Материал: Проект участка формования полиамидной кордной нити

Все виды химических волокон и нитей можно разбить на три основные группы по объемам их выпуска и применению: многотоннажные бытового и общего назначения; много - и среднетоннажные технического назначения, в том числе высокопрочные; малотоннажные со специфическими свойствами.

Основные характеристики производимых в крупных масштабах волокон первых двух групп приведены в табл. 1.

Развитие производства каждого вида многотоннажных химических волокон определяется комплексом факторов без выдерживания, которых не возможен динамичный рост выпуска: потребностью в различных видах волокон, их взаимозаменяемостью и «взаимодополняемостью».

Возможностью выпуска волокон необходимого ассортимента и заданных свойств по той или иной технологии; минимумом материалоемкости и энергопотребления; возможностью максимального рециклинга химикатов;

степенью совершенства и возможностями интенсификации технологии;

максимальной безопасностью и экологической чистой технологии;

экономичностью производства. Анализ развития производства многотоннажных волокон показывает, что для каждого их вида характерно наличие трех разных периодов. Начальное развитие производства, когда отрабатывается технология и определяется место волокна, среди других, исходя из перечисленных выше принципов; период быстрого роста производства на основе выявленных преимуществ и потребностей рынка;

замедление производства и приближение его к некоторому пределу, вызванное насыщением рыночной потребности. В конце основного периода развития производства у каждого вида волокна возможны две тенденции. Стабилизация выпуска или замедление роста при благоприятном сочетании упомянутых выше факторов и насыщении рынка; достижение максимума и затем снижение выпуска при неблагоприятном сочетании этих факторов и/или одновременном развитии производства альтернативного вида волокна с более выигрышными потребительскими, технико-экономическими и экологическими характеристиками. [2].

Таблица 1

Основные характеристики много - и среднетоннажных химических волокон

Выше было отмечено, что первым признаком, обусловливающим развитие производства отдельных видов химических волокон, являются их потребительские свойства, которые и определяют приоритетные области применения.

Между рекордным 2009 и сравнительно скромным 2010 г. рост производства химических волокон и нитей в 2011 г. занимает среднее положение (табл. 2). За исключением полиакрилонитрильных (ПАН) волокон возросли объемы выпуска всех видов крупнотоннажных химических волокон, в том числе целлюлозных на 5,9%, синтетических на 6,4%.

Таблица 2

Мировое производство текстильных волокон в 2009-2010г.

На мировом рынке текстильного сырья доля химических волокон в 2008г. оценивается в 54,8%, хлопка, шерсти и шелка в 37,4%.

Ситуация с производством химических волокон гигантами нефтехимии Китаем и США - диаметрально противоположная. В Китае сверхвысокими темпами продолжается наращивание выпуска этой продукции (табл. 3). В марте 2009г. там произведено свыше 500 тыс. тонн синтетических волокон, что на 10% больше по сравнению с предыдущим месяцем, но на 3% ниже, чем в марте 2008 г.

Таблица 3

Мировое производство химических волокон в 2011г. по регионам[2]

Объем продаж химических волокон в стране составил 520 тыс. т., что на 24% больше по сравнению с февралем, но также на 3% меньше, чем в марте предыдущего года. Темпы сбыта продукции в марте 2011 г. оказались на 12% выше, чем в феврале, но немного упали относительно марта 2010г.

В США прослеживается обратная картина: в 2011г. производство синтетических волокон уменьшилось по сравнению с 2010г. по всем основным видам (табл. 3), в том числе по коэффициенту загрузки мощностей.

Как ни странно, наиболее очевидный спад заметен у полиэфирных волокон и нитей, которые в мире развиваются самыми высокими темпами (табл. 2).

Если к этому добавить довольно сложную обстановку со сбором и реализацией хлопка, то состояние дел с собственным текстильным сырьем можно оценивать как далекое от благополучия. Очевидная причина заключается в активном импорте дешевых текстильных товаров и сырья для них, в первую очередь из Китая и Мексики.

