1、一、技術(shù)簡介Restricted Information I August 2011Page 3定義芳綸纖維芳綸纖維芳綸全稱為“聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二瞅，英文為Ammid fiber,是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、 高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，其強(qiáng)度是鋼絲的56倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的23倍, 韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性 和抗老化性能，具有很長的生命周期。芳綸的發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是材料界一個(gè)非常重要的歷史進(jìn)程。芳綸纖維聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)的定義是：個(gè)制造纖維，纖維形成的物質(zhì)是一種長璉合成聚酰胺其中至少85%的

2、酰胺的聯(lián)系r (-co-nh ) 直接連接到2芳香環(huán)形狀I(lǐng) V巳乞忖商業(yè)化的芳綸纖維種類廠家品名化學(xué)構(gòu)造Restricted Information I August 2011Page 5間位杜邦帝人NomexTeijinConexN I HNIHKevlarTwaronHeracronAlkexHH對(duì)位帝人（阿克蘇）科隆曉星帝人Technoraoo4- cc Co -polymer鋭1961年,杜邦生產(chǎn)第一個(gè)間位若綸工廠1972年,杜邦生產(chǎn)第_個(gè)對(duì)位芳綸工廠對(duì)位芳綸纖維的歷史 1960s 1970s 1972 1977 1980s 1986 1987 2000 2004 2010杜邦和阿克蘇

3、開發(fā)對(duì)位芳綸聚合干噴濕紡涪劑其他第一款對(duì)位芳綸纖維由杜邦公司推岀商ffl-kevlar阿克蘇（荷蘭）新對(duì)纖維阿克蘇和杜邦公司的專利之爭對(duì)位芳綸纖維由阿克蘇公司推岀Kffl-Twaron共聚物型對(duì)位芳綸纖維由帝人（日本）公司生產(chǎn)Technora帝人擁有阿克蘇（Twaron）產(chǎn)品科隆生產(chǎn)對(duì)位長纖維（在韓國）-Heracron連續(xù)聚合工藝曉星生產(chǎn)對(duì)位長纖維（在韓國）-Alkex間歇聚合工藝Restricted Information I August 2011Page 9對(duì)位芳綸纖維的物理性能單位Kevlar29Kevlar49Kevlar129Kevlar149TwaronRegularHerac

4、ronRegularHeracronHigh Modulusng/cm31.441.451.451.471.441.441.441.38韌性g/d232326182322235彈性_ 系數(shù)g/d5509507801,100600550870140伸長%3.62.83.31.53.63.83.022杜邦間位沫對(duì)位芳綸纖維有高韌性和彈性用在很多高技術(shù)領(lǐng)域”例如 航空航天和軍事應(yīng)用。和其他高韌性纖維峻-高韌性纖維的抗拉強(qiáng)度 彈性模量的關(guān)系對(duì)彳靖綸纖維的特征Restricted Information I August 2011Page 11擴(kuò)展鏈結(jié)構(gòu)強(qiáng)氫健高溫適應(yīng):>80%'高溫結(jié)晶:

5、> 60在低重抗拉sats高題(躺題低斷製伸長率低導(dǎo)電高耐化學(xué)性融碎高韌性(Work-to-Break)優(yōu)秀的穩(wěn)定空間高剪切阻力阻燃，自熄對(duì)紫外線輻確感'航天,高速列車活防彈衣，防剌衣，防彈頭盔'裝甲為代表的防護(hù)制品混凝土結(jié)構(gòu)物補(bǔ)強(qiáng)材料'杜氣過濾布馳增強(qiáng)材料摩瘵與制動(dòng)材料'化石棉材料 :Dlk機(jī)械”體育用品'土木工程'其他對(duì)位芳綸纖維的行業(yè)狀況&在中國的前景Restricted Information I August 2011Page 15國外對(duì)位若綸纖維的產(chǎn)能對(duì)位芳綸的世界需求對(duì)位芳綸行業(yè)的前景在中國發(fā)展對(duì)位芳綸纖維符合我（啦年

6、）l尿1國家品名20082010杜邦美國Kevlar28,00035,000帝人荷蘭Twaron23,00023,000日本Technora2,0002,000科隆韓國Heracron2,0005,000曉星韓國Alkex1,000總計(jì)55,00066,000擴(kuò)大投資:杜邦&50億（新工廠長纖維,紙漿,etc） 科隆&8億（聚合產(chǎn)能6,000噸/年） 曉星&4億2008產(chǎn)能2010產(chǎn)能55,000 T/Y66,000 T/YKoi onKolonHyosung4%8%1%'二UM曲13!汕Restricted Information I August 2011P

