高分子材料加工厂设计Word格式文档下载.docx

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任课教师：

　　　　　董军

2017年1月2日

涤纶短纤维的工艺流程设计

黄泰铭（学院，高材142班）

摘要：

本文综述了年产6万吨的纤维厂设计的可行性报告，着重介绍了涤纶短纤维的工艺流程。

结合生产企业的实际情况，利用回收瓶片生产涤纶短纤维。

关键词：

涤纶短纤维；

工艺流程；

工厂设计

ProcessDesignPolyesterStapleFibers

Huangtaiming（PolymerMaterial142,JiaxingUniversity）

Abstract:

Thispaperreviewstheannualoutputof60,000tonsoffiberplantdesignandfeasibilityreport,highlightingtheprocessofpolyesterstaplefiber.Productionenterpriseswiththeactualsituation,theuseofrecycledpolyesterstaplefiberbottlechipproduction.

Keywords:

polyesterstaplefiber;

process;

Designoffactory

第一章总论

第一节概述

为了适用日新月异的城乡建设发展的需求，进一步开拓相应的产品市场，有效地强化企业的生存与竞争能力，市天丰材料公司拟投资建设年产6万吨涤纶短纤维厂。

市天丰材料公司概况如下：

拟投资项目名称：

市鸣人材料公司

法定地址：

XX市武鸣区

项目投资人：

黄泰铭

市鸣人材料公司年产6万吨涤纶短纤维厂项目由黄泰铭投资兴建，项目总投资一亿元，注册资本金额是以人民币现金投资，项目选址在XX市武鸣区。

第二节项目建设的必要性及有利条件

一、项目建设的必要性

我国衣食住行。

人民生活、生产都离不开化纤，棉布、棉纱、许多产品都用化纤取代，化纤产品的价格从2002-2009年趋上升之势，从5000元/吨上升到15000元/吨。

全球对纤维的需求量不断增加。

国际权威机构调查表明，近20年来，世界各种纤维的需求量以每年3%的速度增长，2000年需求总量超过6300万吨，中国成为世界上最大的纤维消费国，在未来的十年增长幅度将是世界首屈一指的，加拿大和美国仍然是世界第二大纤维消费市场，西欧第三。

由于天然纤维发展受耕地条件限制，大力发展化学纤维则是解决纤维总量不足的唯一途径。

目前，我国早已加入WTO，城乡建设日异月新，人们生活水平日益提高，为了增强企业的市场竞争能力，提高企业的经济效益，充分依托新沂区位优势、资源优势等有利条件，建设具有一定规模的涤纶纤维项目显得尤为重要和迫切。

二、企业自身有利条件

1、区位优势

-东盟经济开发区落户武鸣境的华侨投资区以后，该县注重以此为契机，及时理清发展思路，重新谋划县域工业发展布局。

经开区的土地与县4个镇的土地相连，市至经开区高速公路经过县城、贯穿县境3个镇。

抓住这一便利条件，该县把原来的伊岭工业集中区围扩大到50平方公里，并分为城南工业园和城西工业园，介于市区、武鸣县城和－东盟经济开发区之间，使优越的地理位置进一步凸显。

