芳纶制造工艺.docx

芳纶纤维芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺I英文为Aramidfiber,是一种新型高科技合成纤维,具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的56倍,模量为钢丝或玻璃纤维的23倍，韧性是钢丝的2倍,而重量仅为钢丝的1/5左右,在560度的温度下,不分解,不融化.它具有良好的绝缘性和抗老化性能,具有很长的生命周期.芳纶的发现,被认为是材料界一个非常重要的历史进程.芳纶纤维联邦贸易委员会的定义是：一个制造纤维,纤维形成的物质是一种长链合成聚酰胺其中至少85%的酰胺的联系r(-co-nh-)直接连接到2芳香环槌化学构造0%000(-Cc¥Co-po1.ymerM1961年,杜邦生产第一孤芳纶工厂1972年,杜邦生产第一个对位芳纶工厂种类家O7间位杜邦Nomex1TeijinConex对位杜邦Kev1.ar帝人阿克苏TwaronHeracron晓星A1.kex帝人Technora1960s-1Q7q杜邦和阿克苏开发对位雕一聚合,干喷湿纺,溶剂,其他1972第一款对位芳纶纤维由杜邦公司推出商用1977阿克苏荷兰生产对位病纤维1980s阿克苏和杜邦公司的专利之争1986对位芳纶纤维由阿克苏公司推出商用-Twaron1987共聚物型对位芳纶纤维由帝人日本公司生产-Technora2000.帝人拥有阿克苏Twaron）产品2004科隆生产对位长纤维在韩国-Heracron连续聚合工艺2021晓星生产对位长纤维在韩国-AIkex间歇聚合工艺杜邦单位Kev1.ar29Kev1.arKev1.arKev1.arTwaronHerW49129149Regu1.arRecModu1.usCI密度g(m31.441.451.451.471.441.441.441.38韧性g/d232326182322235生双埠系g/d55095078015100600550870140伸长%3.62.83.31.53.63.83.022/对位芳纶纤维有高韧性和弹性用在很多高技术领域,例如航空航天和军事应用。和其他高韧性纤维比拟-高韧性纤维的抗拉强度,弹性模量的关系H对位芳纶纤维的晶体结构>犷展链结构A强氢键»高温适应:>80%节图温结晶：,601M在低重,抗拉强度高高霞(触顿)低断裂伸长率低导电高耐化学性螭辘高韧性(WOrktoBreak)优秀的稳定空间高剪切阻力阻燃，自熄对紫外线辐射敏感航天,航空高速列车昉弹衣,昉刺衣,防弹头盔装甲为代表的防护制品混凝土结构物补强材料热空气过滤布橡胶熠强材料摩擦与制动材料化石棉材料JXM,体育用品土木工程其他PARTB/对位芳纶纤维的行业状况&在中国的前景国外对位芳纶纤维的产能对位芳纶的世界需求对位芳纶行业的前景在中开展对位芳纶纤维符合我国的既定战略目标2021202128,00035,00023,00023,000250002,0002,0005,0001500055,000663000'合产能6Q00吨/年晓星&4亿吨/年国品名杜邦美:Kev1.ar帝人荷兰Twaron日本Technora科隆韩Heracron晓星韩国A1.kex总计扩大投奥:杜邦&50亿新工厂-长纤维,纸浆,etc科隆&8亿聚ACETATE2021产能2021产能55,000T/Y66,000T/YKoIonKo1.onHyosung4%8%1%世界需求变化吨/年20072021202120212006年编:870%, 20212: 10%200：1年之前：15%,2002200545%,51%2021Ba1.1.isticProtectionC1.OthRUbberGOodSReinforcement,Cab1.esReinEorcement每个应用领域需求中国现状在世界范围内制造对位烧6纤维的厂貂嘴有限所以技术保密性很强到目前,在中国对位芳纶的技术都不够成熟或开车困难,根本依赖于进口,三从2021年开始,对位芳纶的需求增长每年有10%A进口对位假设纶5,000吨2021>8,000吨*国内厂家：常熟兆达特种纤维,500吨/年烟台氨纶股份,1千吨/年,预计投资2-5亿中石化仪征化纤股份,3千吨/年,预计投资12亿中蓝晨光化工研究院,1千吨/年,预计投资4亿河北硅谷化工J千吨/年中国平煤神马集E1.500吨/吨虽然很多中式装置产能IO0500吨/年都在2年前建设好,但由于技术的缺陷和没有持续研发的水平,所以很难实现商业化.