年产40万吨直纺差别化超细纤维项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年产40万吨直纺差别化超细纤维项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

的聚酯装置成功实施大规模脱“瓶颈”增容改造，并承接了数套大容量聚酯装置的技术开发、工程设计和工程承包。 如年产 30万吨的浙江恒逸 三期、桐昆三、四 期、 天圣化纤一期 40万吨 等聚酯工程。 本项目聚酯装置将采用国产化工艺和设备，走工艺技术、工程设计和设备制造国产化的道路，同时遵循“积极 、稳妥、可靠、求实”的原则，对国内无同类产品或尚无制造能力的部分设备，可在国际市场采购解决。 力求技术可靠、先进，又大幅度节省建设投资。 采用国内自主开发的工艺技术，以锑系组份为催化剂，精对苯二甲酸和乙二醇为原料的聚酯生产路线。 日产 1200吨纤维级聚酯切片生产线采用五釜流程，即两段酯化，两段预缩聚和一段终缩聚。 具有如下主要特点： （一）维持第一酯化反应器达到较高的酯化率。 酯化反应是一个可逆平衡反应，在一定条件下存在平衡酯化率。 而当反应接近平衡酯化率时，反应速率大大降低，即其它参数的波动（如回流 乙二醇量和料位变化）对酯化率的变化影响很小，因此有利于装置的稳定运行。 （二）充分发挥后缩聚反应器圆盘转子的传质功能。 根据对缩聚过程速率受反应控制和传质速率控制的临界判别，确定预缩聚反应器和后缩聚反应器间的负荷分配，充分发挥后缩聚反应器圆盘转子的传质功能作用，提高装置的生产能力。 （三）设置单台工艺塔用于回收乙二醇。 该工艺塔主要承担两台酯化反应器气相物的分离，除此之外，还在乙二醇全回用流程中承担缩聚反应器气相物的分离。 4－ 3 （四）采用乙二醇蒸汽喷射方式产生真空。 它和采用水蒸汽喷射方式相比 较，采用乙二醇蒸汽喷射首先可降低装置能量消耗；其次减少蒸汽凝液中水含量，并经分离即可在装置中循环使用。 而水蒸汽喷射的凝液是作为废水排放，因其中含有乙二醇等有机物，增加了污水排放和处理量。 （五）全回用乙二醇。 本工艺流程中乙二醇在装置中被全回用。 两个预缩聚反应器的汽相凝液中含水量较高，送到工艺塔脱除水份，它连同后缩聚反应器的汽相凝液和乙二醇蒸汽喷射泵的凝液直接加入浆料调配槽，因此无需再设置专用的乙二醇回收设施。 不仅节省了投资，同时降低了乙二醇的单耗。 （六）避免真空系统堵塞问题。 工艺流程中将新 鲜乙二醇加在后缩聚反应器的刮板冷凝器和蒸汽喷射用的乙二醇蒸发器中，大大改善了后缩聚反应器真空系统的操作工况，也提高了装置运转的稳定性。 （七）设置尾气淋洗塔，使排放达到环保要求。 聚酯装置的主要污染物是反应过程的副产物乙醛，它存在于几个反应器的工艺尾气中。 本装置设置淋洗塔，用 20℃的水喷淋，吸收尾气中的乙醛。 淋洗液送污水处理站，淋洗塔排放的尾气与氮气混合达到标准后排放。 二、直接纺涤纶差别化 细旦及超细 纤维装置 （一）工艺技术概况 涤纶长丝工艺技术的发展经历了由常规纺到高速纺及超 高速纺、小容量到大容量、切片纺到熔体直接纺等过程，其中高速纺特别是熔体直接纺的技术不断完善，广泛采用直接纺工艺路线。 