Môn học Đồ án công nghệ vật liệu dệt may

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA THỜI TRANG VÀ DU LỊCH NGÀNH CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY  Mơn học: Đồ án công nghệ vật liệu dệt may Mã học phần: PFFI322051_01 GVHD: TS Nguyễn Tuấn Anh Sinh viên thực hiện: Họ tên MSSV Nguyễn Chí Thanh 19137020 TP Hồ Chí Minh, 10 tháng năm 2022 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỢI SPANDEX 2.1 Giới thiệu sợi Spandex: Spandex loại sợi nhân tạo sản xuất để thay cao su Spandex có khả đàn hồi tuyệt vời , thực tế sợi Spandex có khả kéo dài lên đến 300 % so với chiều dài ban đầu sau trở lại ban đầu Soi Spandex tạo cách kết hợp polyglycol chuỗi dài với diisocyanate ngăn có chứa khoảng 85 % polyurethane Ưu điểm Nhược điểm Năng lượng lớn Không bền nhanh hỏng sử Khả chống suy giảm hóa học dụng với thuốc tẩy vượt trội ( tia UV Ozone , mổ hội , Chi phí sản xuất cao ) Độ bền ca, Có thể nhuộm Sản phẩm đồng ( thay đổi denier ) Denier tốt, Chịu nhiệt độ cao Polymerization Spinning Take Up QA Packing Hình 2.1 Các cơng đoạn sản xuất sợi Spander SPANDEX Polymerization Warehouse Hiệu suất phản ứng đạt 100 % hoạt tính nhóm chức – NCO vơ mạnh , phản ứng với PTMG – NCO phản ứng hồn tồn với nhóm chúc – OH Do sau phản ứng hàm lượng % NCO ln trì ổn định Ty so Capping Ratio ( CR ) = [ -NCO ] [ -OH ] - 1,65 – 1,70 , MDI ln dư sau phản ứng Tỷ số CR dùng để kiểm soát độ dài soft – segment hard — segment Từ định nên tính chất sợi Thời gian hu phản ứng 120 ± 10 phút Nước sử dụng đầu đoạn R2300B 45 ° C , đoạn phía sau sử dụng nước 90 ° C, cuối sử dụng nước 30 ° C Nước sử dụng phụ thuộc vào Capa ( tổng sản phẩm sản xuất thành sơn) phản ứng Căn vào Capa phản ứng , xác định thời gian , tinh toán thời gian lưu đoạn mở nước 90 °C cho phù hợp Các thiết bị phản ứng Bom • Cơng đoạn trùng hợp sử dụng số loại bơm bơm Daphram , bom Gear Khi cần định lượng xác ( sai số lưu lượng nhỏ ) thi sử dụng Diaphram • Trong phản ứng , bom Daphram dùng để bơm MDI vi phạm vi sai số lưu lượng MDI hẹp (+ g / mn ) Bom Gear dùng để bơm PTMG dung dịch có độ nhớt lớn Flowmeter ( lưu lượng kể ) • Được dùng để định lượng dòng , đơn vị ( g / mn ) Từ điều chỉnh % NCO mong mn • Flowmeter đo lưu lượng dịng sau gin tín hiệu điển khiển để điều khiển cơng suất bơm ( MV ) để % NCO nằm giới hạn cho phép Bảng 2.3 Thông số Static Mixer sử dụng phản ứng • M2200_R2300A sử dụng Static Mixer dạng S – line , nhiệt độ thấp mục - đích giúp phối trộn nguyên lệu Chúng hoạt động Premixer ● đoạn đầu R2300B sử dụng Static Mixer dạng SMXL nước 45 ° C để phối trộn gia nhiệt dòng hỗn hợp PTMG MDI ● R2300B từ đoạn – 40 sử dụng Static Mixer dạng SMXL với vai trog reaction phản ứng Nước 90 ° C sử dụng đoạn để trì nhiệt độ phản ứng ● R2300C sử dụng S – line , nước ° C để phản ứng dừng lại ran 2.2.3 Lý thuyết phản ứng Prepolymer hòa tan dung mơi DMAc , phản ứng với amine pha lỗng DMAc , hình thành liên kết Urea thơng qua phản ứng mạch , sản phẩm tạo gọi Brighter Polymer OCN NCO + H₂NCH₂CH₂NH₂ + HN ( C₂H5 ) # ( Prepolymer ) ( Diamine ) ( Monoamine ) CH₂CH3 H2N- NCNHCH₂CH₂NHCNH - N CH₂CH Là giai đoạn hình thành Hard — segment ( Vùng kết tinh với liên kết hydro nhóm urea Liên kết chéo vật