对位芳纶纤维行业的前景中国有着巨大的潜力,所以不久的将来会成为世界规模级别的高性能芳纶纤维生产基地随着经济的快速开展和人民生活水平不断的提升,会带动国防相关行业的开展.高性能芳纶高强度,模量高耐热新能产品将会满足我们强大的内需市场.低廉的劳动力成科E常具有竞争力比起其他国家：美国，日本,韩国在中国,制造高性能和低本钱对位芳纶纤维行业的时代已经到临.开展对位芳纶纤维符合我国的既定战略目标在国务院,发改委关于?纺织工业技术进步与技术改造段姿方向？,？纺织工业十一五'开展纲要?,？化纤卫ir十一五发例导意见?,？产业用纺织品行业,十一五线展规划?等-系列重大发展规划当中，全部明确提出了开展高献术纤维产业及应用的战略目标.为了那么当前严峻的国际经济危机,国家又出台了更为具体的?蹒Ok调整和振兴规划？,规划明确提出,要促进产业用纺织品的应用，推进高新技术纤维产业化,提升纺织装备自主化水平,培育具有国际影响力的自主知名品牌，由此可见,以芳纶为代表的高性能纤维材料域国的开展前景将是非常广阔的.FI1.AMtNIPROJECT对位芳纶的聚合工艺一一JJ>AI>r9，-Vf对位芳纶的纺丝工艺产品技术核心对幡纶的结构+ HCIPPDTPCPPTA对位芳纶的聚合反响聚对苯二甲酰对茉二胺二POIyPara-Dhenv1.enetereDhta1.amide(PPTA)对苯二甲酰氯(TPC)、对苯二K(PPD)进行了三元共缩聚改性,研究PPTA的低温溶液共缩聚合成规律,制备出一系列高相对分子质量的溶于N甲基此咯烷酮/氯化钙(NMP心aCI_2)的芳香族聚酰胺.NMP/CaCI9原材料性质PROJEc聚合工艺流程图PPDTPCNMP脱水PPD溶液初步聚合重要工艺氯化钙废水NMP回收聚合oNMP+Water+By-products工艺亮点两个步骤连续聚合中和&碾磨洗涤离心法&烘干分类氢氧化钠PPTA聚合物聚合工艺描述生产对位芳纶,首先PPD溶液在含有氯化钙10wt%或更少的NMP,然后参加预定含量的TPC添加到混合溶液,从而形成初步聚合.初步聚合结束以后,剩下的TPC在低温几乎（TCJ添加到混合溶液为了在聚合过程当中使聚合物浓缩520%.低温会预防杂质生成和促进线性聚酰胺形成由此产生的聚合物的混合体和氢氧化钠溶剂中和以后被粉碎碾磨,然后用清水洗涤去除NMP和剩余的盐湿的聚合物被离心,烘干,分类,纺丝.干聚合物的粒度分类非常重要,由于粒子非常小的聚合物会形成劣质的纺丝原液NMP回收,脱7K以后在循环到聚合过程.杂质被氯仿处理以后通过废水排出.对位芳纶的纺丝工艺卷线机长纤维形成工艺23. Mixer4. Deaertpr5. Supp1.yPump6. Filter7. Meterinc Pump1. HiSOi9.Spimemte2. PPTA10.Coaav1.atkmBath11. CoaauIBtor12. SpiimMtaGuider13. Waging.Ro1.1.er14. NeutraHiraIion-IS-Dryer16. WindOr8.SpinB1.ock 对位芳纶的纺丝工艺 在浓缩20%的PPTA聚合物时,原液和液晶纺丝溶液准备被100%硫酸溶解原液被除掉空气,过滤掉破损的纺丝之后,在80T00(计量泵的帮助下通过喷丝板压出通过Iomm的气隙进入热纺丝的过程和凝固.10%硫酸水溶液浴凝固在070X 长纤维可以在这个点上采取不同的2个路线,它可以形成纱,用弱氢氧化钠溶液洗涤后烘干卷高在线筑生产模量为500.600gr/denier相反,长纤维去下面张力的热处理时生产模量为800T000gr/denier的长纤维丝faa产品技术核心聚合工艺均相混合（产量&品质稳定）系统设计 聚合反应控制技术同等重量，温度，反应时间等聚合物分子量&均匀分布氧化钙优化&聚合物浓缩 溶剂回收&脱水技术尽量减少溶剂损失控制水的含量（尽量减少其他杂质）A系统设计 生产聚合物的粉碎&分类A颗粒的分布均匀和相当小的粒子也分商。 