7、age 17對(duì)睛綸的世界需求世界需求變化圖每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域需求Restricted Information I August 2011Page 192009Ba11i st ic ProtectionClothRubber GoodsReinforcement Cables ReinforcementOthers中國現(xiàn)狀在世界范圉內(nèi)制造對(duì)位芳綸纖維的廠E常有限,所以技術(shù)保密怡艮強(qiáng)臺(tái)氨綸股份有限公司1千噸/年.預(yù)計(jì)投資2.5億到目前,在中國對(duì)位芳綸的技術(shù)都不夠成熟或開車因難基本依賴于進(jìn)口, 自從2010年開始r對(duì)位芳綸的需求埴長每年有10%迸口對(duì)位網(wǎng)201020165,000 噸> 8,000

8、 噸浜國內(nèi)廠家:常熟兆達(dá)特種纖維有限公司,500噸/年中石化儀征化纖股份有限公司，3干噸/年,預(yù)計(jì)投資4 2億中藍(lán)晨光化工研究院，4千噸/年,預(yù)計(jì)投資4億 河北硅谷化工,4干噸/年中國平煤神馬隼巨L 500噸/噸雖然很多中式裝置（產(chǎn)能100-500/年）都在2年前建設(shè)好，但因?yàn)榧夹g(shù)的缺陷和 沒有持續(xù)硏發(fā)的能力，所以很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。對(duì)位芳綸纖維行業(yè)的前景中國有著巨大的潛力所以不久的將來會(huì)成為世界規(guī)模級(jí)別的高性能芳綸纖維生產(chǎn)基地隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平不斷的提高,會(huì)帶動(dòng)國防相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。高性能芳綸（高強(qiáng)度,模量高耐熱新能）產(chǎn)品將會(huì)滿足栽們強(qiáng)大的內(nèi)需市場低廉的勞動(dòng)力成本非常具有競爭力（比起

9、其他國家：美國，日本，韓國）在中制造高性能和低成本對(duì)位芳綸纖維行業(yè)的時(shí)代已經(jīng)到臨。發(fā)展對(duì)位芳綸纖維符合我國的既定戰(zhàn)略目標(biāo)在國務(wù)院,發(fā)改委關(guān)于紡織工業(yè)技術(shù)進(jìn)步與技術(shù)改造段資方向 ,紡織工業(yè)'十一五'發(fā)展綱要，化纖工業(yè)'十一五"發(fā)側(cè)旨導(dǎo)意!fl,產(chǎn)業(yè)紡織H行業(yè)十一五"發(fā)翩劃等一系列重大發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中全部明確提岀了發(fā)展髙新技術(shù)狀產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用的戰(zhàn)略目標(biāo)。為了應(yīng)對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的國際經(jīng)濟(jì)危機(jī)，國家又岀臺(tái)了更為具體的紡織工業(yè)調(diào)整和扳興規(guī)劃,規(guī)劃明確提出,要促迸產(chǎn)業(yè)用紡織品的應(yīng)用推進(jìn)高新技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)化,提高紡織裝備自主化水平,培育具有國際彰響力的自主知名品牌,由此可見,以芳

10、綸為代表的高性能纖維材料讎國的發(fā)展前景將是非常廣闊的。Restricted Information I August 2011Page 33對(duì)陌綸的聚合工藝對(duì)位芳綸的聚合反應(yīng)聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺=Poly para-phenyleneterephtalamide(PPTA)對(duì)苯二甲酰孰（TPC ）、對(duì)苯二胺（叩D）逬行了三元域聚改性r研究PPTA的低溫涪液共縮聚合成規(guī)律,制備岀一系列高相對(duì)分子質(zhì)量的溶于N甲基毗咯烷酮/言化鈣（N M P/C9CL2）的芳香族聚酰胺。對(duì)磚綸的葩原材料性質(zhì)UnitPPDTPCU-Xa.c6h8n2c8h4ci2o2分子量203.02If-1.041.34熔點(diǎn)81-

11、83沸點(diǎn)°C267265°C154180IM1at RT(MM'白色結(jié)晶固體冰涪性at 400°C, 10反應(yīng)高溫穩(wěn)定性 高彊度高耐化學(xué)性高耐化學(xué)性,高陰燃性 高溫穩(wěn)定性咼鍍干燥，暗處 散裝袋/桶龐貨車干燥散裝袈/桶龐貨車PPD涪液初步聚合NMP°聚合氯化鈣氯仿NMP+Water+ By-products氫氧化鈉廢水工藝亮點(diǎn)=兩個(gè)步驟連續(xù)聚合水PPTA聚合工藝流程1脫水1一- -一-|NMP回收|離心法&烘干PPTA聚合物聚合物聚合工藝描述 生產(chǎn)對(duì)位芳綸,首先PPD涪液在含有氯化鈣 10wt%或更少)的NMP .然后加入預(yù)走 含量的TPC