多年来通过引进国外技术，使国内已拥有较先进的直接纺差别化 4－ 4 纤维工艺技术和设备，通过“嫁接”方式建设较大规模的直接纺差别化纤维装置。 以生产特性、多组合花色、特殊工艺的差别化纤维为主，以多品种、高质量、高效益的战略占领市场。 （二）工艺技术方案选择 涤纶纺丝有切片纺和直接纺两种工艺路线。 熔体直接纺丝工艺 ,省去了铸带切粒、包装输送和切片结晶干燥、加热再熔融过程 ,工艺流程短、基建投资费 用省、建筑面积少、能耗和产品成本低。 切片纺工艺流程长，投资大能耗高，但机台数量不受熔体管道限制，更换品种方便，生产管理比较容易。 根据本项目新建聚酯装置，差别化纤维装置紧靠聚酯装置的有利条件，生产线多可满足多品种方案，所以本装置宜采用熔体直接纺工艺路线。 为充分发挥熔体直接纺和纺牵一步法的优势，本涤纶差别化纤维装置拟采用“嫁接”方案，选用代表 二十一世纪 先进水平的大容量 DIO组件及环吹风工艺的 直接纺 生产涤纶超细纤维。 （三）工艺生产方法和特点 采用聚酯熔体直接纺工艺，具有工艺流程短、 单位产量基建投资费用省、能耗和产品成本低的优点。 但直接纺对工艺连续性、稳定性和均匀性要求高，由于受熔体管道长度限制，生产操作的弹性小，产品也不宜经常更换，操作和管理水平要求也高。 采用 目前世界上最先进的 40 丝并 /位双胞胎 高速纺丝、牵伸、卷绕 联合机生产 涤纶 细旦超细 差别化纤维，不仅节省投资、占地及降低生产成本，而且丝的张力均匀、条干好、毛丝少。 采用新型纺丝箱体， 液相热媒二次加热气相热媒的加热方式， 4－ 5 减少能耗，使整个装置的能耗明显低于市场上在运行的涤纶长丝生产设备。 上油通过单独的计量泵精确供 油，使上油均匀。 组件、喷丝 板 清洗采用真空煅烧法，技术成熟，环境污染小。 第二节 工艺流程 一、聚酯装置 聚酯装置采用国产化工艺技术，主要工艺流程简述如下： （一） PTA输送 外购 罐 装 PTA由槽罐 车送至 PTA链板输送到混合日 仓库贮存。 （二）浆料配制 原料 PTA 自 PTA 日料仓采用回转阀出料，通过振动筛去除夹带的异状物，质量流量计连续计量后，送入浆料调配槽。 原料 PTA 和 MEG 以及催化剂溶液按规定比例连续送入浆料配制槽中，由特殊设计的搅拌器使之充分混合并配制为恒定摩 尔比（ MEG/PTA）的浆料，经浆料输送泵连续送入酯化反应器中。 （三）酯化反应 酯化反应系统共设置两台酯化反应器。 在第一酯化反应器中酯化率可 达到 91%；第二酯化反应器 控制酯化率在 %左右。 通过调节反应器温度、压力和液位，可控制反应酯化率，同时保证装置 稳定运转。 两个酯化反应器 汽相物采用一个工艺塔用于乙二醇回收。 分离的重组分乙二醇回流到两个酯化反应器中。 塔顶轻组分冷凝后，凝液用 4－ 6 作塔的回流液，其余作为生产污水送污水处理系统处理。 （四）预缩聚反应 预缩聚反应系统共 设置两台预缩聚反应器。 第一预缩聚反应器的操作压力控制在 100mbar 左右，使用液环真空泵产生真空；控制第二预缩聚反应器的操作压力在 10mbar左右，其 单独设置液环泵与乙二醇蒸汽喷射泵自成一套真空系统。 