的体特性黏度0.645±0.08d/g,端羧基值小于28出丝状态。(3)改进的喷丝板孔密度增加,侧吹风不易吹透丝mo/t,二甘醇质量分数小于0.9%,熔点大于256℃,束,丝束内外温差大,影响丝束冷却效果,因此设计喷二氧化钛质量分数为003%,凝集粒子(5-10)pm丝孔分布要充分考虑侧吹风能使丝束均匀冷却。的小于0.4个/mg。(4)在生产中,矩形喷丝板两侧和中部端点容12设备易产生弱丝甚至毛丝,这是由于在此部位冷却风风纺丝主要设备由 NEUMAG公司引进。速较弱导致的结果,因此,喷丝板4个角和中部的4熔体输送部分:熔体输送管线、HTM热媒系统;个端点的孔排布也是关键所在。1805增压泵; SMR DN320-200熔体冷却器;AKO052.2熔体输送工艺熔体分配管线。提产后,熔体在输送管线内流速增加。PET熔纺丝卷绕部分:AK06纺丝箱体、HXB702740体在输送过程中要尽量减少黏度降低,熔体特性黏纺丝泵、矩形纺丝组件;WK01侧吹风系统;度主要与停留时间和热降解速度常数有关,表示如JR1540纺丝甬道;AK0纺丝上油系统;F450/480卷绕机;AK46卷绕面板;AK049牵引装置;AKO50(1)喂人装置。中国煤化工侧吹风设备:南京金陵空调设备有限公司。aHCNMHG始聚合度;为收稿日期:20090817作者简介:黄洪英(193-),女湖南长沙人,工程师学士,从事生产工艺管理工作。第6期黄洪英:涤纶短丝提产的工艺经时间t后熔体的聚合度;k为热降解速度常数提产后,由于熔体在输送过程中压力降增加,由式(1)可知,PET熔体的热降解程庋取决于纺丝箱体人口的熔体压力与提产前相比平均值降低热降解速度常数(k)和停留时间(t)。提产后随熔0.36MPa,如表2所示。为了弥补压力降维持提产体量的增加停留时间减少熔体的特性黏度降在理前的纺丝人口压力可适当提高熔体冷却器后压力论上小于增量前的值但热降解程度还取决于热降(此压力用于控制增压泵的输出值),压力设定可在解速度常数(k)。熔体在输送过程中热降解速度和确保增压泵稳定运行的前提下由提产前的12MPa流动黏度依赖于熔体的温度及其变化。在输送过程提高到125~13.0MPa。中引起熔体温度变化的主要因素是:①熔体克服流动阻力所需机械能转化的热能;②熔体与输送管道表2提产5%前后熔体压力降对比夹套里的热媒进行的热交换量。Table 2 Melt pressure drop comparison pre-and(1)熔体在输送过程中机械能转化的热能主要post-production increase 5%取决于压力降。在管道中流动产生的压力降可用下日期增压另,效分压力降式计算(2提产后1739.38式中:L为管长/m;d为管内径/m;为熔体黏度差(Nsm-2);v为熔体流速/(ms)由式(2)可知,在管长和管径不变的前提下,压2.3纺丝箱体温度力降取决于熔体的黏度和流速。提高产量,熔体流速加快,因此,压力降增加,将导致熔体在输送过程纺丝箱体温度直接影响原丝的品质,同时对纺丝过程的正常进行起关键作用。纺丝温度低,熔体中因机械能转化为热能而温升增加。(2)在生产实践中发现,熔体输送管道夹套管在喷丝孔中剪切应力增大,容易导致熔体破裂而使中热媒温度的变化对管中的熔体温度影响较小。这可纺性变差,异状丝增多,原丝不匀率增大,产生飄丝。适当提高纺丝箱体温度可降低熔体的表观黏是因为高黏度的PET熔体在管道中流动不仅靠近度,提高熔体的流动性,从而使原丝具有较好的均匀管壁处呈层流流动,而且整个管道中的熔体均呈层流流动熔体与其流动方向相垂直的方向上可以不性、拉伸性能及较低的取向度。但过高的温度会加剧熔体的热降解,熔体从喷丝孔喷出时升华物增多,考虑对流传递熔体将热传给管壁面基本靠热传导丝条易黏附到喷丝板面形成注头丝和浆块,影响可由于PET熔体的导热系数很低,故在熔体输送过程纺性。提产5%后,由于单个位吐出量有一定程度中,热媒主要起保温作用。场,因此,提产后由于输送量增加导致熔体流速增的提高组件背压略有升高(经统计组件初始压力加熔体在管道内温升增加,为了减少热降解输送增加0.2MPa左右)。理论上讲温度提高熔体流动性能有所改善熔体在喷丝板内分布更均匀。但温度不需要做上调或可根据熔体品质指标及生产实由于增产,熔体换热量增加适当提高纺丝温度将使际状况适当下调。