طرح تولید کاپرولاکتام

23 آذر 1399
۰
بازدیدها: 1,191
دسته بندی:
ایده ها
صنایع شیمیایی

طرح تولید کاپرولاکتام

کاپرولاکتام Caprolactam پیشرو بسیاری از تولیدات شیمیایی صنعتی مانند صنعت نایلون، صنعت پلاستیک، صنعت رنگ، سنتز لیزین و اتصال عرضی (کراس‌لینک) پلی‌اورتان است.تولید کاپرولاکتام از سه دهه گذشته مورد توجه جامعه علمی قرار گرفته است تا نیازهای صنعتی را تحت احتیاط‌های محیطی برآورده سازد.

کاپرولاکتام CPL یک ترکیب آلی است، این ماده یک لاکتام یا یک آمید حلقوی اسید کاپروئیک است.سالانه حدود ۴.۵ بیلیون کیلوگرم تولید می‌شود.پیشرو در تولید نایلون ۶ که یک پلیمر مصنوعی است می‌باشد.

سایر نام‌ها کاپرولاکتام

کاپرولاکتام
سیکلوهگزانون ایزو-اکسیم
هگزانولاکتام
اکستروم ۶N
کاپرون PK4
آمینوکاپروئیک لاکتام

ویژگی‌های کاپرولاکتام

فرمول شیمیایی این ماده CH2)5C(O)NH) یا C6H11ON می‌باشد.وزن مولکولی آن ۱۱۳.۱۶ گرم بر مول است.کاپرولاکتام یک ماده جامد سفید، هیگروسکوپ (نم‌گیر) و کریستالی یا ورقه‌ای است که در آب بسیار محلول است.این ماده بوی نامطبوع و منحصر به فردی دارد.

کاربردها کاپرولاکتام

کاربرد در ساخت الیاف مصنوعی به خصوص نایلون ۶

کاربرد در ساخت فیبر، پلاستیک‌ها و پلاستی‌سایزرها

کاربرد در سنتز لیزین

کاربرد در اتصال عرضی پلی‌اورتان

کاربرد در برس‌های مویی، چرم مصنوعی، روکش فیلم و سفت‌کننده پارچه

CPL همچنین در سنتز چندین ماده دارویی از جمله پنتیلن تترازول، مپتازینول و لوروکاپرام استفاده می‌شود.

نوع و میزان مواد اولیه کاپرولاکتام

مواد اولیه برای تولید یکتن محصول در فرآیند تولید کاپروالکتام ازسیکلوهگزان بوسیله فسفات هیدروکسیل آمین

نایلون ۶

نایلون ۶ یکی از اعضای خانواده ی پلیمرهای ترموپلاستیک نایلونی است که به نام پلی آمید شناخته می شوند. نایلون ۶ نخستین بار توسط پول اسکلاک تولید شد. نایلون ۶ یکی از پرکاربرد ترین پلیمرها است. الیاف نایلون ۶ بسیار محکم بوده، و دارای استحکام کششی بالایی است.

نام ماده (فارسی): پلی کاپرولاکتام
نام ماده (انگلیسی): Polycaprolactam
نام تجاری (فارسی): نایلون ۶
نام تجاری (انگلیسی): Nylon 6

نایلون ۶ (Nylon 6) یا پلی کاپرولاکتام (Polycaprolactam) پلیمری است که توسط پول اسکلاک (Paul Schlack) برای باز تولید خواص نایلون ۶و۶ بدون مشابهت ساختاری، تهیه شد. برخلاف سایر نایلون ها، نایلون ۶ یک پلیمر تراکمی (condensation polymer) نیست و به جای این روش به روش پلیمریزاسیون حلقه باز (ring-opening polymerization) تهیه می شود. رقابت نایلون ۶ با نایلون ۶,۶ اقتصاد صنعت فیبرهای مصنوعی را تنظیم می کند. نایلون ۶ در سال ۱۹۵۲ به نام تجاری Perlon معروف شد. نایلون (Nylon) نام کلی برای خانواده ای از پلیمرها است که به نام پلی آمید شناخته می شوند. پلی آمیدها اولین بار در ۲۸ فوریه سال ۱۹۳۵ توسط والاس کارترز Wallace Carothers در دوپونت ساخته شدند.