2、企业的信誉

该公司的投资者具有多年的企业管理经验，社会信誉高，资金积累丰厚，不仅具有很好的社会关系，同时具有较好的银企关系，其良好的信誉取得各家银行的信任。

3、人员素质

市鸣人材料公司拥有一批经验工程技术人员和熟练的操作人员，人员素质高，为本项目建设提供了人员及技术保证。

综上所述，我国涤纶纤维企业面临着严峻的挑战，同时也带来了发展机遇。

现实迫使该行业不得不面对新的市场动态，进一步深入地调整产品结构，采用先进技术、先进工艺降低成本，以期在激烈的竞争中求得生存空间，求的发展壮大。

第三节可行性研究的围

本可行性研究的重点为：

一、市场需求

二、建设规模及产品方案

三、生产技术路线的选择

四、设备国产化的方案

五、建设投资和经济评价

第四节研究结论

一、项目的建设是必要的

由于我国国民经济的发展人们生活水平的提高，尽管国涤纶纤维近年来发展很快，但仍然跟不上需求的增长速度，大力发展涤纶纤维仍是我国未来多年纤维产业发展的任务。

二、建设规模的合理

本项目生产能力为年产6万吨的涤纶纤维，规模大，单位投资小、成本低、企业经济效益好、市场竞争能力强，投资风险小。

工艺技术先进可靠

本装置采用国产化设备，已实现了装置国总成套，部分关键设备进口，主要设备由国设计，国制造。

产品质量达到国际同行业先进水平。

实践表明，国产化技术是先进的，也是成熟可靠的。

三、依托条件好

本项目充分利用市开发区的地理位置、基础设施以及公司的人才、技术、资金、管理、市场和品牌等方面优势，缩短建设周期，节省基建费用，实现投资省，速度快，效益好的目标。

四、经济效益好

本项目涤纶纤维10条生产线，年产值52200万元，经济效益良好，且有一定的抗风险能力。

综上所述，本项目在技术及经济上是可行的。

第二章市场需求及预测

涤纶作为衣用纤维，其织物在洗后达到不皱、免烫的效果。

常将涤纶与各种纤维混纺或交织，如棉涤、毛涤等，广泛用于各种衣料和装饰材料。

涤纶在工业上可用于传送带、帐篷、帆布、缆绳、渔网等，特别是做轮胎用的涤纶帘子线，在性能上已接近锦纶。

涤纶还可用于电绝缘材料、耐酸过滤布、医药工业用布等。

合成纤维因具有强度高，耐磨、耐酸、耐碱、耐高温、质轻、保暖、电绝缘性好及不怕霉蛀等特点，在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。

综上所述，涤纶纤维质量好，档次高，交易及时，在市场上有相当大的潜力，因此前景是乐观的。

第三章建设规模和产品方案

第一节建设规模

本项目涤纶纤维10条生产线。

年均操作天数为333天（8000小时）。

第二节产品方案

坚持贯彻以市场为导向，以科学技术进步为动力，走可持续发展的道路，并以市场为导向，实行以销定产，妥善定位产品，以质量取胜，拟定项目产品为涤纶短纤维产品。

第四章工艺技术方案

第一节工艺流程

一、工艺原理[1]

熔体经过降温的熔体输送过程，进入纺丝箱体，经计量泵计量和增压后经过组件使熔体从喷丝板的喷丝孔喷出形成熔体细流，经环形吹风冷却成原丝。

由于卷绕速度大于挤出速度、丝的自重和流变性能，原丝的分子链中已有一定的拉伸取向，称预取向。

由于熔体细流细长易冷却，一般结晶度较低，所以预取向主要是非晶的分子链取向。

预取向的程度受熔体温度、纺丝压力、喷丝孔的长径比、环吹风对丝的冷却速度、以及卷绕速度等因素影响;

随着纺丝熔体的黏度升高、卷绕速度和拉速比的增加以及冷却速度的加快，原丝的预取向程度提高，而且预取向对后加工有很大影响。

二、纺丝工艺流程：

【2】

来自干燥后的瓶片→螺杆挤压→双过滤+增压泵熔体输送→立式计量泵→纺丝箱→冷却吹风→卷绕上油→六辊牵引喂入→丝桶往复→丝桶搬运。

后处理工艺流程：

集束架→上导丝架→下导丝架→七辊导丝机→浸油槽→第一拉伸机→水浴拉伸槽→第二拉伸机→蒸汽加热箱→紧热定形机→冷却喷淋装置→第三拉伸机→三辊叠丝机→三辊曳引机→力调节架→卷曲预热箱→卷曲机→铺丝机→上油机→松弛定形机→捕集器→曳引力机→切断机→打包

表纺丝级回收瓶片的质量控制指标表如下所示：

主要纺丝及后处理工艺参数如下表所示:

第二节特定条件

一、PET熔体品质【3】

PET品质对纺丝成形过程以及纤维品质均有明显影响。

特性黏度是聚合度的标志，为保持纺丝稳定，黏度波动愈小愈好，直接纺的熔体黏度波动偏差应保持±

0．015dL/g之。

黏度是否稳定是直接纺丝成功的关键，特性黏度过低则纺丝困难，断头、毛丝多，纤维强度等品质指标下降，直接纺丝的熔体黏度大于0．60dL/g即可。

二、熔体温度

熔体温度作为一项重要的纺丝工艺,直接影响到纺丝质量和生产操作。

控制好适当的螺杆各区温度,或者控制熔体输送温度、箱体温度等参数,其目的是为了使切片很好地熔融,聚合物的降解尽可能小,且使熔体具有恒定而适宜的温度。

若熔体温度过高,热降解大,则会造成注头丝;

