(1)甲苯减量原理
利用聚乙烯能够溶解于热苯类溶剂这一特性,以热甲苯作为聚乙烯的减量溶剂,采用多段溢流方式连续减量,习惯称为抽出。将基布连续地送入抽出机内,甲苯溶液以溢流方式连续送入,基布在大量热甲苯溶液中经反复浸渍、压辊挤液使聚乙烯溶出,海岛复合纤维呈束状超细结构;经抽出后的基布在热水追出槽中通过水与甲苯共沸作用排除残余甲苯,达到抽出的目的。
开纤前后基布的截面如图7-73所示,开纤后一根较粗的海岛纤维变成一束粗细不均的海岛纤维。
图7-73 PA6/PE不定岛超细纤维合成革基布减量前后截面图
(a)减量前 (b)减量后
(2)甲苯减量设备
甲苯减量由抽出机完成,如图7-74所示。抽出机由6~7个抽出槽和2~3个追出槽组成,各槽体采用密封结构,为防止甲苯外溢,进出口用水封闭,槽内吹入氮气。
(3)甲苯减量工艺
以7槽抽出、3槽追出为例,甲苯减量工艺流程如图7-75所示。
①抽出工艺 基布自储布机进入入口水封的抽出机,入口水封部热水温度控制为65℃,溢流水量2 m3/h。抽出机由7个抽出槽和3个追出槽组成,抽出槽内有循环加热的甲苯溶液,抽出1~5槽的设定温度为85℃左右,6、7槽的设定温度为80℃左右。
图7-74 甲苯减量抽出机
图7-75 甲苯减量工艺流程
(a)抽出 (b)追出
抽出槽内每槽各有三对压榨辊,压辊压力分别控制为1槽0.1 MPa左右,2~6槽、7-1辊、7-2辊0.2MPa左右,7-3辊0.25MPa左右。在热甲苯浴中,基布经反复浸渍,压榨挤液,将纤维中的聚乙烯及各种添加剂抽出除去。为使基布不被溶出的聚乙烯等污染,用喷管把循环过滤的甲苯溶液喷淋到上下压榨辊上,喷淋液量由人工手动调节阀门控制。
为保证基布正常运行,各槽内每对压榨辊前面均有调节辊,调节辊通过张力传感器改变驱动辊的电机转速来达到自动调节基布松紧的目的。(www.xing528.com)
在正常生产中,为保证抽出效果,由回收工序送来的甲苯溶液,经甲苯预热器加热至80℃左右后分别送往抽出5槽和7槽,标准供给量为5槽10m3/h左右,7槽2m3/h左右。新甲苯从第5槽依次溢流到第1槽,与基布行进的方向相反,以置换槽内高浓度的聚乙烯甲苯溶液。
从抽出1槽和6槽溢流出的甲苯-聚乙烯溶液分别流入各自的粗甲苯受槽,并通过粗甲苯泵连续稳定地送往回收工序储罐。
②追出工艺 追出槽内水、甲苯共沸消耗大量热能,因此追出槽设定温度100~110℃,追出槽的水来自升温槽中温度控制为115℃左右的热水;同时为了补充热源,向槽内吹入低压蒸汽,低压蒸汽吹入量8槽为250kg/h左右、9槽为200kg/h左右、10槽为150kg/h左右,具体吹入量由低压蒸汽入口调节阀自动调节;并且在追出槽下部设有低压蒸汽蛇管进行加热。通过上述三个环节来保证追出槽温度达到要求。
升温槽的水来自低压蒸汽预热的热水槽,升温槽的温度通过控制加入温度槽的蒸汽量而自动调节;升温后的水分别送入追出8、9、10槽,正常生产时,控制给水量为35 m3/h左右。
由追出槽溢流的热水流入溢流液受槽,并通过追出槽溢流液泵加压后,一部分溢流热水过滤后经追出槽溢流热交换器为补充工艺水进行预热,然后流入废液分离器;另一部分溢流热水经循环过滤器作为循环用水与预热后的补充工艺水一同进入热水槽,正常生产中,控制循环量为15 m3/h。
为保证基布正常运行,各追出槽内的三个主要导辊为雕刻花纹的金属辊,以增大辊与基布间的摩擦因数,防止由于水沸腾而使基布滑动蛇行。
③其他工艺 抽出槽和追出槽正常生产时维持一定的内压,分别为980Pa和1470Pa。为保持压力稳定,由抽出槽和追出槽逸出的甲苯-水蒸气分别导入抽出槽冷凝器和追出槽冷凝器,用冷却水冷凝液化;冷凝液靠液位差进入冷凝液分离器,因甲苯与水的密度不同而得以分离;分离后的甲苯返回抽出5槽循环使用,废水则流入废液分离器;废液分离器分离出的甲苯溶液返回粗甲苯受槽,废水流入抽出废水槽。
抽出槽冷凝器、追出槽冷凝器及冷凝液分离器中未冷凝的气体,则进一步进入抽出机冷凝器用冷冻水冷凝液化,冷凝液流入废液分离器,不凝气体则排空。
为安全起见,生产中向抽出槽和追出槽吹入一定量氮气,2、3、5、7、10槽气流量分别为50 L/min。
生产中抽出槽底部积累的废水经抽出排水泵,连续抽送至粗甲苯受槽。
抽出7槽出口设有水封,事故状态或检修时可防止甲苯蒸气外逸。
抽出机出口也设有水封部,生产中出口水封部水温>95℃,加水量为2 m3/h。
经抽出处理后的加工基布从追出槽出来后,先以水喷淋洗涤基布表面可能沾有的污物,然后经过榨液装置榨出其中大量水分,并通过牵引辊导入后续工序处理。
甲苯毒性小于苯,但刺激性比苯严重,尤其是对中枢神经系统具有麻醉作用;此外,甲苯易挥发,水中的甲苯挥发后形成甲苯蒸气,甲苯蒸气与空气混合后容易爆炸。生产中注意安全及防护,严格按安全操作规程进行操作。
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