lý liên kết chuỗi polymer lại với thành mạng Ngăn chặn chuỗi polymer trượt ) phản ứng – NCO đoạn cuối Prepolymer với chất nối mạch amine ( EDA , PDA ) , tốc độ phản ứng nhanh Do phản ứng tỏa nhiệt nên việc giai nhiệt giữ hỗn hợp đồng quan trọng Điều chỉnh lượng phân tử polymer băng lưu lượng nhập vào chất mạch EDAPDA chất ngắt mạch DEA Pha trộn slurry ( phụ gia ) : việc pha trộn phụ gia giúp polymer thành phâm có tính chất hóa học vật lý phù hợp với yêu cầu san phẩm Các thiết bị dùng phản ứng • Cơng đoạn phan ứng dùng thiết bị tương tự công đoạn trước ,ngồi cịn dùng thiết bị khuấy trộn dạng ly tâm cưỡng M3100 M3200 nhằm khuấy trộn tốt , lúc lưu chất có độ nhớt cao cần độ phân tán đồng • Vì phan ứng diễn phản ứng toa nhiệt , nên dùng nước lạnh 7C để giải nhiệt , giúp phản ứng có lợi mặt nhiệt học Hơn , nhiệt độ thấp nhằm hạn chế bay dung môi DMAc 2.2.4.2 Thuyết minh quy trình Phản ứng MDI PIMG Prepolymer + MDI dư Trước bắt đầu phản ứng MI bảo quản nhiệt độ -6C , sau nấu chảy để tiến hành phản ứng Dung dịch PTMG ( bê T2050 ) MDI (bé T1010 – T2010A / B ) chuyển đến bề M2200 Ở xảy trình tiến khuấy trộn , phản ứng xảy khơng xay Hỗn hợp chuyển sang bê R2300A , khuấy trộn gia nhiệt 45 ° C , xảy trình tiên phản ứng Sang bề R2300B ( bể R2300B bao gồm 40 ngăn đánh số BỊ – B40 ) xảy phản ứng số , từ ngăn B1 – B2 đặt nhiệt độ nước vào 45 ° C Bắt đầu từ B3 đặt nhiệt độ nước vào 90 ° C ( nhiệt độ để phản ứng xảy tốt ) , trì nhiệt độ 120 phút , sau thời gian ta sử dụng nước 30 ° C ( làm mát để trì sản phẩm ) ngăn B40 Sau phản ứng xảy sản phẩm thu Prepolymer chuyển sang bể R2300C dùng nước ° C để không chế phản ứng Kiểm tra độ nhớt % NCO Cuối , dẫn hỗn hợp Prepolymer MDI dư sang bể lưu trừ T2400 Phản ứng Prepolymer + -NCO + DMAc + Amine Từ bề hưu trữ T2400 , hỗn hợp chuyển sang bé T2410 nhằm mục đích giảm bọt ổn định sản phẩm phản ứng Tại bề M3100 Hỗn hợp thêm vào dung mơi DMAc , mục đích nhằm hòa tan Prepolymer tir dang gel sang dang long Hỗn hợp tiếp chuyển sang bề M3200 Thêm vào hỗn hợp amine bao gồm loại CEA ( dùng để mạch ) CTA ( dùng để ngắt mạch ) San phẩm tạo Bnghter Polymer Nếu hỗn hợp đạt yêu cầu chuyển sang chứa bể T3200 , không đạt yêu cầu thải bỏ thông qua bề T3205 Điều chế amine DMAc 93 % DMA 93 % CEA ► CTA EDA ± 0,03 % DEA 0,2 % Tù T3 200 thêm vào Slurry ( hỗn hợp Mg — St , Chisorb , Chinorb , ) tùy theo yêu cấu sản phẩm Hỗn hợp chuyển sang bể chứa T3201 Tiếp chuyển tiếp sang bế M3300 mục địch khuấy trộn hỗn hợp tạo sản phẩm cuối Buffer Polymer ( polymer dùng sản xuất sượi Spandex ) San phẩm sau chuyển sang bề T3400A T3400B mục đích lưu trữ kiểm tra Cuối , Buffer Polymer chuyển bệ T3440 bề cung cấp trực tiếp nguyên liệu đẻ sản xuất sợi Spandex cho công đoạn Spinning DMAc thu hồi , làm thông qua hệ thống tháp chưng cất , hoàn lưu tái sử dụng 2.2.5.2 Thuyết minh quy trình DMAc sau sử dụng thu hồi bể T6100A , độ tinh khiết vào khoảng 95 - 98 % DMAc vận chuyển lên bể HX6100 thực trình gia nhiệt lên đến 76 ° C tiếp hành nhập liệu vào tháp E.G TW6100 ( tháp tách nước ) Ở tháp , sản phẩm đỉnh nước sản phẩm đáy ( 104 ° C ) DMAc với độ tinh khiết 98,5 % Sản phẩm đỉnh lúc phần hoàn lưu lại vào tháp , phần chuyển sau bệ 19100 Sản phẩm đáy