耐腐蚀材料&防腐蚀设备盐酸，盐等过滤纺丝工艺准备&纺丝原液稳定优秀的原液浓缩&制造清洁的原液空气聚合物最小化IV变差干啧湿法纺丝技术限制条件：压力,温度,速度等A气隙&凝固条件的优化喷丝板设计&系统设计废硫酸处理技术：从其他公司购置根据工厂的产能做出蛹方法的优化系统设计在使用氢氧化钙热处理技术:模量长纤维限制条件：速度,拉伸比,张力.温度等系统设计耐防腐材料&防腐蚀设备硫酸笺,xmPARTD：拟建工厂布局&操作对位芳纶工厂产能对位长纤维芳纶的特性保证主要原料消耗公用规格&消耗工厂废水&废物Si建筑与结构区域的条件工厂需求人员对位芳纶工厂产能根底条件Item基础条件RemarksProductItem正常&高韧性1,000DeI1500De-500600g/de高模量Iz140De-800900g/de原液浓缩20%纺丝速度500m/min-450550m/min收率聚合纺丝95%93%JJ运行天数300days/year-7,200hrs/yearRestrictedInformationIAugust2011Page28原液浓缩选择2P为 JS 2MOOd58642086411 4F 1 1Ez) B1.MSo1.utionTime (Hr)粘度vs.PPTA/硫酸溶液的聚合物浓缩在100%硫酸的PPTA溶期矩考虑到溶解度,产能&品质,所以选择原液浓缩20%单元作业量聚合单元生产线1.ine1工艺类型一连续最大设计量T/Y6,315T/Y6,000-Yie1.d95%纺丝单元ProductGradeUnit常规&高韧性高模量ProductDenierDe1.f0001.5001,4201.ine111No.ofSpinningCe1.1.ea121212设计量T/Y290445340产量T/Y270415315经济工厂产量S3,000TY+35000T/Y=6,000T/Y单元作业布置第一部投资第二步投资6,000T/Y3,000T/Y3,000T/Y,Product#1防迪UnR肛»tProduct#10.Product#2D-Zi1.11rouuc1开510访丝Ijnit#1.f纺丝Ur1.it近»TProduct#11PrOdUCtProd1.JCt#131Product#5*Unit#14*(Product#14KProdIJCt#15Product#61纺丝TUmt#15Product#71步丝UnTT花16Prc)duct#访_<Product#17Product#8Product#9纺丝UnitKPrndit4证工艺单元UnitCapacity(TonZYear)第T投资第二部投奥No.ofUnit产能No.ofUnit产能聚合16,0001000De270381038*10放建机哭1500De41531,24531,2451140De31539453945Tota1.9300093000对位长纤维的目标特性ItemUnit常现高模量ProductDenierDe13000±301,500±501,140±40No.ofFi1.amentea6661,000768DenierperFi1.ament1.ine1.5±0.11.5±0.11.48±0.1密度g/加1.441,441.44断韧性g/d22±222±223±2拉伸模量g/d550±20550±20870±30伸长%3.8±0.23.8±0.23.0±0.21.0.I%25-2825z2825z28回潮率%7±17±14±1需所有常规产品特性值几乎和杜邦KeV由295相同所有高模量产品的特性几乎和杜邦KeV1.ar49Y相同原料消耗对位长纤维芳纶每:1.QOOkg的平均消耗率ItemUnitRemarks踞二胺（PPD）Kg472对苯二甲酰氯（TPC）Kg886氯化钙（CaCI2）Kg2,26030%溶液氢氧化钠NaOH）Kg1,727-25%溶液甲基叱咯烷酮（NMP）Kg148氯仿(CHCI3)Kg348硫酸(H2SO4)Kg4,013氢氧化钙Ca（OH）2Kg4,095公用规格&消耗公用规格电力供电电源频率380V±10%,3Phase220 V±10%f 1 Phase 50Hz±3%贡力生玉饱和7Kgcm2 G2 Kg/加 G 5 PSIUti1.itySpecificationUti1.itySpecification工冰压力6Kg/"GAmbientv5NTU冷却水压力供给温度.