尼龍1010生產(chǎn)工藝及三廢排放的研究

李博（聊城市環(huán)境科學工程設(shè)計院，山東 聊城 252000）

1 概述

1.1 尼龍1010行業(yè)概況

尼龍1010為我國最早生產(chǎn)的一種高碳鏈尼龍品種，具有密度小、吸水率低、耐低溫、耐磨、耐沖擊等優(yōu)點。近年來由于尼龍1010產(chǎn)品的需求日益旺盛，使得我國尼龍1010的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量遠不能滿足國際、國內(nèi)實際生產(chǎn)的需求。

1.2 理化性質(zhì)

理化性質(zhì)：分子式：-[NH（CH2）10NHOC（CH2）8CO]-n，白色半透明的顆粒，或微黃色的半透明的均勻顆粒。熔點195-210℃、相對密度(水=1)1.03-1.05。不溶于烴類、脂類等大部分非極性溶劑，能溶于苯酚、甲酚、甲酸、濃硫酸等強極性溶劑，低級醇類在高溫高壓下也可以溶解尼龍1010。

2 工藝流程及排污環(huán)節(jié)

2.1 中和

首先將癸二胺與乙醇按一定的比例（癸二胺/乙醇=1：1）配制成癸二胺乙醇溶液并加熱使之完全溶解；再將癸二酸加入到溶解釜中，與乙醇按一定比例(癸二酸/乙醇=1：5)配制成癸二酸乙醇混合液并加熱使其完全溶解。

將癸二酸乙醇溶液加入到中和釜中并開啟蒸汽加熱，溫度上升到70℃時開始滴加癸二胺乙醇溶液，邊攪拌邊進行中和反應(yīng)。中和反應(yīng)反應(yīng)溫度控制在75-77℃，pH控制在7-7.2，反應(yīng)結(jié)束保持反應(yīng)溫度5分鐘，再測pH是否正確，如偏低或偏高，則加癸二胺乙醇溶液或加癸二酸乙醇溶液直至中性。

中和反應(yīng)完畢后，將中和釜內(nèi)物料冷卻到30-35℃并攪拌，通過離心機干燥得到含有10-15%乙醇的尼龍鹽，離心產(chǎn)生的廢乙醇溶液打入廢乙醇儲罐。

2.2 聚合

將尼龍1010鹽同其他配料按一定的比例一起加入到聚合釜中，抽真空20min至真空度740mmHg，然后充入氮氣至0.1MPa。使用導(dǎo)熱油加熱聚合釜，當溫度達到180℃左右時尼龍鹽開始熔融，并隨著溫度的上升開始脫水縮聚。尼龍鹽縮聚反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，在脫水過程中需要持續(xù)加熱，到脫水反應(yīng)結(jié)束時溫度達到240-280℃。為盡量使釜內(nèi)水分脫去，需要在240-280℃常壓放空1小時，放空尾氣的成分為水蒸氣。整個縮聚反應(yīng)時間約5-6小時。

放空結(jié)束后，等物料冷卻到220℃時開始出料。尼龍1010經(jīng)注帶頭流出到水槽冷卻后，由切粒機切成3×4mm大小的粒子，最后經(jīng)干燥，包裝入庫。冷卻切粒過程中產(chǎn)生的高溫去離子水回用到全廠循環(huán)水系統(tǒng)作為間接冷卻水使用。

2.3 酒精蒸餾

中和、離心干燥、聚合過程中冷凝器收集到的乙醇和離心機分離的乙醇全部存入廢乙醇貯槽。由于離心機分離的廢乙醇中含有極少量的尼龍鹽和其他胺類的二元酸鹽，這些雜質(zhì)與空氣接觸極容易氧化變色發(fā)黃，聚合過程中排出的酒精蒸汽經(jīng)冷凝后，含有一定量的水份，所以廢乙醇必須經(jīng)過蒸餾提純。廢乙醇用乙醇泵加入到乙醇蒸餾釜中，用蒸汽加熱蒸餾，所得乙醇濃度為95%，呈中性，放入乙醇成品槽中。

生產(chǎn)工藝流程及排污環(huán)節(jié)見圖1。

圖1 項目工藝流程及排污環(huán)節(jié)圖

3 “三廢”污染物排放情況

3.1 廢氣

中和工段、離心干燥工段和聚合工段會產(chǎn)生乙醇蒸汽的排放。在乙醇精餾工段會產(chǎn)生一定量的乙醇不凝氣。

3.2 廢水

項目需要利用純水對尼龍樹脂進行冷卻，反滲透工藝運行過程中會產(chǎn)生濃鹽水。

3.3 固廢

項目產(chǎn)生的固體廢物主要是切粒工段的廢樹脂、乙醇蒸餾工段的釜殘等。廢樹脂可作為次品出售；乙醇蒸餾工段產(chǎn)生的釜殘屬于危險廢物。

4 結(jié)語

尼龍1010作為一個重要的化工產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景，但其在生產(chǎn)過程中不可避免的會產(chǎn)生一定的污染物排放。本文針對乙醇法生產(chǎn)尼龍1010的工藝進行了分析，詳細介紹了各排污環(huán)節(jié)，實際生產(chǎn)過程中應(yīng)有針對性的設(shè)置環(huán)保措施，確保其污染物達標排放。