表1为提产前后在相同输送温度下的熔体实际温度保持热媒设定温度不变提产熔体的流变性能更好5%后,增压泵和冷却器后的熔体实际温度较提产前判断纺丝温度是否合适可依据纺丝成形情况和原丝的品质指标。纺丝温度合适时喷丝板出丝良略有上升。好,无飘丝和疵点,原丝内在品质不匀率低。表3为表1提产5%前后熔体输送过程中温度对比不同纺丝箱体温度下原丝性能指标及喷丝板出丝状Tabe1 Temprature comparison in the transport process况对比将纺丝箱体温度由提产前的286℃提高到post-production288宇际榨片坟出温为,92℃,熔体均匀性和中国煤化工日期度熔体温度流动部表面温度差异小CNMHG在性能指标不匀提产前285.4率降低。同时,热降解未见增加,无油丝黏度与286差值℃时差异不大。聚酯工业第22卷表3不同纺丝箱体温度下原丝性能及喷丝板出丝状况对比Table 3 Comparison of grey yarn performance indexes and spinneret silk yielding status at different丝板表面平均温(实际熔体挤出温度无油丝断裂强度度断裂伸断裂伸长%[n]/(d·g-1)(cN率CV/%284有飘丝12.0145712.46286偶有飘丝0.6361.4411.3945911.61无10.2446290有注头1.460.6321.4312.014562.4冷却工艺体丝条冷却不充分,从而产生并丝、黏结丝,原丝不冷却条件包括风温、风速和风湿。在一定范围率上升;风温过低熔体在喷丝孔处快速冷却,初内,提高风速、降低风温和提髙湿度有利于丝束的冷生纤维径向双折射差异大,可纺性降低,成品丝容易却。提产后,单丝线密度未变,丝束密度增加,冷却出疵点。湿度不够卷绕丝在纺丝甬道中带电,产生风穿透单丝间的能力减弱,丝束的热交换增加。因飘丝。湿度提高有利于丝束的冷却提高湿度与降此冷却工艺条件要进行相应的调整。风速对纤维低风温有着相同的效果。综合考虑以上3个冷却条的成形影响很大,提产后,风速应适当上调。除了风件进行了试验,试验结果如表4所示。速影响外,风温和风湿同样重要。风温过高,将使熔表4不同冷却工艺条件下对应的原丝性能指标Table 4 Grey yarn performance indexes under different cooling process conditions试验项目原丝性能案吹风高度′湿度/断裂强度/断裂强度断裂伸(cN·dex-1)cv%21.5±13721.5±1L.361.3521.5±13822.0±180-8512.3812.451.4221.5±112.371.3421.011.0110.871.35采用方案3的工艺,原丝性能较好,并且满足工表5不同上油工艺条件下对应的生产状况和原丝含油水率艺和设备稳定运行要求,又节约能源消耗。即风温able5 The production status and grey yarn oil water控制(215±1)℃,风速(34±0.1)m/s,吹风高度rate under different oiling process conditions300mm,风湿(80~85)%棒流量/棒生产状况2.5纺丝上油量L·h1)(L·h1)提产后丝束密度增加,若仍采用原上油工艺,丝22.5束表面所附着的油剂含量减少,容易产生毛丝,影响丝束手感较好,原丝的可纺性,甚至导致卷绕绕辊。为此进行了提高上油量试验。本套装置纺丝采用一、二道上油棒丝束手感较好,单根梨金发锡夫上油,表5为不同上油工艺对提产后纺丝状况及原丝含油水率的影响。中国煤化工由以上数据可知,一道上油棒流量控制在252.6CNMHGLh、二道上油棒流量控制在18Lh,卷绕牵引辊上的工艺生产的成没有毛丝,且原丝的含油水率为27%左右,原丝可品纤维品质指标见表6,各项指标较好。纺性好,有利于后加工的顺利进行。