Công Nghệ Sản Xuất Xơ Sợi Polyester Tại Nhà Máy Xơ Sợi Đình Vũ

Nhà máy xơ sợi Polyester Đình Vũ với công suất 500 tấn sản phẩm/ngày trên diện tích 15ha tại khu Công nghiệp Đình Vũ. Sản phẩm chính của nhà máy bao gồm sợi dài POY/DTY, xơ ngắn PSF và hạt nhựa Polyester (hạt chip). Sau đây là mô tả khái quát các công nghệ liên quan của nhà máy xơ sợi Polyester Đình Vũ.

Công nghệ sản xuất Polyester hiện đại (cụm phân xưởng bản quyền, Polycondensation Unit)

Công nghệ sản xuất Polyester 2 bình phản ứng (PET2R) được cung cấp bởi Nhà cung cấp bản quyền Uhde Inventa Fischer (Thụy Sỹ) bao gồm các giai đoạn như: chuẩn bị xúc tác, chuẩn bị tác nhân làm mờ, trộn nguyên liệu, phản ứng este hóa (2 giai đoạn) và trùng ngưng (2 giai đoạn), tách và thu hồi rượu MEG dư, vận chuyển sản phẩm polymer nóng chảy Melt đến các phân xưởng tiếp theo…

Nguyên liệu phản ứng gồm MEG và PTA được trộn với nhau theo tỉ lệ mol là xác định. Dòng xúc tác được trộn với dòng nguyên liệu tạo ra hồ và được đưa tới bình phản ứng ESPREE. Trước khi đưa vào bình phản ứng, hồ nguyên liệu được trộn thêm dòng phụ gia TiO2 và được nâng nhiệt độ tới nhiệt độ phản ứng.

Bình phản ứng ESPREE gồm 3 phần: Phần dưới cùng là khu vực phản ứng este hóa (esterification). Sản phẩm đi ra từ khu vực este hóa được bơm vận chuyển lên phần cao nhất của bình phản ứng là khu vực sau este hóa (post esterification-PE). Sản phẩm sau đó được đưa xuống phần giữa của bình phản ứng là khu vực tiền trùng ngưng nhờ trọng lực (pre-polycondensation-PP). Sản phẩm từ khu vực PP được xả và vận chuyển tới bình phản ứng DISCAGE. Trong quá trình phản ứng tại khu vực PE và PP, sản sinh ra một lượng lớn hơi gồm rượu MEG dư và nước được đưa sang khu vực tách rượu và nước. Tại đây rượu được tách ra và quay trở lại quá trình công nghệ để bổ sung lượng rượu bay hơi và tận dụng lượng nhiệt trao đổi.

Bình phản ứng DISCAGE là nơi diễn ra phản ứng trùng ngưng (polycondensation) tạo thành sản phẩm Polyester dưới dạng nóng chảy Melt. Sản phẩm Melt được lọc và vận chuyển, phân phối tới các phân xưởng công nghệ tiếp theo (hạt Chip, xơ PSF, sợi POY/DTY) thông qua một van phân phối 3 chiều.

Công nghệ sản xuất hạt Chip PET

Phân xưởng sản xuất hạt Chip Polyester cũng nằm trong cụm phân xưởng bản quyền (Polycondensation Unit) và được cung cấp bởi Uhde Inventa Fischer (Thụy Sỹ).

Trong điều kiện vận hành ổn định và do nhu cầu của thị trường, nhà máy chỉ sản xuất ra các dòng sản phẩm là xơ ngắn PSF và sợi POY/DTY. Tuy nhiên, nếu nhu cầu thị trường thay đổi, hoặc một trong các phân xưởng sản xuất xơ hoặc sợi phải tạm dừng hoạt động thì phân xưởng tạo hạt Chip sẽ được khởi động. Công suất tối đa sản xuất ra hạt Chip là 180 tấn/ngày..

Melt nóng chảy sau khi đi ra khỏi van phân phối 3 chiều được phun qua một hệ thống làm mát, đông cứng và cắt tạo hạt bằng nước. Sau đó các hạt Chip được sấy khô, sàng lọc để loại bỏ các hạt Chip có kích thước lớn, cuối cùng được vận chuyển đến các silo chứa sản phẩm và đóng gói thành các kiện sản phẩm chuyển đến kho chứa.

Công nghệ sản xuất sơ PSF

Công nghệ sản xuất sơ PSF được cung cấp bởi Hãng Neumag (CHLB Đức). Phân xưởng sản xuất xơ ngắn gồm 2 dây chuyền, công suất sản xuất xơ ngắn PSF là 400 tấn/ngày. Sau khi ra khỏi van phân phối tại phân xưởng trùng ngưng, Melt được vận chuyển tới đầu vào của dây chuyền kéo sợi PSF. Công nghệ sản xuất PSF gồm có 3 giai đoạn như sau:

* Phân phối melt và cụm phun sợi (spinning system)

