预缩聚物过滤器运行及切换方式改进探讨-上海联兵环保免费电话：400-600-5030

摘要:装置提产及其他因素的改变,造成了预聚物过滤器的使用周期缩短。过滤器的运行方式,由一用一备改为并联运行方式,同时优化了切换方法,结果延长了其使用周期,并且切换时的熔体排废量大大减少,相关费用也显著节省。
关键词:聚酯;预缩聚物过滤器;运行方式
中图分类号:: TQ323.41; TQ051.85　　文献标识码:B　　文章编号:1008-8261(2005)04-0032-03
前言
天津石化的20万t聚酯装置,有2条生产线,每条线的产量是10万t/a;投产于2000年8月份,使用德国吉玛公司的工艺技术,是典型的5釜工艺流程。在预缩聚釜和终缩聚釜之间有2台预缩聚物过滤器,流程如图1所示。

图1所示的58-S01/S02就是预缩聚物过滤器,它的切换作业因涉及工艺条件较多而属于车间重大操作。
装置建成以后,每线产量很快就突破设计产量300 t/d, 2003年达到380 t/d。随着装置产量的大幅度提高以及其他因素的改变,该过滤器的运行使用周期从原来的20 d左右下降到7~10 d,后经改进工艺条件而有所改善,但运行周期仍然不理想。
这种情况不利于装置稳定生产。
(1)过滤器切换作业几乎每周2次(装置有2条生产线),每次耗时5~6 h,工艺班组及设备人员压力很大,现场特别忙乱,不利于稳定生产。
(2)切换时,工艺条件频繁波动,产品品质不稳定。
(3)浪费严重。具体表现在: a.为了保证熔体的色相指标,切换时熔体的排废量很大,每次为2. 7~3. 5 ;t b.频繁的切换,造成过滤器清洗费用几乎增加1倍,熔体滤芯消耗费用几乎增加1倍。更换成通量更大的过滤器或增加1台过滤器的计划,都因为投资过大经济性差或因为现场空间有限而未通过。为了解决这个生产的瓶颈问题,对过滤器的运行方式进行了改进。
1　新老运行方式的对比
1. 1　58-S01/S02原运行方式及切换步骤
S01和S02一用一备,当使用中的过滤器出口压力(PR58-07)到0. 2 MPa左右时,将一组新滤芯放入备用过滤器壳体中预热,待PR58-07的值下降到0. 12 MPa左右时(约2 d的时间),切换作业开始。首先填充备用过滤器,并用熔体冲洗过滤器及其进出口管道,直到过滤器出口阀排出的熔体色相合格,然后进行切换。
1. 2　58-S01/S02新运行方式及切换步骤
S01和S02并联使用,当过滤器出口压力(PR58-07)到0. 3 MPa左右时,将一组新滤芯放入过滤器预热器58-A01(下文均简称58-A01)中预热,待PR58-07的值下降到0. 2MPa左右时(约2 d的时间),切换其中一台过滤器,同时将另一组新滤芯放入58-A01中预热, 2 d后切换另外一台过滤器。
2　改变运行方式的步骤
改变运行方式的步骤分4步: (1)可行性论证及方案准备。(2)2台过滤器同时投入使用。(3)完成新运行方式下的第一次切换,总结经验,完善原有方案。(4)摸索最佳工艺条件。
2.1　可行性论证及方案准备
现场的管道及阀门配置如流程图1所示,完全可以实现并联方式下的切换,风险为零。针对切换时熔体排废量偏高的情况(每次2. 7~3. 5 t),新方案充分考虑新老切换方式下的现场实际情况,认为切换时不再排空过滤器及其进出口管道的熔体,将有利于切换时间的缩短,减少熔体排废量。现场实测数据如下: 58-S01/S02处的熔体熔点在254℃左右,物料温度275℃。在环境温度为20℃的情况下,经过58-A01预热的滤芯组提出后5 min内(过滤芯从58-A01提出,然后再放入过滤器壳体中所用的时间),最外层过滤芯表面的温度从285℃下降到238℃,第二层滤芯表面的温度从288℃下降到260℃,第三层及内部其他各层滤芯的温度无法检测到,但是可以肯定要高于第二层的温度。由于物料的比热容比过滤芯滤材的比热容高得多,经过粗略计算,最外层的过滤芯不会被熔体糊死,而第二层以及内部其他各层的过滤芯将正常起到滤过作用,因此,带料切换没有风险。
2.2　2台过滤器同时投入使用
此阶段工作非常简单,按照正常的步骤将备用过滤器投入使用即可。
2.3　完成新运行方式下的第一次切换,总结经验,完善原有方案
此阶段, 2台过滤器处于并联运行状态,切换方式与原步骤不同,简述如下:将需要切换的过滤器的壳体及进出口管道的热媒流量调节到最小,保证伴热温度不低于255℃(此操作的目的是减轻管道及过滤器内部熔体的降解);关闭过滤器进出口阀门,打开过滤器进出口处的排阀排料, 10 min后关闭入口处排阀,保持出口排阀全开(此操作的目的是减少熔体的排放);打开过滤器上盖,将脏滤芯提出,然后将新滤芯从58-A01中提出移入过滤器壳体中,过滤器合盖;微开入口阀向过滤器填充物料,直到出口物料色相合格;全开入口、出口阀,将新滤芯投入使用。接下来进行切换效果验证:将另一台未切换的过滤器进出口阀门关闭,观察PR58-07的压力,如果与一用一备状态下切换后的压力一致,说明过滤器没有被熔体糊死,运行效果正常。切换作业完成后,将另一组干净滤芯放入58-A01中预热, 2 d后切换另一台过滤器。最后,根据此次的现场操作情况,将操作步骤完善,形成操作规程指导今后的操作。
2.4　摸索最佳工艺条件
进行新运行方式下的第一次切换时, 2台并联运行的过滤器使用时间不宜过长,即PR58-07的压力不宜过低,一旦出现意想不到的情况,单台过滤器仍能保证生产继续进行。在此基础上,经过几次切换效果验证,得出最佳的工艺条件。最终的工艺条件是:PR58-07的压力到0. 2~0. 25MPa时,将一组新滤芯放入58-A01预热, 2 d后切换,切换之后,预热另一组滤芯, 2 d之后切换另一台过滤器。3　运行方式改变后的效果评估3.1　过滤器的压力变化数据对比
原运行方式下,过滤器的最长使用周期在15 d左右,新过滤器投用后的一周内,过滤器的压力降曲线斜率很小,在使用周期的中后期,曲线斜率迅速增加(见表1)。