在预缩聚反应器及其真空设备之间设置刮板冷凝器，采用乙二醇喷淋以捕集汽相中的乙二醇及夹带物。 乙二醇凝液收集在液封槽中，以循环冷却水作为冷却介质，通过冷却器降低温度后循环使用。 因乙二醇凝液中水含量较高 ， 送入酯化反应系统工艺塔中进行分离。 第二预缩聚反应器采用齿轮泵出料，经预聚物熔体过滤器过滤后送入 终缩聚反应器中。 （五）终缩聚反应 设置二 台终缩聚反应器，终缩聚反应器中的操作压力控制在1mbar 左右。 通过控制真空度使熔体的聚合度达到指标要求。 为控制终缩聚系统真空度，采用冷冻水作为乙二醇喷淋液的冷却介质。 新鲜乙二醇加入在终缩聚反应器的刮板冷凝器、乙二醇蒸发器和液环真空泵组中。 终缩聚反应器和乙二醇蒸汽喷射泵组气相凝液水含量较低，无需分离即可直接回用。 该部分乙二醇和预缩聚系统经工艺塔分离后的乙二醇混合，可直接送到浆料配制槽用作浆料调配用。 采用乙二醇蒸汽喷射产生真空，用液环 泵作为它的排气级。 通过调节补加在喷射泵吸入口的乙二醇蒸汽量，控制操作真空度。 喷射泵组的第一级混合冷凝器的真空度在 6 mbar左右，第二予缩聚反应器的 4－ 7 刮板冷凝器的未凝气引至这个混合冷凝器。 设置乙二醇蒸发器，为喷射泵提供动力蒸汽。 （六）熔体分配及切片生产 聚酯熔体采用齿轮泵出料和增压，经熔体过滤器过滤后，通过特殊设计的熔体分配系统，一部分送熔体直接纺长丝装置。 另一部分送切片生产系统铸带切粒。 聚酯熔体从铸带头挤出成型，采用除盐水作为冷却介质，通过换热器冷却循环使用。 （七）切片 输送和包装 聚酯生产线设置一套切片密相气力输送线，将切片从切片中间料斗输送到成品料仓储存和包装。 （八）乙二醇分配及催化剂配制 新鲜 MEG 自原料罐区乙二醇储罐经 MEG输送泵送至聚酯装置本系统，过滤后分配至装置各用户。 三醋酸锑作为缩聚反应的催化剂，采用间隙调配方式，从供料槽连续计量加入到浆料配制槽中。 （九）二氧化钛配制 二氧化钛是纤维级聚酯切片常用消光剂。 将二氧化钛配制成浓度较高的消光剂悬浮液，经研磨机研磨打碎聚集的大颗粒后，加入乙二醇稀释到工艺要求的浓度 ，并再经离心机分离其中大颗粒、过滤器过滤后，送入消光剂供料槽中，计量后连续送入第二酯化反应器。 二、直接纺差别化 细旦长丝 纤维装置 （一）熔体输送及分配 4－ 8 从聚酯装置最终缩聚反应器出来的熔体经出料泵、熔体过滤器、熔体夹套管输送至分配阀，再分配至各条纺丝箱体，为了满足纺丝所需要的熔体压力，在熔体管道中设置有增压泵；为了克服熔体经过增压泵后所产生的温升，保证熔体的质量，增压泵后设有熔体冷却器。 熔体在进入纺丝箱体前先通过静态混合器，并保证聚酯熔体在进入纺丝的温度和粘度相同。 （二）纺 丝 自熔体分配系统来的聚酯熔体以一定温度进入由汽相热媒保温的纺丝系箱体，经计量泵定量后送至纺丝组件。 熔体在纺丝组件处被再次过滤和均化后挤出喷丝板，进入环 吹风室被一定温湿度的侧吹风冷却固化为丝束。 （三）卷绕 细旦超细差别化 纤维丝束进入卷绕机后，经过 热辊 /导丝辊，卷绕头上高速卷绕成纤维丝饼。 