一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的方法技术

本发明专利技术提供一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的方法，通过将碳纤维生产中产生的尾气与新鲜的DMSO在尾气洗涤塔中反应，吸收尾气中的AN单体，使尾气达到排放标准，被吸收的AN单体用作真空泵的循环液，真空泵对脱单塔抽真空，使原液中的AN单体气化，进一步提取原液中的AN单体，将提取到的AN单体输送到单体储槽中，用于生产。其解决了现有丙烯腈回收利用过程中物料损耗大、对环保设施要求较高、储存运输消耗大、回收利用率低的技术问题。本发明专利技术可广泛应用于碳纤维的生产中。明可广泛应用于碳纤维的生产中。明可广泛应用于碳纤维的生产中。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的方法


[0001]本专利技术涉及一种碳纤维生产方法，特别是涉及一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的方法。

技术介绍

[0002]聚合反应作为碳纤维原丝生产的一个重要组成部分，在聚丙烯腈(PAN)基碳纤维生产过程中使用丙烯腈(AN)为第一单体，与第二或第三共聚单体发生共聚反应，使用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，使用二甲基亚砜(DMSO)为溶剂。二甲基亚砜一步法丙烯腈基碳纤维聚合转化率有高有低，一般情况下间歇聚合转化率约为90％，连续聚合转化率约在70
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96％之间，其中丙烯腈制成率除与转化率有关外，还与丙烯腈的回收利用率有关。
[0003]聚合反应过程中需回收丙烯腈主要包括配料过程中产生的含丙烯腈废气、脱单过程脱除的未反应丙烯腈及脱单真空系统夹带的含丙烯腈不凝汽。这部分需回收的丙烯腈溶液送精馏单元进行分离回收，因丙烯腈具有热敏性，需要在真空状态下控制精馏操作温度，精制合格后丙烯腈被重新送往聚合反应配料参与聚合反应。
[0004]但是，目前丙烯腈回收过程中主要存在以下问题：
[0005](1)精馏回收单体过程中丙烯腈易形成低聚物造成物料损耗，且影响设备的运行周期；
[0006](2)精馏回收单体过程中产生含丙烯腈的废气，增加了环保设备设施资金投入；
[0007](3)精制合格的高纯度丙烯腈，其储存、输送过程均需在加入阻聚剂和低温水伴冷情况下进行，且含阻聚剂的丙烯腈进入聚合反应配料需要脱阻处理，工艺过程复杂，设备投资大。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有丙烯腈回收利用过程中物料损耗大、对环保设施要求较高、储存运输消耗大、回收利用率低的技术问题，提供一种物料损耗小、工艺简单、回收过程中不会对环境造成较大负担、设备投资较小、回收利用便捷、回收率高的碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的方法。
[0009]为此，本专利技术的技术方案是，一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的方法，具体步骤为：
[0010]S1：碳纤维生产中产生的尾气集中收入到尾气洗涤塔中，再将新鲜的DMSO通入所述尾气洗涤塔，新鲜的DMSO将尾气中的AN单体吸收，达标后的尾气排放到大气中，吸收了AN单体的DMSO进入到第一单体储槽内；
[0011]S2：所述第一单体储槽上连接真空泵，进入到所述第一单体储槽内的AN单体经过换热器换热后作为真空泵的循环液使用；
[0012]S3：当第一单体储槽内的AN单体达到设定液位时，即将AN单体输送到第二单体储槽内，在所述第二单体储槽上设置密度计，用于随时监测所述第二单体储槽中AN单体的浓
度；
[0013]S4：当所述第二单体储槽内的AN单体达到设定液位时，即将AN单体输送到第三单体储槽，完成AN单体的回收。
[0014]优选的，所述第二单体储槽上设有新鲜DMSO补给口，通过调整补给新鲜DMSO的量对第二单体储槽内单体浓度进行调整。
[0015]优选的，第二单体储槽内单体浓度调整为7％～9％。
[0016]优选的，所述第二单体储槽上连接有脱单塔，所述脱单塔与所述第二单体储槽通过管线连接，所述管线上设有冷凝器，所述冷凝器与所述真空泵连接，所述真空泵用于将所述脱单塔抽真空，使所述脱单塔内的AN单体气化，气化后的AN单体被冷凝器冷凝后进入到第二单体储槽内。
[0017]优选的，所述步骤S2中AN单体经过换热器换热后的温度控制在16℃～25℃。