第6期黄洪英:涤纶短丝提产的工艺表6成品纤维品质指标Table 6of finished fiber物性最卷曲数/率/含油率(cN·dex)个·25mm测试值1.555.858.284.2125.3521.6911.812.00.15,邕3结语参考文献:通过4150孔喷丝板合理设计和工艺优化,实现了[1郭大生王文科聚酯纤维科学与工程[M]北京:中国纺织出l1万va涤纶短纤维生产线提产5%,提产后原丝各项版社2001指标不匀率与提产前相比较明显降低可纺性提高,成2)何曼君陈维孝董西侠高分子物理[M],上海:复且大学出版社,2002品纤维各项指标较好,有效地降低了装置综合成本PET staple capacity increasing processHUANG Hong-yingTianjin Petrochemical Corporation of SINOPEC, Tianjin 300270, China)Abstract: Through changing large capacity spinneret, using reasonable designed spinneret with 4 150 holes, 5% ca-pacity increasing was realized on 110 kt/a PET staple plant. The melt conveying process, spinning beam tempera-ture, quenching process and spinning oiling amount after capacity increasing was adjusted. Security was provided forthe long period stable running of PET staple plant post capacity increasingKey words PET staple capacity increasing; process处从见北见见见贝朗盛生态染料为PET瓶安全上色德国盛公司于200年10月发布信息,其旗下功能化学品业务部的 Macrolex Red5B、 Macrolex violet3R及 Macrolex Blue2B生态染料可为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)提供安全色夥。天然PT本身会变黄,尽管这对瘾子材质无任何影响,却引起了饮料生产厂家的关注。消费者颥向于从外观评价产品品质,如要求牛奶呈乳白色,而矿泉水为无色,饮料生产厂家因此需要包装容器呈现消潑透明的外观。PET生产商在产品聚合过程中通过加入朗盛 Macrolex染料,能获得消透明、无色或淡蓝色透明的PET。同时, Macrolex染料不会从PET迁移至液体中,意味着该染料可十分安全地应用在消贾类产品中,特別是用于食品包装及食品接座用领时,符合世界各国在高纯度及安全性方面制定的法规,并得到包括美国食品药品管理周等机构的核准。另外,啤酒及果汁包装需要具有肪紫外线的特点,所用PET一殷被染成绿色彧深擱色。朗盛提供的FEr色母粒包括不同 Macrolex染料组合,使生产商能根据所需应用,优化PET材料的願色。据了解,随着亚洲地区人们物质生活的日益丰富以PET蕭为包裝的便携饮料逐渐被消费者广为接受。据欧睿信息沓询公司的筑计,PET是亚洲最常见的饮料包装材料,200-200年,PET蕭的使用量增加了36%;预计到2010年,亚提市场用于饮料包装的PET将达到1200亿个。钱伯章供稍新型涂屡PET礴膜辽阳石化公司开墩成功高阻隔聚脂专用料日本富士薄膜公司开始试销一种最近开发的具有超亲水性的聚对苯二甲酸乙二酵酯(PT)薄膜,仅用水就能拭去污近日,辽阳石化公司研制咸功以纳米溶胶为添加剂的迹,还有防雾功能。目前该公司正在建投大规模生产体系。阻聚酯专用料。高阻隔聚酯专用料是采用纳米复合方法,日本富士薄腰公司利用其数十年照相软片和X射线胶在聚酯合成过程中加入经高分子改性的纳米溶胶使它均匀片的生产经验,开发了一种高亲水性聚合物涂覆基材(如塑分散在聚酯高分子链间有效阻隔气体涉透,制得的高阻隔料、玻璃和金属)的技术。最近,该公司威功生产了一种改善聚酯阻性能突出,是普通聚靡阻隔性的2倍。使用该技术耐污染性的聚合物用涂层剂。该技术难以用于疏水的聚乙生中国煤化化T1单便于控制不需烯聚丙烯,但适用于其他塑转玻璃、和金属。日本富士公要特通的注塑——制瘾司选择了PT薄腰,因为该材科应用广泛而且雷求很可能联合CNMHG聚酯夏。会增长。所制涂层PET薄膜具有极好的耐污染性。郑宁来供稿郑宁来供稿