موارد مصرف نایلون ۶

ساخت برس مسواک، بخیه جراحی تولید کفش ، جوراب و مواد کش بافت ساخت نخ، طناب، میله، تور و لاستیک گوشه ای از کاربردهای آن است. قنداق اسلحه از نایلون ۶ و ترکیبی از چند پلیمر دیگر تهیه می شود و..

خواص فیزیکی و شیمیایینایلون ۶

فیبر نایلون ۶ بسیار محکم بوده، و دارای استحکام کششی بالایی است. فیبر نایلون ۶ علاوه بر الاستیسیته بالا، براق است. در برابر فرسایش شیمیایی مواد گوناگون نظیر اسیدها و آلکان ها مقاوم است. دارای سطح چروک دار هستند. پتانسیل استفاده در غذای صنعتی را دارند. نایلون ۶ حدود ۲.۴% آب را جذب می کند که سبب کاهش استحکام کششی آن می شود. نایلون ۶ پلی آمیدی نیمه کریستالی است.

روشهای تولیدنایلون ۶

۲Na2، بعنوان آغازگر ، تنها به مقدار بسیار اندک بکار میرود که آغازگر حلقه بوده و بعد از آن ، واکنش پیش خواهد رفت. در حین پلیمریزاسیون، پیوند پای درون هر مولکول کاپرولاکاتم شکسته شده و مولکول دارای دو گروه فعال در دو طرف ،مونومرهای نایلون را تشکیل می دهد.

تولید فیلم نایلون

بیشترین مشکل در تولید فیلم نایلون از خروجی قالب تا کشنده ی بالا رخ میدهد.در ادامه این مقاله عناصر موجود در این باره بررسی میگردند.

گرچه تئوری ها همیشه با عمل سازگار نمی باشند اما بسیاری از مشکلات تولید مواد اولیه ی پلی اتیلن به نایلون به روش بالون را توضیح میدهند.

به عنوان مثال نسبت قطر نایلون به قطر قالب(Blow up ratio) اگر به عنوان یک پارامتر تولید به تنهایی مورد استفاده قرار گیرد کاملا بی معنی خواهد بود. این نسبت بایستی با در نظر گرفتن سرعت خط و اندازه ی دهانه قالب در نظر گرفته شود. برای تعیین جهت کشش و گرایش مواد مذاب، بایستی سرعت خط و نسبت قطر نایلون به قالب به صورت جداگانه بررسی شود. در حالیکه هر دوی آنها با هم و پیش از خط انجماد رخ میدهند. در فاصله ی بین خروجی قالب تا خط انجماد و تقریبا تمامی مشخصه های فیلم نایلون نظیر جهت گرایش، خواص شیرینک پذیری، شفافیت، براقیت ، استقامت و … شکل میپذیرد.

اصول اولیه فیلم پلی اتیلن (نایلون ) تولید شده به روش بالون

یک اپراتور تولید با توجه به کارکرد مستقیم و طولانی مدت بسیاری از مشکلات را به صورت مستقیم حل می نماید اما آموزش نیروهای جدید کاری بس دشوار و پرهزینه میباشد.

ضمنا برخی مشکلات ذاتی و خطاهای ناشی از فراموشی در زمان تولید مخصوصا در تولیدات جدید رخ میدهد که با مطالعه ی این مقاله شما میتوانید نسبت به برطرف کردن آن اقدام نمایید.

اصول اولیه تولید فیلم پلی اتیلن (نایلون )

در نگاه اول تولید فیلم و روش کارکرد دستگاه بسیار ساده به نظر می آید به صورتی که مواد اولیه توسط مواد کش به داخل قیف اکسترودر ریخته میشود و سپس در درون اکسترودر بواسطه ی حرارت و اصطکاک مواد اولیه به صورت خمیری و مذاب درآمده و به وسیله ی فشار ایجاد شده توسط ماردون به داخل قالب هدایت میشود.

