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【学术论文】简谈降低熔体输送温度对后纺满卷率影响(论文题材)

星级: ★★★★★ 期刊: 《纺织报告》作者:王建华 倪玉林 訾双凤 李 华 陈东升 张瑞斌浏览量:1760 论文级别:优质本章主题:冷却器和纺丝原创论文: 5156论文网时间:2009年5月22日审核稿件编辑:Will本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:2621 评论次数: 7512

导读:降低熔体输送温度对后纺满卷率影响是一篇属于冷却器和纺丝的优秀毕业论文,免费分享给每一位正在论文写作的学生们阅读参考。

王建华 倪玉林 訾双凤 李 华 陈东升 张瑞斌

(江苏国望高科纤维有限公司,江苏吴江 215228)

摘 要 为适用市场需求,常规的半消光PET 产品供大于求.为争夺市场,开发的全消光PET 直纺产品占据了市场先机,由于全消光产品中添加的消光剂TIO2 是半光产品的10 倍,外加辅剂量偏多,熔体输送过程中温升大,降解多,后纺的满卷率一直不高,本文主要探讨了通过增加熔体冷却器,降低熔体温度,减少熔体在输送过程的粘度下降,来提高后纺的满卷率.

关键词 全消光PET;降温;熔体冷却器;粘度;满卷率;热降解;增压泵

中图分类号:TQ 340。642

文献标识码:B 

0 前言

在化纤生产中,随着技术的发展,直纺生产线逐步取代切片纺,直纺投资少、成本低、生产规模大.但生产流程长,前后连惯性强,质量波动动态影响因素多,对熔体的内在质量均一稳定及聚合工段生产稳定要求高.熔体输送过程是关键,聚酯输送的熔体要能满足纺丝的需要,满足可纺的条件之一是熔体在单轴拉伸应力状态下能大幅度地出现不可逆伸长变形,即粘度足够大,从高分子运动论的观点看,粘度与小分子向空穴扩散的过程有关.如把高聚物大分子链设想为自由链段模型,则大分子链的相对位移可视为链段向空穴跃迁的总结果.扩散是一种运动过程,所以粘度受温度影响很大,在温度间隔不大的范围内,纺丝熔体的粘度随温度的提高按指数的关系下降尤其是PET 在275 至300℃之间随温度的升高粘度变化越明显.全消光PET 装置自投产之后,后纺满卷率一直偏低,聚酯装置到纺丝箱体的距离是一定的,我们通过降低熔体输送过程的温度,减少熔体在输送过程中的粘度降,从而提高纺丝的满卷率.

1 主工艺流程

本生产是中纺院的五釜流程,通过聚合反应,出终缩聚釜时熔体温度达到280-284℃,经过熔体泵纺织的增压,经熔体过滤器过滤后到达纺丝箱体进行纺丝.工艺步骤如下:

2 熔体输送过程中各设备的作用

2。1 过滤器

熔体过滤器的主要作用是将分离PET 熔

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体中所含的凝聚粒子,过滤掉以保证通过过滤器后的物料洁净,保证熔体的可纺性,减少纺丝出现的飘丝、断头、从而达到提高满卷率的目的.

2。2 增压泵

熔体在输送过程中特性粘度大概在0。630-0。660dl/g, 粘度高熔体流动性慢,聚酯至纺丝的熔体输送管道较长,需要从下往上进行输送,熔体压力过低到达纺丝的交接点压力越低,无法满足纺丝条件,我们通过增压泵进行升压来提高熔体的动能,满足生产需要.

2。3 熔体冷却器

熔体冷却器用来给熔体降温,保证进入纺丝箱体前的交接点温度和箱体的温度差尽可能得小.

2。4 纺丝计量泵

计量泵用来计量分配的每个纺位的熔体量.

2。5 卷绕

将拉伸成型的丝进行卷绕成锭.

3 影响满卷率的主要原因

从半消光PET 直纺装置转产至全

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消光PET 装置后,后纺满卷率一直偏低,在后纺参数稳定的情况下,纺丝过程中出现飘丝、断头,很大一部分原因是熔体特性粘度不匀,熔体输送管道长,熔体在输送过程中因能量转变温度升高发生热降解,粘度出现大幅度的下降.熔体的特性粘度下降,恶化了产品质量使纺丝、卷绕以及牵伸时产生大量毛丝,增加了成品纤维的疵点,表现在纺丝满卷率下降,小卷降等产品增多.具体数据如下表.

随着增压泵入口温度的下降,后纺满卷率有逐步上升的趋势.在其他参数不变的情况下,满卷率偏低的原因可以判定是熔体在长距离的输送过程中,发生了降解,熔体的特性粘度下降较多,造成大分子分子量不均匀,最终在纺丝过程中出现飘丝断头和色泽丝,使满卷率下降.

4 减少熔体在输送过程中的粘度下降

4。1 缩短管道输送距离

楼层已施工浇筑完毕,管道设备位置无法改动.

缩短管道输送距离不可能实现.