[0018]本专利技术有益效果是，
[0019](1)通过新鲜的DMSO吸收尾气中的AN单体，使尾气达到排放标准，设备简单，吸收效率高；
[0020](2)被DMSO吸收的AN单体可以作为真空泵的循环液使用，提高利用率；
[0021](3)还可以根据使用需求在单体储槽内通入新鲜的DMSO，用于调整AN单体的浓度，便于满足多种工况需求。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例的结构示意图。
[0023]图中符号说明：
[0024]1.尾气洗涤塔；2.第一单体储槽；3.第二单体储槽；4.第三单体储槽；5.脱单塔；6.冷凝器；7.真空泵；8.板式换热器；9.密度计；10.液位计；11.离心泵；12.离心泵；13.离心泵；14.原液入口管线；15.原液出口管线；16.新鲜DMSO补给管线；17.洗涤剂入口管线；18.尾气出口管线；19.尾气入口管线。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。
[0026]如图1所示，一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的装置，包括尾气洗涤塔1、第一单体储槽2、第二单体储槽3、第三单体储槽4、脱单塔5，尾气洗涤塔1上设有洗涤剂入口管线17、尾气入口管线19和尾气出口管线18，第一单体储槽2、第二单体储槽3和第三单体储槽4上分别设有离心泵11、离心泵12、离心泵13，用于输送AN单体，第一单体储槽2上还设有板式换热器8和真空泵7。第二单体储槽3上还设有密度计9，第一单体储槽2、第二单体储槽3、第三单体储槽4上均设有液位计10。
[0027]一种碳纤维生产中丙烯腈单体回收利用的方法，具体步骤为：
[0028]S1：将碳纤维生产中产生的尾气通过尾气入口管线19集中收入到尾气洗涤塔1中，再将一定量的新鲜DMSO通过洗涤剂入口管线17通入尾气洗涤塔1，新鲜的DMSO将尾气中的AN单体吸收，达标后的尾气通过尾气出口管线18排放到大气中；
[0029]S2：吸收了AN单体的DMSO进入到第一单体储槽2内，作为真空泵7的循环液使用，具
体为：第一单体储槽2内的AN单体在离心泵11的作用下通过板式换热器8换热，使循环液的温度控制在16℃～25℃流经真空泵7，AN单体经过真空泵7后再回到第一单体储槽2，循环使用；通过调整AN单体的温度可以实现调整真空泵7真空度的目的；
[0030]S3：随着AN单体从尾气洗涤塔1中不断流入第一单体储槽2，第一单体储槽2内的液位通过液位计10监测达到设定的液位时，第一单体储槽2内的AN单体在离心泵11的作用下被输送到第二单体储槽3，第二单体储槽3上设置密度计9，用于随时监测第二单体储槽3中AN单体的浓度，具体为：第二单体储槽3内的AN单体在离心泵12的作用下流经密度计9，再回到第二单体储槽3，周而复始，实时监测第二单体储槽3内AN单体的浓度；另外，第二单体储槽3上还连接新鲜DMSO补给管线16，用于向第二单体储槽3内输送新鲜DMSO，进而实现对第二单体储槽3内AN单体浓度的调整，第二单体储槽3内单体浓度一般调整为7％～9％；
[0031]S4：当第二单体储槽3内的AN单体在液位计10的监测下达到设定液位时，在离心泵12的作用下，第二单体储槽3内的AN单体被输送到第三单体储槽4，至此完成AN单体的回收利用流程，当第三单体储槽4内的AN单体在液位计10的监测下达到一定的液位时，AN单体可以在离心泵13的作用下输送到储罐中备用。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的方法，其特征在于，具体步骤为：S1：碳纤维生产中产生的尾气集中收入到尾气洗涤塔中，再将新鲜的DMSO通入所述尾气洗涤塔，新鲜的DMSO将尾气中的AN单体吸收，达标后的尾气排放到大气中，吸收了AN单体的DMSO进入到第一单体储槽内；S2：所述第一单体储槽上连接真空泵，进入到所述第一单体储槽内的AN单体经过换热器换热后作为真空泵的循环液使用；S3：当第一单体储槽内的AN单体达到设定液位时，即将AN单体输送到第二单体储槽内，在所述第二单体储槽上设置密度计，用于随时监测所述第二单体储槽中AN单体的浓度；S4：当所述第二单体储槽内的AN单体达到设定液位时，即将AN单体输送到第三单体储槽，完成AN单体的回收。2.根据权利要求1所述的碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘运波，张超，周占发，宋立志，张立坚，孙毅，赵彦国，沈传石，张伟，杨昆，陈志敏，刘根房，
申请(专利权)人：山东永成新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：