قالبه به صورت گرد بوده بنابراین فیلم خروجی از آن حالت تیوپ روده ای دارد. تیوپ خارج شده توسط هوا منبسط گردیده و ضمن افزایش قطر، ضخامت آن کاهش می یابد البته کشنده های نصب شده بر روی برج دستگاه نیز به صورت همزمان مواد اولیه مذاب خارج شده از سر قالب را به بالا کشیده و با تنظیم سرعت کشنده میزان ضخامت دقیق نایلون تعیین می گردد.

تیوپ به نامهای حباب و بالن نیز خوانده میشود. تیوپ پس از خنک شدن داخل قسمت کشنده ی بالا که به شکل عدد ۸ است به صورت ورق دولا در می آید.

هرچند موارد ذکر شده بسیار ساده و آسان به نظر می رسند اما در حقیقت تولید فیلم نایلون به روش بالون یک امر بسیار تخصصی و پیچیده است و تنوع محصول بسیار بالایی دارد به گونه ای که از عرض ۴ سانتی متر تا عرض ۳۰ متر تولید میگردد

میزان کشش برای تعیین ضخامت با فرمول زیر محاسبه میشود. بنابراین BUR بزرگتراز عدد یک نشانگر آن است که حباب بالون بیشتر از قطر قالب منبسط شده است.فیلم در این قسمت نازک شده و در راستای تولید جهت یافته میشود که به آن TD گفته میشود.زمانی که عدد DDR بزرگتر از یک شود نشانگر آن است که مواد مذاب با سرعتی بیشتر از خروجی قالب به سمت بالا کشیده میشود که در این حالت فیلم نازک گردیده و دارای جهت یافتگی عرصی میشود که به آن MD گفته میشود.

در عمل این اعداد تقریبی هستند زیرا که مواد مذاب خارج شده از قالب متورم میگردند و محاسبات بالا با در نظر گرفتن ابعاد قالب انجام میشود زیرا که میزان تورم مواد مذاب پس از خروج از قالب با توجه به نوع مواد اولیه متفاوت میباشد.

فرمول محاسبه نسبت قطر نایلون

فرمول محاسبه نسبت قطر نایلون به قطر قالب (BUR) نامیده میشود. در واقع با افزایش قطر حباب میزان BUR نیز افزایش می یابد.قطر قالب تقسیم بر BUR نشانگر ضخامت جنس است.البته پس از کسر میزان انبساط . البته چون این روش برای محاسبه دشوار است میتوان از فرمول خلاصه شده ی زیر هم استفاده کرد. میزان کشش برای تعیین ضخامت با فرمول زیر محاسبه میشود. بنابراین BUR بزرگتراز عدد یک نشانگر آن است که حباب بالون بیشتر از قطر قالب منبسط شده است.فیلم در این قسمت نازک شده و در راستای تولید جهت یافته میشود که به آن TD گفته میشود.

زمانی که عدد DDR بزرگتر از یک شود نشانگر آن است که مواد مذاب با سرعتی بیشتر از خروجی قالب به سمت بالا کشیده میشود که در این حالت فیلم نازک گردیده و دارای جهت یافتگی عرصی میشود که به آن MD گفته میشود. در عمل این اعداد تقریبی هستند زیرا که مواد مذاب خارج شده از قالب متورم میگردند و محاسبات بالا با در نظر گرفتن ابعاد قالب انجام میشود زیرا که میزان تورم مواد مذاب پس از خروج از قالب با توجه به نوع مواد اولیه متفاوت میباشد.

