一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧装置与工艺的制作方法

本发明属于尼龙6生产技术领域，涉及一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧装置与工艺。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

据发明人所知，目前尼龙6的水解聚合生产工艺，以已内酰胺为原料、脱盐水作引发剂，添加二氧化钛、对苯二甲酸等辅料进行，在整个生产工艺中，尼龙6工艺需要的温度较高，由于单体己内酰胺及聚合物对氧非常敏感，长时间与氧接触易造成己内酰胺及产品聚合物氧化变质，达不到产品质量要求，因此要求整个系统在辅料的溶解、贮存和聚合过程中，都以氮气惰性气体保护，一般这些气体的含氧量控制在0.003％以下。当尼龙6系统停车时，也要增加通入系统的氮气流量，适当养活系统中的水量，因此整个系统使用的脱盐水必须先进行除氧，成为除氧脱盐水。目前尼龙6脱盐水除氧使用的为热力除氧系统，利用氧气在水中的溶解度随温度升高而降低的原理，将蒸汽通过脱盐水中将脱盐水加热至104℃进行脱氧，如图1所示。然而，经过发明人实际生产发现，采用热力除氧的方法，在除氧过程中消耗蒸汽，并且一部分加热闪蒸汽随着溶解氧的溢出而排空，造成能量损失。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧装置与工艺，不仅达到节能得效果，还能保证生产过程中的产品质量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧装置，包括脱盐水脱气器，所述脱盐水脱气器为竖直设置的中空筒状结构，中空筒状结构下部安装富氮脱盐水储槽，中空筒状结构中部内设置填料层，填料层与富氮脱盐水储槽之间设置氮气进口，中空筒状结构上部侧壁设置含氧脱盐水进口，中空筒状结构顶部设置放空口，富氮脱盐水储槽开设富氮脱盐水出口，富氮脱盐水出口设置为用于连接尼龙6生产系统的脱氧脱盐水进口。

另一方面，一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧工艺，提供上述脱盐水除氧装置，向脱盐水除氧装置的含氧脱盐水进口通入含氧脱盐水，向脱盐水除氧装置的氮气进口通入氮气，氮气在填料层内将含氧脱盐水内氧气脱除形成富氮脱盐水，形成的富氮脱盐水用于代替尼龙6生产中使用的脱氧脱盐水。

第三方面，一种尼龙6的生产系统，包括脱盐水除氧装置、辅料配置装置、萃取装置，脱盐水除氧装置的富氮脱盐水出口连接辅料配置装置的脱氧脱盐水进口和/或萃取装置的脱氧脱盐水进口。

第四方面，一种尼龙6的生产工艺，提供上述尼龙6的生产系统，向脱盐水除氧装置的含氧脱盐水进口通入含氧脱盐水，向脱盐水除氧装置的氮气进口通入氮气，氮气在填料层内将含氧脱盐水内氧气脱除形成富氮脱盐水，将制备的富氮脱盐水代替脱氧脱盐水通入至辅料配置工序和/或萃取工序。

本发明利用氮气作为气提气，自脱盐水脱气器储槽液面上表面通入，提高氮气在脱盐水表面的分压，降低脱盐水中氧的分压，根据亨利定律(溶质气体在气相中的分压与该气体在液相中的浓度成正比，提高一相分压来降低另一相分压)，充入氮气后氧气的分压就降低，从而使脱盐水中的氧气析出，氮气的比重比氧气低，与经过填料后的脱盐水逆向接触，水在填料层上被充分分散均匀形成水膜，水中含有的氧气扩散到水的表面，与被下部向上流动的氮气充分接触后，被氮气带走，分离出的氧气由塔顶的排气管排出，脱盐水中溶解的气体被氮气替代，形成富氮脱盐水。

本发明的有益效果为：

1、本发明不使用蒸汽节省了蒸汽热源，1吨尼龙需要0.7吨脱氧脱盐水，1吨脱盐水除氧消耗0.25mpag蒸汽约150kg。

2、传统的脱氧脱盐水进入尼龙6系统配置装置及萃取装置后，还需通入氮气进行氮封，使用本发明脱氧工艺后，由于富氮脱盐水中已充满氮气，高氮脱氧水进入系统后被加热时释放出氮气，减少了外界氮气的加入量。

3、传统的热力除氧脱盐水在输送过程中由于温度发生变化，在温度降低时，脱氧水很容易吸收空气的氧，引起脱氧脱盐水变质。本发明脱氧工艺形成的富氮脱氧水在输送过程中由于水中已充满氮气，氮气的分压比较高，脱氧水不会由于环境的改变吸收氧气。

4、本发明流程简单，上部除氧，下部作为高氮水的储罐，一台装置双用，减少了原料浪费。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为蒸汽脱盐水除氧装置结构示意图；

图2为本发明实施例1的热力脱盐水除氧装置结构示意图；

其中，1、脱盐水脱气器，2、富氮脱盐水储槽，3、填料层，4、富氮脱盐水泵。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

鉴于现有热力脱盐水除氧工艺存在能量损失、脱氧脱盐水变质易变质等问题，本发明提出了一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧装置与工艺。

本发明的一种典型实施方式，提供了一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧装置，包括脱盐水脱气器，所述脱盐水脱气器为竖直设置的中空筒状结构，中空筒状结构下部安装富氮脱盐水储槽，中空筒状结构中部内设置填料层，填料层与富氮脱盐水储槽之间设置氮气进口，中空筒状结构上部侧壁设置含氧脱盐水进口，中空筒状结构顶部设置放空口，富氮脱盐水储槽开设富氮脱盐水出口，富氮脱盐水出口设置为用于连接尼龙6生产系统的脱氧脱盐水进口。

