生产尼龙-66的聚合车间工业设计

题目：生产尼龙-66聚合车间工艺设计摘要本文主要是研究尼龙66纳米复合材料原位聚合工艺优化，根据其特性，以及工业生产中的先进经验或科学研究中的新成果，原位聚合原理，设计VK聚合两段连续聚合的工艺流程，选择正确的工艺条件和设备，并进行合理的设备配置，设计适用的厂房结构，以便生产按我们的要求进行；必须做到工艺上可靠，经济上合理，力争达到技术上先进，系统上最优，形式上艺术，既能为未来的生产获得较高的技术经济指标创造条件，又能为生产工人提供良好的工作条件，而且不污染周围环境，还能使建设投资能最大限度地发挥作用，取得良好的效果。关键词：尼龙66VK聚合管两段连续聚合1AbstractThisarticlestudiedin-sitepolymerizationofnylon66.Accordingtoitsproperties,someadvantageousexperienceofindustryandnewstudyingresultof–in-sitepolymerization,Inordertomeetourrequest.WedesignedprocessoftwocontinuouspolymerizationofVKtubes,chosesuitableprocessingconditionanddevicearrangethedevicesappropriatelyanddesignapplicableconstructionoffactories.Wemustmakesurethattheprocessissafe,economyandtrytomaketheprocedureadvantageousintechnology,thesystemisatthebeststatus,theshapeisartic.Wemustcreateconditionforfutureproduceforgettingthehighindexoftechnology,alsooffercomfortableenvironmentfortheworkers.Andwemakesurethatitkeepourproductsfrompollutingenvironmentandthebestuseofourinvestinggetthemostbenefit.Keywords:nylon-66；VKturb；twocontinuouspolymerization；2目录摘要....................................................................1Abstract....................................................................2第1章绪论................................................................41.1概述...............................................................41.2尼龙66材料的简介................................................4第2章尼龙66的生产原料...................................................52.1原料...............................................................52.1.1己二酸........................................................62.1.2己二胺........................................................62.1.3尼龙66盐的制备...........................................6第3章PA66的制备工艺.....................................................73.1尼龙66的生产工艺..................................................73.1.1间歇溶液缩聚法................................................73.1.2连续溶液缩聚法................................................8第4章工厂设计............................................................84.1工厂布置...........................................................94.2工厂布置影响的因素和应遵循的原则..................................104.2.1工厂布置应考虑的因素.........................................104.2.2工厂布置的原则...............................................104.3总平面图设计基础..................................................114.3.1概述.........................................................114.3.2厂址的选择...................................................124.3.3工厂平面布局图...............................................124.3.4工厂布局的效核...............................................13第5章车间布局设计.......................................................135.1设备布置设计原则..................................................135.1.1要满足生产工艺要求...........................................135.1.2符合安全技术要求.............................................145.1.3便于安装与检修...............................................145.1.4保证良好的操作条件...........................................155.1.5符合建筑要求.................................................155.2设备一览表................................................16第6章尼龙66的应用......................................................186.1市场前景及成果推广.................................................196.2经济效益分析.......................................................206.3主要应用的行业.....................................................203参考文献...................................................................21第1章绪论1.1概述纳米科学与技术[1]是近几十年来各国科学家研究的热点，而在纳米科技领域中，纳米材料和科学是富有活力，研究内容十分丰富的一个科学分支。当粒子尺寸进入纳米量级（1-100nm）时，其本身具有量子尺寸效应，小尺寸效应，表面效应和宏观量子隧道效应，因此，展现出许多特有的性质，在催化，滤光，光吸收，医药，磁介质及新材料等方面有广阔的应用前景。由于纳米分散相大的比表面和强的界面相互作用，纳米复合材料与传统的复合材料相比，有更为优异的力学，热学，气体阻隔性能等性能，不仅如此，纳米复合材料还可以具有原组分不具有的特殊性能或功能，从而为设计和制备多功能新材料提供了新的机遇，现代科学技术的发展使得复合化成为材料发展的必然规律，因此，纳米复合材料是近年来发展较为迅速的一种新兴复合材料。1.2尼龙-66的简介1.尼龙-66材料的内涵尼龙-66化学名称己二酰己二胺，英文名称Polyhexamethyleneadipamide（Nylon66）,简称PA66，是由己二酸和己二胺所生成的尼龙66盐在280℃缩聚而得的一种脂肪族聚酰胺。熔点260~265℃，玻璃化转变温度（干态）为50℃。密度1.13~1.16g/cm3尼龙66是美国杜邦公司最早研制成功的第一个聚酰胺品种，1935年制得，并于1939年最先实现了工业化生产。其耐热性、弯曲强度等略高于尼龙6，是4尼龙家族中产量最大、用途最广的品种之一。其在世界的产量和需求一直在稳定增长。近年国内PA66的生产增长快，由此使原料己二酸的供需矛盾突出，新建装置产量仍难应付国内PA66生产的大量需求，还应在我国继续加快发展己二酸生产的步伐。目前，国外尼龙66的主要生产厂家有：美国MonSanto公司、DuPont公司、Allied-Signal公司、Hoechst-Celanese公司、BASF公司；德国BASF公司、Bayer公司；法国的Phore-Poulene公司；日本三菱化学工业公司、宇邦兴产公司及旭化公司等。2.尼龙-66的性能尼龙66为聚己二酰己二胺，工业简称PA66。常制成圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万～2万。各种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高（达104千帕），耐磨，电绝缘性好，是最早实现工业生产的聚酰胺品种，也是产量最大的聚酰胺。尼龙66为半透明或不透明的乳白色、结晶形、热塑性树脂，是分子结构内含6个对称亚甲基的均匀线型高分子化合物。主链为极强的酰胺基，氢链可增加分子间力，端基为高反应性的氨基和羧基。相对密度1.14，熔融温度255℃，热分解温度大于370℃，连续使用温度105℃。尼龙66较一般热塑性树脂具有较高的使用温度，具有较高的韧性、刚性和良好的耐磨性、自润滑性，耐油和耐化学性好，有自熄性，加工流动性能好，力学强度较高，刚性和抗冲击性好。使用温度范围广，耐热性优良，耐寒性好。特别是耐油性突出，但吸水性较大，制品尺寸稳定性较差。5第2章尼龙66的生产原料2.1原料2.1.1己二酸己二酸为白色单斜晶体，无色无嗅、微酸性，易溶于甲醇、乙醇，可溶于水和丙酮中，而微溶于环已烷和苯中，能升华。己二酸的合成主要有苯酚法、环己烷法和丙烯睛二聚发等。苯酚法是以苯酚为原料，用雷尼镍作催化剂，在140℃~150℃和2~3兆帕压力下，加氢生成环己醇；再用60%~65%硝酸在铜或钒催化剂存在下，在55~60℃氧化成己二酸。环己烷法是以环己烷为原料，在环烷酸钴或硼酸催化剂存在下，通入空气加压液相氧化，生成环已酮和环已醇的混合物，再用60%硝酸在45~60℃氧化成己二酸。丙烯腈法是以丙烯腈为原料，用电化学还原或化学还原的方法二聚生成己二腈，再在稀硫酸水溶液中加热水解得己二酸。2.1.2己二胺己二胺又称六亚甲基二胺，1，6-己二胺（简称己二胺），是合成尼龙66的主要中间体之