12、添加到混合溶液，從而形成初步聚合。初步聚合結(jié)束以后，剩下的TPC在低溫(幾乎(TC )添加到混合溶液為了在聚合過程當(dāng)中使聚合物濃縮5-20%0低溫會(huì)防止雜質(zhì)生成和促迸線性聚酰胺形成。由此產(chǎn)生的聚合物的混合體和氫氧化鈉溶劑中和以后被粉碎碾磨然后用清水洗滌 清除NMP和剩余的鹽濕的聚合物被離心，烘干，分類紡絲。干聚合物的粒度分類常重要,因?yàn)榱Ｗ臃浅Ｐ〉木酆衔飼?huì)形成劣質(zhì)的紡絲原液NMP回收,脫水以后在循環(huán)到聚合過程。雜質(zhì)被氯仿處理以后通過廢水排岀。、?* I -aaasisi對(duì)位芳綸的紡絲工藝紡絲工藝流程圖Y109567239. Spi10H>SO4PPTAMiierPcaertpr Supp

13、ly FhjmpFitterMeter me Pump Spin Block121316Coasvlat km Bath CosculBtor Spmnina Guider Waima Roller Neutnitlization DryerWinder剛板氣隙 坊絲浴 結(jié)瞬 入體 坊絲管 噴出口 軽結(jié)溶液入口 代淬火液入口ppm溶液在舷板的特點(diǎn)卷線機(jī)在濃縮20%的PPTA聚合物時(shí),原液和液晶紡絲溶液準(zhǔn)備被100%硫酸溶解原液被除掉空氣，過濾掉破提的紡絲之后,在80-100X 計(jì)量泵的幫助下通過噴絲板壓出通過10mm的氣隙迸入熱紡絲的過程和凝固。40%硫酸水溶液浴凝固在OTO X長纖維可以在這

14、個(gè)點(diǎn)上采取不同的2個(gè)踣線,它可以形成紗，用弱氫氧化鈉溶液洗滌 后烘干卷焉住線軸生產(chǎn)橫量為500-600 gr/denier相反，長纖維去下面張力的熱處理時(shí)生產(chǎn)模量為800-1000 gr/denie啲長纖維絲紡紅藝準(zhǔn)備&紡絲原液穩(wěn)走優(yōu)秀的原液濃縮&制造清潔的原液（除空宅，過濾）聚合物最小化IV變差干噴濕法紡絲授術(shù)控制條件:壓力溫度，速度等宅隙&凝固條件的優(yōu)化A噴絲板設(shè)計(jì)&系統(tǒng)設(shè)計(jì)廢硫酸處理技術(shù)：從直他公司購買根據(jù)工廠的產(chǎn)能做岀遊方法的優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（在使用氫氧化鈣）熱處理拽術(shù)：=0腿長纖維控制條件：速度，拉伸比張力溫廈等 系統(tǒng)設(shè)計(jì)耐防腐材料&防腐蝕設(shè)備硫酸

15、，鹽等PARTD：擬建工廠布局&操作對(duì)站綸工廠產(chǎn)能對(duì)位長纖維芳綸的刪保證 主要原料消耗公用規(guī)格&消耗 工廠廢水&廢物包裝方法&包裝材料 建筑與刪區(qū)域的條件 工廠需求人員基礎(chǔ)條件m e I件條&性e/d g/e e D D o o o o o 5 1* i-Ts 模 高De o141e og/d%20m m / 00 5蠶% %5 39 9原液濃縮選擇S01-W00O5Concentration (wt %)Target1210B 6 4 2Ez) tolrz02Solution Tim© (Hr)在"0%硫酸的PPTA涪/嗣矩考慮到溶

16、解度產(chǎn)能&品質(zhì)，所以選擇原液濃縮20%Restricted Information I August 2011Page 35單元作業(yè)量聚合單元紡絲單元Product GradeUnit常規(guī)&高韌性高模量Product DenierDelr000lr5001,420Line111No. of Spinning Cellea121212 設(shè)i+ST/Y290445340產(chǎn)量T/Y270415315 經(jīng)濟(jì)工廠產(chǎn)量 8 3,000 T/Y + 3,000 T/Y = 6,000 T/Y單元作業(yè)布置第一8K殳資丄6,000 T/Y3,000 T/Y3,000 T/Y聚合Unit #1Fr