若温度过低,则易使熔体剪切应力上升,从而造成硬丝,给纺丝生产带来困难,并影响初生纤维质量。

由于瓶片和聚酯切片相比熔点较低,粘度较高,再加之原料的熔点、粘度都有差异,更应严格控制熔体温度。

将熔体温度控制在276℃左右,纺丝温度适宜,初生纤维质量

好。

喷丝板表面因与空气接触，温度一般低于箱体温度，为了顺利纺丝，喷丝板表面温度宜比熔体温度高出4～10℃。

[4]

三、冷却吹风温度、湿度、风量和风速

风温与丝束的冷却速度直接有关，为了保持纺丝稳定，风温偏差要小，最好控制在1℃以。

风温低，冷冻量大，能耗大。

由于冷却风温会直接影响喷丝板温度，当温度过低时喷丝板更换率会明显增加。

而温度过高，易引起毛丝、断头，并影响未拉伸丝品质，一般选择22～26℃。

风湿高、热含量高，冷却效果好，但易结露。

一般认为含湿量在14～18g/kg（干空气）最佳。

冷却风送风量和喷丝板熔体吐出量有关，吐出量大则送风量应相应增加。

单丝根数多，风量亦应增大些。

风速应保证风能均匀地吹到所有丝条上，风速和初生纤维的倍半伸长率和直径均匀率有一定的关系。

四、拉伸工艺

纤维经过拉伸，其取向度及结晶度增高，拉伸不仅是提高纤维物理机械性能的必要手段，也是检验前工序品质的关口。

丝束温度的影响:

进入第一拉伸浴槽的丝束，经过预热（40～50℃）比不经过预热（如15～20℃）更有利于拉伸，这主要是预热能使外丝层温度更趋均匀。

经过预热的丝束拉伸后，其未拉伸丝和不完全拉伸丝（异常纤维）的数量比无预热的少得多。

丝束密度的影响:

丝束密度是指单位宽度丝束中纤维的总线密度，拉伸辊上丝束密度不同，拉伸效

果也不同。

一般说来，丝束密度过大，纤维间受热不匀，因而未拉伸丝和不完全拉伸丝数量也多，所以丝束密度不宜过大，随着丝束总线密度增加，丝束宽度亦应相应增加。

拉伸温度的影响:

纤维的屈服强度随拉伸温度的提高而降低，在玻璃化温度附近有明显转折，因此拉伸温度必须在玻璃化温度以上。

在65～70℃水中进行第一段拉伸，拉伸时肩颈消失，成为均匀拉伸。

拉伸速度的影响:

拉伸速度一般指最后一段拉伸结束时出第三拉伸机拉伸辊的表面速度，在丝束总线密度相同条件下，提高拉伸速度则单机产量随之提高，显然，提高拉伸机速度是提高拉伸机效率的主要途径。

拉伸倍数确定应根据拉伸段数及成品最终物理机械性能的要求确定。

影响最大拉伸倍数的因素除了原丝分子质量外，未拉伸丝的取向度是关键。

拉伸倍数愈大，纤维强度愈大，伸度愈小，制品的强伸度曲线有所变化。

五、热定型的工艺

热定型温度愈高，结晶速度愈快，结晶度明显增长，但当温度超过200℃时，热定型的效果反而下降。

紧热定型时，温度愈高，纤维的强度愈高，伸度愈低。

为了保证满足用户需要，热定型温度务必严格控制。

热定型时间延长，可以提高定型效果，但与温度相比，温度是决定性因素。

当温度过低时，即使延长定型时间，也不能达到定型效果，特别是紧热定型，丝束停留时间有限，更要注意温度的选择[5]

第三节主要原料供应

回收瓶片的原料主要来源于矿泉水瓶、可乐瓶、热罐装饮料瓶和油瓶等。

原料的主要来源于废旧物资回收行业。

其原材料市场供应量充足，价格低廉。

根据调查，主要原料