tương tự , phần hoàn lưu lại , phần chuyển sang bé trung gian E G T6110 DMAc từ bé E G T6110 đưa vào tháp E , G TW6200 mục đích tách DMAc khỏi phần cặn Ở tháp sản phẩm đỉnh ( 92 ° C ) hoàn lưu hoàn toàn Sản phẩm đáy ( 102 ° C ) chửa DMAc phần cặn hồn lưu phần , phần cịn lại chuyển sang bế T6100B Một dòng sản phẩm DMAc lấy từ thân tháp ( 96 ° C ) có độ tinh khiết 99,5 % độ dẫn điện 0,35 uS / cm chuyển sang bể HX6215 thực trình ngưng tụ Sản phẩm sau ngưng tụ phần chuyển vào bề trung gian T6300 , phần chuyển lại bề T6100A để trì độ tinh khiết bề T6100A ln phạm vi cho phép DMAc từ bể T6300 chuyển sang tháp ion đề giam độ dẫn điện xuống , 03 pS / cm DMAc tiếp để bê trung gian T6000 , DMAc sử dụng cho hoạt động sản xuất Dòng sản phẩm đáy tháp E G TW6200 sau qua bé T6100B chyển sang tháp A B TW6200 Sản phẩm đình nước ( 67 ° C ) hồn hưu phần phần cịn lại chuyển bể chứa sản phẩm đỉnh T9100 Một đồng sản phẩm lấy từ thân ( 86 ° C ) qua bê HX6215 thực trình ngưng tụ sau đỏ hoàn lưu toàn lại bề T6100A dòng sản phẩm đáy ( 107C ) chứa DMAc 40 – 45 % DEF DMF , acid acetic hoàn lưu phần , phần chuyển qua bề T6100C , sau chuyển sang bể định lượng T6301 Tại bể T6312 chứa NaOH 38,5 % Từ bể T6301 T6312 chuyển sang bê trung hòa 6310A / B Hỗn hợp chuyển tiếp sang bể PD 6311 – 6315 thực q trình gia nhiệt , muỗi trung hịa bị giữ lại thải , DMAc bay qua bề HX6100 ngưng tụ bệ T6315 có độ tinh khiết 90 % Từ bê T6315 san phẩm dân sang bề T6100B T6110A Tại bé chưa sản phẩm đinh 19100 , dòng sản phẩm gia nhiệt lên 63 ° C , nhập hệu vào tháp A B TW6100 nhằm mục đích tách phân DMAc cịn lại nước thải San phẩm đỉnh ( 102 ° C ) nước hoàn phần , phần thải vào bể chứa nước thái T9900 San phẩm đáy ( 103 ° C ) tự phần hoàn lưu , phần chuyên bề T6100B bé T6110A Từ bé Tới10A dòng chất hoàn lưu lại bệ T6100A 2.2 Mixing – công đoạn chuẩn bị cho DCS 2.2.6.1 Đầu vào PTMG DNAC PTMG nguyên liệu , DMAc dụng PTMG Plant Storage Tank PIMG DMAc vận chuyển container 20 tân Trước đến Storage Tank , phận Mang lấy mẫu gia cho Chemical lab để kiểm tra mẫu theo COA nhà cung cấp • Nếu kết đạt , phận Mixing mơ bơm để chuyển nguyên liệu vào Storage Tank ● Nếu kết qua không đạt , phận Mixing gin báo cáo phận mua hàng 2.2.6.2 MDI Kho Test Bom vao bon lanh Melting mau ( -6 ° C ) chura Hình 2.5 So đỏ melning MDI Thùng MDI container ( -20 ° C 22.5kg / thing ) bệ T6315 có độ tinh khiết 90 % Từ bê T6315 san phẩm dân sang bề T6100B T6110A Tại bé chưa sản phẩm đinh 19100 , dòng sản phẩm gia nhiệt lên 63 ° C , nhập hệu vào tháp A B TW6100 nhằm mục đích tách phân DMAc cịn lại nước thải San phẩm đỉnh ( 102 ° C ) nước hoàn phần , phần thải vào bể chứa nước thái T9900 Sản phẩm đáy ( 103 ° C ) tự phần hoàn lưu, phần chuyên bề T6100B bé T6110A Từ bồn T10A dịng chất hồn lưu lại bệ T6100A 2.2 Mixing – công đoạn chuẩn bị cho DCS 2.2.6.1 Đầu vào PTMG DNAC PTMG nguyên liệu , DMAC dụng PTMG Plant Storage Tank PIMG DMAc vận chuyển container 20 tân Trước đến Storage Tank , phận Mang lấy mẫu gia cho Chemical lab để kiểm tra mẫu theo COA nhà cung cấp Nếu kết đạt , phận Mixing mơ bơm để chuyển nguyên liệu vào Storage Tank ● Nếu kết qua không đạt , phận Mixing gin báo cáo phận mua hàng 2.2.6.2 MDI Kho Test Bom vao