Một hệ thống gia nhiệt HTM để giữ melt ở một điều kiện nhiệt độ cho trước ở van phân phối và tại các cụm phun sợi. Máy trộn tĩnh trong hệ thống ống đảm bảo một môi trường nhiệt độ đồng nhất trong melt mà không tạo ra các điểm chết trong hệ thống. Bơm bánh răng có định lượng cấp melt cho các cụm phun sợi với áp suất và thể tích chuẩn. Melt nóng chảy đi vào ống phân phối được chuyển qua bơm phun định lượng đến từng ổ phun sợi (spin pack). Bơm phun đảm bảo sự đồng nhất cao của chất melt nóng chảy đi qua từng ổ phun. Ở đây melt được lọc, sau đó được ép qua các lỗ của đĩa phun (spinneret) và tạo thành dạng sợi. Sợi mới phun ra được đi qua buồng làm lạnh nhanh, ở đây dòng khí lạnh dạng lớp được phân phối với tốc độ được điều chỉnh, cùng với nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát. Sau đó sợi được đưa tới khu vực ra sợi (fiber draw-off wall).

* Khu vực ra sợi và hệ thống thùng chứa (Draw-off wall and Cans)

Sau khi ra khỏi cụm phun sợi, các bó sợi ở từng vị trí được đi qua một hệ thống tráng dầu bôi trơn được định lượng. Sợi ở mỗi vị trí được dẫn hướng bởi các con lăn dẫn hướng và được ghép vào thành bó. Sau đó đi vào bánh xe tĩnh (sunflower) và cuối cùng đuợc xếp lên thùng chứa (cans).

* Công đoạn kéo căng sợi (Draw Line)

Các thùng chứa sợi (cans) sau đó được xếp vào khu vực giàn dẫn (creels) rồi đi qua các con lăn của máy dẫn hướng dải sợi để đảm bảo sức căng đồng nhất trước khi dải sợi đi vào bể nhúng gia nhiệt, rồi đi vào khu vực kéo căng. Dải sợi được đi qua con lăn căng để đảm bảo tạo một sức căng dải đồng nhất bằng cách điều chỉnh tốc độ máy. Sau đó, dải sợi được sấy khô trong máy sấy dạng băng tải. Sau khi ra khỏi máy sấy, dải sợi được cấp dưới áp lực đồng nhất bởi một máy kéo hai con lăn, đi vào máy cắt xơ và được cắt theo chiều dài yêu cầu. Máy cắt được đặt trên nóc của thiết bị đóng kiện và việc đưa xơ xuống máy đóng kiện được thực hiện nhờ trọng lực. Kiện xơ được đóng theo từng kiện với trọng lượng là 380kg. Sau cùng kiện xơ được đưa đến khu vực kho chứa sản phẩm.

Công nghệ sản xuất sợi POY/DTY

Công nghệ sản xuất sợi POY/DTY được cung cấp bởi Hãng Barmag (CHLB Đức). Sợi filament bao gồm sản phẩm trung gian là sợi POY (sợi định hướng sơ bộ) và sản phẩm cuối cùng là sợi DTY (sợi dún). Công suất sản xuất sợi Filament là 100 tấn/ngày. Sau khi ra khỏi van phân phối 3 chiều tại phân xưởng trùng ngưng, Melt được vận chuyển tới đầu vào của dây chuyền kéo sợi POY.

* Công đoạn sản xuất sợi POY (Partially oriented yarn)

Công nghệ sản xuất sợi POY về cơ bản giống như giai đoạn đầu của công nghệ sản xuất xơ PSF. Vì vậy cũng bao gồm: một hệ thống gia nhiệt HTM, máy trộn tĩnh, ổ phun sợi (spin pack), lọc sợi, đĩa phun (spinneret) và tạo thành dạng sợi.

Sau khi ra khỏi đĩa phun, sợi được làm lạnh bởi hệ thống làm lạnh nhanh bằng khí ở điều kiện ổn định. Sau đó sợi sẽ đi qua thiết bị tráng dầu, tại đây một hỗn hợp dầu đặc biệt được trộn vào sợi để giảm ma sát, giảm tích điện cũng như tạo sự gắn kết sợi cao hơn, sau đó sợi filament sẽ đi qua cụm con lăn nguội. Cuối cùng, sợi được cuộn lại thành búp sợi nhờ hệ thống đánh ống tự động.

* Công đoạn sản xuất sợi Filament DTY (Draw textured yarn)

Sợi Filament DTY được sản xuất bởi quá trình dún, đi từ sợi filament POY. Công đoạn dún sẽ làm thay đổi hoàn toàn đặc tính của sợi phẳng ban đầu bằng cách tạo nếp (thông qua việc gia nhiệt 2 lần và tạo xoắn giả). Sau giai đoạn xoắn giả, sợi sẽ được trải qua các công đoạn chấm dính và bôi dầu để tăng cường chất lượng và cuốn lại thành búp sợi bằng máy đánh ống. Sau đó búp sợi được đưa đến khu vực đóng thùng, mỗi thùng gồm 6 búp sợi có trọng lượng là 30 kg và cuối cùng được chuyển sang kho chứa sản phẩm.