17、oduct #3叫 Product *7紡些Unit #4Product <8Product 9紡絲Unit科的竺Unit可 坊絲Unit式1K|_H坊館Unit釣f (Product 可1 叫Product 范吆 Product#4)1f Product#5Product#61曄Unit燈 坊絲Unit #2ProdiKt 才 10Product紡址Unit 壽 12i啊 Product #12 1坊絲Unit #療 紡絲 Unit #17 坊絲Unit判孑 彷絲Unit科TK 坊絲 Unit #f7 坊乂 Unit皿坊絲 Unit #10 坊絲 Unit $11彳 Product #

18、13 】 啊 Product #14 »(Product #15 JProduct 求16 1Product 共 17 Product #181工藝單元Unit Capacity (Ton/Year)第一步投資第二部投資No. of Unit產(chǎn)能INo. of Unit產(chǎn)能聚合6,00016,0001000 De27038103810放飆器4500 De41534,24531,2451140 De31539453945Total93,00093,000對(duì)位長纖維的目標(biāo)特性ItemUnit常規(guī)高Product DenierDe1,000 ± 301,500 ± 50

19、1,140 ± 40No. of Filamentea6661,000768Denier per FilamentLine1.5 + 0.11.5 ± 0.11.48 ± 0.1密度g/(m31.441,441.44斷韌性g/d22 ± 222 ±223 ±2拉伸模量g/d550 ± 20550 ± 20870 ± 30伸長%3.8 ± 0.23.8 + 0.23.0 ± 0.2L.0.I%25 2825 2825 28回潮率%7 ± 17 + 14 ± 1愿所有常

20、規(guī)產(chǎn)品特性值幾乎和杜邦畑局29'S相同所有高模量產(chǎn)品的刪OIL乎和杜邦Ke vlar 49 'S相同Restricted Information I August 2011原料消耗對(duì)位長纖維芳綸每1200kg的平均消鏈率ItemUnitRemarks對(duì)苯二胺(PPD)Kg472琳二甲酰氯(TPC)Kg886氯化鈣(CaCI2 )Kg2,260-30 %涪液氫氧化鈉NaOH)Kg1727-25%溶液甲基毗唱烷酮(NMP)Kg148氯仿(CHCI3)Kg348硫酸(h2so4 ) 氫氧化鈣Ca(OH)2KgKg4,0134,095Restricted Information I A

21、ugust 2011Page 33墟 a6edTIOZ)sn6nvI uoi)eujjo/ui pspiJisayDo 0Z- 9嚴(yán)/紉fr 9回6 g 珞琨田徑(£0DB3 se ) cudd i“8Hd/srf OT >率合審udiquiy9 嚴(yán)/6)| 9>WwaXU3iqui/9 f»/6> 9CIS*®J5dLN £ >XU3iqui/9 t®/6> 9屮亦工%EZH OS9seqd I f%OrTA 0乙乙3SBHd £ f%0tTA 08EG審uoidmoedsAuiun酗宙 y 7/az/

22、7SuuaauiGuj 3屮 wpejfnbej ser/fn smoi/s uoq引rtqEj stq± 茨o 02-9 嚴(yán)/6x p9 z®/6X 9J>V手紳田怪ssaoojdo Cl3oZ.軀躍回9 r»/6)| 9IIDa Z.E.齟翌冋o ZE趣酹9 嚴(yán)/6x 9ISd SD 嚴(yán)/6* Z9 嚴(yán)/6y LamuoiiomoedsAumn公用消耗制造每hOOOkg對(duì)位長纖維芳綸的平均消捱率Restricted Information I August 2011Page 35工廠廢水工廠產(chǎn)能5000 T/Y為基礎(chǔ)聚合工藝紡紅藝廢水1,500m3/Da

23、y排到廢水處理廠廢水1,290 m7Day排到廢水處理廠廢CaCI2NaCI22,100Kg/Day和含廢水的溶液一起排到 廢水處理廠廢硫酸72,950Kg/Day和氫氧化鈣反應(yīng)做成石宮， 滋后賣到水泥廠探廢硫酸處理工廠產(chǎn)能：a 2,000 T/Y用Ca(OH)2Ca(0H)2 + H2SO4 t CaSO4 2業(yè)0 (Gypsum):賣到水泥廠z 這頂技術(shù)被其他的工T供應(yīng)包裝方法ManualBobbin Weight10 KgBox Weight150 KgNo. of Bobbin15 eaNo. of Stage3 Stage包裝材料Cart on Box雙瓦楞如板Pad單瓦楞妊板BandPP 18 mm Width6,000 T/Y產(chǎn)能為基礎(chǔ)ItemProcess建筑聚合 紡絲 瞬機(jī) SortingPulp & Staple 產(chǎn)品倉庫 石言UtiUtyTotalm結(jié)構(gòu)Tank Farmm回收涪利m室外倉庫mUtilityi