细旦 FDY 纤维丝束经罗拉上油器上油后，进入加热的第一牵伸辊和加热的第二牵伸辊，在两辊之间完成全牵伸。 牵伸后的丝束经网络喷嘴加网络后，在高速卷绕头上形成 FDY 丝饼。 每对导丝辊自带电机和变频器，卷绕头能 自动无废丝更换。 在导丝辊之间设有网络喷嘴。 卷绕头前设有检丝器，用于检测丝束断头、激活切断器、丝束收集装置和吸丝系统。 卷装定时自动切换， 自动 落筒。 （四）分级包装 放于筒子车上的纤维丝饼，经物检、外观检查、分级后，按产品品种及其等级， 进入自动包装生产线，经过自动包装后 用叉车输送至成品库房。 在成品库房内用叉车码放。 4－ 9 （五）纺丝油剂制备系统 桶泵将浓纺丝油剂送入纺丝油剂计量槽。 除盐水经计量后注入纺丝油剂制备槽，开动搅拌器，将浓缩的纺丝油剂从纺丝油剂计量槽中放至制备槽中，经化验合格后的纺丝油剂，送至纺丝油剂 贮存槽。 油剂靠重力由油剂贮存槽至卷绕纺丝油剂进料槽，由油剂计量泵送丝束上油装置。 （六）组件清洗 从纺丝机更换下来的纺丝组件立即在组件分解台上进行分解，纺丝组件及喷丝板送真空煅烧装置清洗。 清洗后的喷丝板必须放入超声波清洗装置进一步清洗，经过超声波清洗以后，喷丝板用压缩空气吹干，经镜检合格后分别放入塑料袋封存备用，在组件组装台上与清洗干净的纺丝组件组装后送组件预热炉预热备用。 （七）热媒加热系统 夹套管线、熔体分配阀、增压泵和熔体分配管线的热媒均由热媒站供给。 纺丝箱体和部分熔 体管线由热媒蒸发器产生的汽相热媒加热。 热媒蒸发器是一个 U型管热交换器。 使用过的汽相热媒通过冷凝器、溢流管线后回到热媒蒸发器。 汽相热媒系统保证所有纺丝箱体和组件温度相同。 三 、辅助生产装置 （一）过滤器清洗 采用高温水解法清洗聚酯装置预聚物和终聚物过滤器滤芯，即过热蒸汽解聚方式。 过滤器滤芯先在清洗炉中用 310℃过热蒸汽解聚 24 4－ 10 小时，然后是 24 小时热碱洗， 24 小时热水洗，再用 5～ 15MPa高压水洗，最后是超声波处理，鼓泡检验。 （二）热媒系统 热媒站为聚酯装置用户提供热源。 热媒 循环泵将恒定温度的热媒（～ 320℃）送至聚酯装置，使用后温度降低的热媒通过循环管路回到热媒站，通常称该闭环系统的热媒为一次热媒。 为平衡热媒温度升高而产生的体积膨胀，在聚合楼的最高处设置热媒膨胀槽以平衡体积变化量。 在热媒站设置热媒收集槽，在停车或遇到其他紧急情况时，接收聚酯装置排放的热媒。 送至聚酯装置中每个供热回路循环的热媒称为二次热媒。 通过调节进入每个二次回路的一次热媒量，可以控制二次热媒的温度，实现工艺上对每个设备不同温度的要求。 （三）原料罐区 乙二醇储罐：外购乙 二醇采用乙二醇槽车运输，经乙二醇卸车泵卸料后，储存于乙二醇储罐中。 利用厂区原有的 两台 5000m3的乙二醇储罐，经乙二醇输送泵送至聚酯装置各用户。 贮存天数为 50 天左右。 水煤浆 储罐：外购 水煤浆采用 槽车运输，经 水煤浆 卸料泵卸料并储存于 水煤浆储罐中。 利用原有的 两台 1000m3的燃料储罐，经 水煤浆循环泵送至热媒站使用。 贮存天数为 30 天左右。 第三节 主要原材料规格及消耗 一、主要原材料规格 4－ 11 （一）精对苯二甲酸 分子量 外观。