4。2 降低反应釜的出口温度

聚合反应需要一定的温度、压力和足够的物料反应,才能聚合成高聚物,从酯化段往后反应釜的温度逐步变高,缩聚反应是放热反应,在酯化稳定的情况下,反应釜温度不变,只能通过降低熔体管线伴热温度,熔体管线、熔体泵、终聚过滤器为同一组热媒泵伴热,熔体管线温度不能下降的过低,最低在280℃以上.

降低熔体输送温度对后纺满卷率影响
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4。3 降低过滤器出口温度

过滤器外部保温温度过低会造成熔体在过滤器中流动性变差,温度过低会使熔体直接冻在滤芯中,无法流动,造成过滤器压差上涨速度变快.缩短过滤器的在线使用周期.

4。4 提高增压泵的出口压力

由于全消光PET 市场销售情况好,本套装置满负荷运行,增压泵出口压力已达到25。5mpa, 此压力已接近设备保护连锁值28。0 mpa,从设备安、稳运行方面考虑,提高增压泵的出口压力,使熔体流速变快,减少从终聚釜至计量泵的粘度降此

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方法不现实.

4。5 降低增压泵出口温度

熔体经过增压泵增压后,由于机械能转化成动能和热能,使熔体的温度升高,增压泵前后管线由同一台热媒泵伴热,只单独降低出口温度无法实现.

4。6 降低冷却器出口温度

在熔体输送过程的我们主要控制熔体冷却器出口温度,熔体温度越高,熔体的在输送过程中降解越多,粘度下降越多,从而导致纺丝容易出现飘丝断头,满卷率降低.熔体冷却器出口温度也不能太低,熔体冷却器靠热媒泵降温,热媒泵温度降至太低,会造成熔体的流动性变差,当熔体冷却器外部流动的热媒温度太低,易造成熔体冷却器内壁有熔体粘附,随着熔体的流动,会将内壁粘附的熔体逐步带走,这部分被带走的熔体,分子量分布差异大,会造成后纺瞬间大面积的飘丝、断头.故熔体冷却器的外层温度和熔体温度接近时利于纺丝满卷率的提高.熔体在管道中的流动方式是层流流动,管壁和熔体以热传导的方式进行热传递,熔体冷却器伴热温度过低,熔体断面上形成较大的温度差,使熔体温度不均匀,接近管壁的温度比熔体管中心温度温差越大,会使熔体冷却凝固在冷却器内部,使熔体冷却器压差偏高,增压泵触发高高报连锁跳停.熔体冷却器伴热温度不低于268℃.在前期的工艺调整过程中,已经将熔体冷却器的伴热温度下降至268℃,但熔体的温度仍无法下调至所需要的数值.

4。7 降低增压泵入口温度

借鉴增压泵后面的熔体冷却器的使用,从综合方面考虑,从熔体过滤器至纺丝增压泵之间有足够的距离,可以安装一台熔体冷却器.

5 在熔体过滤器和增压泵入口之间增加熔体冷却器

5。1 方案制定

根据之前的经验,缓慢降低增压泵入口温度,后纺满卷率缓慢提高,我们设计的熔体冷却器的降温效果是5℃.熔体冷却器加装位置,如下图.

5。2 方案实施

利用聚酯停车时间,在过滤器和增压泵之间增加熔体冷却器.使进入增压泵的熔体温度比之前低.

减少熔体在流动过程中的热降解.

6 增加熔体冷却器后熔体指标和满卷率变化6。1 熔体粘度变化

增加熔体冷却器之后,熔体进入冷却器的温度在287℃,出熔体冷却器的温度在282℃,保证了在增压泵升压过程中熔体的温度在282℃左右,再经过增压泵后面的熔体冷却器降温,可以使聚酯提供的熔体温度控制在279-280℃之间.在熔体输送过程中温度下降5℃,减少了熔体的降解.有效地提高了纺丝的满卷率.具体数据如表2.

通过图3 可以看出在熔体冷却器没加前,熔体在输送过程中热降解多,出终聚釜特性粘度在0。650dl/g,但到达纺丝后无油丝的粘度0。619 dl/g,粘度下降较多,新增加熔体冷却器后,满足纺丝粘度要求0。618 时聚酯熔体的粘度只需要0。638 dl/g,通过温度的下调,熔体的热降解明显下降.

6。2 满卷率变化

通过图4 可以看出增加熔体冷却器后,熔体在输送过程中热降解减少,输送到纺丝的熔体质量变好,直接表现在纺丝的满卷率上,改造前纺丝满卷率整体在95。1%,改造后满卷率97。01%,提高近2 个百分点.

7 结束语经过停车改造在熔体过滤器至纺丝增压泵前增加一台熔体冷却器,通过熔体冷却器使进入增压泵的熔体温度降低,减少了熔体在输送过程中的粘度降,在终聚釜出口温度不变的情况下,进入增压泵的熔体温度比改造前温度降低5℃,熔体粘度由0。650 下降至0。638,同样能满足纺丝的无油丝粘度不变.并使纺丝整体的满卷率提高2%,通过增加熔体冷却器可以有效地减少熔体在输送过程中的降解,提高了纺丝的满卷率.

[ 参考文献 ]

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