Các hạng mục năng lượng phụ trợ

Hệ thống tiêu thụ phụ trợ của nhà máy bao gồm: ·         Nước làm mát ·         Nước làm lạnh ·         Nước khử khoáng ·         Nước sau lọc ·         Khí điều khiển và công cụ ·         Hơi nước ở các áp suất khác nhau ·         Nước ngưng ·         Nitơ kỹ thuật và nitơ sạch

Ngoài ra nước sạch và nước cứu hỏa, nhiên liệu đốt và điện được cung cấp từ bên ngoài nhà máy. Hệ thống xử lý nước thải được xây dựng để xử lý sơ bộ và kết nối với hệ thống xử lý nước thải trung tâm của khu công nghiệp Đình Vũ.

Nhà máy Polyester có hệ thống xử lý nước sạch riêng, cung cấp nước đầu vào cho các hộ tiêu thụ như hệ thống sản xuất nước khử khoáng, tháp nước làm mát, hệ thống làm lạnh, hệ thống cung cấp nước sinh hoạt và nước sau lọc. Nước sạch được lấy từ đường ống cung cấp của khu công nghiệp Đình Vũ, được chứa trong bể chứa nước sạch. Sau đó nước sạch được bơm sang khu vực xử lý nước sạch (gồm 2 bộ phận là tiền xử lý và khử khoáng). Bộ phận tiền xử lý bao gồm 1 hệ thống lọc, 1 hệ thống thẩm thấu ngược RO. Bộ phận khử khoáng bao gồm hệ thống nhựa trao đổi ion. Nước đi ra từ bộ phận tiền xử lý được tách ra một phần dẫn sang bộ phận khử khoáng, còn lại để bổ sung nước làm mát và cung cấp nước sinh hoạt. Nước đi ra từ bộ phận khử khoáng là nước khử khoáng đã loại bỏ phần lớn các muối và tạp chất được sử dụng cung cấp cho lò hơi, bổ sung nước làm lạnh và các dịch vụ khác.

Nhà máy có một hệ thống gom nước ngưng condensate để cung cấp một lượng nước khử khoáng cho nồi hơi (Boiler Feed Water) và tận dụng lượng nhiệt trao đổi do ngưng hơi. Nồi hơi và hệ thống khử quá nhiệt cho phép tạo ra các dòng hơi nước ở các áp suất khác nhau.

Nhà máy có phân xưởng sản xuất khí điều khiển và khí công cụ với các áp suất khác nhau từ 4-9 barg. Một phần khí công cụ sẽ được đưa sang phân xưởng sản xuất khí nitơ kỹ thuật.

Nitơ tiêu thụ tại nhà máy gồm 2 loại là nitơ kỹ thuật và nitơ sạch. Nitơ kỹ thuật được sản xuất từ hệ thống PSA với nguyên liệu là khí công cụ đã làm khô, còn nitơ sạch được cung cấp từ hệ thống hóa hơi nitơ lỏng lấy từ bên ngoài nhà máy.

Hệ thống cung cấp khí đốt cho nhà máy dựa trên nhiên liệu là LPG và cung cấp khí đốt cho nồi hơi và lò đốt của hệ thống HTM. LPG có thể được nhập qua đường ống hoặc xe bồn và được tồn trữ trong bể chứa LPG.

Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy cho phép xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn đầu vào của trạm xử lý nước thải trung tâm khu công nghiệp Đình Vũ. Hệ thống bao gồm các công trình thu gom, xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý, sinh học, các bể trung hòa, lắng, lọc..

Các hạng mục ngoại vi

Các hạng mục ngoại vi bao gồm khu bể chứa MEG, khu bể chứa LPG, nhà kho chứa sản phẩm PSF, nhà kho chứa sản phẩm filament, nhà kho và hệ thống vận chuyển nạp liệu PTA, nhà kho và hệ thống vận chuyển hạt Chip.

PTA được vận chuyển từ bên ngoài nhà máy tới nhà kho. Mỗi bao PTA 1 tấn sẽ được hệ thống vận chuyển và nạp liệu đưa vào các hopper và silo trong khu vực phân xưởng trùng ngưng. Hệ thống sử dụng khí nitơ làm tác nhân đẩy, đồng thời ngăn không cho ôxy tiếp xúc với PTA, giảm nguy cơ gây cháy nổ. MEG được bơm từ cảng lỏng tới bể chứa MEG thông qua hệ thống đường ống dài.

Hạt chip sau khi đi ra từ phân xưởng tạo hạt sẽ được vận chuyển tới các silo chứa nhờ hệ thống vận chuyển. Sau đó chuyển hạt chip được chuyển xuống đóng gói và đưa vào nha kho chờ xuất xưởng.

Các sản phẩm Filament và PSF sau khi đi ra khỏi dây chuyền sản xuất sẽ được tồn trữ trong các kho chứa sản phẩm.

Ghi chú (*): Trong điều kiện vận hành ổn định và do nhu cầu của thị trường, nhà máy chỉ sản xuất ra các dòng sản phẩm chính là xơ ngắn PSF và sợi POY/DTY. Phân xưởng sản xuất hạt Chip chỉ được khởi động nếu nhu cầu thị trường thay đổi, hoặc một trong các phân xưởng sản xuất xơ hoặc sợi phải tạm dừng hoạt động.

Nguồn pvtex-dv.vn