3.3 流程选择


3.3.1 工艺流程应根据生产规模、产品方案、产品质量的要求确定。
3.3.2 常规品种的涤纶短纤维、涤纶民用长丝和工业丝宜采用熔体直接纺丝工艺流程;生产小批量、多品种和差别化涤纶产品,宜采用切片纺丝工艺流程。
3.3.3 除水冷却工艺单丝外,涤纶长丝产品不应采用UDY-DT纺丝工艺流程。
3.3.4 涤纶工业丝生产应采用纺丝-牵伸-热定型-卷绕一步法工艺流程。
3.3.5 涤纶复合纤维、功能性纤维和单丝生产宜采用切片纺丝工艺流程。
3.3.6 熔体直接纺丝工艺的熔体输送管道上应设熔体冷却器。
3.3.7 切片纺涤纶工厂内的切片输送宜采用密相气流输送流程。
3.3.8 再生涤纶纤维工厂内的瓶片或再造粒切片输送宜采用下列方式:
        1 当采用连续结晶干燥工艺流程时,宜采用气流输送流程;
        2 当采用真空转鼓结晶干燥工艺流程时,宜采用电动葫芦吊运并直接投料方式。
3.3.9 再生涤纶工厂的熔体过滤应根据原料情况不同设置2道过滤或3道过滤。
3.3.10 熔体直接纺丝工艺的熔体输送距离较长,且熔体停留时间或压力降不能满足纺丝要求时,可采用2台熔体增压泵串连的输送方式。
3.3.11 与聚合装置合建的常规涤纶工业丝生产可采用液相增黏直接纺丝工艺。
3.3.12 涤纶工业丝的活化丝浸胶工艺可采用一浴流程,非活化丝浸胶工艺宜采用二浴流程。
3.3.13 生产11dtex~56dtex单丝宜采用立式风冷纺丝工艺,生产56dtex~555dtex单丝应采用卧式水冷纺丝工艺。
3.3.14 56dtex及以下规格的单丝生产宜采用一步法涤纶母丝分纤单丝生产工艺技术。
3.3.15 大型涤纶长丝装置宜采用人工智能生产技术,宜包括在线检测、自动络筒、自动包装、自动仓储等技术,并应为智能制造、大数据采集预留接口。
3.3.16 生产中空涤纶短纤维以及采取低温卷曲工艺生产常规涤纶短纤维的后处理生产线,应设置松弛热定型机;采用高温卷曲工艺生产涤纶短纤维的后处理生产线,可设置链板冷却输送机。
3.3.17 涤纶短纤维的后处理生产线应根据产品特点选择在热定型机之前或之后设置切断设备,柔性化生产线可在前后同时设置2台切断设备。
3.3.18 采用切片或瓶片为原料时,其卸料系统应设置金属检测器;采用真空转鼓干燥设备时,转鼓出料系统也应设置金属检测器。
3.3.19 根据原料和产品需要,生产再生涤纶产品宜在螺杆熔融后增加增黏均化工序。

