CN103628184B - 超高分子量聚乙烯干法纺丝冻胶及废丝溶剂回收处理工艺 - Google Patents

超高分子量聚乙烯干法纺丝冻胶及废丝溶剂回收处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从废弃物中提取溶剂的回收技术，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯纤维冻胶废丝的溶剂回收技术。采用熔融釜对冻胶废丝及冻胶块进行熔融，利用干法纺丝溶剂回收系统中的精馏单元，回收其中的有机溶剂，固体冻胶块造粒回收利用。本发明解决超高分子量聚乙烯纤维生产过程中产生的冻胶废丝中溶剂无法回收的问题，节约了生产成品，同时回收后的冻胶原料及废丝可直接送至下游加工企业再利用，溶剂回收处理过程密封，对环境无污染。

Description

超高分子量聚乙烯干法纺丝冻胶及废丝溶剂回收处理工艺
技术领域
本发明涉及一种从废弃物中提取溶剂的回收技术，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯纤维冻胶废丝的溶剂回收技术。
背景技术
目前，超高分子量聚乙烯纤维的生产主要采用的是冻胶纺工艺技术，在生产过程中，每次停车开车都会产生大量的冻胶废丝。现对冻胶废丝的处理，通常以低价卖给炼油企业进行裂解再利用或是给下游塑料加工企业回炉加工成各种塑料制品等，冻胶废丝中的溶剂未能回收，给下游加工企业带来处理难度，也造成了超高分子量聚乙烯溶剂资源的浪费，增加了超高分子量聚乙烯纤维的生产成本。同时因超高分子量聚乙烯纤维干法生产工艺的特殊性，要用到大量的十氢萘作为溶剂，该溶剂极易挥发，因其生产成本较高，所以要回收循环再利用。在生产过程中产生的超高分子量聚乙烯纤维冻胶块，每100kg超高分子量聚乙烯纤维冻胶块里含油90%-95%的十氢萘，冻胶废丝中每100kg超高分子量聚乙烯纤维冻胶块里含油10%-50%的十氢萘，将其作为废料处理，损失较大，并且对环境造成了大的污染。CN201110260728.4专利中介绍了“一种超高分子量聚乙烯冻胶废丝回收利用再纺丝的方法”，该方法采用了将超高分子量聚乙烯冻胶废丝切碎重新进行溶胀的方法进行利用，该工艺所得纤维毛丝、断头数目多，纤维品质下降严重；CN201120350263.7专利中介绍了超高分子量聚乙烯纤维冻胶废丝的残油回收装置，该装置通过挤压固体冻胶块回收其中的不易挥发溶剂白油，该专利主要用于湿法纺丝，效果明显。由于干法纺丝采用的是易挥发的溶剂十氢萘，由于聚乙烯在纺丝过程中受溶剂化作用，采用该种挤压装置无法有效回收冻胶快中溶剂十氢萘，且十氢萘易挥发，会降低溶剂的回收效率。
发明内容
本发明专利主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种冻胶块及冻胶废丝的溶剂回收处理方法，解决超高分子量聚乙烯纤维生产过程中产生的冻胶废丝中溶剂无法回收的问题，节约了生产成本，同时回收后的冻胶块及废丝可直接送至下游加工企业再利用，溶剂回收处理过程密封，对环境无污染。
本发明的主要技术方案：采用熔融釜对冻胶废丝及冻胶块进行熔融，采用低压蒸馏的方式，回收其中的有机溶剂，固体冻胶块造粒回收利用。
一般地，本发明处理工艺中，熔融釜顶部气体出口连接真空系统，系统压力控制在0~10KPa，优选3.5KPa，熔融釜温度控制在100~220℃，优选160~180℃。
所述熔融釜长径比≥10：1，优选长径比15：1；壳体采用导热油加热保温，底部为可拆卸式法兰接口，用于清理溶剂回收后的冻胶块。
所述冻胶块、冻胶原丝，其重均分子量≥200万。
所述冻胶块，其溶剂含量≥50%；所述冻胶原丝，其溶剂含量≥20%。
所述溶剂为十氢萘。
本发明处理工艺，溶剂回收率高，冻胶废丝及固体废弃物分子降解程度低，环境友好无污染等特点，特别适应于高性能聚乙烯纤维干法纺丝领域。
附图说明
附图1为本发明实施例回收处理工艺的装置示意图。
附图中：1-熔融釜2-冷却器3-深冷器4-缓冲罐P1、P2-压力表A1-流量计T-温度计F1、F2、F3-阀门。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明加以详细描述。
将冻胶块或废丝放入熔融釜1中，加热蒸发，利用真空系统将熔融釜1压力控制在0~10kpa，通过导热油将熔融釜1内部温度控制在120~200℃，蒸发后的溶剂通过冷却器2、深冷器3冷却后回收利用。回收溶剂后的废料（冻胶块或废丝）在经过粉碎后回收利用，可用于作干法纺丝的增塑剂或用于做聚乙烯管材、板材。
实施例1：
精馏系统压力0.35kpa，冻胶原丝溶剂含量38%，重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~200万，熔融釜长径比为15：1，熔融温度160℃，熔融时间4h，固体凝胶物溶剂含量≤1%，，固体物重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~190万。
实施例2：
精馏系统压力0.35kpa，冻胶固体物含量90%，重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~250万，熔融釜长径比为15：1，熔融温度160℃，熔融时间4h，固体凝胶物溶剂含量≤1.5%，，固体物重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~210万。
实施例3
精馏系统压力0.1kpa，冻胶原丝溶剂含量27%，重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~200万，熔融釜长径比为15：1，熔融温度150℃，熔融时间4h，固体凝胶物溶剂含量≤1%，，固体物重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~200万。
实施例4
精馏系统压力0.1kpa，冻胶固体物含量92%，重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~240万，熔融釜长径比为15：1，熔融温度150℃，熔融时间4h，固体凝胶物溶剂含量≤1.5%，，固体物重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~220万。
实施例5
精馏系统压力0.1kpa，冻胶固体物含量92%，重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~240万，熔融釜长径比为15：1，熔融温度155℃，熔融时间4h，固体凝胶物溶剂含量≤1.2%，，固体物重均分子量采用乌氏粘度计测量约在~210万。
从上述实施例中，可以明显看出，冻胶废弃物中的溶剂得到有效回收，且随着真空度的降低，原料熔融温度有所下降，冻胶废弃物的分子量随着熔融温度的下降，降解程度得到缓解。

