一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的装置的制作方法

本技术涉及一种碳纤维生产装置，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装置。

背景技术：

1、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70-96％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。

2、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。

3、但是，目前丙烯腈回收过程中主要存在以下问题：

4、(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；

5、(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；

6、(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

1、本实用新型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装置。

2、为此，本实用新型的技术方案是，一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的装置，包括尾气洗涤塔、第一单体储槽、第二单体储槽、第三单体储槽，所述尾气洗涤塔上设有洗涤剂入口管线、尾气入口管线和尾气出口管线，所述尾气洗涤塔与所述第一单体储槽连接，所述第一单体储槽与所述第二单体储槽连接，所述第二单体储槽与所述第三单体储槽连接，所述第一单体储槽上连接真空泵，所述真空泵上连接换热器，所述第二单体储槽上连接密度计。

3、优选的，所述第二单体储槽上还连接脱单塔，所述脱单塔与所述第二单体储槽之间设有冷凝器，所述冷凝器与所述真空泵连接。

4、优选的，所述第二单体储槽上设有新鲜dmso补给管线。

5、优选的，所述换热器采用板式换热器。

6、优选的，所述第一单体储槽、第二单体储槽和第二单体储槽上均设有离心泵和液位计。

7、优选的，在所述第一单体储槽上，所述换热器位于所述离心泵的下游，所述真空泵位于所述换热器的下游。

8、优选的，所述尾气洗涤塔与所述第一单体储槽、所述第一单体储槽与所述第二单体储槽、所述第二单体储槽与所述第三单体储槽之间均通过管线连接。

9、本实用新型有益效果是，

10、(1)通过在尾气洗涤塔上设置洗涤剂入口管线、尾气入口管线和尾气出口管线，新鲜的dmso从洗涤剂入口管线进入到尾气洗涤塔，尾气通过尾气入口管线进入到尾气洗涤塔，新鲜的dmso吸收尾气中的an单体，使尾气达到排放标准，通过尾气出口管线排出，设备简单，单体吸收效率高；

11、(2)被dmso吸收的an单体进入到第一单体储槽中，作为真空泵的循环液使用，节约了物料；

12、(3)通过调整换热器的换热温度，实现对真空泵循环液温度的调整，实现脱单塔内的真空度的调整，运行可靠；

13、(4)通过密度计实时监测第二单体储槽的单体浓度，并根据需要接入新鲜的dmso对单体浓度进行调整，方便、快捷。

技术特征：

1.一种碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的装置，其特征在于，包括尾气洗涤塔、第一单体储槽、第二单体储槽、第三单体储槽，所述尾气洗涤塔上设有洗涤剂入口管线、尾气入口管线和尾气出口管线，所述尾气洗涤塔与所述第一单体储槽连接，所述第一单体储槽与所述第二单体储槽连接，所述第二单体储槽与所述第三单体储槽连接，所述第一单体储槽上连接真空泵，所述真空泵上连接换热器，所述第二单体储槽上连接密度计。

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装置，其特征在于，所述第二单体储槽上还连接脱单塔，所述脱单塔与所述第二单体储槽之间设有冷凝器，所述冷凝器与所述真空泵连接。

3.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装置，其特征在于，所述第二单体储槽上设有新鲜dmso补给管线。

4.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装置，其特征在于，所述换热器采用板式换热器。

5.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装置，其特征在于，所述第一单体储槽、第二单体储槽和第二单体储槽上均设有离心泵和液位计。

6.根据权利要求5所述的碳纤维生产中提高丙烯腈单体回收利用率的装置，其特征在于，在所述第一单体储槽上，所述换热器位于所述离心泵的下游，所述真空泵位于所述换热器的下游。

7.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装置，其特征在于，所述尾气洗涤塔与所述第一单体储槽、所述第一单体储槽与所述第二单体储槽、所述第二单体储槽与所述第三单体储槽之间均通过管线连接。

技术总结
本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装置，包括尾气洗涤塔、第一单体储槽、第二单体储槽、第三单体储槽，所述尾气洗涤塔上设有洗涤剂入口管线、尾气入口管线和尾气出口管线，所述尾气洗涤塔与所述第一单体储槽连接，所述第一单体储槽与所述第二单体储槽连接，所述第二单体储槽与所述第三单体储槽连接，所述第一单体储槽上连接真空泵，所述真空泵上连接换热器，所述第二单体储槽上连接密度计。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。本技术可广泛应用于碳纤维的生产中。

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
受保护的技术使用者：山东永成新材料有限公司
技术研发日：20230105
技术公布日：2024/1/12