条文说明
3.3.1 本条为工艺流程选择的基本原则。具体体现在以下几个方面:
    (1)所选用的工艺流程和设备要适应产品品种的要求,确保产品质量:
    (2)设备能力要与生产规模相适应:
    (3)提高机械化、自动化水平,提高劳动生产率;
    (4)工艺流程先进、成熟,生产过程节能、环保;
    (5)流程设计合理,有利于降低原材料和公用工程消耗;
    (6)符合国家对环境保护的有关规定。
3.3.2 涤纶熔体直接纺丝工艺较切片纺丝工艺省去了熔体的铸带、切粒、干燥、输送、包装、贮存、运输、开包、熔融等工序,极大地节约能量,减少占地、投资及用工,有利于降低生产成本,节约资源。但其缺点是更换品种不灵活,对生产管理方面要求更严格。因此,对于生产小批量、多品种和差别化涤纶品种,仍以采用切片纺丝工艺为佳,其生产灵活,调换产品方便。
3.3.3、3.3.4 采用纺丝-牵伸-热定型-卷绕一步法下艺路线,生产是在同一设备上完成的,该法生产效率高,产品质量好,成本低。而采用纺丝、牵伸二步法工艺路线,生产是在多台设备上完成的,设备多,占地大,流程长,投资大,成本高,产品质量较一步法差,设备效率低。
对于涤纶单丝生产,采用高速纺母丝再通过分丝机生产出涤纶单丝的工艺,是发展趋势。但对于生产粗旦的单丝,由于传统的风冷却工艺无法将粗旦的单丝在较短时间内均匀冷却,因此,目前国内粗旦单丝仍采用二步法工艺来生产粗旦涤纶单丝。
3.3.6 熔体直接纺丝工艺用于大批量生产,熔体管道较长。纺丝熔体在长距离输送过程中,由于摩擦生热会造成熔体温度上升较快,将加速熔体的热降解,影响熔体质量。因此,在熔体直接纺丝工艺的熔体管道上,需要设置熔体冷却器以保证熔体在合适的温度范围内。
3.3.8 真空转鼓结晶干燥工艺是间歇式操作,采用电动葫芦吊运并直接投料方式,有利于减少料仓体积,方便操作。
3.3.9 涤纶长丝生产由于纺丝速度较快,对熔体的质量要求较高,而再生涤纶的生产原料含杂质较多,因此,采用多道过滤有利于提高熔体质量,延长纺丝组件的更换时间,增加满卷率。而涤纶短纤维纺丝速度较慢,对熔体的质量要求不如长丝苛刻,过滤器设置数量可以比长丝少。
3.3.10 由于熔体停留时间长将造成聚合物的热降解,端羧基含量升高,色相变差,影响产品的质量和生产的稳定,因此在熔体直接纺丝工艺中要尽可能减少熔体的停留时间。随着涤纶生产企业的建设规模越来越大,熔体输送管道也越来越长,目前有超过200m的熔体输送距离。熔体停留时间见公式(1):
式中:T av——熔体在管道中的平均停留时间(min);
           L——熔体输送管道的长度(m);
           D——熔体输送管道内径(mm);
           ρ——熔体密度(kg/m 3);
           Q——熔体的质量流量(kg/h)。
           从公式(1)中可看出,要缩短熔体停留时间,一是缩短熔体输送管道的长度,二是缩小输送管道的直径。在设计中一般采用缩小管径、提高流速的办法。因此,可采用增加1台熔体输送泵,以提高流速,降低熔体停留时间,并保证熔体进入纺丝箱体的压力。
3.3.11 目前涤纶工业丝生产技术主要有传统的切片纺丝工艺和熔体增黏直接纺丝工艺两大技术路线。熔体增黏直接纺丝工艺由于省去了低黏聚酯熔体的冷却、切粒、输送、固相增黏、高黏切片挤压熔融等工序,大大缩短了工艺流程,同时突破了螺杆吐出量的限制,单纺位产能提高50%左右,整体能耗水平大大降低。该技术具有流程短、能耗低、效率高、投资省等特点。据测算,传统的切片固相增黏纺丝技术单位产品能耗维持在360kgce/t左右;而液相增黏熔体直纺涤纶工业丝技术单位产品能耗在240kgce/t左右。液相增黏熔体直纺涤纶工业丝技术通过立式管外降膜反应器,将低黏度聚酯熔体(特性黏度IV=0.65dl/g)在液态下继续缩聚,特性黏度增至1.00d/g左右,可以纺制黏度在1.00dl/g以下的各种常规涤纶工业丝,但对控制和熔体质量稳定性要求较高,目前废丝率较切片纺丝工艺高,满卷率不及切片纺丝工艺。
3.3.12 涤纶帘子布的浸胶主要是降低纤维的热收缩和提高纤维与橡胶的黏合力。有两种工艺,即一浴浸胶和二浴浸胶工艺,目前这两种工艺世界上都有采用。由于聚酯分子结构的特点与锦纶不同,难以与橡胶结合,采用传统的一浴浸胶工艺不能使涤纶与橡胶进行有效黏合,为此,需要在浸胶前对纤维表面进行处理,提高聚酯分子结构的活性,增强对橡胶的亲和力,这就是二浴浸胶工艺。一浴浸胶工艺是先对涤纶工业丝进行活化处理,在纺丝油剂中增加使其纤维与橡胶的黏合成分,在热处理时先生成初生表面皮膜,然后进行浸胶处理,以达到增加纤维与橡胶的黏合力的目的。两种浸胶工艺各有利弊,一浴浸胶工艺工艺流程短、设备投资少、能耗低,但浸胶液配方复杂,浸胶难度大,帘子布与橡胶的黏合力差,约为二浴浸胶工艺的90%一95%。二浴浸胶工艺的设备投资较大、流程较长、能耗大,但帘子布与橡胶的黏合力好,产品质量稳定,胶量消耗少。因此,应根据所选择的生产工艺路线决定。
3.3.13 因为56dtex以下的涤纶单丝可以通过侧吹风达到预期的冷却效果,但是56dtex~555dtex的涤纶单丝通过侧吹风不能使纤维的内外被均匀冷却下来,容易使纤维产生皮芯结构,因此只能通过水浴冷却的方式来生产。
3.3.14 过去传统涤纶单丝采用二步法生产工艺,存在生产效率低、工艺流程长、生产能耗高、单丝的物理指标分散性大等问题。而近年产业化的一步法涤纶母丝分纤单丝生产工艺技术,采用纺丝、冷却、牵伸、定型、卷绕一步法技术,解决了二步法生产工艺的缺陷,提高了生产效率,减少了车间占地面积。
3.3.15 随着自动化生产技术及工业机器人的发展和进步,大型涤纶生产企业正在逐步推广自动化生产线,以降低用工成本,并提高生产效率。
3.3.16 生产涤纶中空短纤维在卷曲后设置松弛热定型机有利于提高三维卷曲效果;有硅中空产品还需通过高温松弛热定型,使硅油产生交联反应,提高产品的滑爽性能。而采取低温卷曲工艺,通常采用喷淋上油,水分较大,需要设置烘干机(松弛热定型机)以除去水分;而高温卷曲工艺,通常采取油轮上油,丝束含水不多,采用链板冷却输送机通过鼓风冷却即可满足要求。
3.3.17 涤纶短纤维切断设备设置在热定型机之前或之后,应根据产品方案决定。常规产品通常是在热定型机之后设置纤维切断设备,而对于三维卷曲纤维生产则需要在热定型机之前设置纤维切断设备。而在前后同时设置切断设备,可满足柔性化产品生产。
3.3.18 设置金属检测器是为防止切片或瓶片中混杂有金属物质,防止其进入纺丝系统而损坏螺杆挤出机。
3.3.19 本条规定是为了提高熔体的黏度和均匀性,保证产品质量。

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