PA6回收装置问题分析及解决办法

裴瑞瑞(北京华福工程有限公司武汉分公司,湖北 武汉 430223)

PA6聚合装置是以己内酰胺为主要原料，生产聚酰胺6（PA6）纺丝级干切片，该工艺技术经历了从小容量到大容量，从间歇聚合到连续聚合，工艺技术日趋合理、成熟。PA6连续聚合流程简述为：液态己内酰胺-添加剂系统-消光剂制备-预聚合-后聚合-切片生产-切片萃取-切片干燥和冷却-切片输送/储存和运输。

1 PA6单体回收装置工艺流程

在PA6切片生产过程中，切片中含有己内酰胺单体及低分子物，可经萃取塔用热水将其萃取出来，即萃取水。己内酰胺回收装置是指从萃取水中回收己内酰胺单体。回收的单体可作为聚合的原料回用，以减少原料消耗。PA6回收装置包括：萃取水蒸发、低聚物分离、解聚、己内酰胺精馏。

1.1 萃取水蒸发

PA6切片萃取过程中产生的萃取水首先进入萃取水罐，后泵送至萃取水蒸发装置以分离水中的己内酰胺/低聚物。为了节能，萃取水在配有一个机械蒸汽压缩系统的三效蒸发系统中连续蒸发，可将萃取水中的己内酰胺浓度由10%（wt）提高到85%（wt）。为了减少己内酰胺的损失和污染环境，排放的蒸汽经填料塔整流，冷凝物在萃取中得以再利用。

1.2 低聚物分离

低聚物分离的目的是从己内酰胺/低聚物溶液中分离出低聚物。当低聚物在分离器底部被排出并送到解聚单元时，己内酰胺/水被蒸发。

1.3 解聚

解聚系统是将分离出来的低聚物分解为己内酰胺。在解聚齐中，低聚物通过蒸汽和催化剂的作用下被连续地解聚成己内酰胺；己内酰胺水蒸汽混合物输送到精馏工序的预脱水塔进行脱水，己内酰胺被冷凝以及己内酰胺水溶液被浓缩，浓度可提高到99%（wt）。

1.4 己内酰胺精馏

精馏单元用来分离回收己内酰胺中的低废物和高沸物。在精馏中，利用三个精馏塔（预脱水塔、预精馏塔、主精馏塔）将己内酰胺溶液在真空条件下连续精馏。为了约束酸的组分，加入某些化学助剂以显著增加被精馏的己内酰胺的PM值。精馏后的己内酰胺通过储槽经泵送回聚合装置作为原料进行回用。

2 PA6单体回收管道堵塞问题及解决办法

2.1 造成管道堵塞的原因

在低聚物分离器中，被蒸发出来的己内酰胺/水从分离器顶部引出至精馏单元的预脱水塔，但同时其气相中会带入少量低聚物颗粒。低聚物颗粒累积会造成

工艺管道及压力表连接管的堵塞，使管道阻力加大、仪表不能正常指示，从而对正常运行产生影响。

2.2 解决办法

2.2.1 水平管道设置一定的坡度，坡向低聚物分离器，以尽量减少水平管道中低聚物颗粒的累积，详见图3.2-1。

2.2.2 在管道的每个弯管处设置DN100的手孔，这样设置便于清扫水平管和垂直管中的颗粒物，以免造成管道堵塞，详见图3.2-1。

2.2.3 压力表要求斜45°进行安装，且在压力表根部阀前连续通入低压纯氮气。此氮气的作用就是对压力表连接管进行吹扫，以避免堵塞，可保证压力表正常指示，详见图3.2-1。

图3.2-1

图4.2-1

3 PA6单体回收液相导热油系统问题及解决办法

3.1 导热油管道及热量问题

3.2 管道放空和积液问题

在PA6单体回收装置中，高温液相导热油系统是个封闭的循环系统，被用来对分离器和换热器进行加热；己内酰胺/低聚物溶液温度较高的管道，高温液相导热油被通入夹套管内对工艺介质进行伴热。然而不同于封闭的冷却水循环系统，高温液相导热油介质受温度的影响，会一直以较低的速率进行分解，产生裂变气体。此气体不断积累，将导致封闭循环系统不能正常运行。为了确保导热油系统正常运行，且避免高点积气、低点积液，管道布置时要保证导热油系统的管线可以自动高点放空、低点排液。

3.3 热量利用问题

在高温液相导热油封闭系统运行过程中，如果导热油管线设置不合理，导热油将不能充满管道截面，导致热量利用不充分，加大热损失。

3.4 解决办法

3.4.1 导热油分解产生的裂变气体必须要对其进行有目的收集和排放；

3.4.2 流速较低的导热油管线在高点处必须进行连续放空；

3.4.3 水平的导热油管线要保持一定的坡度，便于排液；

3.4.4 导热油补充管道一般是接在主管道的最低处，且是从下部接入；导热油回流管线一般是接在主管道的最高端，且是从上部接触。这样设置就可以保证系统自动高点放空，通过导热油补充管道排凝，详见图4.2-1。

3.4.5 两段夹套管中如设有带夹套的流量计元件，由于施工原因，前段夹套管的导热油回流管线要从底部接出，再从流量计夹套的底部进入，这样将导致导热油不能充满前段夹套管的管道截面，为了充分利用热量，就要另外设置前段夹套管到后段夹套管的旁路管线；

3.4.6 导热油管线要尽量短，减少折弯。

4 结语

通过对PA6单体回收装置存在的问题进行分析，在工程设计中，我们要多方面进行考虑，从单体回收应用的实际出发，研究制定出最切合实际的解决办法，确保生产系统能够正常运行。

[1]杨军.PA6聚合生产技术[J].合成纤维工业.1996,19（2）.

[2]张柏松.PA6单体回收用间歇蒸馏系统的比较[J].合成纤维工业，2007,30（6）.

[3]刘小平.PA6单体回收蒸馏系统的改进[J].广东化纤，1990,3（1）.