[發(fā)明專利]一種氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310717765.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103668490A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李來(lái)所;李翠屏;朱瑞賀;陳慧如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇智道工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): D01D5/04
• 分類號(hào): D01D5/04;B01D53/22
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域氨綸干法紡絲系統(tǒng)溶劑回收和介質(zhì)循環(huán)，具體的說(shuō)是一種氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

N,?N—二甲基乙酰胺簡(jiǎn)稱DMAC，是重要的有機(jī)化工原料、醫(yī)藥中間體、性能優(yōu)良的溶劑，主要作為耐熱合成纖維、塑料薄膜、涂料、醫(yī)藥、丙烯腈紡絲工藝中的溶劑。

氨綸工業(yè)化生產(chǎn)已半個(gè)多世紀(jì)，進(jìn)入中國(guó)已二十多年。氨綸按照紡絲方法有溶液干法、溶液濕法、熔融擠出法和化學(xué)反應(yīng)法，由于干法紡絲具有產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、強(qiáng)度高、彈性恢復(fù)率好、適用面廣、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，故在全球的氨綸生產(chǎn)工藝中占主導(dǎo)地位。世界上獨(dú)立擁有氨綸干法紡絲技術(shù)的早期氨綸生產(chǎn)廠家有：美國(guó)杜邦、德國(guó)拜耳、日本東洋紡、日本旭化成、日本東麗等，我國(guó)的氨綸生產(chǎn)技術(shù)主要來(lái)源于上述公司的技術(shù)輸出，由于技術(shù)的保密性，國(guó)內(nèi)無(wú)法對(duì)該技術(shù)深入了解，故國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的氨綸企業(yè)幾乎完全照搬國(guó)外技術(shù)建設(shè)而成，并沒(méi)有對(duì)該技術(shù)進(jìn)行改變。

在氨綸生產(chǎn)工藝中，干法紡絲工序會(huì)產(chǎn)生大量的DMAC和熱介質(zhì)的混合氣，采用經(jīng)濟(jì)有效的工藝回收混合氣中的DMAC溶劑并進(jìn)行介質(zhì)循環(huán)使用，對(duì)減少能量消耗、提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益及減少環(huán)境污染尤其重要。目前氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中所用的傳統(tǒng)方法為冷凝法+加熱法，具體為：將紡絲甬道排出的DMAC和介質(zhì)的混合氣逐級(jí)冷卻至2-20℃，氣態(tài)DMAC冷凝為液態(tài)。將液態(tài)DMAC分離后，匯至DMAC儲(chǔ)罐，送至后續(xù)精制工序。冷凝后的混合氣中仍含有少量的DMAC，將該氣體逐級(jí)（一般需要多級(jí)加熱）加熱至230-265℃，送至紡絲甬道，作為熱風(fēng)進(jìn)行紡絲原液中的溶劑干燥。由該法需要先將混合氣冷卻至較低的溫度后再逐級(jí)加熱至較高溫度，其缺點(diǎn)為能耗大，工序繁瑣，設(shè)備復(fù)雜，回收率低，運(yùn)行成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)方法及系統(tǒng)，可以省去循環(huán)水冷卻、冷卻水冷卻和冷媒冷卻的多級(jí)冷卻工序，且工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便，回收率高，節(jié)約能耗。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)方法，將氨綸干法紡絲系統(tǒng)紡絲甬道排出的DMAC和介質(zhì)的高溫混合氣通過(guò)換熱器降至一定溫度后進(jìn)入膜分離器，在膜分離器內(nèi)通過(guò)其氣體分離膜將混合氣中的DMAC進(jìn)行分離，所述氣體分離膜的透過(guò)氣中的DMAC由氣態(tài)冷凝為液態(tài)送往DMAC儲(chǔ)罐，所述氣體分離膜的透余氣中的介質(zhì)返回所述換熱器，在所述換熱器內(nèi)將紡絲甬道排出的高溫混合氣降溫時(shí)釋放的熱量用于加熱氣體分離膜的透余氣升至一定溫度后返回紡絲甬道作為熱風(fēng)進(jìn)行干燥紡絲原液中的溶劑。

用于上述方法的氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，包括換熱器和膜分離器，膜分離器內(nèi)裝有氣體分離膜；換熱器具有的熱側(cè)進(jìn)口通過(guò)管道連接氨綸干法紡絲系統(tǒng)紡絲甬道排出氣出口，換熱器具有的熱側(cè)出口通過(guò)管道連接膜分離器具有的氣體進(jìn)口，膜分離器具有的氣體排出口通過(guò)管道連接所述換熱器具有的冷流體進(jìn)口，換熱器具有的冷流體出口通過(guò)管道連接至氨綸干法紡絲系統(tǒng)紡絲甬道氣體進(jìn)口，膜分離器底部具有的液體排出口通過(guò)管道連接至DMAC儲(chǔ)罐。

這樣，通過(guò)膜分離器將降溫后的混合氣中的DMAC組分進(jìn)行有效分離并富集，氣體分離膜的透過(guò)側(cè)主要為高濃度的DMAC，透余側(cè)為含有微量DMAC的介質(zhì)氣體，分離所得的DMAC送往DMAC儲(chǔ)罐，剩余的介質(zhì)升至一定溫度后返回紡絲甬道，作為熱風(fēng)進(jìn)行干燥紡絲原液中的溶劑。

針對(duì)傳統(tǒng)氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，該發(fā)明主要采用換熱器（組）+膜分離的工藝方法，換熱器（組）中的核心設(shè)備為熱管。熱管是依靠自身內(nèi)部工作液體相變來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱的傳熱元件，具有很高的導(dǎo)熱性、優(yōu)良的等溫性、熱流密度可變性等優(yōu)點(diǎn)。在新的氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中，熱管作為傳熱中間體，將紡絲甬道排出的混合氣降溫時(shí)釋放的熱量有效地回收，將回收的熱量用于加熱分離DMAC后的混合氣，達(dá)到節(jié)能的目的。膜分離的工作原理是利用膜對(duì)混合氣體的選擇透過(guò)性實(shí)現(xiàn)兩者物理分離?；旌蠚怏w在膜兩側(cè)壓差推動(dòng)下，遵循溶解擴(kuò)散機(jī)理，使有機(jī)氣體優(yōu)先透過(guò)膜得以富集回收，介質(zhì)被選擇性截留與冷凝法相比，膜分離回收率高、能耗低、操作費(fèi)用低且運(yùn)行安全。

本發(fā)明氨綸干法紡絲介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，即換熱器（組）+膜分離工藝系統(tǒng)，具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，操作方便，回收率高，節(jié)約能耗，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)。