bon lanh Melting mau ( -6 ° C ) chura Hình 2.5 So đỏ melning MDI Thùng MDI container ( -20 ° C 22.5kg / thing ) MDI chứa thùng ( 225kg / tháng ) di chuyển vào cold container ( -20 ° C ) Sau , MDi daro chuyển đến kho lạnh ( -6 ) Khi DCS yêu cầu MDI melting bồn no 70 ℃ mở khuấy 5,5 Bộ phận Mixing chuyển màu MDI cho Chemeal lao để kiểm tra theo CÒA nhà cung cấp Kết thúc , bom MDI vào Storage Tank Hot Room Luru y ● MDI bắt đầu tan chạy 38 ° C , nhiên , MDI ngâm nước nóng 70 ° C suốt 5.5 để MDI chay long hoàn toàn Một số lỗi thường gặp ● Khi melting cần ý nhiệt độ kho lạnh thời gian melting Khi nhiệt độ kho lạnh thời gian melting năm giới hạn cho phép cần waste số thung khơng đạt Phần không tan MDI cao ● Tính chất MDI thay đổi tiến hành ngưng nhập MDI Màu MDI bị biến đổi Độ nhớt MDI tăng 2.2.6.3 Filter Sau khoảng thời gian vận hành xuất gel , bà Điều làm ảnh hưởng đến chất lượng sợ Do ta sử dụng lọc để tinh Nhiệm vụ thay số thiết bị , thiết bị lọc cho phận Polynerization Có loại filter Filter PP : 1um , sum O Filter Inox : Sum 10μm , 40μm Sử dụng filter ứng với độ nhớt Đối với độ nhớt cao ta sử dụng filter lớn Chu kì thay đổi filter 30 ngày Độ nhớt thấp chu kì thay đổi dài 2.6.4 Amine Amine thêm vào để cải thiện hay giảm mạch polymer nhằm kiểm soát độ nhớt cua Brighter Polymer , Buffer Polymer Chia thành loại • CEA : dùng để nối dài mạch polymer ● CTA dùng để ngắt mạch polymer Loar amine Loại sử dụng Lưu ý EDA CEA PDA Tùy loại sản phẩm mong muốn mà việc đưa DETA vào hay không xem xét DETA CTA DEA Amine phôi trộn chung với DMAC trước đưa vào phản ứng Hàm lượng amine hỗn hợp giới hạn mức % Ở bồn chứa DEA , EDA , DETA kiểm tra theo COA nhà cung cấp DEA EDA cân trước trình mixing Nếu lượng DEA EDA cao tiêu chuẩn , dư lượng trở lại bồn DEA EDA Sau trình mixing , mẫu chuyển Chemical lab để kiểm tra Mẫu cuối bao gồm % amine 93 % DMAc Lưu ý cho dung môi DMAc vào trước amine mục đích để hịa tan hồn toan amine dung môi amine dễ bay , cho amine vào trước điều kiện bồn phản ứng amine bay 2.2.6.5 Slurry ( phụ gia ) Sluny chất phụ gia thêm vào nhằm tăng tính chất polymer Slumy bao gồm : • Nhóm : CLC – 100 , Mg – St , TiO2 ● Nhóm : Chisorb 1500 , Songnox 2450 , Chinox 2245 , Hostanox 03 , Poly - RLS , L - MET , SAM Quy trình điều chế Slurry Làm T4010 SG 14110A tất van B Nguyên liệu nhóm từ 14010 chuyển sang S / G thực trình sand grinder Rót nguyên liệu nhóm vào 14010 với ngun liệu nhóm tiếp tục q trình sand grinder đạt 2000g phút thi dừng lại Cuối , tắt van A chuyển hợp chất sang T4110A Tại T4110A , mẫu chuyển sang Chemical lab để kiểm tra ( solid , ASH ,Viscosity , H₂O ) ... lưu chất có độ nhớt cao cần độ phân tán đồng • Vì phan ứng diễn phản ứng toa nhiệt , nên dùng nước lạnh 7C để giải nhiệt , giúp phản ứng có lợi mặt nhiệt học Hơn , nhiệt độ thấp nhằm hạn chế... Slurry Làm T4010 SG 14110A tất van B Nguyên liệu nhóm từ 14010 chuyển sang S / G thực trình sand grinder Rót nguyên liệu nhóm vào 14010 với nguyên liệu nhóm tiếp tục trình sand grinder đạt 2000g... nhanh hỏng sử Khả chống suy giảm hóa học dụng với thuốc tẩy vượt trội ( tia UV Ozone , mổ hội , Chi phí sản xuất cao ) Độ bền ca, Có thể nhuộm Sản phẩm đồng ( thay đổi denier ) Denier tốt, Chịu