Claims (10)

1.一种超高分子量聚乙烯干法纺丝冻胶及废丝溶剂回收处理工艺，其特征在于采用熔融釜设备对冻胶块及废丝进行熔融，采用低压真空蒸馏的方式，系统压力控制在0~10kPa，熔融釜温度控制在100~220℃，熔融时间4h，回收其中的有机溶剂，处理后的固体冻胶块回收利用。
2.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于熔融釜长径比≥10：1，壳体采用导热油加热保温，底部为可拆卸式法兰接口。
3.如权利要求2所述的处理工艺，其特征在于熔融釜长径比为15：1。
4.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于系统压力控制在3.5kPa，熔融釜温度控制在160~180℃。
5.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于所述冻胶块、废丝包括冻胶固体物、冻胶原丝、废丝，其重均分子量≥200万。
6.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于所述冻胶块，其溶剂含量≥50%。
7.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于所述废丝，其溶剂含量≥20%。
8.如权利要求5、6或7所述的处理工艺，其特征在于所述溶剂为十氢萘。
9.如权利要求1所述的处理工艺，经处理后的固体冻胶块粉碎后用作干法纺丝的增塑剂。
10.如权利要求1所述的处理工艺，经处理后的固体冻胶块粉碎回炉熔融，生产聚乙烯管材、板材。
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