本发明利用气提原理，将系统保护气氮气作为气提气，除去水中的氧，不仅不消耗能源，而且水中溶解的氮在生产过程中随温度升高时还能释放出来作为保护气，不仅达到节能得效果，还能保证生产过程中的产品质量。

该实施方式的一些实施例中，富氮脱盐水储槽底部开设富氮脱盐水出口。

该实施方式的一些实施例中，包括控制器，含氧脱盐水进口设置电磁阀，富氮脱盐水储槽设置液位传感器，液位传感器的液位信号输送至控制器，控制器根据液位信号控制电磁阀的打开或闭合。

该实施方式的一些实施例中，中空筒状结构的直径小于富氮脱盐水储槽的直径。

该实施方式的一些实施例中，放空口安装放空阀。放空阀为调节阀门，能够调节开度大小，控制压力。

本发明的另一种实施方式，提供了一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧工艺，提供上述脱盐水除氧装置，向脱盐水除氧装置的含氧脱盐水进口通入含氧脱盐水，向脱盐水除氧装置的氮气进口通入氮气，氮气在填料层内将含氧脱盐水内氧气脱除形成富氮脱盐水，形成的富氮脱盐水用于代替尼龙6生产中使用的脱氧脱盐水。

本发明的第三种实施方式，提供了一种尼龙6的生产系统，包括脱盐水除氧装置、辅料配置装置、萃取装置，脱盐水除氧装置的富氮脱盐水出口连接辅料配置装置的脱氧脱盐水进口和/或萃取装置的脱氧脱盐水进口。

尼龙6的生产系统如cn201810581978.x所示。

该实施方式的一些实施例中，包括富氮脱盐水泵，富氮脱盐水出口连接富氮脱盐水泵的进口，富氮脱盐水泵的出口连接辅料配置装置的脱氧脱盐水进口和/或萃取装置的脱氧脱盐水进口。

尼龙6的生产系统包括氮气源，氮气源经过氮气脱氧器脱氧后输送至辅料配置装置进行氮封，因而本发明脱盐水除氧装置的氮气进口可以连接氮气源，也可以连接氮气源经过脱氧器脱氧后的脱氧氮气输送管线，该实施方式的一些实施例中，包括氮气源、氮气脱氧器，氮气源连接氮气脱氧器，氮气脱氧器的出口连接脱氧氮气输送管线，脱氧氮气输送管线连接脱盐水除氧装置的氮气进口。

本发明的第四种实施方式，提供了一种尼龙6的生产工艺，提供上述尼龙6的生产系统，向脱盐水除氧装置的含氧脱盐水进口通入含氧脱盐水，向脱盐水除氧装置的氮气进口通入氮气，氮气在填料层内将含氧脱盐水内氧气脱除形成富氮脱盐水，将制备的富氮脱盐水代替脱氧脱盐水通入至辅料配置工序和/或萃取工序。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

以下实施例基于cn201810581978.x尼龙6切片聚合生产系统、工艺中脱盐水除氧装置进行改进。

实施例1

一种用于生产尼龙6的脱盐水除氧装置，如图2所示，包括脱盐水脱气器1。

脱盐水脱气器1为竖直设置的中空筒状结构，中空筒状结构中部内设置填料层3，中空筒状结构下部安装富氮脱盐水储槽2，中空筒状结构上部侧壁设置含氧脱盐水进口，填料层3与富氮脱盐水储槽2之间的侧壁设置氮气进口，中空筒状结构顶部设置放空口，放空口设置放空阀，放空阀为调节阀，富氮脱盐水储槽2底部设置富氮脱盐水出口。

含氧脱盐水进口设置电磁阀，富氮脱盐水储槽2设置液位传感器，液位传感器的液位信号输送至控制器，控制器根据液位信号控制电磁阀的打开或闭合。

富氮脱盐水出口连接富氮脱盐水泵4的进口，富氮脱盐水泵4的出口连接辅料配置装置的脱氧脱盐水进口和萃取装置的脱氧脱盐水进口。

工艺过程为：向脱盐水除氧装置的含氧脱盐水进口通入含氧脱盐水，向脱盐水除氧装置的氮气进口通入含氧量≤3ppm的氮气，氮气在填料层内将含氧脱盐水内氧气脱除形成富氮脱盐水，将制备的富氮脱盐水代替脱氧脱盐水通入至辅料配置工序和萃取工序。

经过本实施例的改进，生产1吨尼龙能够节省105kg0.25mpag的蒸汽，降低了蒸汽的消耗。同时，1吨尼龙需要0.7吨脱氧脱盐水，1吨脱盐水脱氧需要0.5标方氮气，原年产5万吨尼龙6系统每小时需添加30标方氮气进行氮封，改进后由于系统进入的脱盐水为高氮脱盐水，进入系统在高温加热条件下水中氮气被释放出来，形成自然氮封补充量大大减少，由原系统每小时需添加30标方氮气进行氮封减少到10标方左右。每年生产时间为8000小时左右(其余时间检修)，每小时处理脱盐水脱氧需要3.1标方左右。即原生产尼龙6的工艺每小时需要氮气总量为30标方左右，改进后每小时需要氮气总量仅为13.1标方左右，大大降低了氮气的消耗量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。