新运行方式下,过滤器的运行周期在50~60 d,过滤器的压力降曲线在30 d内几乎是一条直线,之后的曲线斜率也较原方式下的曲线斜率平坦;而且在新的运行方式下,当PR58-07的压力达到0. 5MPa后,每隔案1周进行一项新操作,即将2台过滤器的出口阀门分别开关一次,操作结束后, PR58-07的压力可以提高0. 04MPa左右,增加2 d多的运行时间(见表2)。

另外,在新运行方式下,过滤芯的整个使用周期内的压差比原方式下小,这种工况有利于延长过滤芯的使用寿命。简单分析原因如下:
(1)装置在稳定运行期间,可以假定物料中的杂质粒径分布稳定、含量稳定,且全部能够被过滤下来,每天过滤下来的杂质量是Xkg,熔体流量是Ykg。也不妨假定,当熔体流量是Ykg的状态下,如果单台过滤器上的纳污量到M·Xkg时(M:使用周期, d), PR58-07的压力正好达到需要切换时的压力。一用一备状态下,Nd后,过滤器上存在的杂质量是N·Xkg,当N=M时,过滤器上的纳污量到M·Xkg时,过滤器必须切换。并联运行状态下,当单台过滤器上存在的杂质量是N·X’kg时,因为熔体的流量是Y/2 kg,X’=X/2,因此使用时间是2Md,但是,由于流量是Y/2,在2Md后,并联运行的过滤器的压差较小,PR58-07的压力要比需要切换时的压力高许多,因此,并联过滤器的使用周期大于2Md,即单台过滤器的使用周期大于Md。
(2)在原运行方式下,过滤器使用时的初始压差在0. 1 MPa左右,切换时的压差在0. 58 MPa左右。新的运行方式下,过滤器使用时的初始压差在0. 06MPa左右,切换时的压差在0. 5MPa左右。预聚物过滤芯滤材是不锈钢金属毡,它的过滤机理是深层过滤,在使用过程中,物料中的粗大粒子会被挤压进金属毡的缝隙中,堵塞过滤器。比较新老运行方式下的压差,显然新方式下压差较小,减轻了粗大粒子在金属毡缝隙中的堵塞作用,也减小了对滤毡缝隙的破坏,既延长了使用周期,又延长了滤材的使用寿命。
3.2　切换耗时及熔体排废量的对比
原运行方式下,切换一次一般耗时5~6 h。新运行方式下,切换一次一般耗时在3 h以内,减少了工艺波动时间。新运行方式下,由于控制了正在切换中的过滤器的伴热热媒温度,且切换时间大大缩短,物料降解程度较浅,在保证熔体色相的前提下,单台过滤器切换时的熔体排废量一般在1 t以下,与原方式下的2. 7~3. 5 t相比,每次切换可减少2 t的熔体排废量,而使用周期的延长又减少了切换的次数,因此,大大减少了熔体的浪费。每条线每年减少熔体排废约40 t。
3.3　过滤器泡点检测数据对比
查阅过滤芯清洗后的泡点数据,在滤芯使用5至6次后,并联使用的过滤芯在做三甘醇发泡检验时,泡点压力较为均匀,单根滤棒出现大气泡而作废的现象减少。说明过滤芯的受损程度减小,可以延长使用周期。
3.4　并联运行的方式和新切换方法,对熔体品质指标没有任何影响
并联运行的方式和新切换方法既节省了时间,又减少了熔体排废量,这种变化对生产是有利的,实行并联运行和新切换方法后,一切品质指标正常。
3.5　新切换方式下对保全工人的要求较高
新切换方式要求过滤器的安装时间要尽量短。为了达到此目的,根据现场的实际情况,制作了一些专用工具,既灵巧又方便。经过2次切换的实践,保全工即可全部掌握操作要领,安装时间一般在45min左右。
综上所述,过滤器并联运行延长了过滤器的使用周期,为装置生产消除了瓶颈。新的切换方法使装置减少了熔体排废量、滤芯的清洗费用、滤芯的消耗费用,经济效益明显,职工的生产压力和劳动强度也都得到了很大的减轻。

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