Прирост мирового производства волокон из полиамидов (ПА), главным образом в виде комплексных технических (кордных) и текстильных нитей из ПА-6 (капрон) и ПА-66 (найлон), в 2011г. составил 2,4%.В то время как производство всех видов готовой продукции на основе комплексных нитей возросло. Для штапельного волокна, наоборот, на протяжении длительного времени обнаруживается тенденция к его непрерывному снижению.

Крупнейшим производителем технических (кордных) нитей в мире является Китай. Еще в 1990г., когда на рынке технического текстиля из ПА (главным образом ПА-6) господствовали Северная Америка, Западная Европа и Япония, доля Китая составляла всего 6%. В 2010г. его доля в производстве продукции на основе ПА-6 составила 45%, ПА-66-20% и ПЭТ15%. К концу 2011г. эти цифры возросли следующим образом: ПА-6-до 60%, ПА-66 и ПЭТ- до 25% каждая. В 2011г. Китай обладает 1/3 мировых запасов сырья для выпуска синтетических нитей для шинного корда, резинотехнических изделий и т.п.

Не столь оптимистичной выглядит ситуация в России: После сравнительно удачного 2010г. производство химических волокон неудержимо снижается, хотя и не так резко как в 2009г. По сравнению с последним оно упало в 2011г. на 1,6%. В этом же году импортировано больше, чем произведено - 163 тыс.т. Структура производства химических волокон и нитей в стране выглядит следующим образом ( в %):

полиамидные - 37,

вискозные - 26,

полиакрилонитрильные - 13,

полипропиленовые - 13,

полиэфирные -11.

Щекинское «Химволокно», в период 2011-2012г.г. увеличило производство ПА-6, который частично перерабатывается в высокопрочные кордные нити на машинах совмещенного формования и вытяжки (РТУ), следующей ступенью станет получение кордной ткани. По данным, спрос на капролактам в России к 2011 г. возрос от 180 до 300 тыс. т/год, что требует рост объемов его производства свыше 60% в год. [2]

. Технологический раздел

.1 Обоснование выбора технологического процесса и оборудования

Темой проекта является проект участка формования полиамидной кордной нити линейной плотности 187 текс производительностью 40 т/сутки.

Для получения полиамидной кордной нити используется совмещенный метод - формования и вытягивания. Для этого применяется агрегат формовочно-вытяжной АСВП-32 КТМ, т.к. на данном агрегате совмещены процессы формования, вытягивания и намотки и он работает на высокой скорости 1500-3500 м/мин.

Применение данного агрегата преимущества имеет следующие:

· сокращение технологического цикла;

· экономию производственных площадей;

· снижение затрат на оборудование и энергию;

- сокращение объема ручного труда, т.к. агрегат оснащен в высокой степени автоматизацией;

·   повышение физико-механических показателей нити за счет снижения потери времени выдерживания нити от момента формования до вытягивания.

На данном агрегате производится ориентационное вытягивание. За счет высокой скорости приема нити фильерная вытяжка будет высокой и ориентация нити вдоль оси волокна выше.

2.2 Характеристика сырья и вспомогательных материалов

Основным сырьем прядильного цеха является полиамидная крошка, которая должна соответствовать свойствам по ОСТ 6-06-09-93 (табл.4) и представлять собой полимер состава:

H2N-(CH2)5 -СО [NH-(CH2)5-CO]n -NH(CH2)5 -СООН

Характеристика полиамидной крошки ОСТ 6-06-09-93

Таблица 4

Качество капролактама, применяемого для производства полиамидных волокон и нитей характеризуется показателями по ГОСТ 7850-86 (табл. 5).

Таблица 5

Характеристика капролактама

Поликапроамидная крошка транспортируется пневмотранспортом в токе азота, чтобы предотвратить окисление. Азот должен соответствовать следующим нормам (табл. 6):

Характеристика вспомогательных материалов.

Таблица 6