ارزیابی مواد اولیه و افزودنی ها و مواد بازیافتی

آیا مواد اولیه و یا افزودنی هایی که در تولید استفاده میشوند صحیح انتخاب و ترکیب شده اند؟
آیا موجودی مواد اولیه برای تکمیل سفارشات کافی است؟
آیا فیلتر های کشنده ی مواد اولیه تمیز هستند؟
در صورت تغییر در مواد اولیه آیا از خالی شدن و تمیز شدن کامل سیستم انتقال و ترکیب مواد به جهت جلوگیری از مشکلات بعدی مطمئن هستید؟
آیا درصد ترکیب مواد بازیافتی به دست آمده از بازیافت های حاشیه گیری با مواد اولیه ی اصلی صحیح می باشد؟
آیا تمامی رولهای ضایعات شده با لیبل نوع مواد مصرفی مشخص گردیده اند؟
آیا درب تمامی موادکش ها و سیستم توزین بسته است تا از ورود اشیای خارجی جلوگیری گردد؟
میزان سرعت گردش اکسترودرها و موتورها با توجه به حساسیت بالای انها و تاثیر مستقیم آنان بر میزان خروجی مواد توسط تجهیزات کنترلی نظیر تاکومتر کنترل شود؟
آیا فیلترهای روی درایو کنترل و قسمت های خنک کن موتور کنترل شده است؟
آیا روغن گیربکس کافی ست؟ آیا قسمت های مختلف به خوبی روغن کاری میشود؟

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید کاپرولاکتام

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.

کد آیسیک

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید کاپرولاکتام

تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسایی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.

کد تعرفه گمرکی

نحوه تولید کاپرولاکتام

این نمک با آمونیاک خنثی می‌شود تا لاکتام آزاد شود و هم‌زمان پر سولفات آمونیوم تولید شود.در بهینه‌سازی روش‌های صنعتی، توجه زیادی به حداقل رساندن تولید نمک‌های آمونیوم شده است.

روش تولید کاپرولاکتام

۸۰ درصد این ماده از سیکلوهگزانون سنتز می‌شود که ابتدا به اکسیم آن تبدیل می‌شود.تیمار این اکسیم با اسید باعث القای نوآرایی بکمن (Beckmann rearrangement) برای تولید کاپرولاکتام می‌شود.نوآرایی بکمن واکنشی است که در آن یک اکسیم (یعنی ترکیبی که در آن یک کربن با باند دوگانه به NOH- وصل شده است) در حضور اسید به یک آمید تبدیل می‌شود. محصول بدیهی القای نوآرایی اسید، نمک بی‌سولفات کاپرولاکتام است.

روش دیگر

مسیر بزرگ صنعتی دیگر شامل تشکیل اکسیم از سیکلوهگزان با استفاده از نیتروزیل کلرید است.مزیت این روش این است که سیکلوهگزان نسبت به سیکلوهگزانون ارزان‌تر است.

وضعیت واحد های فعال تولید کاپرولاکتام

در نمودار زیر تعداد واحدهای فعال تولید کاپرولاکتام در کشور به تفکیک استان آمده است .

وضعیت واردات و صادرات کاپرولاکتام

جدول واردات و صادرات کاپرولاکتام در کشور به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.

تأمین کنندگان فناوری کاپرولاکتام

BASF آلمان
ZIMMERآلمان
JACOBS آمریکا
STAMICARBON آمریکا
انگلیس BROWN(ENG)
ایتالیا SNAICO ENGINEERING SPA
ایتالیا SINA ENG
UBE ژاپن

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار تولید کاپرولاکتام

ظرفیت تولید سالیانه : ۵۰۰ هزار تن
نرخ برابری دلار : ۲۵۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز :۸ هکتار
زیربنای کل : ۲ هکتار
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۲۸۰ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۴۰۰ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۳۱۰ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۲ درصد

درخواست خدمات مشاوره سرمایه گذاری

برای تحقق یک ایده به کسب وکار موفق باید آن را از ابعاد گوناگون مانند بازار، توجیه اقتصادی، شرایط سرمایه گذاری، مدل سازی کسب وکار، زیرساخت های فنی و فرآیند های تولید مورد مطالعه قرار گیرد.
در صورت تمایل به دریافت خدمات (مطالعه فرصت سرمایه گذاری، تحقیقات بازار، طراحی مدل کسب و کار و سیستم سازی کسب و کار) می توانید پرسشنامه درخواست خدمات مشاوره را تکمیل نمایئد و یا با دفتر شرکت تماس حاصل فرمائید.