回6Kg/而G3237过滤水压力6KgMGAmbient冷凉水压力艇SB.回流温度.6Kgcm2G712DM縻水压力电导率PH硬度6Kgcm1 G AmbientVIO 由 a±i1 ppm ( as CaCO3)KIrPA求力点要压露无油和灰尘6Kgcm2 G4 Kgcm2 G-20 鼠W含氧量压力无油和灰尘6Kgcm2G4Kg/加G绕Thistabu1.ationshowsuti1.itiesrequiredat露点-20theEngineeringBattery1.imit公用消耗制造每1.OOokg对位长纤维假设纶的平均消揉率工厂废水工厂产能6,000T/Y为根底聚合工艺纺丝工艺废水1,500m3Day排到废水处理厂废水1.j290m7Day排到废水处理厂22r100和含废水的溶液一起排到废硫酸72,950和氢氧化钙反应做成石膏，CaCI2+NaCIKg/Day废水处理厂Kg/Day然后卖到水泥厂派废硫酸处理>工厂产能：>IOOOTZY-ff1.Ca(OH)2Ca(OH)2+H2SO4-CaSO4-2H2O(Gypsum)：卖至！J水混厂火火火火这项技术被其他的工厂但应包装方法&包装材料包装方法Manua1.BobbinWeight10KgBoxWeight150KgNo.ofBobbin15ea包装材料No,OfStage3StageCartonBox双瓦楞纸板Pad单瓦楞纸板BandPP18mmWidthAreaRemarks23,0003rdF1.oord2,7003rdF1.oord1.500295021.f500准备空间I23,600r21.800d1.200216,250地面面积：12,450d4,2002500r23,600d1.r200d71.92017,4206.000T/Y产能为根底ItemProcess建筑聚合纺丝卷绕机SortingPu1.p&Stap1.e产品仓库石膏Uti1.ityTota1.结构TankFarm回收溶剂室外仓库Uti1.ity废水处理Tota1.工厂需求人员6,000T/Y工厂产能为根底单位：人Personne1.第一步投资第二步投资Remarks工厂经理产品经理部门主管12682工岂工程师技术支持20操作：男人120操作：女人3010604Shifts15Tota1.18787274装维修人员和治理人员除外PARTE:对位长纤维芳纶方案成熟的技术&竞争优势工程进程图&成功的关键因素预计投资本钱估算拟定工程界区工程责任分担成熟的技术&竞争优势成熟的技术最现代的工艺-连续聚合-成功生产了市场最受欢送的产品原始技术资料竞争优势原材料本钱低-从国内的市场供给低本钱投资和运营-最大程度的本地化使生产对位芳纶的制造厂家具有竞争力0;惮价格A品质市场调查、确定工厂，方案评价政府审批工厂建设运作鼾r)要求供给商价格客户原材料点济展地经扩,技术砥新可彳港选项限同界合工合采建调程同购造试工程成功的关键因素保证原料的供给成熟技术-产量及品质施蟠快速&平安的建厂稳定的客户群工程责任分担硕计工期标：双方签定合同起24个月PERIOD主要事宜工程设计-根底设计详细设计卖方调查/采购原材料设备设备的交货主要设备-电气/仪表其他土木,工程磨筑与结构设计与施工建造,DRYTESTRUNIT,PT&操作监管&培训 工程忌监,经理 工程工程师 操作工程师10M40M16MW1227SEPO1.YMERfZAT1.OM/SPINING/TAKE-UPENG1.NEERVJGSHEXCONSTRUCTiON11%:II.CAFO1.sSERDC:CONTRACTAGREEMENT1FIRSTORDER:1.ASTSHIPMENTtSTARTOFERECTION!MECHANICA1.COMP1.ETIONDATE：DRYCHECKPERIODn:FEEDINOFRAWMATERIA1.;INITIA1.TESTIT:PERFORMANCETESTPT:DATEOFACCEPTANCEDA:DETAI1.DESIGNDSSUPERVISING1.OPERATORTRAINING07ERECTIONERECNOTA1.1.PARTDCITPTI飞卜n/PT/OPERN科隆芳纶产品图片